KR20130056734A - 무전지 센서 태그 및 그의 데이터 처리 방법 - Google Patents

Abstract

센서 태그는 복수의 센서를 포함하며, 리더로부터의 센싱 동작을 요청하는 명령어에 따라 복수의 센서 중 적어도 하나의 센서가 동작하면서 센서 데이터를 획득한다. 획득된 데이터는 메모리에 저장되는 과정 없이 바로 리더로 전송된다.

Description

무전지 센서 태그 및 그의 데이터 처리 방법{sensor tag without battery and method for processing data thereof}

본 발명은 센서 태그에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 무전지 센서 태그와 그의 데이터 처리 방법에 관한 것이다.

RFID(Radio Frequency Identification)는 제품이나 사물의 정보 예를 들어 제품의 생산, 유통 및 소비자에 이르는 전과정의 정보를 전자 태그에 저장하고 전파를 이용해서 정보를 인식하는 기술이다. 이러한 RFID를 이용한 시스템은 정보를 저장하고 무선 프로토콜로 데이터를 교환하는 태그와 이 태그들과 통신하는 리더로 구성된다. 또한 태그는 전원의 공급유무에 따라서 능동형과 수동형으로 구분된다. 능동형 태그는 리더의 전력을 감소시키고 리더와의 인식 거리를 멀리할 수 있는 장점이 있으나 전원 공급 장치가 필요하므로, 가격과 사용 방법에 제약이 있다. 반면에 수동형 태그는 가격도 저렴하고 반영구적으로 사용할 수 있으나, 인식거리가 짧고 리더에서 더 많은 전력을 소비하며, 저장할 수 있는 데이터의 양이 많지 않다는 단점이 있다.

RFID의 사용분야가 점점 확대되고, 사용방법이 다양해짐에 따라, 태그의 기능도 점점 많아지고 있다. 특히 태그가 저장해야 하는 데이터의 양이 단순한 물품 관리에 사용되는 경우에는 수바이트에 불과하지만, USN(Ubiquitous Sensor Network)와 같은 센서 태그의 경우에는 수킬로바이트의 데이터를 저장해야 하는 경우도 발생하고 있다. 센서로부터 측정된 데이터를 저장하는 경우, 메모리 공간에 저장되는 데이터의 양이 많을수록 센서의 효율성을 증대시키고 사용 목적에 적합한 역할을 할 수 있다.

그러나 저장하는 데이터가 많아짐에 따라, RFID의 저장공간으로 사용되는 메모리의 용량이 점점 커지게 되고 이는 곧 RFID의 전력 소비량을 증가시키게 된다. 전력 사용량이 증가할 경우, 수동형의 센서 태그는 사용이 불가능하게 되며, 능동형의 센서 태그의 경우에도 배터리 수명이 짧아지므로써, 여러가지 사용상의 제약을 받을 수 있다. 특히 RFID의 메모리는 주로 비휘발성 메모리를 사용하므로, 새로운 데이터를 쓰기 위해 현재의 데이터를 지우고 새로운 값을 쓰는 과정을 거치고 그 과정에서 높은 전압을 사용하므로, 전체적인 전력 소모량을 증가시키기도 한다.

RFID를 이용한 서비스 측면에서는 동물이나 사물에 부착하여 주변의 환경 정보를 센싱하여 리더로 전송하는 서비스가 다수 등장하고 있으며, 이로 인해 무전지로 동작하는 센서 태그의 필요성이 대두되었다. RFID 태그를 무전지로 동작시키기 위해서 저전력 운용이 필수적인 요구사항이 되었으며, 특히 각종 센서를 내장하면서도 무전지로 운용할 수 있는 센서 태그가 필수적인 상황이 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 데이터 저장을 위한 메모리의 용량을 감소시키고 전력 소모를 최소화할 수 있는 무전지 센서 태그 및 그의 데이터 처리 방법을 제공하는 것이다.

위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 센서 태그의 데이터 처리 방법은, 복수의 센서를 포함하는 센서 태그가 리더로부터 센싱 동작에 관련된 명령어를 수신하는 단계; 상기 센서 태그가 상기 명령어에 따라 전원을 생성하여 동작하여, 상기 센서가 센싱 동작을 수행하여 센서 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 센서 태그가 상기 센서에 의하여 획득한 센서 데이터를 저장하는 과정을 수행하지 않고 상기 리더로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 센서 태그가 획득한 센서 데이터를 비휘발성에 메모리에 저장하지 않고 리더에 직접 전송함으로써, 태그내의 메모리의 용량을 감소시킬 수 있다. 또한 센서 데이터를 위한 별도의 비휘발성 메모리를 태그에 구현하지 않을 수도 있으므로, 전력 소모를 줄이고 센서 태그의 칩의 면적을 감소시켜 원가를 낮출 수 있다.

도 1은 일반적인 센서 태그의 메모리의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무전지 센서 태그의 구조를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리의 구조를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그의 데이터 처리 방법의 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무전지 센서 태그 및 그의 데이터 처리 방법에 대하여 설명한다.

일반적으로 센서 기능을 내장하고 있는 센서 태그는 무선을 통해 리더와 통신하며, 태그내의 각종 정보 및 센서들로부터 입력되는 센서 데이터를 저장하고 관리하며, 리더의 요청에 따라 저장되어 있던 센서 데이터를 리더로 전송한다. 구체적으로 센서 태그는 센서로부터 제공되는 센서 데이터들은 자동으로 메모리의 센서 데이터용으로 할당된 메모리 주소에 대응하는 저장 영역에 저장한다. 이와 같이 메모리의 센서 데이터용 저장 영역에 저장된 데이터는 별도의 메모리 접근 명령을 통해 리더로 전송된다.

도 1은 센서 태그에서의 메모리 구조를 구체적으로 나타낸 도이다.

센서 태그는 도 2와 같은 메모리(100)를 포함하는데, 메모리(100)는 태그 고유의 정보인 EPC(electronic product code)를 저장하는 메모리(101), TID(tag identification)를 저장하는 메모리(102), 그리고 센서 데이터를 저장하는 메모리(103)를 포함한다. 이러한 메모리(100)는 비휘발성 메모리로 이루어진다. 일반적으로 전력 사용을 최소화 하고, 센서 태그의 가격을 절감하기 위하여 최소한의 용량의 비휘발성 메모리를 사용하게 된다.

비휘발성 메모리의 용량에 따라 태그의 전력 소모와 가격이 급변하게 되므로, 센서 데이터를 저장하는 메모리(103)는 가능한 적은 용량이어야 하지만, 센서 태그의 사용 용도에 따라서는 반대로 그 용량이 커야 할 경우도 있다.

일반적으로 센서의 의하여 생성되는 센서 데이터는 메모리(103)에 저장되는데, 센서 데이터를 저장할 때 고압의 전원을 필요로 하므로 전력 소모가 많이 발생한다. 또한 메모리(103)가 센서 태그의 면적 중 많은 부분을 차지하므로 원가 상승의 원인이 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그는 센서 데이터를 저장하지 않고 리더로 전송하여, 센서 데이터 저장에 따른 전력 소모를 줄이고 센서 데이터를 저장하기 위한 영역을 감소시킨다.

이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그는 다음과 같은 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그의 구조를 나타낸 도이다.

첨부한 도 2에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그(200)는 무선을 통해 리더(300)와 통신하는 RF 연결부(201), 다양한 정보를 감지하는 복수의 센서로 이루어지는 센서부(202), 태그 관련 각종 정보를 저장하는 메모리(203), 그리고 제어부(204)를 포함한다.

제어부(204)는 리더(300)로부터 수신되는 명령어를 해석 및 처리하고, 센서부(202)로부터 획득한 센서 데이터의 처리를 제어하며, 또한 메모리(203)로의 데이터 읽기 및 쓰기 리드 및 라이트를 제어한다. 특히 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(204)는 센서부(202)로부터 제공되는 센서 데이터를 메모리(203)에 저장하지 않고 RF 연결부(201)를 통하여 리더(300)로 전송한다.

이와 같이 센서 데이터가 센서 태그(200)에 저장되지 않고 리더(300)로 전송됨으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그(200)의 메모리(203)는 센서 데이터 저장을 위한 별도의 저장 영역을 포함하지 않을 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리의 구조를 나타낸 도이다.

첨부한 도 3에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리(203)는 EPC 저장을 위한 저장 영역과 TID 저장을 위한 저장 영역만을 포함하며, 센서 데이터를 저장하는 별도의 저장 영역을 포함하지 않는다. 그 결과 수킬로바이트 정도의 용량을 가질 수 있는 센서 데이터의 저장을 위한 별도의 메모리 용량이 확보되지 않아도 됨으로써, 메모리(203)의 저장 용량을 종래에 비하여 현저하게 감소시킬 수 있다.

이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그(200)는 개별적인 소자를 이용하여 보드 형태로 구성될 수 있으며, 반도체 공정을 이용하여 센서를 포함하는 단일 칩으로 구현될 수 있다.

한편 리더(300)가 센서 태그(200)로부터의 센서 데이터를 저장 및 관리하는 데이터베이스를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

다음에는 이러한 구조로 이루어지는 센서 태그를 토대로 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 처리 방법에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 센서 태그의 데이터 처리 방법의 흐름도이다.

리더(300)와 센서 태그(200) 사이에 통신이 개시되면, 예를 들어, 인벤토리(inventory) 절차를 통하여 통신을 개시하게 되면(S100), 리더(300)는 센서 태그(200)로 소정 정보를 획득하는 센싱 동작을 수행하도록 명령어를 송신할 수 있다(S110). 이때 센싱 동작을 위한 명령어는 특정 번지에 대한 메모리 접근 명령(예: Memory Read @FFFF_FFFF )을 사용하여 구현될 수도 있다.

센서 태그(200)는 리더(300)로부터 명령어를 수신하고, 수신되는 명령어에 해당하는 신호를 토대로 전원을 생성한다. 생성된 전원은 센서부(202)로 공급되며, 센서부(202)는 공급되는 전원에 따라 구동된 상태에서 제어부(204)로부터의 제어에 따라 센싱 동작을 수행한다(S120).

센서부(202)는 센싱 동작에 따라 획득되는 센서 데이터를 제어부(204)로 제공하며, 센서 데이터는 제어부(204)의 임시 레지스터에 저장된 다음에 바로 리더(300)로 전송된다(S130, S140). 즉, 센싱 동작에 따라 획득한 센서 데이터는 별도의 센서 데이터용 비휘발성 메모리에 저장하는 과정 없이 바로 리더(300)로 전송된다. 여기서 실질적으로 센서 태그(200)는 1회 센싱된 데이터만을 저장하게 되며, 리더(300)는 센서 태그(200)로부터의 센서 데이터를 누적하여 저장 및 관리할 수 있다.

이러한 과정에 의하여 제어부(204)가 비휘발성 메모리(203)의 접근에 필요한 전력을 절감할 수 있다. 또한 센서 데이터를 위한 비휘발성 메모리의 필요성을 제거할 수 있으므로, 메모리 용량이 적어져서 센서 태그(200)의 전체적인 면적도 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에서는 인벤토리 절차 이후에 하나의 명령어로 센서데이터를 리더까지 전송할 수 있다. 즉, 종래에는 리더가 센싱 동작을 위한 명령어, 센서 데이터 전송을 위한 명령어 등 다수의 명령어를 송신하여야 센서 데이터를 획득할 수 있지만, 본 발명의 실시 예에 따르면 단일 명령어로 용이하게 센서 데이터를 획득할 수 있다. 그러므로 리더의 명령어 전송에 따른 전력 소모도 감소시킬 수 있다.

한편 위에 기술된 실시 예와는 달리, 제어부(202)는 복수의 센서로 이루어지는 센서부(202)에 의하여 획득되는 센서 데이터들 중에서 특정 센서로부터 획득되는 센서 데이터는 메모리(203)에 선택적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 미리 특정 센서에 의하여 획득되는 센서 데이터는 메모리(203)에 저장하지 않고 바로 리더(300)로 전송되도록 설정되고, 다른 특정 센서로부터 획득되는 센서 데이터는 메모리(203)에 저장되도록 설정될 수 있다. 이러한 경우에, 메모리(203)에 저장되는 것으로 설정된 특정 센서의 센서 데이터를, 소정 조건이 만족되는 경우에만 저장되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 소정 센서의 센서 데이터가 저장되는 것으로 설정되어 있어도, 해당 센서의 센서 데이터들 중에서 특정 주기나 시간에 획득된 센서 데이터만 메모리(203)에 저장되도록 할 수 있다. 또는 다른 센서 데이터들의 값이 소정 조건을 만족하는 이벤트 발생시에, 해당 시점에서 획득한 센서 데이터만을 메모리(203)에 저장하는 것으로 설정될 수 있다. 이에 따라 센서 데이터를 메모리(203)에 선택적으로 저장하는 경우에는 센서 데이터 저장을 위한 소정 저장 영역이 요구되지만, 모든 센서의 센서 데이터를 메모리에 저장하는 것에 비하여 현저히 적은 용량의 메모리만이 요구됨으로써, 센서 데이터 저장에 따른 전력 소모 및 센서 데이터 저장을 위한 메모리 용량을 현저히 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

1. 복수의 센서를 포함하는 센서 태그가 리더로부터 센싱 동작에 관련된 명령어를 수신하는 단계;
   상기 센서 태그가 상기 명령어에 따라 전원을 생성하여 동작하여, 상기 센서가 센싱 동작을 수행하여 센서 데이터를 획득하는 단계; 및
   상기 센서 태그가 상기 센서에 의하여 획득한 센서 데이터를 저장하는 과정을 수행하지 않고 상기 리더로 전송하는 단계
   를 포함하는, 센서 태그의 데이터 처리 방법.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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