KR20240066086A - Nfc 리더 - Google Patents

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KR20240066086A
KR20240066086A KR1020230144844A KR20230144844A KR20240066086A KR 20240066086 A KR20240066086 A KR 20240066086A KR 1020230144844 A KR1020230144844 A KR 1020230144844A KR 20230144844 A KR20230144844 A KR 20230144844A KR 20240066086 A KR20240066086 A KR 20240066086A
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Abstract

NFC 리더가 개시된다. 이 NFC 리더는 NFC 안테나, 및 NFC 안테나를 통해 수동 태그를 대상으로 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 처리하되 스마트 기기와 수동 태그에 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 교호적으로 처리하여 수동 태그를 매개로 한 스마트 기기와의 데이터 통신을 달성하는 NFC 리더 칩을 포함한다.

Description

NFC 리더{NFC reader}
본 발명은 스마트 기기와 전자 장치 간의 무선 통신 기술에 관한 것으로, 특히 근거리 무선 통신을 이용한 무선 통신 기술에 관한 것이다.
근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC) 기술이 탑재된 스마트 기기의 운영체제(operating system)에서는 NFC 기반 데이터 활용을 위해 카드 모드(Host Card Emulation mode), 읽기/쓰기 모드(Read/Write mode), P2P 모드(Peer-to-Peer mode)를 제공한다. 그런데 일부 OS에서는 위의 세 가지 모드 중에서 읽기/쓰기 모드에 대해서만 일반 사용자들에게 개방하고 있다. 따라서 OS가 다른 스마트 기기 간의 NFC 기술지원 차이로 인하여 공통된 NFC 사용자 앱(Application)을 구현하는데 어려움이 있다. 부연하면, 카드 모드나 P2P 모드를 이용하는 NFC 사용자 앱의 경우에는 해당 모드를 지원하지 않는 스마트 기기를 대상으로는 공통된 사용자 앱을 구현하기 어려운 것이다. 그래서 많은 개발자들이 가능한 범위 내에서 다양한 방법으로 OS가 다른 스마트 기기들의 공통된 NFC 사용자 앱을 구현하기 위해 노력하고 있다.
국내등록특허 제10-1993959호 (2019년 6월 27일 공고)
본 발명은 OS가 다른 스마트 기기 간의 앱 호환 문제를 해결할 수 있는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 NFC 리더는 NFC 안테나, 및 NFC 안테나를 통해 수동 태그를 대상으로 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 처리하되 스마트 기기와 수동 태그에 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 교호적으로 처리하여 수동 태그를 매개로 한 스마트 기기와의 데이터 통신을 달성하는 NFC 리더 칩을 포함할 수 있다.
NFC 리더 칩은 NFC 안테나를 비활성화시켜 스마트 기기의 태깅에 의해 수동 태그에 읽기 또는 쓰기가 처리될 수 있게 하며, NFC 안테나를 활성화시켜 스마트 기기에 의해 수동 태그에 기록된 데이터를 읽기 처리하거나 스마트 기기로 전달할 데이터를 쓰기 처리할 수 있다.
NFC 리더 칩은 NFC 안테나가 비활성화된 디폴트 모드에서 외부 전자기장을 감지하며, 외부 전자기장이 일시 감지되면 그 일시 감지 후에 NFC 안테나를 활성화시켜 동작 모드로 전환해 수동 태그를 대상으로 읽기 또는 쓰기 처리한 후에 NFC 안테나를 비활성화시켜 디폴트 모드로 복귀할 수 있다.
본 발명은 수동 태그를 매개체로 하여 스마트 기기와 NFC 리더를 구비한 전자 장치 간에 데이터를 전달할 수 있게 하는 바, OS가 다른 스마트 기기에서 동일한 구성의 NFC 기능을 이용한 사용자 애플리케이션을 제작하여 사용하는 것을 가능하게 하는 효과를 창출한다.
도 1은 일 실시예에 따른 NFC 통신 시스템 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 수동 태그를 매개로 한 데이터 통신을 위한 타이밍도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 수동 태그를 매개로 한 데이터 통신을 위한 타이밍도이다.
도 4는 또다른 실시예에 따른 수동 태그를 매개로 한 데이터 통신을 위한 타이밍도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 스마트 기기와 수동 태그 및 전자 장치 간의 데이터 통신 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 스마트 기기와 수동 태그와 전자 장치 및 서버 간의 데이터 통신 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 스마트 기기와 수동 태그 및 NFC 리더 안테나를 나타낸 구성도이다.
도 8은 수동 태그가 NFC 리더 안테나 하부에 수동 태그가 일체로 이루어지는 것을 예시한 구성도이다.
도 9는 수동 태그가 NFC 리더 안테나 상부에 수동 태그가 일체로 이루어지는 것을 예시한 구성도이다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 통상의 기술자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 NFC 통신 시스템 블록도이다. 스마트 기기(100)는 사용자가 소지하는 통신 가능한 모바일 컴퓨팅 기기로서, 스마트폰이나 태블릿 컴퓨터 또는 스마트워치 등의 웨어러블 기기 등을 예로 들 수 있다. 스마트 기기(100)는 기기의 일부 또는 전반을 제어하기 위한 프로세서(110)와 근거리 무선 통신(near field communication)을 위한 NFC 제어 칩(120)과 NFC 안테나(NFC 기기 안테나)(130)를 포함하며, eSIM(140)과 같은 보안칩도 포함하여 NFC 기반의 거래시 안전 결제를 보장할 수 있다. 이 같은 스마트 기기(100)에는 NFC 기반의 서비스 제공을 위한 사용자 앱(user application)(150)이 설치되어 프로세서(110)에 의해 실행될 수 있다.
수동 태그(200)는 NFC 안테나(NFC 태그 안테나)(210)와 태그 칩(220)을 포함하며, NFC 리더(310)의 전자기장(RF 필드) 범위 내에 위치 고정될 수 있다. 전자 장치(300)는 NFC 리더(310)를 포함하며, 장치 전반을 제어하기 위한 호스트 컨트롤러(320)도 포함할 수 있다. NFC 리더(310)는 수동 태그(200)를 대상으로 데이터 읽기/쓰기를 처리하는 구성이다. 일 실시예에 있어서, NFC 리더(310)는 슬립(sleep mode) 모드와 웨이크업 모드(wake-up mode)를 가진다. 슬립 모드는 대기 모드 또는 저전력 모드(low power mode or power down mode)라고도 하며, 이 모드에서는 최소의 전력만을 소모하면서 웨이크업이 되기 전까지 대기 상태가 유지된다. 일 실시예에 있어서, NFC 리더(310)는 슬립 모드를 디폴트 모드로 가지며, 특정 이벤트가 충족되는 경우에 한하여 잠시 웨이크업 모드로 전환되었다가 다시 슬립 모드로 복귀한다.
NFC 리더(310)는 NFC 안테나(NFC 리더 안테나)(311)와 NFC 리더 칩(312)을 포함한다. NFC 리더 안테나(311)는 전자기 파장을 방출시켜 수동 태그(200)에 전류가 유도되도록 하여 수동 태그(200)가 활성화되도록 하는 것으로, 인쇄회로기판 형태로 제작될 수 있다. 일 실시예에 있어서, NFC 리더 안테나(311)의 전면 또는 후면에 수동 태그(200)가 일체로 결합(예를 들어, 부착)됨에 의해 NFC 리더 안테나(311)에서 방출되는 전자기장 범위 내에 수동 태그(200)가 고정 위치된다. NFC 리더 칩(312)은 NFC 리더 안테나(311)를 통해 수동 태그를 대상으로 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 처리한다. 도 1에 도시된 바와 같이, NFC 리더 칩(312)은 아날로그 인터페이스(312a)와 전자기장 감지부(312b) 및 제어부(312c)를 포함할 수 있다. 아날로그 인터페이스(312a)는 NFC 리더 안테나(311)와의 인터페이스로서 신호 입출력을 담당하며, 전자기장 감지부(312b)는 외부 전자기장(RF 필드)의 존재를 감지하는 외부 필드 검출기(external field detector)이다. 일 실시예에 있어서, 전자기장 감지부(312b)는 슬립 모드 하에서 외부 전자기장을 감지(검출)한다.
제어부(312c)는 NFC 리더(310)의 전반을 제어하기 위한 것으로, 마이크로프로세서일 수 있다. 제어부(312c)는 NFC 리더 안테나(311)를 통해 수동 태그(200)를 대상으로 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 처리하는데, NFC 리더 칩(312)과 스마트 기기(100) 간에 수동 태그(200)에 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 교호적으로 처리한다. 즉, NFC 리더 칩(312)은 스마트 기기(100)와 한 번씩 번갈아가며 수동 태그(200)에 데이터 읽기/쓰기를 행하며, 이를 통해 수동 태그(200)를 매개로 한 스마트 기기(100)와의 데이터 통신을 달성하는 것이다.
구체적으로, 제어부(312c)는 NFC 안테나를 비활성화시켜 스마트 기기(100)의 태깅에 의해 수동 태그에 읽기 또는 쓰기가 처리될 수 있게 하며, NFC 리더 안테나(311)를 활성화시켜 스마트 기기(100)에 의해 수동 태그에 기록된 데이터를 읽기 처리하거나 스마트 기기(100)로 전달할 데이터를 쓰기 처리할 수 있다. 여기서 NFC 리더 안테나(311)를 비활성화시킨다는 것은 전자기장을 미방출시키겠다는 것을 의미하며, NFC 리더 안테나(311)를 활성화시킨다는 것은 전자기장을 방출시키겠다는 것을 의미한다.
일 실시예에 있어서, NFC 리더 칩(312)은 NFC 리더 안테나(311)가 비활성화된 디폴트 모드에서 전자기장 감지부(312b)를 통해 외부 전자기장을 감지하며, 외부 전자기장이 일시 감지되면 그 일시 감지 후에 NFC 리더 안테나(311)를 활성화시켜 동작 모드로 전환해 수동 태그(200)를 대상으로 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 처리한 후에 NFC 리더 안테나(311)를 비활성화시켜 디폴트 모드로 복귀한다. 여기서, 일시 감지라 함은 외부 전자기장이 감지되었다가 소정 시간 이내에 다시 미감지되는 것을 의미하며, 동작 모드는 읽기/쓰기를 위한 모드로서 웨이크업 모드를 의미할 수 있다. 이상에 따르면, 스마트 기기(100)의 태깅을 시작으로 스마트 기기(100)와 NFC 리더(310) 간에 데이터 교환이 행해질 수 있으며, 스마트 기기(100)의 반복 태깅을 통해 일회가 아닌 다(多)회 서로 다른 데이터 교환이 행해질 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 수동 태그를 매개로 한 데이터 통신을 위한 타이밍도이고, 도 3은 다른 실시예에 따른 수동 태그를 매개로 한 데이터 통신을 위한 타이밍도이며, 도 4는 또다른 실시예에 따른 수동 태그를 매개로 한 데이터 통신을 위한 타이밍도이다. 도 2 내지 도 4에서 RF 필드 폴링 루프(160)는 스마트 기기(100)의 타이밍도이고, 외부 RF 필드 검출 신호(350)와 읽기/쓰기 RF 필드(370)는 전자 장치(300)의 타이밍도이다. 전자 장치(300)의 NFC 리더(310)는 RF 필드를 비활성화(off)시킨 디폴트 모드로 대기하고 있으며, 다만 외부 RF 필드 검출 신호(350)가 발생되면 일시적으로 웨이크업 모드로 전환하여 읽기/쓰기 RF 필드(370)를 활성화(on)시켜서 수동 태그(200)에 정보를 읽기/쓰기 수행한 후 다시 RF 필드를 비활성화(on)시킨 슬립 모드로 전환한다. 그리고 일 예로, 스마트 기기(100)의 RF 필드 폴링 루프(polling loop) 주기는 약 500msec이며, RF 필드 활성화(ON) 시간은 약 250msec이다.
도 2를 참조하여 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)를 통해 전자 장치(300)에 정보를 전달하는 과정에 대한 실시예를 설명한다. 우선, 스마트 기기(100)와 사용자 앱(150)의 동작 과정을 설명한다. 사용자가 스마트 기기(100)의 사용자 앱(150)을 실행(165)시키면, 스마트 기기(100)는 수동 태그(200)를 감지하기 위해서 NFC 기기 안테나(130)에 일정한 주기(614)로 RF 필드 on(612)/off를 반복하는 RF 필드 폴링 루프(160)를 개시한다. 이때, 전자 장치(300)의 NFC 리더(310)는 자체 RF 필드를 비활성화한 상태로 외부 RF 필드가 감지될 때까지 대기한다.
사용자는 RF 필드 폴링 루프(160)가 개시된 스마트 기기(100)를 수동 태그(200)에 근접시켜 태깅을 시작(170)한다. 태깅이 유지된 상태에서 스마트 기기(100)가 일정 시간이 지날 때까지 폴링 루프(160)를 지속해도 수동 태그(200)와 통신을 완료하지 못하고 시간이 경과(616)되면 사용자 앱(150)은 시간초과 에러를 발생시칸다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)와 쓰기(620) 통신을 성공(622)하면 사용자 앱(150)은 쓰기 동작이 정상적으로 완료되었음을 사용자에게 메시지로 표시한다. 이때 폴링 루프(160)도 종료되며, 폴링 루프(160)가 종료된 이후(680, 690) 사용자는 태깅을 해제(180)하고 사용자 앱(150)은 종료(190)된다.
다음으로, 전자 장치(300)의 동작 과정을 설명한다. 자체 RF 필드를 비활성화시켜 대기하고 있던 NFC 리더(310)의 동작은 다음과 같다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 쓰기(620) 통신을 할 때 전달되는 RF 필드를 NFC 리더(310)의 외부 필드 검출기가 외부 필드 on/off를 검출(630)하면 NFC 리더(310)에 인터럽트 신호가 발생한다. 이때 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 인터럽트를 확인하고 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 수동 태그(200)를 대상으로 정보 읽기(640)/쓰기(642)를 처리한다. 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에서 읽은 정보를 확인 후 요청된 서비스를 수행한다. 수동 태그(200)의 정보를 읽고(640)난 후 쓰기(642) 동작은 수동 태그(200)의 정보를 지우는 역할을 하는 것일 수 있다.
도 3은 스마트 기기(100)가 식별 정보를 전자 장치(300)에 전달한 후 정보를 읽어오는 과정을 표현한 타이밍도를 예시한 것이다. 이 예시는 스마트 기기(100)가 전자 장치(300)의 보유 정보를 얻기 위한 과정으로, 스마트 기기(100)는 자신의 식별 정보와 전자 장치(300)가 가진 정보를 요청하기 위한 정보를 수동 태그(200)에 기록한다. 이때 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에 기록된 정보를 읽어온 후 인증된 스마트 기기(100)의 정보 요청임을 확인하고 요청된 정보를 수동 태그(200)에 기록하면, 스마트 기기(100)는 수동 태그(200)에 기록된 정보를 읽어와서 처리한다.
도 3을 참조하여 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)를 통해 전자 장치(300)와 정보를 상호 전달하는 과정에 대해 설명한다. 우선, 스마트 기기(100)와 사용자 앱(150)의 동작 과정을 설명한다. 사용자가 사용자 앱(150)을 실행(165)시키면, 스마트 기기(100)는 수동 태그(200)를 감지하기 위해서 NFC 기기 안테나(130)에 일정한 주기(714)로 RF 필드 on(712)/off를 반복하는 RF 필드 폴링 루프(160)를 개시한다. 이때 전자 장치(300)의 NFC 리더(310)는 자체 RF 필드를 비활성화한 상태로 외부 RF 필드가 감지될 때까지 대기한다.
사용자는 RF 필드 폴링 루프(160)가 개시된 스마트 기기(100)를 수동 태그(200)에 근접시켜 태깅을 시작(170)한다. 태깅이 유지된 상태에서 스마트 기기(100)가 일정 시간이 지날때까지 폴링 루프(160)를 지속해도 수동 태그(200)와 통신을 완료하지 못하고 시간이 경과(716)되면 사용자 앱(150)은 시간초과 에러를 발생시킨다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 쓰기(720) 통신을 성공(722)하면 사용자 앱(150)은 쓰기 동작이 정상적으로 완료되었음을 사용자에게 메시지로 표시한다. 이때 폴링 루프(160)도 종료되지만, 태깅 상태는 유지된다.
태깅이 유지된 상태에서 스마트 기기(100)의 폴링 루프(160)가 종료되고 일정 시간이 경과(724)한 후에, 사용자 앱(150)은 다시 NFC 리더 세션(726)을 동작시켜 수동 태그(200)에 읽기(730) 통신을 하기 위한 RF 필드 폴링 루프(160)를 재개한다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)와 읽기(730) 통신을 성공(732)하면 사용자 앱(150)은 읽기 동작이 정상적으로 완료 되었음을 사용자에게 메시지로 표시한다. 이때 폴링 루프(160)도 종료된다. 이후 스마트 기기(100)는 수동 태그(200)에서 읽어온 정보를 처리한다. 폴링 루프(160)가 종료된 이후(780, 790), 사용자는 태깅을 해제(180)하고 사용자 앱(150)은 종료(190)된다.
다음으로, 전자 장치(300)의 동작 과정을 설명한다. 자체 RF 필드를 비활성화시켜 대기하고 있던 NFC 리더(310)의 동작은 다음과 같다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 쓰기(720) 통신을 할 때 NFC 리더(310)의 외부 필드 검출기가 외부 RF 필드 on/off를 검출(728)하면 NFC 리더(310)에 인터럽트 신호가 발생한다. 이때 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 인터럽트를 확인하고 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 수동 태그(200)를 대상으로 정보 읽기(740)를 수행시킨다. 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에서 읽은 정보를 확인하여 인증된 스마트 기기(100)의 정보 요청임이 확인되면, 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 스마트 기기(100)가 요청한 정보를 수동 태그(200)에 기록(742)시킨다. 수동 태그(200)에 쓰기(742)를 완료한 NFC 리더(310)는 슬립 모드로 전환한다. 그리고 NFC 리더(310)는 정보 쓰기(742)를 한 후 일정 시간(744)이 경과 되어도 RF 필드 검출(734)이 없으면 쓰기(750) 동작을 수행해서 수동 태그(200)에 기록된 정보를 지울 수 있다.
스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 읽기(730) 통신을 할 때 NFC 리더(310)의 외부 필드 검출기가 외부 필드 on/off를 검출(734)하면 NFC 리더(310)에 인터럽트 신호가 발생한다. 이때 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 인터럽트를 확인하고 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 수동 태그(200)와 정보 읽기(746)를 수행시킨다. 그리고 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에서 읽은 정보를 확인한다. 이때 읽은 정보가 바로 전에 수동 태그(200)에 기록한 정보임을 확인하고 쓰기(748) 동작을 수행해서 수동 태그(200)의 정보를 삭제할 수 있다. 그리고 수동 태그(200)에 쓰기(748)를 완료한 NFC 리더(310)는 슬립 모드로 전환한다.
도 4는 스마트 기기(100)가 전자 장치(300)에게 식별 정보를 요청해서 얻은 그 식별 정보를 확인한 후에 전자 장치(300)에게 정보를 전달하는 과정을 표현한 타이밍도를 예시한 것이다. 이 예시는 스마트 기기(100)가 전자 장치(300)의 식별 정보를 요청하여 그 요청된 전자 장치(300)의 식별 정보가 확인되면 전자 장치(300)로 서비스 요청을 행하며, 전자 장치(300)는 요청된 서비스를 수행하는 과정을 나타낸다.
도 4를 참조하여 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)를 통해 전자 장치(300)와 정보를 상호 전달하는 과정에 대해 설명한다. 우선, 스마트 기기(100)와 사용자 앱(150)의 동작 과정을 설명한다. 사용자가 사용자 앱(150)을 실행(165)시키면, 스마트 기기(100)는 수동 태그(200)를 감지하기 위해서 NFC 기기 안테나(130)에 일정한 주기(814)로 RF 필드 on(812)/off를 반복하는 RF 필드 폴링 루프(160)를 개시한다. 이때 전자 장치(300)의 NFC 리더(310)는 자체 RF 필드를 비활성화한 상태로 외부 RF 필드가 감지될 때까지 대기한다.
사용자는 RF 필드 폴링 루프(160)가 개시된 스마트 기기(100)를 수동 태그(200)에 근접시켜 태깅을 시작(170)한다. 태깅이 유지된 상태에서 스마트 기기(100)가 일정 시간이 지날 때까지 폴링 루프(160)를 지속해도 수동 태그(200)와 통신을 완료하지 못하고 시간이 경과(816)되면 사용자 앱(150)은 시간초과 에러를 발생시킨다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 쓰기(820) 통신을 성공(822)하면 사용자 앱(150)은 쓰기 동작이 정상적으로 완료되었음을 사용자에게 메시지로 표시한다. 이때 폴링 루프(160)도 종료된다.
태깅이 유지된 상태에서 스마트 기기(100)의 폴링 루프(160)가 종료되고 일정 시간이 경과(824)한 후에, 사용자 앱(150)은 다시 NFC 리더 세션(826)을 동작시켜 수동 태그(200) 읽기(830) 통신을 하기 위한 RF 필드 폴링 루프(160)를 재개한다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)와 읽기(830) 통신을 성공(832)하면 사용자 앱(150)은 읽기 동작이 정상적으로 완료되었음을 사용자에게 메시지로 표시한다. 이때 폴링 루프(160)도 종료된다.
수동 태그(200)로부터 읽은 전자 장치(300)의 식별 정보가 인증되면, 스마트 기기(100)는 정보를 전자 장치(300)로 전달하기 위해 다음 과정을 진행한다. 태깅이 유지된 상태에서 스마트 기기(100)의 폴링 루프(160)가 종료되고 일정 시간이 경과(834)한 후에, 사용자 앱(150)은 다시 NFC 리더 세션(836)을 동작시켜 수동 태그(200) 쓰기(840) 통신을 하기 위한 RF 필드 폴링 루프(160)를 재개한다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)와 쓰기(840) 통신을 성공(842)하면 사용자 앱(150)은 쓰기 동작이 정상적으로 완료되었음을 사용자에게 메시지로 표시한다. 이때 폴링 루프(160)도 종료된다. 폴링 루프(160)가 종료된 이후(880, 890)에 사용자는 태깅을 해제(180)하고 사용자 앱(150)은 종료(190)된다.
다음으로, 전자 장치(300)의 동작 과정을 설명한다. 자체 RF 필드를 비활성화시켜 대기하고 있던 NFC 리더(310)의 동작은 다음과 같다. 스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 쓰기(820) 통신을 할 때 전달되는 RF 필드를 NFC 리더(310)의 외부 필드 검출기가 외부 RF 필드 on/off를 검출(828)하면 NFC 리더(310)에 인터럽트 신호가 발생한다. 이때 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 인터럽트를 확인하고 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 수동 태그(200)와 정보 읽기(850)를 수행시킨다. 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에서 읽은 정보를 확인하여 식별 정보 요청임이 확인되면, 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 스마트 기기(100)가 요청한 정보를 수동 태그(200)에 기록(852) 처리하도록 한다. 수동 태그(200)에 쓰기(852)를 완료한 NFC 리더(310)는 슬립 모드로 전환한다. 수동 태그(200)에 정보 쓰기(852)를 한 후 일정 시간(854)이 경과되어도 RF 필드가 검출(838)되지 않으면, NFC 리더(310)는 쓰기(860) 동작을 수행해서 수동 태그(200)에 기록된 정보를 삭제할 수 있다.
스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 읽기(830) 통신할 때 발생되는 RF 필드를 NFC 리더(310)의 외부 필드 검출기가 외부 RF 필드 on/off를 검출(838)하면 NFC 리더(310)에 인터럽트 신호가 발생한다. 이때 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 인터럽트를 확인하고 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 수동 태그(200)와 정보 읽기(856)를 수행시킨다. 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에서 읽은 정보를 확인한다. 이때 읽은 정보가 바로 전에 수동 태그(200)에 기록한 정보임을 확인하고 쓰기(858) 동작을 수행해서 수동 태그(200)의 정보를 삭제할 수 있으며, 쓰기(858)를 완료한 NFC 리더(310)는 슬립 모드로 전환한다.
스마트 기기(100)가 수동 태그(200)에 쓰기(840) 통신할 때 발생되는 RF 필드를 NFC 리더(310)의 외부 필드 검출기가 외부 RF 필드 on/off를 검출(844)하면 NFC 리더(310)에 인터럽트 신호가 발생한다. 이때 전자 장치(300)의 호스트 컨트롤러(320)는 인터럽트를 확인하고 NFC 리더(310)의 NFC 리더 안테나(311)를 통해 RF 필드를 활성화시켜서 수동 태그(200)와 정보 읽기(864)를 수행시킨다. 전자 장치(300)는 수동 태그(200)에서 읽은 정보를 확인하며, 그 확인된 바에 따라 요청된 서비스를 수행한다. 그리고 NFC 리더(310)는 읽기(864)를 완료한 후에 쓰기(866) 동작을 수행해서 수동 태그(200)의 정보를 삭제할 수 있으며, 쓰기(866)를 완료한 후에는 슬립 모드로 전환한다.
도 5는 일 실시예에 따른 스마트 기기와 수동 태그 및 전자 장치 간의 데이터 통신 흐름도이다. 스마트 기기(100)의 사용자 앱(150)은 전자 장치(300)와 상호 약속된 바에 따른 토큰 정보를 생성해서 암호화하며(S100), 그 암호화된 토근 정보를 근거리 무선 통신(NFC)으로 수동 태그(200)에 기록한다(S110). 전자 장치(300)는 외부 RF 필드가 일시 검출되면 수동 태그(200)에 기록된 토큰 정보를 읽어온다(S120). 전자 장치(300)는 읽어온 토큰 정보를 복호화 및 판독해서 인증된 요청인 것으로 확인되면 그 요청된 서비스 제공을 수행한다(S130)(S140).
도 6은 일 실시예에 따른 스마트 기기와 수동 태그와 전자 장치 및 서버 간의 데이터 통신 흐름도이다. 스마트 기기(100)의 인증 정보가 서버(400)에 미리 등록된 상태에서, 스마트 기기(100)가 무선 통신을 통해 서버(400)에게 토큰 정보를 요청하며, 이에 서버는 스마트 기기(100)의 요청이 인증된 기기의 요청일 경우 토큰 정보를 스마트 기기(100)로 전달한다(S200)(S210). 스마트 기기(100)는 서버(400)로부터 수신된 토큰 정보를 수동 태그(200)에 기록하며(S220), 전자 장치(300)는 S220 중에 발생되는 외부 RF 필드를 검출함에 따라 수동 태그(200)에 기록된 토큰 정보를 읽어온 후에 그 토큰 정보를 유선 또는 무선 통신을 통해 서버(400)로 전달한다(S230)(S240). 서버(400)는 전자 장치(300)로부터 수신된 토큰 정보가 S210을 통해 스마트 기기(100)로 전달된 토큰 정보와 동일한 것일 경우에 한해 전자 장치(300)로 승인이 되었음을 알리는 결과를 전송하며(S250), 이에 전자 장치(300)는 승인 결과를 수신하고 해당 서비스 제공을 수행한다(S260) 한편, 도 6에서는 나타나 있지 않지만, 토큰 정보에 대한 암호화 및 복호화는 적정 단계에서 수행될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 스마트 기기와 수동 태그 및 NFC 리더 안테나를 나타낸 구성도이고, 도 8은 수동 태그가 NFC 리더 안테나 하부에 수동 태그가 일체로 이루어지는 것을 예시한 구성도이며, 도 9는 수동 태그가 NFC 리더 안테나 상부에 수동 태그가 일체로 이루어지는 것을 예시한 구성도이다. NFC 리더(310)는 도 7에 도시된 바와 같이 안테나 RX(311a)와 안테나 TX(311b)를 갖는 NFC 리더 안테나(311)를 통해 수동 태그(200)를 매개로 스마트 기기(100)와 데이터 통신을 수행하는데, 스마트 기기(100)와 번갈아가면서 수동 태그(200)에 데이터(정보)를 읽기/쓰기 함으로써, 상호 간에 정보를 주고 받을 수 있게 된다. 그리고 수동 태그(200)는 NFC 리더 안테나(311)를 통해 방출되는 RF 필드의 범위 내에 고정적으로 위치하는데, 이를 위해 수동 태그(200)는 도 8에 도시된 바와 같이 NFC 리더 안테나(311)의 일측면(안테나 후면부)에 결합되거나 도 9에 도시된 바와 같이 NFC 리더 안테나(311)의 타측면(안테나 전면부)에 결합되어 일체를 이룰 수 있다. 즉, 수동 태그(200)는 NFC 리더 안테나(311)와 물리적으로 결합되어 NFC 리더(310)에 포함되는 구성이 될 수 있는 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 스마트 기기 110 : 프로세서
120 : NFC 제어 칩 130 : NFC 기기 안테나
140 : eSIM 150 : 사용자 앱
200 : 수동 태그 210 : NFC 태그 안테나
220 : 태그 칩 300 : 전자 장치
310 : NFC 리더
311 : NFC 리더 안테나 312 : NFC 리더 칩
312a : 아날로그 인터페이스 312b : 전자기장 감지부
312c : 제어부 320 : 호스트 컨트롤러

Claims (5)

  1. NFC 안테나; 및
    NFC 안테나를 통해 수동 태그를 대상으로 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 처리하되, 스마트 기기와 수동 태그에 읽기와 쓰기 중 적어도 하나를 교호적으로 처리하여 수동 태그를 매개로 한 스마트 기기와의 데이터 통신을 달성하는 NFC 리더 칩;
    을 포함하는 NFC 리더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    NFC 리더 칩은 NFC 안테나를 비활성화시켜 스마트 기기의 태깅에 의해 수동 태그에 읽기 또는 쓰기가 처리될 수 있게 하며, NFC 안테나를 활성화시켜 스마트 기기에 의해 수동 태그에 기록된 데이터를 읽기 처리하거나 스마트 기기로 전달할 데이터를 쓰기 처리하는 NFC 리더.
  3. 제 2 항에 있어서,
    NFC 리더 칩은 NFC 안테나가 비활성화된 디폴트 모드에서 외부 전자기장을 감지하며, 외부 전자기장이 일시 감지되면 그 일시 감지 후에 NFC 안테나를 활성화시켜 동작 모드로 전환해 수동 태그를 대상으로 읽기 또는 쓰기 처리한 후에 NFC 안테나를 비활성화시켜 디폴트 모드로 복귀하는 NFC 리더.
  4. 제 3 항에 있어서,
    수동 태그는 NFC 안테나의 전자기장 범위 내에 고정 위치된 것인 NFC 리더.
  5. 제 4 항에 있어서,
    NFC 안테나의 전면 또는 후면에 일체로 결합되는 수동 태그;
    를 더 포함하는 NFC 리더.
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