KR101773027B1 - 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 태그가 사전에 기록해둔 식별번호만을 전달하는데 그치지 않고 태그가 놓여있는 선로주변의 환경정보, 생태정보 및 기상정보를 포함하는 주변상태 정보까지도 포함하여 동시에 전달하도록 함으로써, 열차선로의 안전과 주변환경, 기상정보, 생태정보 등에 관한 판단이 가능하도록 하고, 또한 이를 바탕으로 적절한 조치를 취하거나 원격지로 수집된 정보를 전송하여 해당 정보를 분석하고 예상되는 문제를 미연에 방지하도록 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그시스템 및 그 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
Description
본 발명은 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도선로에 설치되어 있는 열차위치검지용 태그를 이용하여 철도선로 주변의 다양한 주변상태정보를 측정하여 열차에 설치된 (RFID)리더기로 전달하는 트랜스폰더 시스템으로써, 도처에 깔려있는 철도선로를 중심으로 열차가 지날 때마다 각지의 기상, 온도, 습도, 물체, 진동, 소음, 건널목 신호 등을 포함한 환경정보와 생태계에 대한 정보를 수집 및 이용하여 열차운행의 안전에 대한 판단을 할 수 있고, 또한 눈, 비, 노면상태, 건널목 정보, 사람의 접근정보 들을 감지하여 해당 상황에 따른 적절한 조치를 유도할 수 있는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
열차의 위치검지에는 열차에 설치된 리더기와 선로에 설치된 태그를 포함한 트랜스폰더 시스템이 사용된다. 열차에 설치된 리더기는 태그에 무선으로 전력을 공급하고, 태그는 리더기로부터 제공받은 전력을 이용하여 미리 기록해 둔 위치정보를 제공함으로써 열차의 위치검지가 가능하다. 이때 태그는 일정량 이상의 전력을 공급받아야만 태그의 ID 식별정보(위치정보)를 리더기로 전달할 수 있다.
트랜스폰더를 이용한 열차위치검지 시스템은 열차가 선로를 따라 주행하면서 선로에 설치된 RFID 태그 위를 지날 때 열차는 상기 RFID 태그에 미리 저장된 고유 식별번호(ID)(또는 설치위치(절대 좌표))를 검지하여 열차의 위치를 파악한다. 여기서 각각의 고유 식별번호가 위치좌표를 의미할 수도 있고, 각각의 고유 식별번호에 따른 위치좌표를 리더기나 위치검지시스템에 저장하고 있다가 해당 식별번호가 감지되면 이에 매핑되어 있는 위치좌표를 읽어와 해당 RFID 식별번호가 가리키는 위치를 파악할 수도 있다.
종래기술에서의 RFID 태그는 상기 태그가 사전에 기록해둔 식별번호만을 전달하는데 그친 반면에, 본 발명에서는 태그가 놓여있는 선로주변의 환경과 생태정보까지도 포함하여 동시에 전달하도록 함으로써, 열차선로의 안전과 주변환경, 기상정보, 생태정보 등에 관한 판단이 가능하도록 하고, 또한 이를 바탕으로 적절한 조치를 취하거나 원격지로 수집된 정보를 전송하여 해당 정보를 분석하고 예상되는 문제를 미연에 방지하도록 하는 활동을 지원하고자 한다.
열차를 안전하게 운행하기 위해서는 열차 선로의 전체 궤도 내에서 운행되는 모든 열차의 위치를 정확하게 파악하는 것이 필수적이다. 여기에 환경정보, 기상정보, 생태정보 등을 추가로 수집할 수 있다면, 이는 열차의 안전운행을 위한 제어뿐만 아니라, 화물운송, 열차운행감시, 승객서비스, 사고방지 등 철도교통 전 분야에서 활용성이 뛰어나 기초정보가 된다. 따라서 이러한 선로의 위치정보, 열차의 위치정보, 환경정보, 기상정보, 생태정보 등을 시스템 차원에서 파악, 확인 및 관리하는 것이 필요하고 또한 매우 중요하다.
이러한 필요성에 따른 종래기술로, 한국등록특허 제0505051호(2005년 08월 03일)는 선로주변 환경정보 알림장치 및 처리방법에 관한 것으로, 선로주변의 특수 환경정보를 열차가 해당구간을 통과하기 전에 미리 열차에 알려줌으로써, 열차운행의 안전성과 신뢰성을 향상시키도록 한 것이다. 환경정보를 상향/하향 양방향을 고려하여 테이블화한 후, BPSK 위상 변조된 신호를 생성하고, 임피던스 정합수단을 통해 BPSK 신호를 입력받아 이를 원래의 신호로 복조하여 차상으로 출력하고, 알림정보 인식수단에서 출력되는 복조신호를 선로주변 환경정보로 인식하여 그 인식된 환경 정보에 따라 열차운행을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 선행기술은 선로주변의 특수 환경정보를 열차가 해당구간을 통과하기 전에 미리 열차에 알려주는 것으로, 본 발명의 RFID 태그를 이용하여 선로주변의 환경정보를 수집하는 것이 아니므로, 양 발명에는 차이점이 존재한다.
또한 한국공개특허 제2004-0023786호(2004.03.18.)는 열차운행 안전관리 시스템에 관한 것으로, 각 열차에는 열차의 제반 운행상태와 현재위치 등을 검출 및 기록하는 운행기록장치가 설치되어, 이 운행기록장치를 이용하여 열차(객차) 또는 철로의 환경을 파악할 수 있어 차후 열차안전운행 분석 자료로 활용되도록 함은 물론 열차 운행 시 비정상적인 상황이 도래되면 이러한 상황을 실시간으로 중앙통제시스템으로 전송하여 주어 사고를 예방할 수 있도록 하는 것이다.
상기 선행기술은 열차운행 안전관리 시스템에 관한 것이나, 열차의 환경을 파악하여 중앙통제시스템으로 전송하는 것이지, 본 발명과 같이 RFID 태그를 이용하여 열차선로 주변의 상태를 측정하여 전송하는 것에 대해서는 그 기술적인 특징으로 제시하고 있지 않다.
또한, 한국공개특허 제2010-0083043호(2010.07.21)는 RFID를 이용한 열차 정보 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 선로를 따라 설치되는 다수 개의 RFID 태그를 포함하여 이루어져, 열차시스템의 RFID 리더와 비접촉 통신을 수행하여 정보를 교환하는 데 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술은 선로 상에 RFID 태그를 설치하고, 열차 운행 중에 열차 상의 RFID 리더에서 상기 RFID 태그로부터 정보를 수집하는 것에 관한 기술로서 본 발명과 일부 기술분야에 대해서는 유사점이 있으나, 본 발명과 같이 트랜스폰더를 이용하여 열차의 위치를 검지하고, 여기에 더하여 선로주변의 환경정보, 기상정보, 위치정보, 생태정보 등을 측정하여 열차내의 리더기로 전송함으로써, 열차선로와 그 주변의 환경에 대해서 신속하고 광범위하게 파악할 수 있는 것과 같은 기술적인 특징에 대해서는 기재하고 있지 않다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법은 상기 수집된 열차선로의 주변상태정보를 토대로 열차의 안전운행에 활용할 수 있으며, 나아가 열차선로가 놓여 있는 곳곳의 기상상태를 정확하게 파악할 수 있으므로, 전국적인 기상상황을 정확하게 파악하여 농업, 수산업, 임업, 공업 등 다양한 산업 활동에 활용할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있은 효과가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 열차의 위치를 검지하는 것 이외에도 RFID 태그만으로도 특정 위치의 주변에 대한 환경정보, 기상정보, 생태정보 등을 수집하는 것이 가능한 멀티플 센서를 구비한 RFID 트랜스폰더 태그 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 철도선로에 설치되어 있는 열차위치검지용 태그를 이용하여 철도선로 주변의 다양한 주변상태정보를 측정하여 열차에 설치된 (RFID)리더기로 전달하는 트랜스폰더 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 도처에 깔려있는 철도선로를 중심으로 열차가 지날 때마다 각지의 기상, 온도, 습도, 물체, 진동, 소음, 건널목 신호 등을 포함한 환경정보와 생태계에 대한 정보를 수집 및 이용하여 열차운행의 안전에 대한 판단을 할 수 있고, 또한 눈, 비, 노면상태, 건널목 정보, 사람의 접근정보 들을 감지하여 해당 상황에 따른 적절한 조치를 유도할 수 있는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 열차선로의 특정 위치정보와 눈, 비, 습도, 노면상태, 건널목정보, 사람이나 동물의 접근정보 등 주변환경에 대한 정보를 감지하여 전달함으로써, 해당지역의 기후나 기상조건의 변화를 미리 파악할 수 있도록 함으로써, 다양한 산업이나 관광에 상기 파악한 결과를 활용할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그시스템은 열차 내에 설치된 리더기를 통해서 무선으로 전력을 공급받거나, 또는 자체 베터리나 외부로부터 상시전력을 공급받아 동작할 수 있으며, 상기 리더기로부터 무선으로 전력을 공급받거나 자체 베터리 또는 외부로부터 공급받은 전력을 이용하여 동작하며, 상기 태그시스템은 적어도 하나 이상의 센서로부터 전달되는 주변상태정보 및 태그의 식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 열차 내에 설치되어있는 리더기에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 태그시스템은 적어도 하나이상의 센서로부터 주변상태정보를 아날로그신호로 제공받아 디지털신호로 변환하는 적어도 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기; 해당 태그에 대한 정보를 저장하는 태그정보 저장부; 상기 아날로그-디지털변환기에 의해 디지털신호로 변환된 주변상태정보와 상기 저장부에 저장된 태그정보를 결합하여 프레임신호를 생성하는 프로세서; 상기 프로세서에 의해 생성된 프레임신호를 아날로그신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기; 및 상기 변환한 아날로그신호를 증폭하기 위한 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 주변상태정보는 주변 환경에 대한 정보 및 물체 또는 생체에 대한 정보를 포함하며, 상기 주변 환경에 대한 정보는 기상, 온도, 습도, 진동, 하중, 선로상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하며, 상기 물체 또는 생체에 대한 정보는 각각 열차에 접촉하거나 접근하는 무생물이나, 사람, 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 센서는 주변상태정보뿐 만아니라 건널목 신호를 포함한 주변의 교통정보를 수집하는 유무선 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 태그저장부에 저장되어있는 태그정보는 식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 포함하며, 또한 상기 식별번호만을 수신 받은 리더기는 상기 식별번호에 해당하는 위치정보를 추가로 매칭함으로써, 상기 식별번호에서 위치정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.
아울러 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성방법은, 아날로그-디지털 변환기를 통해서 열차선로 주변의 주변상태정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서로부터 아날로그 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계; 태그 정보 저장부에 미리 저장된 태그정보를 추출하는 태그정보 추출단계; 상기 디지털신호로 변환된 주변상태정보와 상기 태그 정보 저장부에서 추출한 태그정보를 결합하여 프레임신호를 생성하는 프레임신호 생성 단계; 상기 생성한 프레임신호를 디지털-아날로그 변환기로 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 단계; 및 상기 변환한 아날로그 신호를 증폭기를 통해서 증폭하는 증폭단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 증폭한 아날로그 신호는 열차 내 설치되어 있는 리더기로 전송하게 된다.
또한 상기 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성방법에 있어서, 상기 주변상태정보는 환경에 대한 정보 및 물체 또는 생체에 대한 정보를 포함하며, 상기 환경에 대한 정보는 기상, 온도, 습도, 하중, 선로 상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하고, 상기 물체 또는 생체에 대한 정보는 각각 열차에 접촉하거나 근접하는 무생물이나, 사람, 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성방법에 있어서, 상기 센서는 열차선로의 건널목 신호를 포함하여 주변의 교통정보를 수집하는 유무선 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성방법에 있어서, 상기 태그정보 저장부에 저장되어 있는 태그 정보는 식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 식별번호만을 수신받은 상기 열차 내 설치된 리더기에서 상기 식별번호에 해당하는 위치정보를 추가적으로 매칭함으로써, 상기 식별번호에서 위치정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성방법에 있어서, 상기 열차위치검지 태그 시스템은 리더기에서 공급해주는 무선전력에 의해서 동작하거나, 또는 자체 배터리나 외부로부터 상시전력을 공급받아 동작하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 열차선로의 특정 위치정보에 추가로 눈, 비, 습도, 노면상태, 건널목정보, 사람이나 동물의 접근정보 등 주변환경에 대한 정보를 감지하여 열차에 설치된 리더기로 전달하도록 하여, 일차적으로는 열차의 안전운행에 활용할 수 있도록 하며, 나아가 열차선로가 놓여 있는 곳곳의 기상상황을 정확하게 파악하여 농업, 수산업, 임업, 공업 등 다양한 산업 활동에 활용할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있은 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템에서 주변상태정보를 수집하는 것에 대해 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템에서 수집한 정보를 리더기로 전달하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템에서 수집한 정보를 리더기로 전달하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
이하, 다양한 실시예에 따라 설명하고 있는 본 발명에서는 RFID이외에 이와 실질적으로 동등한 역할을 수행하는 태그를 생성하는 것을 모두 포함하며, RFID는 태그를 설명하기 위한 일 실시예에 해당할 뿐이다.
또한 본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템에서 주변상태정보를 수집하는 것에 대해 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 철로에 설치되어 있는 RFID 태그(200)로부터 열차에 설치된 RFID 리더기(100)가 무선 신호를 수신하여 해당 열차의 위치정보를 인식함으로써, 열차의 위치만을 검지하였다. 물론 열차의 위치정보를 알게 되면, 열차의 운행 스케줄을 보다 현실화할 수 있으며, 열차의 운행정보를 보다 자세하게 파악할 수 있어, 트래픽의 분산을 유도할 수 있으므로, 경제적으로 많은 이득이 있다. 그러나 이 정도만으로는 주어진 인프라를 충분히 활용하고 있다고 보기 어렵다. 왜냐하면 RFID 태그와 RFID 리더기를 포함한 RFID 트랜스폰더를 구축하는데 드는 비용을 고려해 볼 때, 상기 트랜스폰더의 활용도를 높이기 위해서 각 태그에 온도, 습도, 강우, 물체감지, 진동, 소음 등에 대한 감지기능을 추가하면, 기존의 인프라를 약간의 기능을 추가하는 것만으로도 매우 큰 경제적인 이득을 얻을 수 있게 된다.
따라서 본 발명에서는 기존의 RFID 태그에 다양한 센서 인터페이스를 구비하여 열차위치검지 이외에 환경, 기상, 또는 생채정보를 제공할 수 있도록 함으로써, 기존의 인프라에 대한 활용도를 극대화하고자 한다. 또한 이를 통해 인프라에 대한 투자비를 줄일 수 있게 된다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 열차가 RFID 태그(200)가 위치한 곳을 지나가게 되면, 열차에 설치된 RFID 리더기(100)로부터 전력전송을 위한 무선신호를 송출하게 되고, 이때 RFID 태그(200)는 무선신호로부터 전력을 공급받아 자체에서 저장하고 있던 RFID 식별번호를 읽어 주변장치로 전송하게 된다. 또한 상기 RFID 태그(200)는 무선신호로부터 전력을 공급받아 동작하는 구조뿐만 아니라 자체 베터리를 가지고 있거나, 상기 외부로부터 전력을 공급받을 수 있다.
또한 상기 RFID 태그(200)는 적어도 하나 이상의 센서와 연결되어 구성될 수 있다. 상기 센서는 열차가 진행하는 선로상의 주변상태정보를 RFID태그(200)로 전달한다.
또한 상기 센서는 온도습도센서(410), 강우센서(420), 물체감지센서(430) 및 진동소음센서(440) 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 상기 나열한 센서들은 본 발명의 일실시예에 따른 예시일 뿐, 본 발명에서는 상기 센서들의 종류에 제한을 두지 않는다. 상기 주변상태정보는 주변의 환경, 물체 ,생체, 또는 이들의 대한 정보를 감지하며, 상기 환경에 대한 정보는 기상, 온도, 습도, 진동, 하중, 선로상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하며, 물체 또는 생체에 대한 정보는 각각의 열차에 접촉하거나 근접하는 무생물이나, 사람, 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보들이 포함될 수 있다.
아울러 상기 센서는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차위치검지 태그 시스템이 자체적으로 구비하고 있을 수도 있지만, 열차선로의 건널목 신호를 포함한 주변의 교통정보를 수집하는 인접한 타 장치로부터 제공받을 수도 있다. 따라서 열차위치검지 태그 시스템은 유무선 인터페이스를 구비하여 인접한 타 장치와 메시지를 주고받을 수도 있다.
따라서 상기 열차가 RFID태그(200)가 위치한 곳을 지나가게 되면, RFID태그(200)는 자체에서 저장하고 있던 RFID 식별번호를 뿐만 아니라 즉, 열차 위치정보뿐만 아니라 상기 적어도 하나 이상의 센서들을 통해 획득한 주변상태정보를 함께 송신함으로써, 열차 선로의 안전과 주변환경, 기상정보, 생태정보등에 관한 판단이 가능하도록하고, 또한 이를 바탕으로 적절한 조치를 취하거나 원격지로 수집된 정보를 전송하여 해당 정보를 분석하고 예상되는 문제를 미연에 방지하도록 하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템은, 열차 선로 주변의 환경, 물채, 생체 또는 이들의 조합에 대한 주변상태정보를 감지하는 즉, 주변환경을 센싱하여 전달하는 적어도 하나 이상의 센서로부터 아날로그 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환하는 적어도 하나 이상의 아날로그-디지털변환기(ADC)(210), 해당 RFID태그(200)에 대한 정보를 저장하는 태그정보 저장부(220), 상기 디지털 신호로 변환한 주변상태 정보 와 상기 태그 저장부에 저장되어 있는 태그정보를 결합하여 프레임신호를 생성하는 프로세서(230), 상기 생성한 프레임신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(240) 및 변환한 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 아날로그-디지털변환기(210)는 각각의 센서에 각각 연결되어 센서에 의해 들어오는 주변상태 정보를 디지털신호로 변환한다. 물론 센서의 종류에 따라 ADC가 필요없이 바로 신호를 수집하는 것도 가능하며, 구현적인 측면에서는 상기 ADC가 프로세서에 내장되어 구성되는 것도 가능하다. 즉, ADC와 DAC를 내장한 프로세서의 경우 전력소모가 획기적으로 줄어들게 되므로, 본 발명의 태그 시스템에 적용하기에 적합하다고 볼 수 있다.
또한 상기 프로세서(230)는 상기 아날로그-디지털변환기(210)으로부터 생성한 적어도 하나 이상의 디지털 신호와 상기 태그정보 저장부(220)에 저장되어 있는 태그정보를 추출하여 프레임신호를 생성한다.
상기 프레임 신호는 RFID리더기가 읽을 수 있는 태그정보와 주변상태정보가 포함된 임의의 데이터 포맷이 될 수 있으며, RFID태그 시스템의 경우, RFID의 프레임 구조를 채택하여 이용하면 된다.
또한 상기 주변상태정보는 환경에 대한 정보 및 물체 또는 생체에 대한 정보를 포함하며, 상기 환경에 대한 정보는 기상, 온도, 습도, 진동, 하중, 선로상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하고 있으며, 또한 상기 물체 또는 생체에 대한 정보는 각각 열차에 접촉하거나 근접하는 무생물이나, 사람 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 주변상태정보를 센싱하고 RFID태그(200)에 전달하는 적어도 하나 이상의 센서는 열차 선로의 건널목 신호를 포함한 주변의 교통정보를 수집할 수 있으며, 이는 유무선 인터페이스를 통해 주변의 단말기로부터 정보를 수집할 수 있다.
이 경우에는 주변의 교통정보를 제어하는 단말기 혹은 교통제어장치와 서로 메시지를 주고받을 수 있도록 통신수단을 포함하여 구성하면 된다. 상기 통신수단으로는 저전력 통신이 가능한 구조여야 하며, 예컨대 태그 시스템에 전력이 공급될 때만 동작하도록 운용하는 것이 가능하고 또한 이러한 저전력 제어가 필요하다. 따라서 본 발명에서는 이러한 제어를 위한 각 센서와 통신 인터페이스 및 DAC/ADC의 구성과 제어를 포함한다.
아울러 복수의 센서에 대해서 각 센서에 대한 동작과 상기 동작을 위한 전력의 공급을 제어함에 있어서, 필요에 따라 선택적으로 가용하도록 제어하여 자체의 전력공급 능력에 따라 스케일러블(scalable)하게 제어하는 것이 가능하다. 이는 프로세서에서 자체적으로 가용전력과 소비전력의 관계를 판단하여 결정할 수도 있고, RFID리더기로부터 명령을 받아 결정할 수도 있다.
또한 상기 태그 저장부(220)에 저장되어 있는 RFID태그(200) 정보는 식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 식별번호에 대해서 RFID리더기(100)에서 상기 식별번호에 해당하는 위치정보를 추가로 매칭함으로써, 상기 식별번호에서 위치정보를 추출할 수 있다.
또한 상기 열차위치 검지 시스템은 RFID리더기(100)에서 공급해주는 무선 전력뿐만 아니라 자체 배터리 또는 외부로부터 상지 전력을 공급받아 동작할 수 있다.
본 발명에서는 열차가 지나가는 순간 RFID리더기(100)에서 공급해주는 무선전력이 충분하지 못할 경우, 자체 베터리 또는 상시 전력을 공급받음으로 인해 항상 RFID태그(200)의 주변상태 정보와 위치정보를 RFID리더기(100)에 전송할 수 있으며, 이를 이용하여 열차의 정확한 위치를 검지할 수 있을 뿐 아니라 주변상태정보를 끊임없이 얻음으로써, 열차 운행에 있어서의 안전에 대한 판단과 주행중 해당 상황에 따른 적절한 조치를 빠르게 취할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템에서 수집한 정보를 리더기로 전달하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
우선 RFID태그(200)는 주변환경, 기상상태, 생체정보 등에 대한 주변상태정보를 적어도 하나 이상의 센서로부터 아날로그 측정신호를 수신한다(S110). 상기 주변상태 정보는 주변환경에 대한 정보 및 물체 또는 생체에 대한 정보를 포함하며 상기 주변환경에 대한 정보는 기상, 온도, 습도, 진동, 하중, 선로상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하며, 상기 물체 또는 생체대 대한 정보는 열차에 접촉하거나 근접하는 무생물이나, 사람, 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보인 것을 특징으로 한다.
다음으로 상기 수신한 주변상태정보에 대한 아날로그 측정신호에 대해서 디지털신호로 변환한다(S120). 그 후 상기 디지털 측정정보와 해당 RFID태그(200)의 위치정보를 결합하여 데이터프레임을 생성한다(S130).
다음으로, 상기 생성한 데이터 프레임을 아날로그 신호로 변환하고(S140), 변환한 아날로그 신호를 증폭하여 안테나로 송신한다(S150).
상기 RFID태그(200)의 위치정보는 해당 RFID태그(200)의 식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 포함하며, 상기 식별번호에 대해서는 상기 아날로그 신호를 수신한 RFID리더기(100)에서 상기 식별번호에 해당하는 위치정보를 추가적으로 매칭함으로써, 상기 식별번호에서 위치정보를 추출할 수 있다.
이상에서 기재한 바와 같이, 본 발명은 열차선로의 특정 위치정보에 추가로 눈, 비, 습도, 노면상태, 건널목정보, 사람이나 동물의 접근정보 등 주변환경에 대한 정보를 감지하여 열차에 설치된 리더기로 전달하도록 하여, 일차적으로는 열차의 안전운행에 활용할 수 있도록 하며, 나아가 열차선로가 놓여 있는 곳곳의 기상상황을 정확하게 파악하여 농업, 수산업, 임업, 공업 등 다양한 산업 활동에 활용할 수 있는 기초자료를 제공할 수 있은 효과가 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100 : RFID리더기 200 : 태그 시스템
210 : ADC 220 : 태그정보 저장부
230 : 프로세서 240 : DAC
250 : AMP(증폭기) 410 : 온도습도센서
420 : 강우센서 430 : 물체감지센서
440 : 소음센서 500 : 열차운행 관리 시스템
210 : ADC 220 : 태그정보 저장부
230 : 프로세서 240 : DAC
250 : AMP(증폭기) 410 : 온도습도센서
420 : 강우센서 430 : 물체감지센서
440 : 소음센서 500 : 열차운행 관리 시스템
Claims (10)
- 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템에 있어서,
열차선로 주변의 환경, 물체, 생체 또는 이들의 조합에 대한 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서로부터 아날로그 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환하는 적어도 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기;
식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 포함하는 태그에 대한 정보를 저장하는 태그정보 저장부;
상기 변환된 디지털 신호와 상기 태그정보를 결합하여 프레임 신호를 생성하는 프로세서;
상기 생성한 프레임 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기; 및
상기 변환한 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기;를 포함하며,
상기 열차위치검지 태그 시스템은 리더기에서 공급해주는 무선전력에 의해서 동작하거나, 또는 자체 배터리나 외부로부터 상시전력을 공급받아 동작하며,
상기 프로세서는 자체적으로 가용전력과 소비전력의 관계를 판단하여, 그 결과에 따라 선택적으로 센서에 전력을 공급하는 것을 제어하여 전력공급 능력에 따라 스케일러블하게 제어하며,
상기 식별번호에 대해서는 리더기에서 상기 식별번호에 해당하는 위치정보를 추가로 매칭함으로써, 상기 식별번호에서 위치정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 환경에 대한 정보는,
기상, 온도, 습도, 진동, 하중, 선로상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하며,
상기 물체 또는 생체에 대한 정보는,
각각 열차에 접촉하거나 근접하는 무생물이나, 사람, 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 센서는,
열차선로의 건널목 신호를 포함한 주변의 교통정보를 수집하는 유무선 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템. - 삭제
- 삭제
- 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성 방법에 있어서,
아날로그-디지털 변환기를 통해서 열차선로 주변의 환경, 물체, 생체 또는 이들의 조합에 대한 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서로부터 아날로그 신호를 제공받아 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 단계;
태그정보 저장부에 미리 저장된 식별번호, 위치정보 또는 이들의 조합을 포함하는 태그정보를 추출하는 태그정보 추출 단계;
프로세서에서 상기 변환된 디지털 신호와 상기 추출한 태그정보를 결합하여 프레임 신호를 생성하는 프레임 신호 생성 단계;
디지털-아날로그 변환기로 상기 생성한 프레임 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환 단계; 및
증폭기로 상기 변환한 아날로그 신호를 증폭하는 증폭 단계;를 포함하며,
상기 열차위치검지 태그 시스템은 리더기에서 공급해주는 무선전력에 의해서 동작하거나, 또는 자체 배터리나 외부로부터 상시전력을 공급받아 동작하며,
상기 프로세서는 자체적으로 가용전력과 소비전력의 관계를 판단하여, 그 결과에 따라 선택적으로 센서에 전력을 공급하는 것을 제어하여 전력공급 능력에 따라 스케일러블하게 제어하며,
상기 식별번호에 대해서는 리더기에서 상기 식별번호에 해당하는 위치정보를 추가로 매칭함으로써, 상기 식별번호에서 위치정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 환경에 대한 정보는,
기상, 온도, 습도, 진동, 하중, 선로상태 또는 소음에 대한 정보를 포함하며,
상기 물체 또는 생체에 대한 정보는,
각각 열차에 접촉하거나 근접하는 무생물이나, 사람, 동물, 조류와 같은 생명체에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 센서는,
열차선로의 건널목 신호를 포함한 주변의 교통정보를 수집하는 유무선 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열차선로의 주변상태정보에 대한 전달이 가능한 열차위치검지 태그 시스템의 구성 방법. - 삭제
- 삭제
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