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KR100853188B1 - Ｒｆｉｄ 시스템에서의 전원 차단 장치 및 방법 - Google Patents

Ｒｆｉｄ 시스템에서의 전원 차단 장치 및 방법 Download PDF

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KR100853188B1
KR100853188B1 KR1020060124765A KR20060124765A KR100853188B1 KR 100853188 B1 KR100853188 B1 KR 100853188B1 KR 1020060124765 A KR1020060124765 A KR 1020060124765A KR 20060124765 A KR20060124765 A KR 20060124765A KR 100853188 B1 KR100853188 B1 KR 100853188B1
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Abstract

본 발명은 RFID (Radio Frequency Identification) 시스템에서의 전원 차단 장치 및 방법에 관한 것으로 고주파 식별기 태그에 파워를 공급하는 전원부; 입력된 소정의 주파수 대역 연속파 신호를 정류 및 승압된 직류 전압원 신호로 출력하는 입력부; 상기 승압된 직류 전압원 신호의 전압값을 소정의 기준 전압값과 비교하여 하이 신호 또는 로우 신호를 발생하는 웨이크-업 판별부; 상기 로우 신호 발생시 스위치를 차단시켜 상기 고주파 식별기 태그에 파워 공급을 중단하는 스위치부;를 포함하여 전지 지원형 고주파 식별기 태그의 대기 상태시 대기 전류 소모를 차단하여 태그에 부착된 전지의 수명을 늘릴 수 있는 전원 차단 장치 및 방법을 제공한다.
Figure R1020060124765
RFID, 전자태그, 웨이크-업, 전원 차단

Description

ＲＦＩＤ 시스템에서의 전원 차단 장치 및 방법{Power cut-off apparatus and method in radio frequency identification systems}
도 1 은 수동형 RFID 태그의 시스템의 개념적인 구성도를 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 일 실시예로서 전원 차단 장치를 포함하는 전지 지원 고주파 식별기 태그에 대한 구성도를 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 전원 차단 장치를 포함하는 전지 지원 고주파 식별기 태그의 동작 흐름을 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 전원 차단 장치를 포함하는 전지 지원 고주파 식별기 태그에 대한 구성도를 보여주는 도면이다.
본 발명은 RFID 시스템에서의 전원 차단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리더에서 제공되는 연속파(continuous wave)와 리더기의 명령어 신호를 이용하여 태그에 내장된 배터리의 지원 여부를 결정짓는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 RFID (Radio Frequency Identification)기술은 각 사물에 태그를 부착하고, 사물의 고유 식별자(ID)를 무선으로 인식하여, 해당 정보를 수집, 저장, 가공, 추적함으로써 사물에 대한 측위, 원격처리, 관리 및 사물 간 정보교환의 서비스를 제공하는 기술이다.
RFID (Radio Frequency Identification)기술은 바코드를 대체하여 자재 관리 및 유통뿐만 아니라, 보안 등의 다양한 분야에 적용됨으로써, 새로운 시장을 형성할 것으로 예상된다.
RFID (Radio Frequency Identification)시스템은 (1)리더(Reader)와 태그(Tag) 사이의 통신 방식, (2)자체 전력의 유무, (3)사용하는 주파수에 따라 구분이 가능하다.
리더(Reader)와 태그(Tag)사이의 상호 통신 방식에 따른 구분은 '상호 유도 방식'과 '전자기파 방식'으로 나뉜다.
태그가 자체 전력으로 동작하는지 여부에 따른 구분은 '전지 지원형'과 '수동형'으로 나뉜다.
사용하는 주파수에 따라 구분은 장파, 중파, 단파, 초단파 및 극초단파형으로 나뉘며, 각 구분에 따라 다양한 종류의 규격이 제정되어 있거나 제정 준비중에 있다.
도 1 은 수동형 RFID 태그의 시스템의 개념적인 구성도를 보여주는 도면이다.
태그가 자체 전력으로 동작하는지 여부에 따른 구분에 있어서 전지 지원 없 이 리더의 반사파만을 이용하는 '수동형' 태그는, 도 1에 도시된 바와 같이, RF 안테나(101), 전압 승압기(102), 전기 소거식 프로그램 가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)(103), 복조기(104), 제어부(105), 변조기(106)를 포함하여 이루어진다.
전지 지원이 없는 수동형(passive) 태그의 동작은 RF 안테나(101)를 통하여 수신한 전자파의 전력을 상승시키는 전압 승압기(102)의 출력 전압을 이용하여 전기 소거식 프로그램 가능 롬(EEPROM)(103) 및 제어부(105)를 구동시키는 방식으로 이루어진다.
리더와 태그 사이가 멀리 떨어진 경우(예를 들면, 5M 이상 떨어진 경우)에는 전기 소거식 프로그램 가능 롬(EEPROM)(103) 및 제어부(105)를 구동하는데 필요한 전압을 획득할 수 없다는 문제점이 있었다.
즉, 수동형 태그는 인식거리가 5m 내외로 제한적이고, 또한 금속 부착형 물체에서는 인식률이 저조하다는 문제점이 있었다.
한편, 전지가 내장된 '전지 지원형' 태그는 다시 '능동형'과 '반 능동형'으로 나누어지며 인식거리에 대해서는 수동형 태그에 비하여 상대적으로 만족스러운 결과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 응용 서비스에 이용 가능하지만, 내장된 배터리의 수명을 얼마나 연장할 수 있느냐에 따른 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 대기 상태 시 전지 지원 고주파 식별기 태그의 전류 소모를 최소화하여 전지 수명을 늘릴 수 있는 전원 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 RFID 시스템에서의 전원 차단 장치의 일 실시예는, 고주파 식별기 태그에 파워를 공급하는 전원부; 입력된 소정의 주파수 대역 신호를 정류하고 승압된 직류 전압원 신호로 출력하는 입력부;상기 승압된 직류 전압원 신호의 전압값을 소정의 기준 전압값과 비교하여 하이 신호 또는 로우 신호를 발생하는 웨이크-업 판별부; 및 상기 로우 신호 발생시 상기 고주파 식별기 태그에 파워 공급을 중단하는 스위치부;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 RFID 시스템에서의 전원 차단 방법의 일 실시예는, 입력된 소정의 주파수 대역 신호를 정류하고 승압된 직류 전압원 신호로 출력하는 단계; 상기 승압된 직류 전압원 신호의 전압값을 소정의 기준 전압값과 비교하여 하이 신호 또는 로우 신호를 발생시키는 단계; 및 상기 로우 신호 발생시 고주파 식별기 태그에 파워 공급을 중단하는 단계;를 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록한다.
도 2 는 본 발명에 따른 일 실시예로서 전원 차단 장치를 포함하는 전지 지원 고주파 식별기 태그에 대한 구성도를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 전지 지원형 고주파 식별기 태그는 안테나부(201)와 태그 시스템부(202)로 구성되며, 리더기로부터 송출된 신호는 태그 안테나부(201)를 통해 태그 시스템부 내 입력부(203)로 입력된다.
입력부(203)로 입력된 신호는 연속파(continuous wave) 신호와 기저대역신호를 포함한다. 여기서 기저대역신호는 리더기 명령어를 포함한다.
안테나부(201)를 통해 들어온 연속파(continuous wave) 신호는 입력부(203)를 거치면서 정류 및 승압된 직류 전압원이 출력으로 나오며, 이 신호는 웨이크-업 판별부(204)를 거쳐 스위치부(205)로 보내준다.
웨이크-업 판별부(204)는 OR-GATE로 구성이 되며, 2개의 입력 단자 중 하나의 입력이 HIGH인 경우 그 출력값은 HIGH로 설정된다.
본 발명에서 웨이크-업 판별부의 2개 입력 단자는 다음과 같이 구성된다.
첫번째 입력 단자는 태그 내 입력부(203)의 출력을 통해 신호를 받아들이고, 두번째 입력 단자는 제어부(209)로부터 신호를 받아들인다.
리더기로부터 연속파 신호(continuous wave)를 받은 태그는 입력부(203)를 거치면서 정류 및 승압된 직류 전압원의 출력값이 Vth 미만인 경우는 웨이크-업 판별부(204) 입력단자에 LOW 신호를 전달하여 웨이크-업 판별부(204) 출력값은 LOW 상태로 남아있고, Vth 이상으로 판단되는 경우는 웨이크-업 판별부 입력단자에 HIGH 신호를 전달하여 웨이크-업 판별부 출력값을 HIGH 상태로 전환한다.
따라서 일정 시간 이상 동안 발생되는 HIGH 신호는 스위치부를 동작하여 전원부(206)의 전원을 저전압 출력 안정기(207)에 공급한다.
여기서 일정 시간이란 스위치부(205)의 동작을 통해 전원부(206)의 전원이 제어부(209)에 공급되어 제어부의 대기모드를 활성모드로 변환시키기에 충분한 시 간을 의미한다.
스위치부(205)를 통해 공급된 전원은 저전압 출력 안정기(207)를 통해 제어부(209)와 복조부(208)에 일정한 전압이 공급된다.
일단 제어부에 안정적인 전원이 공급되기 시작하면 제어부(209)는 대기모드에서 활성모드로 전환되며, 웨이크-업 판별부(204)와 고주파 발생부(210) 그리고 메모리부(211)에 안정적인 전원을 공급한다.
또한 제어부(209)는 웨이크-업 판별부(204)에 일정한 전압을 공급함으로써 OR 게이트로 구성된 웨이크-업 판별부는 항시 HIGH 신호를 스위치부(205)에 공급하게 된다.
고주파 발생부(210)는 태그 시스템부 동작에 필요한 일정한 클록을 제공하며, 메모리부(211)는 태그 시스템부 동작에 필요한 데이터를 저장하는 메모리를 제공한다.
또한 복조부(208)에 공급된 전원은 태그 시스템부(202)의 안테나부(201)를 통해 입력된 리더기의 기저 대역 신호(BASE BAND SIGNAL)를 제어부(209)에 전달한다.
활성화된 제어부는 복조부(208)를 통해 들어오는 리더기의 명령어를 판독할 수 있으며,이것을 처리하는 작업을 수행한다.
리더기 명령어를 수행한 제어부는 그 결과값을 출력부(212)와 안테나부(201)를 통해 리더기에 전송한다.
도 3 은 본 발명에 따른 전원 차단 장치를 포함하는 전지 지원 고주파 식별 기 태그의 동작 흐름을 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 전지 지원 고주파 식별기 태그는 안테나부를 통해 리더기 신호를 수신하고(S301), 수신된 연속적인 전자파를 정류/승압하여 직류 전압 신호를 생성한다(S302),
직류 전압과 기준 전압을 비교하여 다음 단계로의 이동 여부를 결정한다(S302).
여기서 생성된 직류 전압 신호의 값이 기준 전압보다 높은 경우(S304)는 다음 단계인 웨이크-업 판별부에 생성된 직류 전압을 넘겨주며(S305), 만일 그렇지 않은 경우 태그 시스템은 리더리 신호 수신 대기 상태로 돌아간다.
여기서 기준 전압이란 웨이크-업 판별부의 입력 값이 HIGH로 인식되는 전압을 말한다.
즉 직류 전압의 값이 기준 전압 미만인 경우는 웨이크-업 판별부 입력단자에 LOW 신호를 전달하여 웨이크-업 판별부 출력값은 LOW 상태로 남아있고, 기준전압 이상으로 판단되는 경우는 웨이크-업 판별부 입력단자에 HIGH 신호를 전달하여 웨이크-업 판별부 출력값을 HIGH 상태로 전환한다.
다음 단계는 입력으로 들어온 직류 전압이 기준 전압보다 높은 경우, 웨이크-업 판별부는 출력값으로 HIGH를 내보내며, 이 신호 값은 스위치부 동작에 이용되어 전원부의 전원을 저전압 출력 안정기에 공급하게 된다(S306).
저전압 출력 안정기에 공급된 전원은 태그 시스템 내부의 제어부와 복조부로 전달되어 제어부와 복조부를 활성화시킨다.
대기모드에서 활성모드로 전환된 제어부는 웨이크-업 판별부와 고주파 발생부 그리고 메모리부에 안정적인 전원을 공급하며(S308), 웨이크-업 판별부 입력에 전달된 HIGH 신호를 통해 웨이크-업 판별부는 안정적인 HIGH 신호를 스위치부에 공급하여 제어부는 활성모드를 유지한다.
또한 본 발명에서 고주파 식별기 태그 시스템은 안테나부를 통해 리더기 신호를 수신함에 있어서(S301), RFID 리더기로부터 수신되는 리더기의 명령어 신호는 활성화된 복조부를 거쳐 제어부에 보내준다(S309).
활성화된 제어부는 리더기의 명령어 신호를 처리하며, 명령어 처리에 필요한 클록과 메모리는 활성화된 고주파 발생기와 활성화된 메모리부에서 처리된다(S310).
리더기 명령어를 수행한 다음 제어부는 그 결과값을 출력부와 안테나부를 통해 리더기에 전송 한다(S311).
하지만 일정 시간 이상 동안 제어부에서 리더기의 명령어를 수신하지 못하는 경우 제어부는 활성모드에서 대기모드로 넘어가고, 대기모드인 제어부는 더 이상 웨이크-업 판별부에 HIGH 신호를 보내주지 않는다(S313).
만일 웨이크-업 판별부의 두 입력 단자에 HIGH 신호가 들어오지 않으면 스위치부는 동작을 멈추고(S314), 전원부의 전원은 태그 시스템부에 더 이상 공급이 되지 않는다(S315).
이때부터 태그 시스템부는 전원이 차단된 대기모드로 운영되며, 새로운 리더기 신호의 수신을 기다리게 된다.
도 4 는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 전원 차단 장치를 포함하는 전지 지원 고주파 식별기 태그에 대한 구성도를 보여주는 도면이다.
본 발명에 따른 전지 지원형 고주파 식별기 태그는 안테나부(401)와 태그 시스템부(402)로 구성되며,리더기로부터 송출된 신호는 태그 안테나부(401)를 통해 태그 시스템부 내 입력부(403)로 들어온다.
이때 입력부로 들어오는 신호는 연속파(continuous wave) 신호와 기저대역신호를 포함한다. 여기서 기저대역신호는 리더기 명령어를 포함한다.
안테나부(401)를 통해 들어온 연속파 신호는 입력부(403)를 거치면서 정류 및 승압된 직류 전압원이 출력된다.
직류 전압원 신호는 저전력 비교부(404)를 거쳐 웨이크-업 판별부(405)의 입력신호로 들어간다.
여기서 저전력 비교부(404)는 최소한의 대기 전류로 구동되는 장치로 태그에 내장된 전원부의 전력 공급으로 항상 구동한다.
또한 저전력 비교부(404)는 리더기의 기저대역신호를 웨이크-업 판별부와 제어부에 보내준다.
웨이크-업 판별부(405)는 OR-GATE로 구성이 되며, 2개의 입력 단자 중 하나의 입력이 HIGH인 경우 그 출력값은 HIGH로 설정된다.
본 발명에서 웨이크-업 판별부의 2개 입력 단자는 다음과 같이 구성된다.
첫번째 입력 단자는 저전력 비교부의 출력을 통해 신호를 받아들이고, 두번째 입력 단자는 제어부(409)로부터 신호를 받아들인다.
여기서 저전력 비교부 출력값을 입력으로 받아들이는 웨이크-업 판별부는 아래 두가지 경우에 대해 선택적으로 HIGH 신호를 출력으로 내보내며, 이는 사용자의 응용에 따라 결정된다.
첫번째는 리더기로부터 연속파 신호를 받은 태그는 입력부를 거치면서 정류 및 승압된 직류 전압원을 출력하고, 직류 전압원 신호를 저전력 비교부를 통해 일정 시간 이상 동안 HIGH 신호를 웨이크-업 판별부에 제공하는 경우이다.
여기에서 일정한 HIGH 신호는 웨이크-업 판별부의 결과값이 스위치부를 동작하여 전원부의 전원을 제어부에 공급하여 제어부를 대기모드에서 활성모드로 변활시킬수 있는 기간을 의미한다.
두번째는 리더기로부터 송신되는 기저대역 신호 중 사전에 정의된 웨이크-업 신호를 포함한다면 웨이크-업 판별부는 이를 판독하여 일치 여부를 판정 후 일치할 때만 HIGH 신호를 출력값으로 보내준다.
이 경우에는 사전에 정의된 웨이크-업 신호의 일치 여부를 판정하기 위한 웨이크-업 부가장치를 필요로 한다.
스위치부(406)는 웨이크-업 판별부의 결과값에 따라 전원부(408)의 전원 공급 여부를 결정지으며, 웨이크-업 판별부의 출력 값이 HIGH인 경우 전원부의 전원은 저전압 출력 안정기(407)를 통해 제어부(409)에 안정적인 전원을 공급한다.
제어부에 안정적인 전원이 공급되기 시작하면 제어부는 대기모드에서 활성화 모드로 전환되며, 웨이크-업 판별부와 고주파 발생부(410) 그리고 메모리부(411)에 안정적인 전원을 공급한다.
여기서 고주파 발생부는 태그 시스템부 동작에 필요한 일정한 클록을 제공하며, 메모리부는 태그 시스템부 동작에 필요한 데이터를 저장하는 메모리를 제공한다.
활성화된 제어부는 리더기의 명령어를 판독할 수 있는 상태로 들어가게 되며, 저전력 비교부를 통해 들어오는 연속적인 명령어를 판독 및 처리한다.
리더기 명령어를 수행한 다음 제어부(409)는 그 결과값을 출력부(412)와 안테나부(401)를 통해 리더기에 전송한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브 (예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점 에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 RFID 시스템에서의 전원 차단 장치 및 방법에 의하여 RFID 리더기의 신호가 없을 때 태그의 대기 전류 자체를 차단함으로써 고주파 식별기 태그에 부착된 전지의 수명을 최대한 늘일 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 고주파 식별기 태그에 파워를 공급하는 전원부;
    수신된 소정의 주파수 대역 신호를 정류하고 승압된 직류 전압원 신호를 출력하는 입력부;
    상기 주파수 대역 신호에 포함된 RFID 리더기 명령어를 판독하고, 상기 RFID 리더기 명령어 수신 여부를 기초로 하이 또는 로우 신호를 출력하는 제어부;
    상기 입력부의 승압된 직류 전압원 신호를 제 1 입력 신호, 상기 제어부의 하이 또는 로우신호를 제 2 입력신호 하는 OR 논리연산자의 결과값을 출력하는 웨이크-업 판별부; 및
    상기 웨이크-업 판별부의 출력값을 기초로 상기 고주파 식별기 태그에 전원 공급 여부를 결정하는 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 전원 차단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이크-업 판별부는
    상기 승압된 직류 전압원 신호의 전압값을 소정의 기준 전압값과 비교하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템에서의 전원 차단 장치.
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  6. 수신된 소정의 주파수 대역 신호를 정류하고 승압된 직류 전압원 신호를 출력하는 정류-승압 단계;
    상기 주파수 대역 신호에 포함된 RFID 리더기 명령어를 판독하고, 상기 RFID 리더기 명령어 수신여부를 기초로 하이 또는 로우신호를 출력하는 모드결정단계;
    상기 정류-승압단계의 승압된 직류 전압원 신호를 제 1 입력신호, 상기 모드결정단계의 하이 또는 로우신호를 제 2 입력신호를 하는 OR논리 연산의 결과값을 출력하는 웨이크-업 판별단계; 및
    상기 웨이크-업 판별단계의 출력값을 기초로 고주파 식별기 태그에 전원 공급 여부를 결정하는 스위칭 단계;를 포함하는 것을 특징으로 RFID 시스템에서의 전원 차단 방법.
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