KR20220168933A - 저전력 환경에서의 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능한 수동형 멀티채널 센서태그 및 이를 이용한 온도관리 시스템 - Google Patents
저전력 환경에서의 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능한 수동형 멀티채널 센서태그 및 이를 이용한 온도관리 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 실시예들에 따르면, 외부 리더기로부터 수신된 전력으로 구동되어 2 이상의 센싱값을 측정하는 센싱회로부와, 2 이상의 센싱값을 입력 받는 MCU와, 외부 리더기로부터의 전력 및 신호를 수신 받고 2 이상의 센싱값을 외부 리더기로 전송하는 안테나부를 포함하는 수동형 멀티채널 센서태그가 제공된다.
Description
본 발명은 수동형 멀티채널 센서태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저전력 환경에서의 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능한 수동형 멀티채널 센서태그 및 이를 이용한 온도관리 시스템에 관한 것이다.
종래의 센서태그들은 저전력 환경에서 동작되어야 하는 제품 특성상 단일 센싱값만을 측정하여 왔다.
멀티채널을 통한 복수의 센싱값 측정을 위해서는, 특허문헌 1(유비쿼터스 센서 네트워크 시스템을 위한 RFID태그)과 같이 자체전원(내장배터리 등)으로 구동되는 능동형(Active) 타입의 태그로 멀티채널을 구현하는 것이 일반적이다.
한편, 특허문헌 2(센서 입력단을 구비한 고주파 식별 태그 장치) 및 특허문헌3(무선 IC 태그, 그 무선 IC 태그를 이용한 콘크리트 구조물 품질 관리 시스템) 등의 다양한 선행문헌들은 패시브 타입의 멀티채널 센서태그를 제시하고 있으나, 이러한 문헌들은 단순히 복수의 센서를 단일 센서태그칩에 연결함을 개시할 뿐, 다채널 구성에 따른 전력소모 증가 및 그로 인한 센싱값의 신뢰성 저하, 태깅거리(감지거리) 감소 등의 다양한 문제점을 해소하기에는 부족함이 있어 왔다.
이에, 저전력 환경에서의 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능한 수동형 멀티채널 센서태그에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저전력 환경에서의 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능한 수동형 멀티채널 센서태그 및 이를 이용한 온도관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 외부 리더기로부터 수신된 전력으로 구동되어 2 이상의 센싱값을 측정하는 센싱회로부; 상기 2 이상의 센싱값을 입력 받는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 외부 리더기로부터의 전력 및 신호를 수신 받고, 상기 2 이상의 센싱값을 상기 외부 리더기로 전송하는 안테나부;를 포함하는 수동형 멀티채널 센서태그가 제공된다.
상기 MCU는 OP-AMP(Operational amplifier)를 포함하고, 상기 센싱회로부는, 구동전압 노드; 일단이 상기 구동전압 노드에 연결되는 제1 비-가변저항; 일단이 상기 구동전압 노드에 연결되되, 상기 제1 비-가변저항과 병렬 연결되는 제2 비-가변저항; 일단이 상기 제1 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제1 가변저항; 일단이 상기 제2 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제2 가변저항; 상기 제1 비-가변저항의 타단과 상기 제1 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 증폭기의 (-)입력단자에 연결되는 제1 측정전압 노드; 및 상기 제2 비-가변저항의 타단과 상기 제2 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 증폭기의 (+)입력단자에 연결되는 제2 측정전압 노드;를 포함하며, 상기 안테나부는 상기 제1 측정전압 노드에서의 제1 센싱전압값 및 상기 제2 측정전압 노드에서의 제2 센싱전압값을 상기 외부 리더기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 가변저항 및 상기 제2 가변저항 각각은 제1 서미스터(thermistor) 및 제2 서미스터이고, 상기 외부 리더기 또는 상기 외부 리더기와 통신가능한 관리서버는 상기 제1 센싱전압값 및 상기 제2 센싱전압값 각각에 기초하여 상기 제1 서미스터가 배치된 공간에서의 제1 온도값 및 상기 제2 서미스터가 배치된 공간에서의 제2 온도값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 MCU는 ADC(Analog-Digital Converter) 입력포트를 더 포함하고, 상기 센싱회로부는, 일단이 상기 구동전압 노드에 연결되되, 상기 제1 비-가변저항 및 상기 제2 비-가변저항과 병렬 연결되는 제3 비-가변저항; 일단이 상기 제3 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제3 가변저항; 및 상기 제3 비-가변저항의 타단과 상기 제3 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 ADC 입력포트에 연결되는 제3 측정전압 노드;를 더 포함하며, 상기 안테나부는 상기 제3 측정전압 노드에서의 제3 센싱전압값을 상기 외부 리더기로 더 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 가변저항, 상기 제2 가변저항 및 상기 제3 가변저항 각각은 제1 서미스터, 제2 서미스터 및 제3 서미스터이고, 상기 외부 리더기 또는 상기 외부 리더기와 통신가능한 관리서버는 상기 제1 센싱전압값, 상기 제2 센싱전압값 및 상기 제3 센싱전압값 각각에 기초하여 상기 제1 서미스터가 배치된 공간에서의 제1 온도값, 상기 제2 서미스터가 배치된 공간에서의 제2 온도값 및 상기 제3 서미스터가 배치된 공간에서의 제3 온도값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 수동형 멀티채널 센서태그는 상기 외부 리더기가 5mm 내지 30mm의 태깅거리 이내로 상기 수동형 멀티채널 센서태그에 접근 시 1mW 내지 37mW의 기준전력을 수신하고, 수신된 상기 기준전력만을 사용하여 상기 제1 내지 제3 센싱전압값들을 8bit 내지 50bit의 해상도로 측정 및 전송하되, 상기 제1 내지 제3 센싱전압값들의 측정 및 전송은 상기 OP-AMP가 턴-오프된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 수동형 멀티채널 센서태그, 적어도 하나의 외부 리더기, 관리서버 및 관리자 인터페이스를 포함하는 온도관리 시스템이 제공된다.
상기 수동형 멀티채널 센서태그는, 상기 외부 리더기로부터 수신된 전력으로 구동되어 2 이상의 센싱값을 측정하는 센싱회로부; 상기 2 이상의 센싱값을 입력 받는 MCU(Micro Controller Unit); 및 상기 외부 리더기로부터의 전력 및 신호를 수신 받고, 상기 2 이상의 센싱값을 상기 외부 리더기로 전송하는 안테나부;를 포함하고, 상기 2 이상의 센싱값은 상기 외부 리더기, 상기 관리서버 및 상기 관리자 인터페이스 중 어느 하나에 의해 2 이상의 온도값으로 파싱(parsing)되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 별개의 전원부가 구비되지 않은 수동형 센서태그 환경(즉 저전력 환경)에서도 개별 멀티채널에 대하여 충분히 정밀한 센싱값 측정이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 종래의 단일채널 센서태그에서 사용되는 MCU 및 본 발명의 실시예들에 따른 멀티채널 센서태그의 MCU를 단일화함으로써 단채널/다채널 센서태그들에 대한 개발 및 생산관리비용을 획기적으로 절감시킬 수 있게 된다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 센서태그의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 센서태그의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 센서태그가 채용된 온도관리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온도관리 시스템에서 채널별 온도정보를 센싱 및 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 온도관리 시스템에서 채널별 온도정보를 센싱 및 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 센서태그의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 센서태그가 채용된 온도관리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온도관리 시스템에서 채널별 온도정보를 센싱 및 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 온도관리 시스템에서 채널별 온도정보를 센싱 및 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명의 센서태그는 자체 전원부(예를 들어 배터리)가 구비되지 않은 수동형(passive type) 센서태그로서, 단일 센서태그가 2 이상의 센싱값을 센싱 및 리더기로 전송하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 센서태그는 서로 다른 2이상 공간의 온도를 각각 측정하기 위한 복수의 온도센서들을 포함하도록 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 2채널 센서태그의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 3채널 센서태그의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 센서태그(1)의 내부 구성은 설명의 편의를 위해 개념적으로 도시된 것으로서, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 또한, 센서태그(1) 내부에는 후술할 센싱회로부, MCU, 안테나부 외 다른 추가적 구성(배터리 제외)이 포함될 수 있음은 물론이다. 나아가, 센싱회로부, MCU 및 안테나 블록들은 그 형상 및 배치가 단순화되어 표시된 것으로서, 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 가변저항들(Th1, Th2, Th3)은 센서태그 본체로부터 물리적으로 이격된 위치에 분기되어 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 센서태그들(1, 1', 1")에 채용되는 MCU(20)는 RFID, NFC등의 근거리 무선통신용 인터페이스를 가지는 MCU로서, 상기 MCU(20)는 적어도 하나의 OP-AMP(210, Operational amplifier) 및 적어도 하나의 ADC(Analog-Digital Converter) 입력포트(220)를 포함하는 MCU이며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 수동형 2채널 멀티채널 센서태그(1)는 외부 리더기로부터 수신된 전력으로 구동되어 2 개의 센싱값을 측정하는 센싱회로부(10), 2 개의 센싱값을 입력 받는 MCU(20, Micro Controller Unit) 및 외부 리더기로부터의 전력 및 신호를 수신 받아 센싱된 2 개의 센싱값을 외부 리더기로 전송하는 안테나부(30)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 센싱회로부(10)는, 구동전압 노드(Vdd)로부터 접지단까지 직렬 연결되는 적어도 2 이상의 비-가변/가변저항 세트들을 포함한다.
구체적으로, 센싱회로부는 도 1에 도시된 것처럼 일단이 구동전압 노드(Vdd)에 연결되는 제1 비-가변저항(R1), 일단이 구동전압 노드(vdd)에 연결되되 제1 비-가변저항(R1)과 병렬 연결되는 제2 비-가변저항(R2), 일단이 제1 비-가변저항(R1)의 타단에 직렬 연결되고 타단이 접지되는 제1 가변저항(Th1), 일단이 제2 비-가변저항(R2)의 타단에 직렬 연결되고 타단이 접지되는 제2 가변저항(Th2), 제1 비-가변저항(R1)의 타단과 제1 가변저항(Th1)의 일단의 접점에 위치하되 증폭기(즉, OP-AMP(210))의 (-)입력단자에 연결되는 제1 측정전압 노드(V- in) 및 제2 비-가변저항(R2)의 타단과 제2 가변저항(Th2)의 일단의 접점에 위치하되 OP-AMP(210)의 (+)입력단자에 연결되는 제2 측정전압 노드(V+ in)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 가변저항(Th1) 및 제2 가변저항(Th2) 각각은 온도에 따라 저항특성이 변하는 서미스터(thermistor)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가변저항(Th1) 및 제2 가변저항(Th2) 각각은 NTC(negative temperature coefficient thermistor), PTC(positive temperature coefficient thermistor), CTR(critical temperature resistor) 등일 수 있다.
이 경우, 센서태그(1)의 안테나부(30)는 제1 측정전압 노드(V- in) 및 제2 측정전압 노드(V+ in) 각각에서 측정된 전압값들(보다 정확하게는, 측정 이후 MCU 내에서 디지털화된 전압값들)을 외부리더기로 전송할 수 있으며, 외부 리더기 또는 외부 리더기와 통신가능한 관리서버는 기 설정된 전압-온도변환 테이블에 기초하여 제1 센싱전압값 및 제2 센싱전압값 각각으로부터 제1 서미스터가 배치된 공간에서의 제1 온도값 및 제2 서미스터가 배치된 공간에서의 제2 온도값을 산출할 수 있게 된다.
한편, 도 2에 도시된 3채널 센서태그(1')의 경우, 센싱회로부(10')는 도시된 것처럼 일단이 구동전압 노드(Vdd)에 연결되되 제1 비-가변저항(R1) 및 제2 비-가변저항(R2)과 병렬 연결되는 제3 비-가변저항(R3)과, 일단이 제3 비-가변저항(R3)의 타단에 직렬 연결되고 타단이 접지되는 제3 가변저항(Th3), 및 제3 비-가변저항(R3)의 타단과 제3 가변저항(Th3)의 일단의 접점에 위치하되 ADC 입력포트(220)에 연결되는 제3 측정전압 노드(VADC in)를 더 포함할 수 있다. 제3 가변저항(Th3) 또한 제1 및 제2 가변저항들과 유사하게 서미스터일 수 있으며, 예를 들어 제3 가변저항(Th3) 은 NTC, PTC, CTR 등일 수 있다.
이 경우, 센서태그의 안테나부(30)는 제1 측정전압 노드(V- in), 제2 측정전압 노드(V+ in) 및 제3 측정전압 노드(VADC in) 각각에서 측정된 전압값들을 외부리더기로 전송할 수 있으며, 외부 리더기 또는 외부 리더기와 통신가능한 관리서버는 기 설정된 전압-온도변환 테이블에 기초하여 제1 센싱전압값, 제2 센싱전압값 및 제3 센싱전압값 각각으로부터 제1 서미스터가 배치된 공간(예를 들어, 물류박스 외부 공간)에서의 제1 온도값, 제2 서미스터가 배치된 공간(예를 들어, 물류박스 내부 상측 공간)에서의 제2 온도값 및 제3 서미스터가 배치된 공간(예를 들어, 물류박스 내부 하측 공간)에서의 제3 온도값을 산출할 수 있게 된다.
한편, 상술한 채널 개수와 무관하게, 본 발명의 멀티채널 센서태그가 외부 리더기로부터 전력을 수신하여 센싱값을 측정한 후 측정값을 외부 리더기로 전송하는 일련의 과정은, 멀티채널 센서태그의 MCU(20)에 구비된 OP-AMP(210)가 턴-오프된 상태에서 수행되게 된다. 여기서 OP-AMP(210)가 턴-오프되었다함은 OP-AMP로의 전력공급 또는 OP-AMP에 의한 전력소모가 실질적으로 이루어지지 않는 것을 의미할 수도 있고, 상기 OP-AMP가 입력값(V- in, V+ in)에 기초한 연산증폭(예를 들어, Vout=A*(V+ in-V- in) 등) 기능을 수행하지 않음을 의미할 수도 있다.
OP-AMP의 턴-오프 상태에서 충분한 측정전압/변환온도 해상도를 확보하고 동시에 자체전원 없이 무선전송된 전력만으로도 충분한 동작을 수행하기 위해서, 본 발명의 센서태그 MCU는 채널별로 센싱된 아날로그값 각각을 8bit 내지 50bit의 해상도로 디지털 변환 가능한 MCU인 것이 바람직하며, 이 경우 소전력 환경에서도, OP-AMP의 V+ in, V- in 차이값 증폭 방식을 이용하지 않더라도 충분히 정밀한 온도측정이 가능하다.
OP-AMP(210)를 턴오프 동작하는 이유는 OP-AMP 내부의 증폭기가 소모전력이 크기 때문이며, 이에 연산증폭 없이 전압값들 자체를 NFC 등의 무선통신을 통해 (스마트폰 등의 리더기를 경유하여) 서버로 전송하는 것이다(전달된 전압값들은 상술한 것처럼 서버에서 테이블 매칭으로 온도값으로 변환된다).
또한, OP-AMP 증폭이 불요함에도 OP-AMP가 포함된 MCU를 채택하는 이유는 멀티채널 태그 구현을 위한 별도의 MCU에 대한 개발/생산관리에 대한 필요성을 해소할 수 있기 때문이다.
즉, 종래의 단일채널 센서태그에서 사용되는 MCU 및 본 발명에서의 멀티채널 센서태그의 MCU를 단일화함으로써 단채널/다채널 센서태그들에 대한 개발 및 생산관리비용을 획기적으로 절감시킬 수 있게 된다.
이에 따라 본 발명은 5mm 내지 30mm의 충분한 태깅거리에서 수신되는 1mW 내지 37mW의 저전력을 통해 8bit 내지 50bit의 고해상도를 가지는 채널별 센싱값들을 측정 전송함으로써, 저전력 고신뢰성의 수동형 멀티채널 센서태그를 구현할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 센서태그가 채용된 온도관리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 온도관리 시스템에서 채널별 온도정보를 센싱 및 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 온도관리 시스템은 적어도 하나의 수동형 멀티채널 센서태그들(1, 1',1")과, 적어도 하나의 태그리더기(2)와, 관리서버(3) 및 관리자 인터페이스(4)를 포함할 수 있다. 또한 태그리더기(2)에도 센싱을 위한 태깅, 센싱여부 확인 및 센싱값 확인 관리 등을 위한 별도의 사용자 인터페이스가 구비될 수 있다.
태그리더기(2), 관리서버(3) 및 관리자 인터페이스(4) 중 적어도 하나는 정보통신망(5)을 통해 상호간 실시간으로 데이터 통신을 수행할 수 있다. 정보통신망(5)은 예를 들면, 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등과 같은 유선 네트워크나 이동 통신망(mobile radio communication network), 위성 통신망, 블루투스(Bluetooth), Wibro(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크로 구현될 수 있다.
관리서버(3)로는 태그리더기(2) 및/또는 관리자 인터페이스(4)로부터 입력된 정보 등을 저장 및 처리하고, 각 단말의 요청에 응답함에 따라 해당 절차를 지연없이 처리하기 위한 고성능의 프로세서 및 대용량의 저장공간을 가지는 워크스테이션 등을 포함하는 서버 장치가 이용될 수 있다.
태그리더기(2)의 수요자 인터페이스 및 관리자 인터페이스(4)는 예를 들면 스마트폰, 스마트 노트, 태블릿 PC, 스마트 카메라, 스마트 TV, 웨어러블(wearable) 컴퓨터 등의 각종 스마트 기기로 구현될 수도 있으며, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치에 의해 구현될 수도 있고, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 데스크톱(desktop), 노트북, 랩톱(laptop) 등에 의해 구현될 수도 있다.
태그리더기(2)의 수요자 인터페이스 및 관리자 인터페이스(4)를 물리적으로 구현하는 단말 각각에는 전술한 기능을 구현하기 위해 관리서버(3)와 통신을 수행하는 통신부 및 각 기능들을 사용자 인터페이스(User interface)를 통해 표시하는 어플리케이션 프로그램이 기록된 컴퓨팅 장치로 읽고 쓰기가 가능한 기록매체가 탑재될 수 있다.
온도관리 시스템 내 수동형 멀티채널 센서태그들(1, 1', 1") 각각은 목적 및 환경에 따라 다양한 센서개수를 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 제1 센서태그(1)와 같이 2개의 센서(11, 12)를 구비하거나, 제2 및 제3 센서태그들(1', 1")과 같이 3개의 센서(11, 12, 13)를 구비할 수 있다. 또한, 센서들 중 일부 센서는 태그본체로부터 분기된 센서이고, 다른 일부 센서는 태그본체 내부에 배치된 센서일 수 있다.
태그리더기(2)가 센서태그(1)에 태깅(tagging)되면, 센서태그(1)는 태그리더기(2)의 안테나로부터 발생되는 RF필드에너지를 통해 센서태그(1)의 구동을 위한 전력을 획득할 수 있다.
센서태그(1)의 센서부는 획득된 전력을 사용하여 채널별 센싱값들을 취득하고, MCU는 취득된 채널별 센싱값들을 파싱(parsing) 없이 NFC 인터페이스로 전달하며, 안테나를 통해 전달된 파싱되지 않은 채널별 센싱값들을 태그리더기(2)로 전송할 수 있다. 즉, 센서태그(1)는 도 2에 도시된 제1 측정전압 노드(V- in), 제2 측정전압 노드(V+ in) 및 제3 측정전압 노드(VADC in) 각각에서 측정된 전압값들을 온도값으로 변환하지 않고 태그리더기(2)로 전송한다.
일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 것과 같이 태그리더기(2)는 채널별 센싱값들(즉, 측정된 전압값들)을 관리서버(3)로 전송하고, 관리서버(3)는 기 설정된 전압-온도변환 테이블에 기초하여 채널별 센싱값들을 파싱하여 센서태그별/센서태그의 채널별 온도정보를 산출하여, 산출된 채널별 온도정보를 태그리더기(2) 및/또는 관리자 인터페이스(4)로 전송할 수 있다. 전송된 채널별 온도정보는 태그리더기(2)의 사용자 인터페이스나, 관리자 인터페이스(4)를 통해 디스플레이될 수 있다.
다른 일부 실시예들에서, 도 5에 도시된 것과 같이 태그리더기(2)는 기 설정된 전압-온도변환 테이블에 기초하여 센서태그(1)로부터 전달받은 채널별 센싱값들을 파싱하여 센서태그별/센서태그의 채널별 온도정보를 산출하여, 산출된 채널별 온도정보를 태그리더기(2)의 GUI 등을 통해 디스플레이할 수 있다. 산출된 채널별 온도정보는 관리서버(3)로 취합되어 관리자 인터페이스(4) 등을 통해 빅데이터화 될 수도 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (7)
- 수동형 멀티채널 센서태그로서,
외부 리더기로부터 수신된 전력으로 구동되어 2 이상의 센싱값을 측정하는 센싱회로부;
상기 2 이상의 센싱값을 입력 받는 MCU(Micro Controller Unit); 및
상기 외부 리더기로부터의 전력 및 신호를 수신 받고, 상기 2 이상의 센싱값을 상기 외부 리더기로 전송하는 안테나부;를 포함하는, 수동형 멀티채널 센서태그.
- 제1 항에 있어서,
상기 MCU는 OP-AMP(Operational amplifier)를 포함하고,
상기 센싱회로부는,
구동전압 노드;
일단이 상기 구동전압 노드에 연결되는 제1 비-가변저항;
일단이 상기 구동전압 노드에 연결되되, 상기 제1 비-가변저항과 병렬 연결되는 제2 비-가변저항;
일단이 상기 제1 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제1 가변저항;
일단이 상기 제2 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제2 가변저항;
상기 제1 비-가변저항의 타단과 상기 제1 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 증폭기의 (-)입력단자에 연결되는 제1 측정전압 노드; 및
상기 제2 비-가변저항의 타단과 상기 제2 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 증폭기의 (+)입력단자에 연결되는 제2 측정전압 노드;를 포함하며,
상기 안테나부는 상기 제1 측정전압 노드에서의 제1 센싱전압값 및 상기 제2 측정전압 노드에서의 제2 센싱전압값을 상기 외부 리더기로 전송하는 것을 특징으로 하는, 수동형 멀티채널 센서태그.
- 제2 항에 있어서,
상기 제1 가변저항 및 상기 제2 가변저항 각각은 제1 서미스터(thermistor) 및 제2 서미스터이고,
상기 외부 리더기 또는 상기 외부 리더기와 통신가능한 관리서버는 상기 제1 센싱전압값 및 상기 제2 센싱전압값 각각에 기초하여 상기 제1 서미스터가 배치된 공간에서의 제1 온도값 및 상기 제2 서미스터가 배치된 공간에서의 제2 온도값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 수동형 멀티채널 센서태그.
- 제2 항에 있어서,
상기 MCU는 ADC(Analog-Digital Converter) 입력포트를 더 포함하고,
상기 센싱회로부는,
일단이 상기 구동전압 노드에 연결되되, 상기 제1 비-가변저항 및 상기 제2 비-가변저항과 병렬 연결되는 제3 비-가변저항;
일단이 상기 제3 비-가변저항의 타단에 직렬 연결되고, 타단이 접지되는 제3 가변저항; 및
상기 제3 비-가변저항의 타단과 상기 제3 가변저항의 일단의 접점에 위치하되, 상기 ADC 입력포트에 연결되는 제3 측정전압 노드;를 더 포함하며,
상기 안테나부는 상기 제3 측정전압 노드에서의 제3 센싱전압값을 상기 외부 리더기로 더 전송하는 것을 특징으로 하는, 수동형 멀티채널 센서태그.
- 제4 항에 있어서,
상기 제1 가변저항, 상기 제2 가변저항 및 상기 제3 가변저항 각각은 제1 서미스터, 제2 서미스터 및 제3 서미스터이고,
상기 외부 리더기 또는 상기 외부 리더기와 통신가능한 관리서버는 상기 제1 센싱전압값, 상기 제2 센싱전압값 및 상기 제3 센싱전압값 각각에 기초하여 상기 제1 서미스터가 배치된 공간에서의 제1 온도값, 상기 제2 서미스터가 배치된 공간에서의 제2 온도값 및 상기 제3 서미스터가 배치된 공간에서의 제3 온도값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 수동형 멀티채널 센서태그.
- 제5 항에 있어서,
상기 수동형 멀티채널 센서태그는 상기 외부 리더기가 5mm 내지 30mm의 태깅거리 이내로 상기 수동형 멀티채널 센서태그에 접근 시 1mW 내지 37mW의 기준전력을 수신하고,
수신된 상기 기준전력만을 사용하여 상기 제1 내지 제3 센싱전압값들을 8bit 내지 50bit의 해상도로 측정 및 전송하되,
상기 제1 내지 제3 센싱전압값들의 측정 및 전송은 상기 OP-AMP가 턴-오프된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 수동형 멀티채널 센서태그.
- 적어도 하나의 수동형 멀티채널 센서태그, 적어도 하나의 외부 리더기, 관리서버 및 관리자 인터페이스를 포함하는 온도관리 시스템으로서,
상기 수동형 멀티채널 센서태그는,
상기 외부 리더기로부터 수신된 전력으로 구동되어 2 이상의 센싱값을 측정하는 센싱회로부;
상기 2 이상의 센싱값을 입력 받는 MCU(Micro Controller Unit); 및
상기 외부 리더기로부터의 전력 및 신호를 수신 받고, 상기 2 이상의 센싱값을 상기 외부 리더기로 전송하는 안테나부;를 포함하고,
상기 2 이상의 센싱값은 상기 외부 리더기, 상기 관리서버 및 상기 관리자 인터페이스 중 어느 하나에 의해 2 이상의 온도값으로 파싱(parsing)되는 것을 특징으로 하는, 수동형 멀티채널 센서태그를 포함하는 온도관리 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/KR2021/013337 WO2022265161A1 (ko) | 2021-06-17 | 2021-09-29 | 저전력 환경에서도 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능하고 초저온 영역까지의 온도측정 또한 가능한 수동형 멀티채널 센서태그와, 상기 수동형 멀티채널 센서태그를 포함하는 스마트 신선물류박스와, 상기 수동형 멀티채널 센서태그를 이용한 온도관리 시스템 |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020210078557 | 2021-06-17 | ||
| KR20210078557 | 2021-06-17 |
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| KR1020210120856A KR20220168935A (ko) | 2021-06-17 | 2021-09-10 | 저전력 환경에서도 감도 손실 없이 저단가로 복수 채널에서의 센싱값을 측정 가능하고 초저온 영역까지의 온도측정 또한 가능한 수동형 멀티채널 센서태그와, 상기 수동형 멀티채널 센서태그를 포함하는 스마트 신선물류박스와, 상기 수동형 멀티채널 센서태그를 이용한 온도관리 시스템 |
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| KR20010043962A (ko) | 1999-03-30 | 2001-05-25 | 씨. 필립 채프맨 | 센서 입력단을 구비한 고주파 식별 태그 장치 |
| KR20080001962U (ko) | 2006-12-15 | 2008-06-19 | 아람테크 주식회사 | 유비쿼터스 센서 네트워크 시스템을 위한 ｒｆｉｄ 태그 |
| JP2011022982A (ja) | 2009-06-18 | 2011-02-03 | Mitomo Shoji Kk | 無線ｉｃタグ、該無線ｉｃタグを用いたコンクリート構造物品質管理システム |
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Patent Citations (3)
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