KR100630898B1 - 절전형 알에프 아이디 태그 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 알에프 아이디 태그(RF ID Tag)에 있어서, 상기 알에프 아이디 태그의 진동을 감지하기 위한 진동센서부; 상기 진동센서부에 감지된 진동을 진동 신호로 출력하기 위한 진동신호발생부; 상기 진동신호발생부로부터 출력된 진동 신호의 출력 파형에 따라 알에프 아이디 태그 사용자의 이동을 판별하는 이동판별신호를 출력하기 위한 진동판별부; 및 상기 진동판별부로부터 출력된 이동판별신호에 의해 전원공급부로부터 알에프 회로에 전원이 공급되도록 하기 위한 제어부를 포함하는 절전형 알에프 아이디 태그가 제공된다.
알에프 아이디 태그, RF ID Tag, 아이디 카드, 진동센서, 진동신호

Description

절전형 알에프 아이디 태그{Radio Frequency Identity Tag for reducing the power consumption}
도 1은 종래의 알에프 아이디 태그를 개략적으로 나타낸 블록 구성도;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절전형 알에프 아이디 태그를 나타낸 블록 구성도;
도 3은 도 2의 절전형 RF 아이디 태그에 있어서 진동센서부와 진동신호발생부를 나타낸 구성도;
도 4는 도 3의 진동신호발생부의 출력을 나타낸 파형도;
도 5는 도 2의 절전형 알에프 아이디 태그가 적용된 통제시스템을 개략적으로 나타낸 개요도; 및
도 6은 도 2의 절전형 알에프 아이디 태그가 적용된 통제시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 전원공급부 120A : 진동센서부
120B : 진동신호발생부 121 : 몸체부
122 : 탭 123 : 리드선
124 : 이동체 130 : 진동판별부
140 : 알에프 회로부 150 : 안테나
160 : 동작모드 선택버튼부 162 : 수정 버튼
164 : 송신 버튼 170 : 제어부
본 발명은 알에프 아이디 태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알에프 아이디 태그 사용자의 움직임을 감지하여 이동 상태일 때만 알에프 회로가 송수신 모드로 동작하여 통신이 가능하도록 하기 위한 절전형 알에프 아이디 태그에 관한 것이다.
일반적으로 알에프 아이디 태그(RF ID Tag; 이하 'RF 아이디 태그'라 함)란 주파수를 이용하여 무선으로 정보를 주고받는 것으로 이미 지하철, 버스 등의 교통카드에 포함돼 생활에 널리 사용되고 있으며, 스마트 태그(Smart Tag) 또는 스마트 라벨(Smart Label)로 불리기도 한다. 이러한 RF 아이디 태그는 줄모양 이미지에 정보를 담는 바코드 시스템에 비해 무선으로 정보를 빠르게 처리하는 것이 장점이며, 현재 일정거리 안팎에서 무선으로 정보를 즉시 읽을 수 있는 정도로 까지 기술이 개발되어 있다. 또한, R/W(Read/Write)단말기는 100ms 이내의 속도로 정보를 처리하므로 RF 아이디 태그 사용자는 RF 아이디 태그의 정보 처리를 위해 정지하여 기다릴 필요가 없으며, 기존의 신용카드와 규격이 동일하거나 소형화 할 수 있어 지갑이나 가방 또는 주머니 등에 RF 아이디 태그를 휴대한 상태에서도 판독이 가능하 여 편리할 뿐만 아니라 데이터를 암호화시켜 통신됨으로써 부정사용을 방지한다.
이와 관련하여 종래의 RF 아이디 태그에 대해 도면을 참조하면서 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 RF 아이디 태그를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 RF 아이디 태그는 전원공급부(10)로부터 동작전원이 유기되어 RF 회로(20)가 수신모드로 동작된 후, R/W 단말기(미도시)에 RF 아이디 태그가 근접하게 되어 R/W 단말기로부터 송신되는 고주파 대역의 주파수가 안테나(30)에 수신되면 중앙제어부(40)의 프로그램에 의해 각종 정보가 R/W 단말기에 수신되도록 송출하게 된다.
그러나 종래의 RF 아이디 태그는 RF 회로(20)가 항상 수신모드 상태이기 때문에 전력소비가 커서 배터리를 자주 교환해야 하는 문제점이 발생하게 된다. 또한, RF 아이디 태그의 동작 모드 선택변환 기능이 없기 때문에 예를 들면, 한 번 기억된 개인 신상 정보나 패스워드 등과 같은 데이터를 임의로 수정하기가 불편하여 RF 아이디 태그의 재활용이 어려운 문제점이 있으며, RF 아이디 태그가 R/W 단말기와 고주파 대역의 주파수 송수신이 용이하지 못한 상황에서 현관문의 개폐 등과 같은 다양한 서비스 기능을 활용할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 RF 아이디 태그 사용자의 움직임을 감지하여 미약한 움직임이 아닌 공간이나 위치 이동 상태일 경우에만 RF 회로부가 송수신 모드 상태로 동작하도록 하여 불필요한 전력의 소모를 방지할 수 있는 절전형 RF 아이디 태그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 RF 아이디 태그의 동작 모드를 임의로 선택 변환할 수 있도록 하여 정보의 수정 또는 긴급한 상황시 정보의 송신 등을 용이하게 할 수 있는 절전형 RF 아이디 태그를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 알에프 아이디 태그(RF ID Tag)에 있어서, 상기 알에프 아이디 태그의 진동을 감지하기 위한 진동센서부; 상기 진동센서부에 감지된 진동을 진동 신호로 출력하기 위한 진동신호발생부; 상기 진동신호발생부로부터 출력된 진동 신호의 출력 파형에 따라 알에프 아이디 태그 사용자의 이동을 판별하는 이동판별신호를 출력하기 위한 진동판별부; 및 상기 진동판별부로부터 출력된 이동판별신호에 의해 전원공급부로부터 알에프 회로에 전원이 공급되도록 하기 위한 제어부를 포함하는 절전형 알에프 아이디 태그가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 진동센서부는, 양단부가 개방되어 있는 중공 형상을 가지는 전도체의 몸체부; 상기 몸체부의 양측 단부에 결합되는 전도체의 탭; 상기 탭의 외측 단부로부터 내부 단부까지 탭을 관통하여 연장되는 리드선; 및 상기 몸체부와 탭에 의해 형성되는 공간 내에서 자유 이동 가능한 전도체의 이동체를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 진동신호발생부는, 상기 리드선이 각각 접지되고 상기 몸체부와 진동판별부 사이에는 콘덴서가 접속되며, 상기 몸체부와 상기 전원공급부 사이에 제1 저항이 접속되고, 상기 전원공급부와 상기 진동판별부 사이에는 제2 저항이 접속되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절전형 RF 아이디 태그를 나타낸 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절전형 RF 아이디 태그(100)는, RF 아이디 태그(100)의 동작 전원을 공급하기 위한 전원공급부(110), RF 아이디 태그(100)를 착용한 사용자의 움직임을 감지하기 위한 진동센서부(120A), 진동센서부(120A)에 의해 감지된 진동을 진동신호로 출력하기 위한 진동신호발생부(120B), 진동신호발생부(120B)로부터 출력된 진동 신호를 수신하여 사용자의 공간 또는 위치 이동 여부를 판별하기 위한 진동판별부(130), 진동판별부(130)로부터 결과 신호의 출력시 송수신 모드로 동작 변환되는 RF 회로부(140), RF 회로부(140)의 동작 모드가 송수신 상태시 인접한 R/W 단말기(200 ; 도 4와 도 5 참조)와 고주파 대역의 주파수를 송수신하는 안테나(150), 임의로 RF 아이디 태그(100)의 동작 모드를 변경가능하기 위한 기능키가 구비된 동작모드 선택버튼부(160) 및 상기 각 구성부에 전기적으로 접속되며, RF 아이디 태그(100)의 전반적인 동작을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 메모리(미도시)와 중앙제어장치(미도시)를 구비한 제어부(170)로 이루어진다.
도 3은 도 2의 절전형 RF 아이디 태그에 있어서 진동센서부와 진동신호발생부를 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 3의 진동신호발생부의 출력을 나타낸 파형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 진동센서부(120A)는 양단부가 개방되어 있는 중공부 형상의 몸체부(121), 몸체부(121)의 양측 단부에 결합되는 탭(122), 탭(122)의 외측 단부로부터 내부 단부까지 탭(122)을 관통하여 연장되는 리드선(123) 및 몸체부(121)와 탭(122)에 의해 형성되는 공간 내에서 자유 이동 가능한 이동체(124)를 포함한다. 여기서, 상기 몸체부(121), 리드선(123) 및 이동체(124)는 전도체인 것이 바람직하다.
진동신호발생부(120B)는 전원공급부(110)와 진동판별부(130)와 전기적으로 접속되는데, 진동센서부(120A)의 리드선(123)은 각각 접지되어 있고, 몸체부(121)와 진동판별부(130)를 연결하는 도선에는 콘덴서 C가 배치되어 있다. 몸체부(121)와 콘덴서 C를 연결하는 도선에는 전원공급부(110)의 Vcc 단자로 연결되는 저항 R1이 배치되어 있다. 상기 콘덴서 C와 진동판별부(130)를 연결하는 도선에는 전원공급부(110)의 V 단자로 분기되는 저항 R2가 배치되어 있다.
또한, 진동신호발생부(120B)는 이동체(124)가 탭(122)에 접촉하여 몸체부(121)와 리드선(123)이 도통하는 경우(이 상태를 '스위치 온'이라 한다.) 전 원공급부(110)의 전압 Vcc가 저항 R1과 진동센서부(120A)를 통해 접지로 흘러 버리고, 전압 V는 저항 R2를 통해 순간적으로 콘덴서 C에 충전이 되어 진동신호발생부(120B)의 출력은 로우가 된다. 상기 콘덴서 C가 만충전되면, 더 이상 전류를 흘려보내지 못하므로 진동신호발생부(120B)의 출력은 하이가 된다. 상기 콘덴서 C의 용량에 따라 다르지만 진동신호발생부(120B)의 출력은 순간적으로 로우로 떨어지고 다시 하이 상태를 유지하게 된다. 상기 도통 상태가 유지되는 경우에는 진동신호발생부(120B)의 출력도 하이로 유지되며, 이동체(124)가 이동하여 몸체부(121)와 리드선(123)이 이격되는 경우(이 상태를 '스위치 오프'라 한다.) 전압 Vcc가 저항 R1을 통해 접지로 흐르지 않고 콘덴서 C에 충전되며 전압 V는 계속해서 진동신호발생부(120B)에 하이 신호를 출력한다. 다시 '스위치 온' 상태로 되면 전술한 동작에 의해 진동신호발생부(120B)의 출력이 순간적으로 로우로 떨어지게 되고 다시 하이 상태를 유지하게 된다. 즉 스위치의 상태가 변화되는 순간 진동신호발생부(120B)의 출력은 하이에서 로우로 떨어지게 되므로 진동신호발생부(120B)의 출력은 하이에서 로우로 떨어지는 신호(Falling edge)를 출력하여 진동센서부(120A)의 진동에 대하여 진동 신호를 발생하게 되는 것이다.
따라서 진동신호발생부(120B)는 RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자가 공간 또는 위치를 이동할 때는 도 4에 도시된 바와 같이 A 구간과 같은 진동신호의 하이와 로우 신호 주파수가 연속적인 파형을 출력하며, RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자가 공간 또는 위치를 이동하지 않을 때는 도 4에 도시된 바와 같이 B 구간과 같은 진동신호의 하이와 로우 신호 주파수가 불연속적이거나 로우 신호 주파수만 발생되는 파형을 출력하게 된다.
진동판별부(130)는 진동신호발생부(120B)로부터 발생되는 출력 파형 다시 말해, 진동센서부(120A)의 진동수, 진동수의 변화 및 그 변화 시간을 입력받아 도 4에 도시된 바와 같이, 진동신호의 하이와 로우 신호 주파수가 연속적인 파형이 입력되면 RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자가 이동구간(A 구간)에 있음을 판별하기 위한 이동판별신호를 발생시키고, 진동신호의 하이와 로우 신호 주파수가 불연속적으로 입력되거나 로우 신호만 입력되면 RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자가 정적구간(B 구간)에 있음을 판별하기 위한 정적판변신호를 발생시키게 된다.
한편, 동작모드 선택버튼부(160)는 RF 아이디 태그(100)의 동작 모드를 임의로 선택 변환할 수 있도록 하기 위한 것으로서 예를 들면, RF 아이디 태그(100)의 기억장치에 저장된 개인 신상 데이터, 패스워드 및 시스템 제어 데이터 등의 정보 수정시 RF 아이디 태그(100)의 동작 모드를 수정 모드로 변환시켜 R/W 단말기와 암호화 통신을 통해 상기 정보의 수정을 허용하도록 하여 RF 아이디 태그(100)의 재활용도를 높이고 임의로 정보를 수정할 수 없도록 하기 위한 수정 버튼(162)과 긴급한 상황이나 RF 아이디 태그(100)의 동작 테스트 또는 진동센서부(120A), 진동신호발생부(120B) 및 진동판별부(130)에 의해 사용자의 위치 또는 공간 이동이 인식되지 못하는 상황 등과 같은 특별한 상황에서 R/W 단말기에 상기 정보가 송신되도록 RF 아이디 태그(100)의 동작 모드를 송신 모드로 변환시켜 정보의 발신 등을 용이하게 하기 위한 송신 버튼(164)을 포함한다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절전형 RF 아이디 태그의 작용과 효과에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 2의 절전형 RF 아이디 태그가 적용된 통제시스템을 개략적으로 나타낸 개요도이고, 도 6은 도 2의 절전형 RF 아이디 태그가 적용된 통제시스템을 개 략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자가 예를 들면, 회사 또는 가정집의 출입문에 접근하게 되면, 상기 사용자의 움직임으로 인하여 진동센서부(120A)의 이동체(124)가 몸체부(121)의 탭(122)에 접촉하게 되고 이동체(124)에 의해 리드선(123)과 몸체부(121)가 전기적으로 도통하게 되어 진동신호발생부(120B)로부터 진동판별부(130)에 하이(로우)신호가 입력된다. 이 상태에서 다시 진동이 발생하여 이동체(124)가 이동하게 되면 리드선(123)과 몸체부(121) 사이에 전기적 도통 상태가 해제되면서 진동신호발생부(120B)로부터 진동판별부(130)에 로우(하이) 신호가 입력되어 진동판별부(130)는 상기 하이 신호와 로우 신호의 연속적인 전환을 통해 진동 여부를 판단하여 상기 사용자의 위치 또는 공간 이동상태(도 4의 A 구간)임을 인식하게 하는 이동판별신호가 발생하게 된다.
따라서 진동판별부(130)로부터 진동 여부 결과 신호가 이동판별신호일 경우에만 전원공급부(110)로부터 RF 아이디 태그(100)의 동작에 필요한 전원이 공급된다.
이후, 진동판별부(130)로부터 상기 이동판별신호가 출력되면 제어부(170)에 의해 RF 회로부(140)의 동작 모드가 수신 모드로 변환되고 회사 또는 가정집의 출입문에 설치된 R/W 단말기(210)로부터 송신되는 고주파 대역의 주파수를 안테나(150)를 통해 수신하게 된다.
이후, 제어부(170)는 RF 회로부(140)를 송신 모드로 동작시킨 후 안테나(150)를 통해 메모리(미도시)에 저장된 개인 신상 데이터, 패스워드 및 시스템 제어 데이터 등과 같은 정보를 포함하는 고주파 대역의 주파수를 R/W 단말기(210)에 송출시키게 된다.
따라서 R/W 단말기(210)는 제어부(170)에 의해 송출되는 고주파 대역의 주파수를 수신하여 중앙 컴퓨터(200)의 데이터베이스에 등록된 출입 허가 여부 데이터와 비교 판독하여 판독 결과가 정당할 경우 R/W 단말기(210)에 전기적으로 연계된 출입구 개폐 시스템(310)에 출입구 개폐를 위한 전기적 신호를 전송하여 출입구를 개폐시키게 된다.
여기서, R/W 단말기(210)는 안테나 장치를 통해 무선통신을 위한 공중 고주파 전자계 필드를 형성하면서 RF 아이디 태그(100)와 무선 통신이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 복수개의 안테나 장치를 사용하여 회사 또는 가정집의 공간 전체에서 동시 다발적으로 RF 아이디 태그(100)의 정보를 수집할 수 있도록 구성되는 것이 좋으며, 예를 들면, 조명 제어 시스템(320)과 냉난방 제어 시스템(330) 등에 연계되어 RF 아이디 태그(100)에 저장된 정보에 따라 해당 조명의 밝기와 해당 냉난방 기기의 동작 온도 등을 조절 가능하도록 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절전형 RF 아이디 태그(100)는, RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자의 움직임을 진동센서부(120A), 진동신호발생부(120B) 및 진동판별부(130)를 통해 사용자가 공간 이동할 때에만(상기 이동판별신호가 발생되는 A 구간일 때) RF 회로부(140)가 송수신 모드로 동작하도록 전원을 공급함으로써, RF 아이디 태그(100)를 소지한 사용자의 위치 또는 공간 이동시에만 RF 아이디 태그(100)가 R/W 단말기(210)와 무선 통신 가능하도록 하여 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.
즉, RF 아이디 태그(100)의 사용자가 이동하지 않을 때에는(상기 정적판별신호가 발생되는 B 구간일 때) RF 통신이 일시적으로 정지 상태에 있게 되어 계속적인 RF 통신에 대한 전력소모를 줄일 수 있다.
또한, RF 아이디 태그(100)에 저장된 개인 신상 데이터, 패스워드 및 시스템 제어 데이터 등의 정보 수정시 동작모드 선택버튼부(160)의 수정 버튼(162)을 통해 RF 아이디 태그(100)가 수정 모드로 동작하도록 하여 R/W 단말기(210)와 암호화 통신을 통해 정보를 수정하도록 할 수 있어 RF 아이디 태그(100)의 재활용도를 높일 수 있다. 또한, 진동센서부(120A), 진동신호발생부(120B) 및 진동판별부(130)에 의해 사용자의 위치 또는 공간 이동이 인식되지 못하는 상황이거나 긴급한 상황에서 예를 들면, 조명의 밝기나 냉난방기를 제어하여 실내온도를 적정온도로 조절할 경우 동작모드 선택버튼부(160)의 송신 버튼(162)을 통해 R/W 단말기(210)에 상기 제어 시스템 설정 데이터를 송출할 수 있어 조명의 밝기를 조절하거나 실내온도를 최적화 할 수 있다.
상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 RF 아이디 태그를 소지한 사용자의 위치 또는 공간 이동시에만 RF 아이디 태그의 동작에 필요한 전원이 공급됨으로써, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
또한, 임의로 RF 아이디 태그의 동작 모드를 선택변하여 정보를 수정가능하거나 긴급한 상황시 강제로 정보의 송출을 가능하게 함으로써, RF 아이디 태그의 재활용도를 높이고 조명의 밝기 조절이나 실내온도의 최적화 등과 같은 다양한 서비스 이용을 가능하게 한다.

Claims (3)

  1. 전원공급부, 진동을 감지하는 진동센서부, 진동에 대한 진동신호를 출력하는 진동신호발생부, 상기 진동신호를 판별하는 진동신호판별부 및 제어부를 포함한 절전형 알에프 아이디 태그에 있어서,
    상기 진동판별부는 상기 진동신호의 하이와 로우 신호 주파수가 일정하게 연속적으로 발생되면 이동판별신호를 출력하고 진동신호의 하이와 로우 신호 주파수가 불연속적으로 발생되거나 로우 신호로 발생되면 정적판별신호를 출력하며,
    상기 제어부는 상기 이동판별신호 발생시 상기 전원공급부로부터 알에프 회로에 전원이 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 절전형 알에프 아이디 태그.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 진동센서부는,
    양단부가 개방되어 있는 중공 형상을 가지는 전도체의 몸체부;
    상기 몸체부의 양측 단부에 결합되는 전도체의 탭;
    상기 탭의 외측 단부로부터 내부 단부까지 탭을 관통하여 연장되는 리드선; 및
    상기 몸체부와 탭에 의해 형성되는 공간 내에서 자유 이동 가능한 전도체의 이동체를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 알에프 아이디 태그.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 진동신호발생부는,
    상기 리드선이 각각 접지되고 상기 몸체부와 진동판별부 사이에는 콘덴서가 접속되며, 상기 몸체부와 상기 전원공급부 사이에 제1 저항이 접속되고, 상기 전원공급부와 상기 진동판별부 사이에는 제2 저항이 접속되는 것을 특징으로 하는 절전형 알에프 아이디 태그.
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