KR20150114592A - Rfid태그 및 상기 rfid태그를 이용하는 rfid시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID태그 및 상기 RFID태그를 이용하는 RFID시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그는 안테나; 측정 대상체의 변형을 감지하기 위한 스트레인 게이지; 상기 스트레인 게이지로부터 측정되는 상기 측정 대상체의 상태 정보를 기초하여 변형되는 저항값에 따른 공진주파수를 설정하는 구동칩;을 포함한다.

Description

RFID태그 및 상기 RFID태그를 이용하는 RFID시스템{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG AND RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION SYSTEM FOR USING THE RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}
본 발명은 RFID태그 및 상기 RFID태그를 이용하는 RFID시스템에 관한 것이다..
일반적으로 건축물 또는 시설물에 대한 유지 및 보수를 위해서는 지속적인 관리를 위한 대상물에 대한 상태 측정을 실행해야 한다.
건축물 또는 시설물에 대한 상태 측정은 주로 내부 바닥이나 보의 하부에 변위량을 측정하여 도면에 표시하거나 기준값과의 비교를 통하여 상태 변이에 대한 정보를 확인할 수 있다.
건축물에 대한 변위를 측정하기 위해서는 전문 인력과 전문 장비를 이용하여야 하며, 그에 대한 시간과 비용이 지속적인 소비가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 태그를 이용하여 건축물의 유지 및 보수를 위한 계량을 용이하게 실행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그는 안테나; 측정 대상체의 변형을 감지하기 위한 스트레인 게이지; 상기 스트레인 게이지로부터 측정되는 상기 측정 대상체의 상태 정보를 기초하여 변형되는 저항값에 따른 공진주파수를 설정하는 구동칩;을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템은 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 스트레인 게이지를 이용하여 측정 대상체의 상태 정보를 취득하고, 상기 취득된 상태 정보를 기초하여 공진 주파수를 설정하는 태그; 상기 태그로부터 상기 공진 주파수에 따른 변위값을 산출하는 RFDI리더;를 포함한다.
본 발명에 따른 태그는 건축물 또는 다양한 조형물 등에 적용되어, 건축물 또는 조형물 등의 부동적인 대상체에 대한 상태 정보를 취득하고 그에 따른 유지 및 관리를 용이하게 실행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태그는 관리하고자 하는 대상물에 대한 정보를 사용자에게 직접적으로 데이터 전송 및 확인할 수 있도록 함으로써, 관리 대상물에 대한 상태 확인 및 관리가 용이하게 실행될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그를 포함하는 측량 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 RFID태그를 포함하는 RFID시스템에서의 측량 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그를 포함하는 측량 시스템 구성도이다.
도 1 를 참조하면, 본 실시 예의 측량 시스템은 RFID태그(100)와 RFID리더(200) 또는 RFID리더(200)를 포함하는 사용자 단말(20)을 포함하여 구성될 수 있다.
태그(100)는 본 발명의 실시 예에 따라 건축물등과 같이 상태 측정 대상체에 적어도 하나 이상 부착될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 태그(100)는 스트레인 게이지를 포함할 수 있다. 태그(100)는 건축물에 부착되어 상기 스트레인 게이지에 의해 측정되는 상태 값에 따른 공진 주파수에 의해 RFID리더(200)의 응답신호를 출력할 수 있다.
리더(200)는 건축물에 부착되는 적어도 하나의 태그(100)로부터 수신되는 응답 신호 주파수 값에 따라 건축물의 변위를 확인할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예에 따른 리더(200)는 사용자 단말(20)과 일체형으로 구성되거나 별도로 구성되어 통신을 수행할 수 있다. 따라서 리더(200)에서 취득된 태그로부터 수신된 값에 따른 건축물의 상태 정보를 사용자에게 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID태그(100)는 건축물 또는 고정된 물체(B)상에 장착된다. 이때 태그(100)는 구동칩(driving chip: 110), 안테나소자(120) 및 실장 부재(mounting member: 130) 및 스트레인 게이지(140)를 포함한다.
특히 본 발명의 실시 예에 따른 태그(100)는 측정 대상체(B)의 수평 및 수직변위 및 상태를 측정하기 위해 복수의 구동칩(110a, 110b), 안테나 소자(120a, 120b), 실장 부재(130a, 130b) 및 스트레인 게이지(140a, 140b)로 구성될 수 있다.
구동 칩(110)은 태그(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이때 구동 칩(110)은 통신 회로, 메모리 및 제어회로를 포함한다. 통신 회로는 무선으로 데이터를 송수신한다. 메모리는 태그 정보를 저장한다. 제어 회로는 통신 회로 메모리 및 안테나 소자(120)에 연결되며, 통신 회로, 메모리 및 안테나 소자(120)를 각각 제어한다. 이때 제어 회로는 안테나 소자(120)에 전원을 인가한다. 여기서, 제어회로는 리더에서 공급되는 전원으로 구동하며, 안테나 소자(120)를 동작시킬 수 있다. 또는 제어회로는 배터리의 전원으로 구동하며, 안테나 소자(120)를 동작시킬 수도 있다. 구동칩(110)은 본발명의 실시 예에 따라 수직 및 수평 스트레인 게이지(140a, 140b)에 각각 대응되게 구비되거나, 통합되는 하나의 구동칩으로 구성될 수 있다.
구동칩(140)은 본 발명의 실시 예에 따라 수평 및 수직 스트레인 게이지(140a, 140b)각각에서 측정되는 길이 변형에 따른 저항값에 대한 정보를 취득하고 그에 따른 공진 주파수 값을 대응되게 저장할 수 있다. 또한 구동칩(140)은 해당 공진 주파수를 이용하여 안테나 소자(120)를 통하여 리더(200)로 응답신호를 전송할 수 있다.
안테나 소자(120)는 태그(100)에서 무선 접속을 수행한다. 즉, 안테나 소자(20)는 구동칩(110)의 제어 하에 공진 주파수 대역에서 동작한다. 이때 안테나 소자(120)는 구동칩(110)에서 전원이 인가됨에 따라 공진 주파수 대역에서 동작한다.
이때 공진 주파수 대역은 안테나 소자(120)으 사이즈 및 형상에 따라 결정된다. 즉, 안테나 소자(120)의 사이즈 및 형상에 따라 공진 인덕턴스 및 공진 커패시턴스와 같은 전기적 특성이 형성되며, 해당 전기적 특성에 대응하여 공진 주파수 대역이 결정된다. 예를 들면, 안테나 소자(120)의 길이 및 폭에 따라 공진 인덕턴스가 형성되고, 안테나 소자(120)에서 점위치에 따른 간격에 따라 공진 커패시턴스가 형성될 수 있다.
이러한 안테나 소자(120)는 구동칩(110)에 연결된다. 그리고 안테나 소자(120)는 구동칩(110)으로부터 연장된다.
또한 상기 공진 주파수는 본 발명의 실시 예에 따 수평 또는 수직 스트레인 게이지(140a 140b)의 길이 변형에 따른 저항값 변형에 의해 가변될 수 있다.
안테나(120)는 구동칩(110)의 제어 하에 동작한다. 이때 안테나(120)는 수평 및 수직 스트레인 게이지에 해당하는 각각 구분되어 구비되거나 하나의 안테나로 구성될 수 있다.
안테나(120)는 본 발명의 실시 예에서 미앤더(meander)타입으로 형성되는 예를 개시하였으나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 안테나(120)는 미앤더 타입뿐만 아니라 스파이럴(spiral)타입, 스텝(step)타입 또는 루프(loop)타입 중 적어도 어느 하나를 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
안테나(120)는 도전성 물질로 형성된다. 여기서 안테나(120)는 금속 물질로 형성된다. 예를 들면, 안테나(120)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Au). 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실장부재(130)는 태그(100)에서 구동칩 및 안테나 소자(120)를 지지한다. 즉, 실장부재(130)에 구동칩(110) 및 안테나 소자(120)가 실장된다. 그리고 실장부재(130)는 대상물(B)에 접착된다. 실장부재(130)에는 본 발명의 실시 예에 따라 스트레인 게이지(140)가 부착될 수 있으며, 상기 실장 부재(130)는 수평 및 수직 스트레인 게이지(140a, 140b) 각각 구분되게 구성될 수 있다.
스트레인 게이지(140)는 인장이나 압력을 받아 스트레인이 발생할 때 저항변화가 유도되는 특성을 이용할 수 있다. 스트레인 게이지(140)를 이용한 측정 방법은 본 발명의 실시 예에 따라 수평 및 수직 스트레인 게이지(140a, 140b)를 각각 구성하고 상기 각각의 스트레인 게이지에서 측정되는 길이 방향 또는 두께 방향에 대한 변형에 대한 정보를 기초하여 저항값의 변형을 감지할 수 있다.
스트레인 게이지(140)는 본 발명의 실시 예에 따라 실장부재(130)에 밀착되게 구성될 수 있다.
즉, 대상체(B)의 변형 정도에 따라 저항의 길이나 단면적이 변화하여 저항값이 변화하게 되므로 이를 이용하여 변형 정도를 측정할 수 있다. 따라서 스트레인 게이지(140)의 저항 변화를 기초하여 공진 주파수가 변형될 수있다.
안테나(120)는 상기 저항 변화에 따라 변형되는 공진 주파수를 기초하여 리더(200)로부터 수신되는 RF신호에 대한 응답신호를 전송할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 태그(100)는 건축물 또는 부동체의 형태 변형을 감지하기 위하여 적어도 하나의 구동치(110), 적어도 하나의 안테나(120), 실장 부재(130) 및 상기 실장 부재에 부착되는 수평 스트레인 게이지(140a) 및 수직 스트레인 게이지(140b)로 구성될 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 기초하여 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템의 동작에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 RFID태그를 포함하는 RFID시스템에서의 측량 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 RFID시스템의 RFID리더(200)는 태그(100)의 정보를 수신하기 위한 신호(CW: Continuous Wave)를 출력할 수 있다. 이때 태그(100)는 수평 및 수직 스트레인 게이지(140a, 140b)로부터 측정되는 측정값을 수집할 수 있다. 상기 측정값 수집은 리더(200)의 신호가 수신되는 시점 또는 주기적으로 저장하여 구동칩(110)에 저장될 수 있다. (S304)
태그(100)는 수평 및 수직 스트레인 게이지(140a, 140b)에서 감지되는 길이 변형 정도의 정보를 확인하고 그에 따른 저항값 및 공진 주파수를 산출할 수 있다.(S306) 즉, 태그(100)는 스트레인 게이지(140a, 140b)로부터 외부 변형 발생을 감지하고 그에 따른 저항값의 변경 및 그에 대응되는 공진 주파수를 설정할 수 있다.(S308)
태그(100)는 상기 설정된 공진 주파수에 따라 상기 리더(200)로부터 수신되는 태그 정보 요청 신호에 대응하는 응답신호를 전송할 수 있다.(S310)
리더(200)는 태그(100)로부터 수신되는 응답신호에 대한 공진 주파수를 확인하고(S312) 상기 공진 주파수에 대응되는 기 설정된 변위를 산출(추출)할 수 있다.(S314) 즉, 리더(200)는 리더에서 출력하는 CW신호에 따라 각 주파수에서 반응하는 태그 응답의 반사(backscattering)강도를 측정하고, 반사 강도가 최소인 공진 주파수에 따른 변위값을 산출할 수 있다. 상기 변위값은 공진 주파수와 대응되도록 설정되어 저장될 수 있다.
리더(200)는 상기 산출된 변위값에 따라 건축물(B)의 상태 정보를 획득하고 그에 따른 정보를 기 설정된 목적지(사용자 단말 또는 원격지 단말)로 전송할 수 있다.(S316)
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 태그(100)는 수평 및 수직 스트레인 게이지(140a, 140b)를 포함하고, 상기 스트레인 게이지(140a, 140b)의 변형에 따라 산출되는 저항값을 기초하여 공진 주파수를 설정할 수 있다. 상기 공진 주파수로 태그(100)는 리더로부터 출력되는 태그 정보 요청 신호(CW)에 대한 응답신호를 출력할 수 있다. 리더(200)는 상기 응답신호를 기초하여 상기 공진 주파수에 대응하는 변위값을 산출하여 측정 대상물(B)에 대한 상태 정보를 산출 할 수 있다.
상기 산출된 상태 정보(측정 정보)는 기 설정된 목적지로 전송될 수 있다. 이때 태그는 부착된 위치에 대한 정보를 포함하여 리더(200)로 응답신호를 출력할 수 있다. 리더(200)는 태그(100)로부터 수신되는 응답신호에 기초하여 태그의 위치 정보 및 측정 정보를 확인할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
B: 측정 대상체
100: 태그
110a, 110b: 구동칩
120a, 120b: 안테나 소자
130a, 130b: 실장부재
140a: 수평 스트레인 게이지 140b: 수직 스트레인 게이지

Claims (8)

  1. 안테나;
    측정 대상체의 변형을 감지하기 위한 스트레인 게이지;
    상기 스트레인 게이지로부터 측정되는 상기 측정 대상체의 상태 정보를 기초하여 변형되는 저항값에 따른 공진주파수를 설정하는 구동칩;을 포함하는
    RFID태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지는
    상기 측정 대상체의 수평 상태를 측정하기 위한 수평 스트레인 게이지;
    상기 측정 대상체의 수직 상태를 측정하기 위한 수직 스트레인 게이지;를 포함하는
    RFID태그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동칩은
    상기 스트레인 게이지로부터 측정된 상태 정보를 기초한 공진 주파수로 RFID리더에 상기 상태 정보를 전송하는
    RFID태그.
  4. 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 스트레인 게이지를 이용하여 측정 대상체의 상태 정보를 취득하고, 상기 취득된 상태 정보를 기초하여 공진 주파수를 설정하는 태그;
    상기 태그로부터 상기 공진 주파수에 따른 변위값을 산출하는 RFDI리더;를 포함하는
    RFID시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 RFID리더는
    태그에 태그 정보 및 상태 정보 요청 신호를 전송하고 측정 대상체의 상태 정보를 포함하는 응답신호를 수신하는
    RFID시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 RFID리더는
    상기 응답신호에 해당하는 반사 강도를 확인하고, 상기 반사 강도가 최소인 주파수와 그에 대응되는 변위를 산출하는
    RFID시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 RFID리더는
    상기 산출된 변위에 대한 정보를 기 설정된 목적지로 전송하는
    RFID시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 RFID태그는
    상기 측정 대상체에 복수개로 부착되고, 상기 상태 정보에는 RFID태그의 부착 위치 정보를 포함하는
    RFID시스템.
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