KR20160036533A - 무선인식용 금속함 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3개의 안테나를 이용하여 우수한 인식률을 갖는 무선인식용 금속함에 관한 것으로서, 안테나의 설치가 가능한 양측면과 상부면, 무선인식 전파 차폐용 입구문과 출구문 등으로 이루어진 금속함, 금속함 내부에 설치되는 각각 다른 방향의 선형편파를 갖는 3개의 안테나, 대형물품상자를 회전시키기 위한 턴테이블과 물품상자를 운송하기 위한 컨베이어 밸트 등으로 구성되고, 3개의 안테나가 대각선 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되어 공간 다이버스티를 적용하였으며, 선형편파 안테나를 각각 수평방향을 기준으로 135°, 0°, 45°방향으로 배치하여 편파 다이버스티를 적용하고 각 안테나를 고속 스위칭 하여 다량의 물품에 무착된 무선인식 태그를 고속으로 인식하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선인식용 금속함{A Metal Enclose for RFID Applications}

본 발명은 무선인식용 금속함에 관한 것으로, 특히 무선 태그가 부착된 다수의 물품들이 적재되어 있는 대형 상자의 무선인식 태그의 인식률을 높게 하고 빠른 속도로 식별할 수 있도록 최적의 안테나 배치를 갖는 무선인식용 금속함에 관한 것이다.

최근 무선인식(RFID) 기술의 집약적인 발전과 더불어 의약품, 주류, 화장품, 식품 등의 다양한 제품의 생산 및 유통 과정에서 무선기반 자동처리 기술의 활용이 확대되고 있다. 특히 의약품과 같이 대량 생산 제품의 재고관리, 출고관리 등을 효율적으로 수행하기 위해서는 수많은 물품이 담긴(예: 50-300개) 대형 물품상자 검수장비의 필요성이 증대되고 있다. 대형 물품상자 검수장비는 물품에 관한 정보가 담긴 무선인식 태그를 개별 물품에 부착하고 물품상자에 적재한 후 포장을 완료한 경우, 개봉되지 않은 물품상자를 금속함 내부에서 무선인식 기술로 인식하는 것이다. 이와 같은 대형 물품상자 검수장비의 실제 활용 과정에서 금속함 내의 리더기 안테나 배치가 적절하지 않을 경우 태그 인식률이 저하되고 물품 상자내의 태그 정보를 모두 식별하는데 걸리는 인식 시간에 지연을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 금속함의 한쪽 벽에 대각선 방향으로 3개의 선현편파 안테나를 각각 다른 평파 방향을 가지도록 배치하고, RFID 리더기의 다중 스위칭 기능을 적용하여 개별 안테나를 순차적으로 동작시킴으로써 높은 태그 인식률과 빠른 인식 속도를 갖는 무선인식용 금속함을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제시한 무선인식용 금속함은, 상기 금속함의 출입구 쪽을 기준으로 하여 좌측면, 우측면, 상부면 중 1면을 안테나 설치 공간으로 하고, 상기 정해진 안테나 설치공간에 3개의 선형편파 안테나를 대각선 방향으로 일정한 간격을 두고 배치하여 공간 다이버스티 효과를 얻으며, 상기 3개의 안테나의 편파 방향을 수평방향 기준으로 45°, 0°, 135°로 배치하여 편파 다이버스티 효과를 얻고, 상기 3개의 안테나를 RFID 리더기의 스위칭 기능으로 순차적으로 동작시킴으로써, 물품 상자내 다수의 태그를 모두 인식하고 전체 물품의 인식 시간을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 무신인식용 금속함은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 3개의 안테나를 대각선 방향으로 일렬 배치하여 공간 다이버스티를 적용함으로써 무선인식 태그의 방사패턴 영점이 한 개의 특정 안테나 방향으로 향할 때 인식이 되지 않는 문제가 해결된다..

둘째, 수평방향 기준으로 45°, 0°, 135°방향의 선형편파 안테나 3개를 배치하여 편파 다이버스티를 적용함으로써 단일 편파 방향 사용시 무선인식 태그 편파가 한 개의 특정 안테나 편파와 수직일 경우 태그가 인식되지 않는 문제를 해결한다.

셋째, 선형편파 안테나의 사용으로 원편파 안테나를 사용하여 선형편파 태그를 인식할 때 발생하는 송신시 및 수신시 편파 부정합 손실(도합 6dB)을 없앰으로써 이득이 낮은 소형 태그도 모두 인식되게 한다.

넷째, RFID 리더기의 고속 스위칭 기능으로 3개의 안테나를 순차적으로 동작시킴으로써 인식률과인식속도를 향상시킨다.

다섯째, 무선인식용 금속함의 양 측면과 상부면 중 한면에 설치가 가능하기 때문에 상황에 따라 위치를 변경할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 무선인식용 금속함이 생산 라인에서 사용되는 상황을 도시한 것.
도 2는 본 발명에 의한 무선인식용 금속함을 정면에서 바라본 내부 구조도.
도 3은 본 발명에 의한 무선인식용 금속함의 안테나 설치를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 무선인식용 금속함의 실험 모형 사진.
도 5는 본 발명에 의한 무선인식용 금속함의 실측 결과를 나타낸 표.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무선인식용 금속함에 대한 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지는 않는다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성품의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 무선인식용 금속함이 생산 라인에서 사용되는 상황을 도시한 것이다(100).

본 발명에 의한 무선인식용 금속함은, 도 1에 도시된 바와 같이, 물품상자(400), 상기 물품상자를 무선인식용 금속함 내부로 운송하기 위한 컨베이어 밸트(140), 상기 컨베이어벨트를 통해 물품상자가 들어가기 위한 입구(110)와 금속으로 된 무선인식 전파 차폐용 입구 문(111), 상기 입구의 반대편에 위차한 출구(120)와 금속으로 된 무선인식 전파 차폐용 출구 문(121), 상기 입구와 출구를 연결하는 양 측면(210, 220), 상기 양 측면을 위에서 이어주고 금속함의 천장이 되는 상부면(230), 상기 양 측면과 상부면 중 한곳에 설치되는 선형편파 안테나(311, 312, 313), 상기 안테나와 연결되어 짧은 시간을 간격으로 스위칭 하여 무선인식 태그의 정보를 읽기 위한 RFID 리더기(500)와 RF 케이블(510), 상기 RFID 리더기로부터 얻은 데이터를 확인하고 처리하기 위한 컴퓨터(600)로 구성된다. 금속함의 크기는 통상적으로 1m x 1m 이며, 선형편파 안테나는 15cm x 15cm x 2cm크기의 인쇄형 패치 안테나를 사용한다.

도 2의 실시 예를 참조하면 본 발명에 의한 무선인식 금속함의 구조를 보다 쉽게 이해할 수 있다. 도 2는 본 발명에 의한 무선인식 금속함을 정면에서 바라본 내부 구조도이다. 본 발명에 의한 무선인식용 금속함의 내부는 하단에 구동모터에 의해 제어되는 턴테이블(130), 상기 턴테이블 위에 놓여져 검수되는 물품상자(400), 상기 물품상자 내의 무선인식 태그를 식별하기 위한 안테나가 설치 가능한 안테나 설치면(310, 320, 330), 상기 안테나 설치면이 선택적으로 배치되는 양 측면(210, 220)과 상부면(230)으로 구성된다.

도 2에 있어서, 금속함 내에 물품상자(400)가 입구(110)를 통해 들어와 턴테이블(130)에 놓이면 상기 전파 차폐용 입구 문(111)과 출구 문(121)이 완전히 닫힌 후 물품상자가 회전하고, 상기 물품상자가 회전하는 동안에 3개의 선형편파 안테나가 고속 스위칭 되어 무선인식 태그를 읽어 식별한다. 외부로부터 전자파적으로 차폐된 금속함을 사용하는 이유는 컨베이어 밸트(140) 상의 다른 상자 내의 물품인식 태그가 인식되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 식별과정이 끝나면 물품상자가 출구(120)를 통해 나가게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선인식용 금속함의 안테나 설치면(310, 320, 330)을 나타낸 평면도이다. 안테나는 3곳의 설치면 중 한 곳에만 설치되며 상황에 따라 유동적으로 설치면을 선택할 수 있다. 안테나 설치면은 평면을 기준으로 135°방향으로 배치된 선형편파를 갖는 안테나 1(311), 상기 안테나 1과 일정한 간격을 두어 0°방향으로 배치된 선형편파 안테나 2(312), 상기 안테나 2와 일정한 간격으로 45°방향으로 배치된 선형편파 안테나 3(313), 상기 선형편파 안테나를 RFID 리더기(500)와 연결하여 고속 스위칭 방식으로 무선인식 태그를 인식하기 위한 RF 케이블(510)과 RFID 리더기(500)로 구성되며, 3개의 안테나는 대각선 상에 1열로 배치된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선인식용 금속함의 실험 모형 사진(700)이다. 상기 실험 모형 사진은 이해를 돕기 위해 입구가 개방된 상태로 나타낸 것이며, 실제 측정시 금속함의 6면이 모두 금속면으로 차폐된 상태에서 진행한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선인식용 금속함의 실험 모형을 이용한 실측 결과를나타낸 표(800)이다. 상기 실험을 통해 표 1과 같은 데이터를 확인할 수 있다. 3개의 선형편파 안테나를 각각 수평방향을 기준으로 135°, 0°, 45°방향으로 배치 한 후 고속 스위칭 하여 무선인식 태그를 인식하는 실험을 진행한 결과 300개의 태그가 3.4초만에 100% 인식되었다.

100: 무선인식용 금속함이 생산 라인에서 사용되는 상황
110: 입구
111: 금속으로 된 무선인식 전파 차폐용 입구문
120: 출구
121: 금속으로 된 무선인식 전파 차폐용 출구문
130: 턴테이블
140: 컨베이어 밸트
210, 220: 무선인식용 금속함의 양 측면
230: 무선인식용 금속함의 상부면
310, 320, 330: 안테나 설치면
311, 312, 313: 선형편파 안테나
400: 물품상자
500: RFID 리더기
510: RF 케이블
600: 컴퓨터
700: 무선인식용 금속함의 실험모형 사진
800: 무선인식용 금속함의 실측 결과를 나타낸 표.

Claims (5)

1. 수평방향을 기준으로 45°, 0°, 135° 방향의 선형 편파를 갖고 대각선 상에 1열 배치된 3개의 안테나와, 상기 안테나가 배치되는 안테나 설치공간, 상기 안테나 설치공간이 배치 가능한 양 측면 및 상부면, 상기 양 측벽 사이에 배치되어 물품상자를 회전시키는 기능을 갖는 턴테이블, 상기 턴테이블상에 위치되는 물품상자를 넣고 꺼낼 수 있는 무선인식용 전파 차폐용 입구 문과 출구 문 등을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선인식용 금속함.
2. 제 1항에 있어서, 상기 3개의 안테나를 일정한 간격을 두어 대각선 상에 1열로 배치하여 공간 다이버스티를 적용함으로써 무선인식 태그에 인식률을 극대화한 무선인식용 금속함.
3. 제 1항에 있어서, 상기 3개의 안테나의 편파 방향을 수평방향을 기준으로 하여 45°, 0°, 135°로 하여 편파 다이버스티를 적용함으로써 무선인식 태그에 인식률을 높인 무선인식용 금속함.
4. 제 1항에 있어서, 상기 3개의 안테나를 연쇄적으로 일정 간격으로 고속 스위칭 하여 무선인식 태그 인식률과 인식 속도를 극대화하는 것을 특징으로 하는 무선인식용 금속함.
5. 제 1항에 있어서, 상기 3개의 안테나를 양 측면, 상부면 중 한곳에 설치하는 것을 특징으로 하는 무선인식용 금속함.
   

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