KR100210830B1 - 무선 주파수 태그 장치와 무선 주파수 식별 태그로부터 정보를 판독하는 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 주파수 태그 장치와 무선 주파수 식별 태그로부터 정보를 판독하는 시스템 및 방법 Download PDF

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딩카 칸들러 딜립
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포만 제프리 엘
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Abstract

본 발명은 무선 주파수(RF) 태그 기술에 적합한 신규한 트리 분할 알고리즘(tree splitting algorithm)을 사용하여 기지국의 RF 필드내에 있는 다수의 태그를 식별한다.
본 발명은 트리 분할 알고리즘을 사용하여 다수의 무선 주파수 태그 필드내의 하나의 태그를 식별한다. 일단 하나의 태그가 식별되면, 식별된 태그는 태그를 식별하는 정보를 이용함으로써 태그 메모리로부터의 데이타를 기지국이 액세스할 수 있는 데이타_교환(Data_Exchange) 상태로 이행된다.

Description

무선 주파수 태그 장치와 무선 주파수 식별 태그로부터 정보를 판독하는 시스템 및 방법
제1도는 신규한 무선 주파수 식별 시스템의 블럭도.
제2도는 본 발명에서 사용되는 신규한 기지국의 블럭도.
제3도는 기지국에 의해 실행되는 알고리즘의 흐름도.
제4도는 본 발명에 의해 사용되는 신규한 RF 태그 구조의 블럭도.
제5도는 다수의 RF 태그 각각에 의해 실행되는 바람직한 알고리즘의 흐름도.
제6도는 기지국으로 동시에 송신하는 둘 이상의 RF 태그에 대한 식별 및 정보 액세스를 가능하게 하기 위해 본 발명의 특징들이 어떻게 협력하는지의 일예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
410 : 태그 안테나 420 : 무선 주파수 선단
430 : 태그 로직 431 : 난수 발생기
432 : 8비트 업-다운 상태 카운터 433 : 커맨드 디코드 로직
434 : 상태 레지스터 440 : 태그 알고리즘
450 : 태그 시스템 460 : 태그 메모리
본 발명은 무선 주파수(RF) 태그 식별 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동시에 송신하는 둘 이상의 RF 태그로부터 정보를 식별하고 판독하는 분야에 관한 것이다.
무선 주파수 식별(RF ID)은 단지 객체를 식별하는 다수의 식별 기술중 하나이다. RF ID 시스템의 핵심은 정보를 송신하는 태그에 있다. 태그는 기지국으로부터 수신된 부호화 RF 신호에 응답하여 기능한다. 전형적으로, 태그는 입사 RF 캐리어(incident RF carrier)를 기지국으로 되반사시킨다. 반사된 신호가 태그에 의해 그 프로그램된 정보 프로토콜(programmed information protocol)에 따라 변조됨에 따라서 정보가 송신된다.
태그는 RF 회로, 로직, 및 메모리를 갖는 반도체 칩으로 구성된다. 태그는 또한 안테나, 흔히 개별적인 구성요소의 집합체, 즉 캐패시터 및 다이오드, 예를 들어, 능동 태그의 경우 배터리, 구성요소를 실장하는 기판, 구성요소간의 상호접속, 및 물리적 밀봉 수단을 갖는다. 또 다른 종류의 태그, 즉 수동 태그는 배터리를 포함하지 않는다. 이들 수동 태그는 태그를 질의하는데 사용되는 RF 신호로부터 에너지를 얻는다. 통상, RF ID 태그는 회로 카드에 개별 소자를 장착함으로써 제조된다.
기본적으로, 수동 RF 태그는 2개의 기본적인 부분, 즉
a) RF 신호를 검출하고 디코딩하며 기지국으로부터의 RF 전계 강도를 이용하여 태그의 디지탈 부분에 전력을 공급하는 아날로그 회로와,
b) 태그 식별 프로토콜(tag identification protocol)의 다수의 항목을 구현하는 디지탈 회로로 이루어진다.
무선 주파수(RF) 식별 시스템은 또한 RF 기지국과 다수의 RF 태그로 구성된다.
전형적인 구성에서, 기지국은 RF 송신기에 커맨드를 송출하고 RF 수신기로부터 커맨드를 수신하는 컴퓨터 섹션을 갖는다. 커맨드는 기지국의 RF 필드에 존재하는 태그를 식별하도록 기능한다. 일부 구현예에서, 커맨드는 태그로부터 정보를 수집하기 위해 존재한다. 보다 개선된 시스템에서는, 태그에 정보를 출력하는 커맨드가 존재한다. 이 출력 정보는 태그상에 일시적으로 보유될 수 있거나, 중첩기록(overwrite)될 때가지 남아 있거나, 또는 태그상에 영구적으로 남아 있을 수도 있다.
기지국의 RF 송신기는 컴퓨터 섹션으로부터의 커맨드를 인코딩하고, 커맨드를 베이스 밴드(base band)로부터 무선 주파수로 변조(modulate)하여, 증폭한 후, RF 안테나로 보낸다. RF 수신기는 안테나로부터의 복귀 신호를 수집하고, RF 주파수로부터 베이스 밴드로 복조(demodulate)하여 디코딩하며, 컴퓨터 섹션으로 다시 송신하여 처리한다. 기지국 안테나는 RF 주파수 범위내에서 하나 이상의 태그에 RF 신호를 송신하고 하나 이상의 태그로부터 RF 신호를 수신한다.
RF ID 기술은 다른 ID 기술, 예를 들어 바코드와 같이 널리 응용되지 않고 있으나, RF ID는 일부 영역, 특히 차량 식별과 같은 영역에서는 점차 주도적인 기술이 되고 있다.
다수의 객체는 바코드 판독기를 이용하여 각각 개별적으로 체킹함으로써 식별될 수 있다. 그러나, 이러한 프로세스는 많은 시간을 소모한다. 이것은 또한 에러를 발생하는 경향, 즉 인간 또는 바코드 판독기에 의해 야기되는 에러율이 매우 높다.
이러한 반복적인 프로세스는 RF ID 태그 기술을 도입함으로써 간략화 되어 해결될 수 있다. RF ID 태그는 1초 정도의 매우 짧은 시간 동안 다수의 객체를 식별하기 위해 이용될 수 있다.
다수의 RF 태그 식별을 구현하는 한 방법은 다음과 같다. 즉,
a) 태그는 RF 필드내에서 파워업(powers up)하고, 클럭을 시동시켜, 난수 발생기를 개시(seeds)시킨다.
b) 태그는 난수 발생기에 의해 결정되는 간격으로(내부 클럭 주파수에서) 64-비트 ID를 송신한다.
c) 기지국은 필드내의 송신 태그로부터의 태그 송신에 대해 동기화된다. 성공적인 수신이 이루어지면(에러가 없으면), 기지국은 전력 차단을 이용하여 간단한 셧다운(shutdown) 코드를 태그에 송신한다. 이러한 방법이 작용하는 이유는 해당 태그에 대해 기지국이 동기화 되어 있으며 해당 태그 주파수를 이용하여 그 셧다운 코드를 시간 조정하기 때문이다. 태그는 갭 검출 회로를 이요하여 전력 인터럽션을 식별한다.
d) 두개의 셧다운 모드가 이용가능한데, 즉 i) 태그가 필드내에 남아 있는 한 대화(talking)하지 못하도록 방지되는 것과, ii) 태그가 심지어 필드를 벗어난 후에도(대략 10분 이상 동안) 대화하지 못하도록 방지되는 것의 두 모드가 이용가능하다. 셧다운 모드(i)에 진입한 후에만 셧다운 모드(ii)가 액세스가능하다.
e) 이러한 애플리케이션에 있어서, 다수의 항목은 성공적으로 판독이 이루어진 후에 각 태그를 즉시 셧다운시킴으로써 식별된다. 이상적으로, 필드내의 다른 태그는 방금 판독된 태그의 내부 주파수에 대해 동기화 되지 않거나, 또는 이상적으로, 기지국이 방금 식별된 태그에 셧다운 신호를 송신할 때에도 자신의 ID 송신이 종료되지는 않을 것이다.
이 기술은 단지 태그 식별에만 적용되는데, 즉 단일 판독 채널만이 존재한다. 이 시스템은 태그에 기록될 수 없다.
다수의 RF 식별 태그가 판독기(기지국)에 동시에 제공될 때, 태그 상호간에는 충돌이 발생한다. 가장 간단한 RF 식별 판독기는, 1) 필드내의 가장 인접한 태그를 식별하거나, 또는 2) 필드내의 어떤 태그도 식별하지 않음으로써 응답한다. 전술한 바와 같이, 필드내에서 다수의 태그를 식별하는 다른 방법으로서는, 이러한 송신간의 임의의 지연 시간 후에 태그가 반복적으로 자신들을 식별하도록 하고 나서, 판독기에 의해 식별이 성공적으로 수신된 다음에 그 태그를 디스에이블(disable)시키는 것이다.
이 방법은 필드내의 예상된 태그 수에 대해 최적화 되어야 한다. 필드내에 예상된 수 미만의 태그가 존재하는 경우에는, 각 태그 판독간의 지연 시간이 필요 이상으로 길게 되므로 이러한 방법은 잠재적으로 속도가 매우 늦어질 수 있다. 필드내에 예상된 수를 초과하는 태그가 존재하는 경우에는, 기지국이 둘 이상의 태그를 판독해야 하는 때가 발생하므로, 역시 속도가 매우 늦어질 것이다. 이러한 경우, 프로토콜은 재개되지 않을 것이다. 극단적인 경우, 기지국은 필드내에서 어떤 태그도 식별하지 못할 수도 있다.
본 발명의 목적은 개선된 무선 주파수 태그 식별 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 필드내의 임의의 갯수의 태그된 항목을 최소의 시간으로 식별하는 RF 식별 프로토콜을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 RF 신호를 동시에 송신하는 둘 이상의 태그로부터 정보를 식별하고 수집할 수 있는 개선된 무선 주파수 태그 식별 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 무선 주파수(RF) 태그 기술에 적합한 신규한 트리 분할 알고리즘(tree splitting algorithm)을 사용하여 기지국의 RF 필드내에 있는 다수의 태그를 식별한다.
본 발명은 트리 분할 알고리즘을 사용하여 다수의 무선 주파수 태그 필드내의 하나의 태그를 식별한다. 일단 하나의 태그가 식별되면, 식별된 태그는 태그를 식별하는 정보를 이용함으로써 태그 메모리로부터의 데이타를 기지국이 액세스할 수 있는 데이타_교환(Data_Exchange) 상태로 이행된다.
제1도는 다중 무선 주파수 식별 시스템(100)의 블럭도를 나타낸다. 기지국(110)은 안테나(140)를 통해 RF ID 태그(120)에 RF 신호(130)를 송신할 것이다. 기지국(110)은 그 기지국(110)과 동시에 통신하고 있는 다수의 RF ID 태그(120)의 판독을 가능하게 하기 위해 사용되는 신규한 알고리즘(300)을 실행한다. RF ID 태그(121-125)의 각각이 커맨드를 수신하면, 이 태그는 기지국으로 RF 신호를 반송함으로써 응답할 것이다. 태그(121-125)는 각각 신규한 태그 알고리즘(440)을 실행한다.
제2도는 기지국(110)의 블럭도를 나타낸다. 기지국 설계는 베이스 메모리(220)를 포함한다. 베이스 메모리는 필드내에 존재할 수 있는 RF ID 태그의 애플리케이션 데이타 및 식별 정보(태그 번호)을 유지하기 위해 사용된다. 베이스 메모리(220)는 또한 RF ID 태그와 통신하는데 사용되는 특수한 커맨드 구조를 저장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 태그 그룹 선택을 위한 신규한 커맨드 구조가 또한 포함된다. 이들 그룹 선택 구조는 씨. 시저 등(C. Cesar et al.)에 의해 1994년 9월 9일 출원된 SYSTEM AND METHOD FOR RADIO FREQUENCY TAG GROUP SELECT란 명칭의 미국 특허 출원서에 기술되어 있으며, 이하 전 범위에서 참조 자료로 인용된다.
베이스 로직(230)은 기지국 알고리즘(300)을 제어하고 실행할 수 있는 디지탈 설계를 포함한다. 베이스 로직(230)은 베이스 RF(240) 선단(front end)을 이용하여 기지국(110)의 부착된 안테나(140)를 통해 RF 신호(130)를 송신하고 수신한다.
다수의 RF ID 태그 및 기지국(110)의 프로토콜은 신규한 구성요소, 즉 특수 커맨드 세트, 이들의 구조, 및 태그 상태의 입력을 갖는 트리 분할 프로토콜에 근거한다.
제3도는 기지국 알고리즘(300)의 흐름도를 나타낸다. 일단 기지국이 턴온되면(단계 310), 무선 주파수 필드(130)는 특정 전력 레벨을 가질 것이다. 이 전력 레벨은 기지국(110)이 태그(120)와 통신할 수 있는 거리를 결정할 것이다. 기지국(110)과 통신할 수 있는 이들 태그(120)는 필드(130)내에 존재한다고 할 수 있다. 기지국(110)이 턴오프될 때 이 통신 링크는 소멸될 것이다(단계 320).
RF 신호(130)가 활성(active)(312)이면, 특수 식별 커맨드의 세트는 기지국(110)에 의해 RF ID 태그(120)에 송출될 수 있다(단계 330). 식별 커맨드가 송출되지 않거나(332) 또는 송신되지 않고(332) RF 신호(130)가 활성이면(즉, 그 전력 레벨에 존재하면(312)), 기지국은 유휴 상태에 있을 것이다(단계 340).
식별 커맨드가 송출되거나(단계 330) 또는 송신되면(단계 330), RF ID 태그(120)로부터 응답 신호가 반송될 것이다(단계 350). RF ID 태그(120)로부터 응답 신호가 반송되지 않으면(352), 기지국은 식별 커맨드를 재송신하거나(단계 330) 또는 유휴 상태로 진행한다(단계 340).
기지국(110)이 송신한 식별 커맨드에 RF ID 태그(120)가 응답하면(단계 350), 다른 체크가 행해진다. 기지국(110)이 태그로부터 반송되는 (응답) 신호를 식별하면(단계 360), 식별된 태그(360)에 기지국 애플리케이션 커맨드가 송신될 수 있다(370). 0개 또는 그 이상의 애플리케이션 커맨드가 송신될 수 없다(단계 372). 더 이상의 애플리케이션 커맨드가 존재하지 않을 때, 알고리즘은 종료한다(단계 380).
태그(121)가 기지국(110)의 식별 커맨드에 응답하는 유일한 태그인 경우에만(단계 330) 태그(121)가 식별된다.
이와 달리, 송신된 기지국(110)의 식별 커맨드(단계 330)에 응답하고자 하는(단계 350) 둘 이상의 태그(120)가 있을 수 있다. 이 경우, 태그 식별(160)은 실패한다(362). 실패한 경우(362), 식별 커맨드는 (362 및 352)를 경유하여 재송신된다(단계 330). 이것은 하나의 태그가 응답(단계 350)할 때까지 반복된다.
바람직한 실시예에 있어서, 애플리케이션 커맨드는 태그 메모리(460)로부터 기지국(110)이 애플리케이션 데이타를 판독할 수 있도록 하는 판독 커맨드, 기지국(110)이 태그 메모리(460)에 애플리케이션 데이타를 기록할 수 있도록 하는 기록 커맨드, 및 소정 태그 메모리(460)의 영역에 더 이상 기록하는 것을 금지하는 로크(lock) 커맨드를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 식별 커맨드는 그룹_선택 커맨드(Group_select command)와 그룹_선택 해제 커맨드(Group_unselect command)를 포함한다. 이들 커맨드는 전술한 씨. 시저 등에 의한 미국 특허 출원서에 기술되어 있다. 바람직한 실시예에서 그룹_선택 및 그룹_선택 해제 커맨드는 모두 다음과 같은 비교 기능, 즉 동일(equal), 부동(not equal), 작음(less than) 및, 큼(greater than)의 비교를 실행할 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 바람직한 실시예에 포함되는 다른 두 식별 커맨드는 실패 커맨드와 재송신 커맨드이다. 실패 커맨드는 둘 이상의 태그가 동시에 기지국(110)으로 송신하는 경우 기지국(110)에 의해 송신되고 상태 카운터(432)가 (하나씩) 증분하도록 한다(제3도의 단계(362) 참조). 재송신 커맨드는 상태 카운터(432)(제4도 참조)를 (하나씩) 감분하도록 한다.
제4도는 RF ID 태그(120)의 바람직한 실시예의 블럭도이다. 각 RF ID 태그(120)는 태그 안테나(410)를 포함하고, 이 태그 안테나(410)는 RF 신호를 수신하고 송신하기 위해 이용된다. 태그 안테나는 태그 RF 선단(420), 태그 로직(430), 태그 알고리즘(440), 및 태그 메모리(460)를 포함하는 태그 시스템(450)에 접속한다. 태그 RF 선단(420)은 RF 신호를 직류 전압으로 변환하기 위해 사용되며 이 직류 전압은 태그 로직(430)과 태그 알고리즘(440)을 파워업하고 태그에 정보 및 커맨드를 송신한다. 태그 로직(430)은 네개의 주요 구성요소, 즉 a) 난수 발생기(431), b) 8비트 업-다운(up-down) 상태 카운터(432), c) 커맨드 디코드 로직(433), d) 상태 레지스터(434)를 포함한다. 상태 레지스터(434)내의 값은 태그가 어떤 상태에 있는지, 즉 준비(510), 식별(530), 및 데이타_교환(560) 상태에 있는지를 나타낸다. 난수 발생기는 RF ID 태그(120)에게 업-다운 상태 계수기(432)를 하나씩 증가시키거나 감소시키도록 알리기 위해 사용되는 진정한 난수를 발생하기 위해 이용된다. 커맨드 디코드 로직(433)은 기지국(110)으로부터 송신되는 특수 커맨드 세트를 디코딩한다. 태그 알고리즘(440)은 신규한 트리 분할 알고리즘을 이용하여 둘 이상의 태그가 초기에 기지국과 동시에 통신하고자 할때에도 필드내의 모든 태그를 성공적으로 식별한다.
각 태그는 최소 정보를 갖도록 되어 있으므로, 필드내의 다른 태그의 존재를 식별하지 않는다. 태그는 기지국(110)으로부터의 질의에 응답하는 경우에만 송신한다. 기지국(110)에 의해 질의될 때, 즉 태그들(120)에 하나 이상의 식별 커맨드가 송신될 때, 이들 태그 모두가 동시에 응답하며, 따라서 서로의 송신을 방해한다. 이 경우, 기지국에서 수신된 결과는 파손된 데이타 세트이다(제3도의 실패한 식별 매칭(362)을 참조). 이 알고리즘의 목적은 기지국(110)이 데이타를 성공적으로 수신하기 위해 순차적인 방식으로 태그로부터의 송신을 조직화(organize)하고 연속화(sequence)하는 것이다.
이제 제5도를 참조하면, 태그 알고리즘(440)은 세가지 상태, 즉 1) 준비 상태(510), 2) 식별 상태(530), 및 3) 데이타 교환 상태(560)를 포함한다. 특정의 커맨드는 특정한 상태에서만 식별될 수 있다.
태그 메모리(460)는 모든 애플리케이션 데이타 및 태그 식별 번호를 저장하기 위해 사용된다.
제5도는 RF ID 태그 알고리즘(440)의 흐름도이다. 바람직한 실시예에 있어서, RF ID 태그(120)가 필드내의 RF 신호(130)에 의해 파워업될 때, RF ID 태그(120) 자체는 준비 상태에 존재한다(단계 510). (대안적인 실시예에 있어서, 능동 태그, 즉 내장형 전력 전원을 갖는 태그가 사용될 수 있음에 주의해야 한다.) 각 태그는 최소의 정보를 갖는 것으로 되어 있으므로, 각 태그는 필드내의 다른 태그의 존재를 식별하지 않는다. 태그는 기지국(110)으로부터의 식별 커맨드(350)(질의)에 응답하는 것 이외에는 송신하지 않는다. RF ID 태그가 RF 신호(130) 필드의 외부에 존재하면 이 RF ID 태그는 소멸한 것이다(단계 515). 예를 들면, 기지국(110)이 송신을 중단하는 경우이다.
준지 상태(단계 510)는 태그(120)의 초기 상태이다. 바람직한 실시예에 있어스, 준비(READY) 상태에서의 RF ID 태그(120)는 모든 송신을 청취하고 모든 식별 커맨드 및 애플리케이션 커맨드에 응답한다. 바람직한 실시예에 있어서, 식별 커맨드는 그룹_선택 커맨드이고 애플리케이션 커맨드는 판독 커맨드이다. 기지국(110)은 파워업된 후, 다른 커맨드를 송신하기 전에 필드내의 모든 태그(120)가 준비(READY) 상태에서 안정화하는데 필요한 약간의 시간(100-300ms) 동안 대기한다. RF 캐리어는 심지어 이러한 대기 동안에도 기지국(110)으로부터 계속해서 송신될 것이다. 이것은 태그의 RF 섹션(420)이 태그(120)로의 전력을 유지하도록 행해진다.
태그(120)내의 모든 로직 회로가 준비(READY) 상태(단계 510)에서 파워업되나, 기지국에 의해 지시될 때까지 아무것도 송신하지 않는다.
그룹_선택 커맨드가 준배(READY) 상태(단계 510)에서 태그에 의해 수신되는(단계 520) 경우에만 태그는 식별(ID) 상태로 간다. 커맨드가 수신되지 않으면(단계 520), 태그는 그룹_선택 커맨드가 수신(단계 520)될 때까지 대기할 것이다(522). ID 상태(단계 530)가 필요한 것은 필드내의 태그(120)의 식별 정보를 기지국이 알지 못할 수 있기 때문이다.
준비(READY) 상태(단계 510)에서 태그에 의패 판독 커맨드가 수신되면, 태그는 데이타_교환 상태(단계 560)로 갈 것이다(512). 이 경우, 태그는 기지국으로 긍정응답(acknowledgement)을 송신할 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 이 긍정응답은 8비트의 데이타이다. 이것은 기지국이 필드내의 태그의 식별을 이미 갖고 있는 경우에 가능하다.
ID 상태(530)에서 태그의 상태 카운터가 사전결정된 값인 동안, 태그는 기지국(110)으로 (자신의 태그 번호와 같은) 식별 정보를 계속해서 반송할 것이다. 바람직한 실시예에서, 그리고 본 논의를 통해 이 값은 0이 된다.
둘 이상의 태그가 기지국(110)으로 정보를 송신하면, 기지국은 실패 커맨드를 송출한다(단계 540).
필드내의 태그가 실패 커맨드를 수신(단계 540)할 때, 각 태그는
1. 상태 카운터(432)가 1 이상의 값을 갖거나, 또는
2. 상태 카운터(432)가 0의 값을 갖고 태그 난수(431)의 값은 주어진 값이다. 바람직한 실시예에서 이 값은 0이다.
0이 아닌 상태 카운터(432)의 값을 갖는 태그는 송신을 중단하는 것에 주목하기 바란다. 따라서, 기지국(110)의 차후의 모든 실패 커맨드 송신에 의해 이들의 상태 카운터가(위의 조건 1에 의해) 증분되므로, 이들 카운터가 0으로 감분될 때까지 전혀 송신을 하지 않을 것이다. 이들 태그가 송신하지 않는다 하더라도 이들 태그는 여전히 ID 상태(530)에 존재한다는 것에 또한 주목하기 바란다.
그러나, 0값을 갖는 상태 카운터(432)를 갖는 ID 상태(530)에 존재하는 필드내의 이들 태그(120)는 계속해서 송신할 것이다. 이러한 송신 후에, 이들 태그는 그 난수값(431)을 재결정(예를 들어, 롤(roll))할 것이다. 이들 태그(120)중 둘 이상이 송신하고 있으면, 기지국(110)은 실패 커맨드를 재차 송신할 것이다(단계 540). 이 시점에서, 태그 상태 카운터(432)를 증분시키는 조건이 재적용된다.
하나의 태그만이 그 상태 카운터(432)에서 0값으로 남겨질 때까지, 이러한 프로세스는 반복된다(단계 542). 이렇게 되면, 비실패 조건이 존재하고(단계 544) 기지국은 태그의 식별 정보(태그 번호)를 수신할 것이다. 그리고 나서 기지국은 애플리케이션 커맨드(바람직한 실시예에서 이것은 판독 커맨드)를 송출하여, 송신중인 유일한 태그의 메모리(460)내에서 적절한 데이타를 액세스(판독)한다(단계 550). 바람직한 실시예에서, 이것은 판독 커맨드(단계 550)에서 지정된 태그 메모리 영역(460)에 있는 8비트의 데이타이다.
유일한 태그의 데이타가 판독된 후에(단계 550), 태그 로직(430)은 태그를 데이타_교환 상태(단계 560)로 진입시킨다. 즉, 태그는 ID 상태(530)를 벗어나고, 자신의 식별 정보의 송신을 중지한다. 데이타_교환 상태에서, 기지국은 태그의 정체성(identity)을 인지하는데, 예를 들어 기지국(110)은 식별된 태그에 임의의 애플리케이션 커맨드를 직접 송출한다(단계 570). 바람직한 실시예에서, 이들 애플리케이션 커맨드는 판독 커맨드, 기록 커맨드, 및 로크 커맨드이다.
대안적인 실시예에서, 기지국에 의해 그룹_선택 해제(단계 580) 커맨드가 송출되어 ID 상태(단계 530)로부터 태그의 일부를 벗어나게 할 수 있다. 이 경우, 선택 해제된 태그는 준비(READY) 상태로 복귀한다(단계 510).
데이타_교환 상태에 존재하는 모든 태그는 기지국에 의해 이미 성공적으로 식별되었다. 이 상태의 태그는 소정 커맨드에만 응답한다. 데이타는 기지국으로 부터 송신되는 커맨드에 근거하여 특정 태그로부터 판독되거나, 특정 태그에 기록되거나, 특정 태그에 대해 로크될 수 있다(단계 570). 태그가 사전결정된 양의 시간 동안 RF 필드를 벗어날 때까지 태그는 데이타_교환 상태에 남아 있다. 이 경우, 태그는 준비 상태로 진행하고 기지국에 의해 파워업되는 RF 신호에 의해서만 재차 활성화될 수 있다.
비실패 조건(544)에 이어서, 판독 커맨드(단계 550)가 송출된 후에, 기지국(110)은 재송신 커맨드를 송출한다(단계 540). 재송신 커맨드에 의해 모든 태그는 그들의 카운터를 하나씩 감분하게 된다. 따라서, 1값을 갖는 카운터를 갖는 ID 상태(530)의 태그는 0값을 가질 것이고, 자신의 식별 정보를 기지국(110)으로 반송하기 시작할 것이다. 둘 이상의 태그가 응답중이면 전술한 바와 같이 실패 커맨드를 사용하는 식별 프로세스가 반복될 것이다. 재송신 커맨드가 송출(단계 540)된 후에도 응답하는 태그가 존재하지 않는 경우, 하나 이상의 재송신 커맨드가 필드내의 태그에 송신되어 일부 태그 상태 카운터가 0으로 감소된다.
하나 이상의 재송신 커맨드가 송출된 후에, 필드내의 어떠한 태그로부터도 여전히 응답이 존재하지 않으면, 모든 태그(120)의 상태 카운터(432)를 0으로 리세트하기 위해 그룹_선택 커맨드가 송신된다(단계 590). 이 그룹_선택(단계 590)은 특히 이들 태그가 필드내의 새로운 태그인 경우 보다 많은 태그를 준비 상태(단계 510)로부터 ID 상태(단계 530)로 이행시킬 수 있다. 데이타_교환 상태(단계 560)에 존재하는 이들 태그는 그룹_선택(단계 590) 커맨드에 의해 영향을 받지 않는다.
바람직한 실시예에서, 태그 상태 카운터(432)는 단지 기지국(110)이 실패 커맨드를 송신할 때에만 증분된다. 마찬가지로, 태그 상태 카운터(432)는 단지 기지국(110)이 재송신 커맨드를 송신할 때에만 감분된다. 송신된 실패 커맨드와 재송신 커맨드의 수를 계수함으로써, 실패 커맨드와 재송신 커맨드의 수가 동일한 경우 기지국(110)은 필드내의 모든 태그가 식별되었음을 판정할 수 있다.
제6도는 다중 항목 RF 식별 프로토콜의 일예를 나타낸다. 이 알고리즘은 태그상의 두 부분의 하드웨어, 8비트 상태 카운터(432,S), 난수(1비트, 즉 1 또는 0) 발생기(431,R), 및 커맨드 디코드 로직(433,605)을 이용한다.
최초에, 태그(1 내지 4)의 그룹은 ID 상태로 이동되고 이들의 상태 카운터(S)는 0으로 세트된다. 그룹의 서브세트는 선택 해제되어 준비(READY) 상태로 복귀한다. 다른 서브그룹은 식별 프로세스가 개시되기 전에 선택된다. 마지막으로 선택된 태그만이 제6도에 도시되어 있다.
선택 후에, 다음의 방법(제3도 및 제5도를 참조)이 수행된다. 즉,
1-0값의 카운터(432)를 갖는 ID 상태의 태그(1 내지 4)는 그들의 ID를 송신한다. 초기에, 선택된 모든 태그는 그들의 상태 카운터(S,432)에서 0값을 갖는다.
2-둘 이상의 태그가 송신하므로, 기지국(110)은 에러를 수신한다. 실패 커맨드(610,540)가 송신된다. 실패 커맨드(610)는 카운터값이 0이 아닌 모든 태그가 그들의 카운터(432)를 증분시키도록 한다. 즉, 그들은 송신할 수 있는 가능성으로부터 더 멀어진다.
실패 커맨드(610)에 의해 또한(이제 막 송신된) 카운터 값이 0인 모든 태그가 난수(431)를 발생하도록 한다. 0을 롤한 태그는 그들의 카운터를 증분시키고, 송신하지 않는다. 1을 롤한 태그는 카운터 값을 0으로 유지한 채 재차 시도한다.
이 경우, 태그 2 및 태그 4는 재송신될 것이다. 그러나 태그 1 및 태그 3은 송신되지 않을 것이다.
3- 제2태그 송신이 행해진다. 태그 2 및 태그 4는 함께 송신되므로, 기지국(110)에 의해 충돌 신호가 수신될 것이다. 따라서 실패 커맨드(610)가 기지국(110)으로부터 태그로 재차 송출될 것이다.
4-태그 1 및 태그3의 카운터는 수신된 실패 커맨드(610)로 인해 1씩 증분되어 2가 될 것이다. 그리고 난수가 0으로 롤하고 실패 커맨드(610)가 수신되었으므로(상태 카운터 값이 0인) 태그 2 및 태그 4는 그들의 카운터가 또한 1씩 증분되어 1이 될 것이다.
5-현재 태그 1 내지 4에는 비영(non zero) 상태 카운터 값으로 인해 기지국으로 반송되는 RF 신호가 존재하지 않을 것이다. 따라서, 타임 아웃 상황에 이르면, 재송신 커맨드(620,540)가 태그에 송신될 것이다. 이것은 모든 상태 카운터를 1씩 감분시킨다.
6-현재 태그 2 및 태그 4의 상태 카운터(432)의 값은 0이고, 이들은 재차 재송신한다. 그러나 태그 1 및 태그 3은 그들의 상태 카운터 값이 비영이므로, 송신하지 않는다.
7-태그 2 및 태그 4는 함께 송신되므로, 기지국(110)에 의해 충돌 신호가 수신될 것이다. 따라서, 제3실패 커맨드(610)가 기지국(110)으로부터 태그에 송출될 것이다.
8-태그 1 및 태그 3의 카운터(432)의 값은 1씩 증가되어 값 2가 될 것이다. 그러나, 태그 2는 1로 롤된 난수(431)와 0인 이전의 상태 카운터(432)의 값을 갖고 재송신한다. 태그 4에 대해서는, 그 상태 카운터(432)의 값은 0으로 롤된 난수로 인해 1씩 증분되고 송신하지 않을 것이다.
9-기지국(110)에 의해 단일의 태그 2의 ID가 수신되므로 성공 송신(비실패 544)이 발생된다. 기지국(110)에 의해 태그 2의 ID를 갖는 판독 커맨드(630,550)가 송신된다. 판독 커맨드(550,630)가 정확하게 수신되면, 해당 태그는 데이타_교환 상태(560)로 이동하고 그의 데이타(8바이트)를 송신한다.
10-제2재송신(620,540) 커맨드는 판독 커맨드(630,550)가 송신된 직후에 송신될 것이다. 태그 1, 3, 및 4는 재송신 커맨드(620,540)를 수신한 후에 그들의 상태 카운터(432)를 1씩 감분시킬 것이다. 태그 1 및 3은 1의 상태 카운터(C)의 값을 가질 것이고 태그 4는 0의 상태 카운터(C)의 값을 가질 것이다. 태그(4)만이 송신한다.
11-기지국에 의해 단일의 태그 4의 ID가 수신되므로 성공 수신(비실패(544))이 발생한다. 기지국에 의해 태그 4의 ID를 포함하는 제2판독 커맨드(630,550)가 송신된다. 판독 커맨드가 정확하게 수신되면, 태그 4는 데이타_교환 상태로 이동하고 그의 데이타(8비트)를 송신한다.
12-판독 커맨드(630)가 송신된 직후에 제3재송신 커맨드(620,540)가 재차 송신될 것이다. 태그 1 및 3은 재송신 커맨드(620)를 수신한 후에 그들의 카운터를 1씩 감분시킬 것이다. 태그 1 및 3은 0의 상태 카운터 값을 가질 것이다. 따라서 두 태그 모두 송신할 것이다.
13-기지국(110)에 의해 검출되는 충돌 신호로 인해, 제4실패 커맨드(610)가 태그 1 및 3으로 송출될 것이다. 태그 1의 카운터 값은 0으로 롤된 난수로 인해 1씩 증분될 것이다. 태그 3은 1로 롤된 난수로 인해 동일한 상태 카운터 값 0을 가질 것이다. 따라서, 태그 3만이 송신할 것이다.
14-기지국에 의해 단일의 태그 3의 ID가 수신되므로 성공 수신이 발생한다. 기지국에 의해 태그 3의 ID를 갖는 제3판독 커맨드(630)가 송신된다. 판독 커맨드가 정확하게 수신되면, 태그 3은 데이타_교환 상태로 이동하고 그의 데이타를 송신한다.
15-판독 커맨드(630)가 송신된 직후에 제4재송신 커맨드(620,540)가 재차 송신될 것이다. 태그 1은 재송신 커맨드(620)를 수신한 후에 그 상태 카운터(S)를 1씩 감분시켜 0이 될 것이다. 태그 1이 송신할 것이다.
16-기지국에 의해 단일의 태그 1의 ID가 수신되므로 성공 수신이 발생한다. 기지국에 의해 태그 1의 ID를 갖는 제4판독 커맨드(630)가 송신된다. 판독 커맨드가 정확하게 수신되면, 태그 1은 데이타_교환 상태로 이동하고 그의 데이타를 송신한다.
17-최종적으로, 필드내 모든 태그 1 내지 4가 식별되고 기지국이 수행하고자 하는 임의의 애플리케이션을 실행할 준비가 된다. 이것은 기지국에 의해 송신된 재송신 및 실패 커맨드의 수가 (4로서) 동일하기 때문에 확인될 수 있다.
주어진 본 발명의 개시에 따라, 당업자라면 발명자의 범위내에 있는 대안적인 동일 실시예를 개발할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기지국과 통신하는 무선 주파수 태그 장치에 있어서, a. 상기 기지국과 무선 주파수 신호를 송신 및 수신하는 무선 주파수 회로를 포함하는 무선 주파수 태그와, b. 태그 데이타를 저장하는 태그 메모리와, c. 상태 카운터 및 난수 발생기를 갖는 태그 로직 회로를 포함하되, 상기 상태 카운터 및 난수 발생기는 다양한 수의 다른 무선 주파수 태그들과 함께 상기 기지국의 필드내에 위치되어, 상기 무선 주파수 태그와의 통신을 가능하게 하는 무선 주파수 태그 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 난수 발생기의 상태에 따라, 상기 기지국으로부터의 커맨드에 의해 상기 상태 카운터 값을 변화시켜서 상기 태그가 상기 기지국으로부터의 커맨드에 대한 응답을 송신하지 않게 할 수 있는 무선 주파수 태그 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 태그 로직 회로는, 상기 기지국으로부터 실패(Fail) 커맨드 수신시에, 1) 상기 상태 카운터가 사전결정된 값과 동일하지 않은 값을 갖거나, 2) 상기 상태 카운터가 상기 사전결정된 값과 동일한 값을 갖고, 상기 난수 발생기가 소정의 주어진 값을 갖는 경우, 상기 상태 카운터내의 상태 카운터 값을 변화시키고, 상기 태그는, 상기 상태 카운터 값이 사전결정된 값과 동일하지 않은 동안에는 상기 태그의 식별 정보를 송신하지 않으며, 상기 난수 발생기는 새로운 난수값을 발생하게 하는 무선 주파수 태그 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 태그는, 상기 상태 카운터가 사전결정된 값을 가질 때 태그 식별 정보를 송신함으로써 상기 기지국으로부터의 그룹_선택(Group-select) 커맨드에 응답하는 무선 주파수 태그 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 태그 로직 회로는 상기 기지국으로부터의 재송신 커맨드(Resend command)에 응답하여 상기 상태 카운터 값을 변경하는 무선 주파수 태그 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 태그는, 상기 상태 카운터 값이 상기 사전결정된 값과 동일할 때 상기 태그 식별 정보를 송신하기 시작하는 무선 주파수 태그 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기지국은 상기 태그에 판독(READ) 커맨드를 송신하고, 상기 태그 로직 회로는 상기 태그를 데이타_교환(Data_Exchange) 상태에 위치하게 하여 상기 기지국은 그 기지국으로 송신된 상기 식별 정보에 의해 태그를 식별함으로써 상기 태그에 하나 이상의 애플리케이션 커맨드을 송신할 수 있는 무선 주파수 태그 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 실패 커맨드는 상기 태그 로직 회로가 상기 상태 카운터 값을 감소시키도록 하고, 상기 재송신 커맨드는 상기 태그 로직 회로가 상기 상태 카운터 값을 증가시키도록 하는 무선 주파수 태그 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 사전결정된 값은 0이고, 상기 소정의 주어진 값은 0인 무선 주파수 태그 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 로직 회로는 송신된 각각의 실패 커맨드에 대해 상기 상태 카운터를 1만큼 증가시키고 송신된 각각의 재송신 커맨드에 대해 상기 상태 카운터를 1만큼 감소시켜서 상기 기지국은 실패 커맨드와 재송신 커맨드의 수가 동일할 때 태그의 필드내의 모든 태그로부터 상기 식별 정보를 판독하는 무선 주파수 태그 장치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 태그가 상기 기지국으로부터 그룹_선택(Group_select) 커맨드를 수신할 때 상기 태그 로직 회로는 상기 상태 카운터내의 값을 상기 사전결정된 값으로 리세트하는 무선 주파수 태그 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 태그가 상기 기지국으로부터 그룹_선택 해제(Group_unselect) 커맨드를 수신할 때 상기 태그 로직 회로는 상기 상태 레지스터를 준비(READY)로 리세트함으로써 상기 태그를 준비(READY) 상태에 위치하게 하는 무선 주파수 태그 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 태그가 상기 기지국으로부터 판독(READ) 커맨드를 수신할 때 상기 상태 레지스터를 데이타_교환으로 세트함으로써 상기 태그는 데이타_교환 상태에 위치되는 무선 주파수 태그 장치.
  14. 기지국에 의해 송신된 무선 주파수 신호의 필드에 존재하는 다수의 무선 주파수 태그로부터 정보를 판독하는 시스템에 있어서, i. 태그로서, a. 상기 기지국과 무선 주파수 신호를 송신 및 수신하는 안테나 및 태그 무선 주파수 회로와, b. 태그 데이타를 저장하는 태그 메모리와, c. 상기 태그 무선 주파수 회로 및 상기 태그 메모리에 접속되며, 상기 태그가 준비(READY), 식별(ID), 및 데이타_교환을 포함하는 상태 중 하나의 상태에 존재함을 나타내는 태그 상태 레지스터를 갖고, 상태 카운터 및 난수 발생기를 더 갖는 태그 로직 회로와, d. 상기 태그 로직에 의해 실행되는 태그 알고리즘을 포함하는 상기 태그와, ii. 그룹_선택 커맨드, 그룹_선택 해제 커맨드, 실패 커맨드, 및 재송신 커맨드를 포함하는 상기 정보의 커맨드를 상기 태그의 필드에 송신할 수 있는 기지국으로서, a. 상기 그룹_선택 커맨드는 상기 태그 알고리즘에 의해 각각의 선택된 태그가 그 각각의 상태 레지스터를 식별(ID)로 세트시키고 그 각각의 상태 카운터를 사전결정된 값으로 리세트시키도록 함으로써 하나 이상의 선택된 태그를 식별(ID) 상태에 위치하게 하고, b. 상기 그룹_선택 해제 커맨드는 상기 태그 알고리즘에 의해 식별(ID) 상태의 하나 이상의 선택 해제된 태그를 준비(READY) 상태에 위치하게 하며, c. 상기 실패 커맨드는 둘 이상의 태그가 상기 기지국으로 태그 식별 정보를 동시에 송신할 때 상기 기지국에 의해 발생되고, 1) 상기 상태 카운터가 사전결정된 값과 동일하지 않은 값을 갖거나, 또는 2) 상기 상태 카운터가 상기 사전결정된 값과 동일한 값을 갖고 상기 난수 발생기가 소정의 주어진 값을 갖는 경우, 상기 실패 커맨드는 각각의 선택된 태그의 상기 알고리즘이 그 각각의 상태 카운터를 증분시키도록 하며, d. 판독(READ) 커맨드에 응답하여 상기 필드내의 단일 태그에 의해 태그 식별 정보가 상기 기지국으로 반송될 때 상기 기지국에 의해 상기 재송신 커맨드가 송신되어, 상기 필드내의 모든 태그의 상기 상태 카운터를 감분시키도록 하는 상기 기지국을 포함하여, 상기 기지국은 상기 태그의 필드내의 개별적인 태그를 식별할 수 있고, 상기 식별된 태그를, 상기 기지국이 상기 태그 메모리로부터의 정보를 액세스할 수 있는 데이타_교환 상태로 이행하도록 하는 다수의 무선 주파수 태그로부터 정보를 판독하는 시스템.
  15. 다수의 태그의 무선 주파수 필드내에서 무선 주파수 식별 태그를 판독하는 방법에 있어서, a. 상기 필드내의 하나 이상의 선택된 태그를 식별(ID) 상태에 위치하게 하는 그룹_선택 커맨드를 기지국으로부터 송신하는 단계와, b. 선택된 모든 태그로부터 상기 기지국으로 식별 정보를 송신하는 단계와, c. 둘 이상의 태그가 식별 정보를 동시에 송신하면 상기 기지국으로부터 실패 커맨드를 송신하는 단계와, d. 하나 이상의 선택된 태그의 상태 카운터에서, 1) 상기 상태 카운터가 사전결정된 값과 동일하지 않은 값을 갖거나, 또는 2) 상기 상태 카운터가 상기 사전결정된 값과 동일한 값을 갖고 상기 난수 발생기가 소정의 주어진 값을 갖는 경우, 상태 카운터 값을 증가시키는 단계-상기 상태 카운터 값이 상기 사전결정된 값과 동일하지 않은 동안 상기 태그가 상기 태그 식별 정보의 송신을 중지하고, 상기 태그 알고리즘에 의해 상기 난수 발생기가 새로운 랜덤 값을 발생하도록 한다-와, e. 선택된 모든 태그로부터 상기 기지국으로 다음의 식별 정보를 송신하는 단계-상기 선택된 태그는 상기 사전결정된 값과 동일한 상태 카운터 값을 갖는다-와, f. 단일 태그가 상기 기지국으로 식별 정보를 송신할 때까지 단계 c 내지 e를 반복하는 단계와, g. 상기 단일 태그의 상기 식별 정보를 이용하여 상기 단일 태그에 판독(READ) 커맨드를 송출하는 단계와, h. 애플리케이션 커맨드를 이용함으로써 상기 단일 태그 메모리로부터의 데이타를 상기 기지국이 액세스할 수 있는 데이타_교환 상태에 상기 단일 태그를 위치하게 하는 단계를 포함하는 무선 주파수 식별 태그를 판독하는 방법.
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