KR100712454B1 - Multiple bits searching method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID와 관련하여 하나의 리더(reader) 영역에 다수의 태그들이 존재할 때 데이터 충돌없이 모든 태그들의 식별자를 빠른 시간 내에 판독할 수 있는 다중검색방법에 관한 것이다. 한편, 본 발명은 검색 효율성을 제공하기 위하여 M-ary 트리를 이용하고, M-ary 검색 방법을 위하여 응답데이터를 매핑 함수에 따라 변환하여 리더가 비트 스트림의 충돌위치를 파악하여 데이터의 의미를 복원할 수 있는 매핑 방법을 사용하는 다중검색방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multiple retrieval method capable of quickly reading the identifiers of all tags without data collision when multiple tags exist in one reader area in relation to RFID. Meanwhile, the present invention uses an M-ary tree to provide search efficiency, and converts response data according to a mapping function for the M-ary search method, thereby restoring the meaning of the data by identifying the collision location of the bit stream. A multiple search method using a mapping method that can be done.

이를 위한 본 발명은, 다수의 송수신 시스템들이 충돌 없이 통신하는 다중검색방법에 있어서, M-ary 트리(M=2m, m>1)를 적용하여 트리형 분기 알고리즘을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for this purpose, in the multiple search method in which a plurality of transmission and reception systems communicate without collision, it characterized in that it comprises the step of using a tree-like branching algorithm by applying the M-ary tree (M = 2 m , m> 1) It is done.

Description

다중검색방법{Multiple bits searching method}Multiple bits searching method

도 1은 본 발명에 따른 다중검색방법을 구현하기 위한 RFID 시스템의 구성도,1 is a block diagram of an RFID system for implementing a multi-search method according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 m 값이 2일 때 M(=22)-ary 트리를 이용한 경우의 알고리즘 수행 과정 후 트리의 결과도, 2 is a result of the tree after the algorithm execution process in the case of using the M (= 2 2 ) -ary tree when m value of 2 according to the present invention,

도 3은 도 2에 따라 질의와 응답으로 리더(reader)와 태그들이 통신하는 과정을 나타내는 테이블 도면, FIG. 3 is a table illustrating a process in which readers and tags communicate with each other in response to a query according to FIG. 2. FIG.

도 4는 본 발명에 따른 태그들이 응답할 때 m 비트를 2m 비트로 매핑하는 함수를 나타내는 도면.4 illustrates a function of mapping m bits to 2 m bits when tags respond to in accordance with the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 리더(reader) 110 : 제어부100: reader 110: control unit

120 : 무선주파수 모듈 200 : 태그120: radio frequency module 200: tag

210 : 결합장치 220 : 마이크로칩210: coupling device 220: microchip

300 : 애플리케이션300: application

본 발명은 다중검색방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 RFID와 관련하여 하나의 리더(reader) 영역에 다수의 태그들이 존재할 때 데이터 충돌없이 모든 태그들의 식별자를 빠른 시간 내에 판독할 수 있는 다중검색방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multiple retrieval method, and more particularly, when multiple tags exist in one reader area in relation to RFID, the multi retrieval method can quickly read the identifiers of all tags without data collision. It is about.

한편, 본 발명은 검색 효율성을 제공하기 위하여 M-ary 트리를 이용하고, M-ary 검색 방법을 위하여 응답데이터를 매핑 함수에 따라 변환하여 리더가 비트 스트림의 충돌위치를 파악하여 데이터의 의미를 복원할 수 있는 매핑 방법을 사용하는 다중검색방법에 관한 것이다. Meanwhile, the present invention uses an M-ary tree to provide search efficiency, and converts response data according to a mapping function for the M-ary search method, thereby restoring the meaning of the data by identifying the collision location of the bit stream. A multiple search method using a mapping method that can be done.

다른 한편, 본 발명은 리더의 영역 내에 비교적 간단한 회로와 에너지 파워가 없는 수동형 저가의 다수 태그들이 밀집되어 분포한 응용에서 적용효과가 높고, 물품의 RFID 시스템에 제한되지 않고 충돌 문제를 해결하기 위하여 트리형 분기 알고리즘을 사용하는 검색 방법에 적용할 수 있는 다중검색방법에 관한 것이다. On the other hand, the present invention is highly effective in applications where a relatively simple circuit and a large number of passive low-cost tags without energy power are concentrated in the area of the reader, and are not limited to the RFID system of the article. The present invention relates to a multiple retrieval method applicable to a retrieval method using a type branching algorithm.

당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 다수의 태그가 하나의 리더의 전송 영역 내에 동시에 존재하는 상황에서 상호간에 충돌없이 모든 태그들을 식별하는 기존의 방법으로, 공간 분할 다중 접속(SDMA), 주파수 분할 다중 접속(FDMA), 시간 분할 다중 접속(TDMA)과, 부호 분할 다중 접속(CDMA) 방법이 있다. As is well known to those skilled in the art, a conventional method of identifying all tags without collision between each other in a situation where multiple tags exist simultaneously in the transmission area of one reader is known as spatial division multiple access (SDMA), frequency division multiple access ( FDMA), time division multiple access (TDMA), and code division multiple access (CDMA) methods.

그런데, 상기와 같은 기존의 각 방법들은 하나의 리더(reader) 영역에 다수의 태그들이 존재할 때 데이터 충돌없이 모든 태그들의 식별자를 빠른 시간 내에 효율적으로 판독하기 어려운 문제점을 가지고 있었다. However, each of the existing methods has a problem that it is difficult to efficiently read the identifiers of all the tags quickly and without data collision when there are a plurality of tags in one reader area.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, RFID 시스템에서 가장 널리 사용되는 TDMA 기술인 트리형 분기 알고리즘에 기반하는 다중검색방법을 제공하는 데 있다.  Accordingly, an object of the present invention is to provide a multiple retrieval method based on a tree branching algorithm, which is a TDMA technique most widely used in an RFID system.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 검색 효율성을 제공하기 위하여 M-ary 트리를 이용하고, M-ary 검색 방법을 위하여 응답데이터를 매핑 함수에 따라 변환하여 리더가 비트 스트림의 충돌위치를 파악하여 데이터의 의미를 복원할 수 있는 매핑 방법을 사용하는 다중검색방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to use a M-ary tree to provide search efficiency, and convert the response data according to a mapping function for the M-ary search method to determine the collision location of the bit stream. It is to provide a multiple retrieval method using a mapping method that can restore the meaning of data.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 리더의 영역 내에 비교적 간단한 회로와 에너지 파워가 없는 수동형 저가의 다수 태그들이 밀집되어 분포한 응용에서 적용효과가 높고, 물품의 RFID 시스템에 제한되지 않고 충돌 문제를 해결하기 위하여 트리형 분기 알고리즘을 사용하는 검색 방법에 적용할 수 있는 다중검색방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is that the application effect is high in a distributed and distributed application where a relatively simple circuit and a large number of passive low-cost tags without energy power are concentrated in the area of the reader, and are not limited to the RFID system of the article. In order to solve the problem, the present invention provides a multiple retrieval method that can be applied to a retrieval method using a tree branch algorithm.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 다수의 송수신 시스템들이 충돌 없이 통신하는 다중검색방법에 있어서, M-ary 트리(M=2m, m>1)를 적용하여 트리형 분기 알고리즘을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중검색방법이 제공된다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a multi-search method in which a plurality of transmission / reception systems communicate without collision, and uses a tree-type branching algorithm by applying an M-ary tree (M = 2 m , m> 1). Provided is a multiple retrieval method comprising the step.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 응답데이터를 변경하여 반환값에 의미를 부여함으로써 불필요한 질의를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, it may include removing unnecessary queries by changing the response data to give meaning to the return value.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, m 비트의 데이터 스트림을 2m 비트의 스트링으로 변환(역변환) 가능한 매핑 함수를 이용하는 단계를 포함할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the method may include using a mapping function capable of converting (inverse transforming) an m- bit data stream into a string of 2 m bits.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 태그의 식별자 비트 수에 따라 가장 효율적인 M(=2m)-ary 트리의 m 값을 이용하는 단계를 포함할 수 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the method may include using the m value of the most efficient M (= 2 m ) -ary tree according to the number of identifier bits of the tag.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 다중검색방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of a multiple retrieval method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known technologies or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명에 따른 다중검색방법을 구현하기 위한 RFID 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 m 값이 2일 때 M(=22)-ary 트리를 이용한 경우의 알고리즘 수행 과정 후 트리의 결과도이고, 도 3은 도 2에 따라 질의와 응답으로 리더(reader)와 태그들이 통신하는 과정을 나타내는 테이블 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 태그들이 응답할 때 m 비트를 2m 비트로 매핑 하는 함수를 나타내고 도면이다. 1 is a block diagram of an RFID system for implementing a multi-search method according to the present invention, Figure 2 is a process of performing the algorithm when using the M (= 2 2 ) -ary tree when m value 2 according to the present invention Fig. 3 is a table showing a process of readers and tags communicating with queries and responses according to Fig. 2, and Fig. 4 shows m bits when the tags respond 2 according to the present invention. A diagram showing a function for mapping to m bits.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중검색방법을 구현하기 위한 RFID 시스 템은 리더(100)와 태그(200)를 포함하여 이루어진다. 리더(100)와 태그(200) 간의 통신은 무선 주파수 모듈(120)과 결합장치(220)에 의해 이루어진다. 제어부(110)에서는 태그 식별자가 k 개의 비트로 이루어진 태그들을 판독하기 위해 가장 적합한 M-ary 트리(M=2m)의 m 값을 정하여(k는 m의 정수배), 전체적인 트리형 분기 알고리즘을 수행하며 해당 질의들과 응답들을 송수신한다. Referring to FIG. 1, an RFID system for implementing a multi-search method according to the present invention includes a reader 100 and a tag 200. Communication between the reader 100 and the tag 200 is performed by the radio frequency module 120 and the coupling device 220. The control unit 110 determines the m value of the M-ary tree (M = 2 m ) that is most suitable for reading tags having a tag identifier of k bits (k is an integer multiple of m), and performs the overall tree branching algorithm. Send and receive the corresponding queries and responses.

마이크로칩(210)은 단순한 회로로 구성되어 질의에 따른 접두 부호 검사를 하고 m 비트에 근거한 도 4에 도시된 매핑 함수로 변환하여 데이터를 리더(100)에게 응답한다.The microchip 210 is composed of a simple circuit and performs a prefix check according to a query and converts the data into a mapping function shown in FIG. 4 based on m bits to respond to the reader 100.

리더(100)는 태그(200)들에게 이진접두사(prefix) 스트링을 보내어 질의를 하면 태그들은 시간 동기화, 과거 상태 정보를 유지하는 부담없이 단순히 해당 접두사와 자신의 식별자가 일치하면 응답을 하는 방식으로 작용한다. 리더(100)에서 여러 태그들로부터 동시에 수신받는 응답 스트링들은 맨체스터 코딩 기법으로 데이터 충돌의 정확한 비트 위치가 파악될 수 있다. 두 개 이상의 태그가 동시에 서로 다른 값을 전송하면 충돌(*)로 수신하고, 모두 같은 값을 전송하면 그 값으로 수신한다. 도 1에서 미설명된 도면부호 300은 애플리케이션을 나타낸다. When the reader 100 makes a query by sending a binary prefix string to the tags 200, the tags simply respond when the corresponding prefix and their identifier match without burden of maintaining time synchronization and past state information. Works. The response strings simultaneously received from several tags in the reader 100 may be identified by the Manchester coding scheme to determine the exact bit position of the data collision. If two or more tags send different values at the same time, they are received as collisions (*). Reference numeral 300 not described in FIG. 1 denotes an application.

본 발명에 따른 다중검색방법의 상세 알고리즘을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Detailed algorithm of the multi-search method according to the present invention will be described with reference to Figs.

도 2는 m 값이 2일때 4(=22)-ary 트리를 갖는 경우의 예이다. 도 3은 도 2에 따라 질의와 응답으로 리더(100)와 태그(200)들이 통신하는 과정을 나타내는 테이 블이다. 2 is an example of having a 4 (= 2 2 ) -ary tree when m is 2. 3 is a table illustrating a process in which the reader 100 and the tag 200 communicate with each other in response to an inquiry and a response according to FIG. 2.

도 2를 참조하면, 트리의 각각의 가지는 도 3의 각각의 질의 항목과 연결이 된다. 도 4는 수신한 질의 접두사가 자신의 식별자와 일치하는 태그가 응답 송신을 하기 위하여 접두사 바로 다음의 m 비트에 대응하는 2m 비트로 변환하는 테이블이다. Referring to FIG. 2, each branch of the tree is associated with each query item of FIG. 4 is a table in which a tag whose received query prefix matches its identifier is converted into 2 m bits corresponding to the m bits immediately following the prefix in order to transmit a response.

상기와 같은 상태에서 리더(100)의 동작과정은 다음과 같다.The operation process of the reader 100 in the above state is as follows.

- 1단계 : 태그(200)는 접두사로 질의를 한다. 초기에는 빈 스트링(??)으로 시작한다.Step 1: The tag 200 queries with a prefix. Initially it starts with an empty string (??).

- 2단계 : 응답을 받으면, 매핑부분(최상위 2m 개의 비트 열)을 분석하여 아래의 해당 경우에 따라 처리한다.Step 2: When the response is received, the mapping part (top 2 m bit string) is analyzed and processed according to the following cases.

a) 한 개의 '1'이 있고 전체 응답 비트열에 '*'이 없는 경우(예; 도 3의 3,4,5,6번 응답) : 한 개의 태그 판독a) if there is one '1' and there is no '*' in the entire response bit string (eg response 3, 4, 5, 6 in Fig. 3): one tag read

b) 그 외의 경우(예; 도 3의 1,2번 응답) : '1'이 있는 개수만큼 새로운 질의를 추가한다. 추가되는 질의는 매핑 함수의 역변환을 이용한다(예; 도 3의 1번 응답에 대해 추가되는 2,5,6번 질의)b) Other cases (eg, response 1 and 2 of FIG. 3): Add a new query as many as '1'. The added query uses the inverse transform of the mapping function (e.g., queries 2, 5, 6 added for response 1 in FIG. 3).

- 3단계 : 상기 1단계와 2단계 반복Step 3: repeat the above steps 1 and 2

각 태그(200)의 동작과정은 다음과 같다.The operation process of each tag 200 is as follows.

질의를 받을 때, 식별자의 접두사가 해당 질의와 동일하면, 식별자의 접두사 이후부터의 스트링을 응답한다. 단, 최상위 m 비트 열은 매핑함수(예; 도 4)를 이 용하여 변환하여 나머지 비트들과 함께 응답한다. When receiving a query, if the prefix of the identifier is the same as the query, it returns a string after the prefix of the identifier. However, the most significant m bit string is converted using a mapping function (eg, FIG. 4) and responds with the remaining bits.

이로써, 본 발명은 RFID와 관련하여 하나의 리더 영역에 여러 개의 태그들이 존재할 때 데이터 충돌없이 모든 태그들의 식별자를 빠른 시간 내에 판독하게 한다. Thus, the present invention allows the identification of all tags in a short time without data collision when there are multiple tags in one reader area with respect to RFID.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 다중검색방법은, RFID와 관련하여 하나의 리더(reader) 영역에 다수의 태그들이 존재할 때 데이터 충돌없이 모든 태그들의 식별자를 빠른 시간 내에 판독할 수 있게 하는 이점을 제공한다. As described above, the multiple retrieval method according to the present invention has an advantage of enabling the identification of all tags in a short time without data collision when multiple tags exist in one reader area in relation to RFID. to provide.

그리고, 본 발명은 검색 효율성을 제공하기 위하여 M-ary 트리를 이용하고, M-ary 검색 방법을 위하여 응답데이터를 매핑 함수에 따라 변환하여 리더가 비트 스트림의 충돌위치를 파악하여 데이터의 의미를 복원할 수 있게 하는 이점을 제공한다. The present invention uses an M-ary tree to provide search efficiency, and converts response data according to a mapping function for an M-ary search method, thereby restoring the meaning of data by identifying the collision location of the bit stream. It provides the benefits of doing so.

또한, 본 발명은 리더의 영역 내에 비교적 간단한 회로와 에너지 파워가 없는 수동형 저가의 다수 태그들이 밀집되어 분포한 응용에서 적용효과가 높고, 물품의 RFID 시스템에 제한되지 않고 충돌 문제를 해결하기 위하여 트리형 분기 알고리즘을 사용하는 이점을 제공한다. In addition, the present invention is highly effective in applications where a relatively simple circuit and a large number of passive low-cost tags without energy power are concentrated in the area of the reader, and are not limited to the RFID system of the article. This provides the advantage of using a branching algorithm.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예 들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.

Claims (4)

다수의 송수신 시스템들이 충돌 없이 통신하는 다중검색방법에 있어서,In a multiple search method in which a plurality of transmission and reception systems communicate without collision, M-ary 트리(M=2m, m>1)를 적용하여 트리형 분기 알고리즘을 이용하는 단계; 및 Using a tree branch algorithm by applying an M-ary tree (M = 2 m , m>1); And 응답데이터를 변경하여 반환값에 의미를 부여함으로써 불필요한 질의를 제거하는 단계로서, m 비트의 데이터 스트림을 2m 비트의 스트링으로 변환(역변환) 가능한 매핑 함수를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중검색방법.Removing unnecessary queries by changing the response data to give meaning to the return value, and using a mapping function capable of converting (inversely transforming) the m- bit data stream into a 2- m bit string. Search method. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 태그의 식별자 비트 수에 따라 가장 효율적인 M(=2m)-ary 트리의 m 값을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중검색방법. And using the m value of the most efficient M (= 2 m ) -ary tree according to the number of identifier bits of the tag.
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