KR100958239B1

KR100958239B1 - Ｒｆｉｄ 태그

Info

Publication number: KR100958239B1
Application number: KR1020080021923A
Authority: KR
Inventors: 김종수
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2010-05-17
Also published as: JP5047208B2; KR20090096854A; CN101533480B; CN101533480A; EP2101287A1; JP2009217824A; US20090224890A1

Abstract

본 발명은 전력소모를 줄일 수 있는 RFID 태그에 관한 것으로, 입력되는 구동신호에 의해 동작되어 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 검출하는 RF신호 검출부와, RF신호 검출부가 RF신호를 검출할 경우에 검출한 RF 신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상인지의 여부를 비교하는 비교기와, RF신호 검출부를 구동하는 구동신호를 출력하고, 비교기의 비교결과 검출한 RF신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상일 경우에 RF신호를 유요한 웨이크업 신호로 판단하여 스위칭 제어를 위한 스위칭제어신호를 발생하는 마이크로프로세서와, 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 분석하고, 분석 결과에 따라 RF 신호에 대한 응답신호를 안테나를 통해 출력하는 RF 송수신기 및 초기에 RF신호 검출부와 안테나를 연결하고 있다가 마이크로프로세서가 발생하는 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 안테나를 RF 송수신기와 연결하는 스위치부를 포함한다.

웨이크업

Description

ＲＦＩＤ 태그{RFID TAG}

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부 전력 공급장치의 전력 소모를 줄일 수 있는 RFID 태그에 관한 것이다.

일반적으로 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템은 판독·해독기능이 있는 RFID 리더(Reader)와 고유 태그정보를 내장하는 RFID 태그(tag), 운용 소프트웨어 및 네트워크로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 RFID 시스템의 동작을 살펴보면, RFID 리더는 RFID 태그를 인식하기 위한 RF신호를 안테나를 통해 출력하며, 그에 따라 RFID 태그가 상기 안테나가 송출하는 RF신호를 수신하고, 그에 응답하여 태그정보를 포함하는 RF신호를 상기 안테나로 전송함으로써, RFID 리더가 RFID 태그의 태그정보를 수신할 수 있게 된다.

여기서 RFID 태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성되며 동작 전원을 공급받는 특성에 따라 수동형과 능동형으로 구분되는데, 수동형 RFID 태그는 내부 전원이 없이 RFID 리더의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는데 비해, 능동형 RFID 태그는 RFID 태그용 전지를 내장하여 그 내장된 RFID 태그용 전지로부터 동작 전원을 공급받는다.

이에 따라, 능동형 RFID 태그는 내장된 전지의 전력 소모를 줄여 사용 가능한 기간을 늘리는 것이 중요하다.

도 1은 종래 RFID 태그의 구성을 보여주는 블럭도이다.

도 1을 참조하면, RFID 태그는, 안테나(100)와 마이크로프로세서(104) 및 RF 송수신기(106)로 구성되고, 전력 공급장치(102)인 배터리(Battery)를 내장하여 상기 배터리로부터 전력을 공급받는다.

마이크로프로세서(104)는 기 설정된 주기마다 상기 RF 송수신기(106)가 수신모드로 동작하도록 상기 RF 송수신기(106)를 제어하는데, 보통 2~2.5s 주기로 상기 RF 송수신기(106)를 수신모드로 구동시킨다. 이는 RFID 리더(미도시)가 RFID 태그를 구동상태로 변환하기 위한 웨이크업 신호를 최소 2.5s 동안 일정한 형태로 송신하기 때문에 상기 RFID 리더가 송신하는 웨이크업 신호를 검출하기 위함이다.

RF 송수신기(106)는 상기 마이크로프로세서(104)의 제어에 따라 수신모드로 동작하여 안테나(100)를 통해 RFID 리더가 송신하는 RF신호를 수신하고, 수신한 RF신호가 유효한 웨이크업 신호인지의 여부를 판단한다. 그리고, 판단결과, 유효한 웨이크업 신호일 경우에 안테나(100)를 통해 수신되는 RF신호를 분석하고, 그 분석결과에 따라 상기 RF신호에 대한 응답신호를 안테나(100)를 통해 RFID 리더로 송신한다.

이에 대해 좀더 상세히 설명하면, RFID 리더는 일정 형태의 웨이크업 신호를 최소 2.5s 동안 송신하고, 그 후에 통신프로토콜을 결정하기 위한 프리엠블(preamble) 신호를 송신하며, 그리고, 태그정보 요청을 위한 커맨드(command) 신호를 송신한다.

이에 RFID 태그의 RF 송수신기(106)는 마이크로프로세서(104)의 제어에 따라 수신모드로 동작하며, 상기 수신모드에서 안테나(100)를 통해 수신되는 RF신호가 없으면, 마이크로프로세서(104)와 함께 슬립상태가 된다. 만약, 안테나(100)를 통해 RFID 리더가 송신하는 웨이크업 신호를 수신할 경우에 그 후에 상기 RFID 리더가 송신하는 프리엠블 신호를 수신하여 상호 간 통신을 위한 통신프로토콜을 결정하고, 커맨드 신호를 수신할 경우에 태그정보를 포함한 RF신호를 안테나(100)를 통해 상기 RFID 리더로 송신한다.

이와 같이 RFID 태그는 웨이크업 신호를 검출하기 위해 마이크로프로세서와 RF 송수신기가 일정시간마다 슬립상태에서 구동상태로 변경되기 때문에 웨이크업 신호를 검출하기 위해 많은 전력을 소모하는 문제점이 있다. 이러한 전력소모는 RFID 태그가 소모하는 전체 전력소모의 90% 이상을 차지한다.

그러므로, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 웨이크업 신호를 검 출하기 위한 별도의 구성을 구비하여 최소의 전력으로 웨이크업 신호를 검출하도록 하는 RFID 태그를 제공한다.

이에 따라, 전력 공급장치를 구비하는 본 발명의 RFID 태그는, 입력되는 구동신호에 의해 동작되어 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 검출하는 RF신호 검출부; 상기 RF신호 검출부가 RF신호를 검출할 경우에 검출한 RF 신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상인지의 여부를 비교하는 비교기; 상기 RF신호 검출부를 구동하는 구동신호를 출력하고, 상기 비교기의 비교결과 상기 검출한 RF신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상일 경우에 상기 검출한 RF신호를 유효한 웨이크업 신호로 판단하여 스위칭 제어를 위한 스위칭제어신호를 발생하는 마이크로프로세서; 초기에 상기 RF신호 검출부와 연결되어 있다가 상기 마이크로프로세서가 발생하는 스위칭제어신호에 따라 스위칭하는 스위치부; 및 상기 스위치부의 스위칭에 의해 수신되는 RF신호를 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 RF 신호에 대한 응답신호를 상기 안테나를 통해 출력하는 RF 송수신기;를 포함하여 이루어진다.

삭제

또한, 상기 RF 송수신기는 수신되는 RF신호를 분석하여 커맨드(command) 신호일 경우에 상기 커맨드 신호에 대한 응답신호를 상기 안테나를 통해 출력하고, 상기 마이크로프로세서는 상기 RF 송수신기가 커맨드 신호에 대한 응답신호를 출력 한 후에 상기 스위치부가 상기 RF 신호 검출부와 연결되도록 리셋신호를 발생하고 슬립상태가 되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마이크로프로세서는 일정 시간마다 기 설정된 시간 동안 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 마이크로프로세서의 기 설정된 시간은 1ms인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 RFID 태그에 따르면, 스위치부와 RF신호 검출부 및 비교기를 더 구비하여 웨이크업 신호를 검출하기 위해 RF신호 검출부가 마이크로프로세서의 구동신호에 따라 극히 적은 시간 동안 동작하여 RF신호의 유무를 판단한다. 그리고, RF신호 검출부가 RF신호를 검출하면, 비교기에서 상기 검출된 RF신호가 유효한 신호인지를 판단하고, 판단결과 유효한 웨이크업 신호일 경우에 스위치부를 통해 마이크로프로세서와 RF 송수신기가 동작하게 된다.

이에 따라, RFID의 전력소모를 줄일 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 하겠다.

다만, 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 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그의 구성을 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, RFID 태그는, 안테나(200)와, 스위치부(204)와, RF신호 검출부(206)와, RF 송수신기(208)와, 비교부(210) 및 마이크로프로세서(212)로 구성되고, 전력 공급장치(202)인 배터리(Battery)를 포함한다. 이에 따라, 상기 각 부는 배터리로부터 전력을 공급받아 동작한다.

스위치부(204)는 안테나(200)를 통해 수신되는 RF신호를 입력되는 스위칭제어신호에 따라 RF신호 검출부(206) 또는 RF 송수신기(208)로 선택적으로 출력하는데, 초기에는 RF신호 검출부(206)와 연결되어 있다가 스위칭제어신호가 입력될 경우에 스위칭하여 RF 송수신기(208)로 연결됨을 특징으로 한다.

RF신호 검출부(206)는 구동신호가 입력될 경우에 상기 안테나(200)를 통해 RF신호를 검출하는데, 상기 RF신호는 RFID 태그의 상태를 슬립상태에서 구동상태로 전환하는 웨이크업 신호에 해당한다. 상기 RF신호 검출부(206)는 상기 구동신호에 의해 약 1ms 동안 구동하여 RF신호의 유무를 판단하는 것을 특징으로 한다. 다시말해, 극히 짧은 시간 동안 동작하여 RF신호의 유무를 판단함으로써 전력 공급장치(202)의 전력 소모가 적어지게 된다.

RF 송수신기(208)는 안테나(200)를 통해 수신되는 RF신호를 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 RF 신호에 대한 응답신호를 상기 안테나(200)를 통해 RFID 리더로 송신한다.

본 발명에 따른 RF 송수신기(208)는, 상기 RF신호 검출부(206)를 통해 웨이 크업 신호가 검출되어 유효한 웨이크업 신호일 경우에 동작하게 되는데, 상기 스위치부(204)를 통해 안테나(200)와 연결되면, 상기 안테나(200)를 통해 수신되는 RF신호를 분석하여 프리엠블 신호일 경우에 RFID 리더와 통신하기 위한 통신프로토콜을 결정하고, 그 후에 태그정보 요청 신호에 해당하는 커맨드 신호가 수신될 경우에 상기 커맨드 신호에 대한 응답신호(태그정보를 포함한 신호)를 생성하고, 생성된 응답신호를 안테나(200)를 통해 출력한다.

비교기(210)는 상기 RF신호 검출부(206)가 RF신호를 검출할 경우에 검출한 RF신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상인지의 여부를 판단하여 기 설정된 신호 레벨 이상일 경우에 인터럽트 신호를 발생하여 발생된 인터럽트 신호를 마이크로프로세서(212)로 전달한다.

마이크로프로세서(212)는 슬립상태로 있다가 기 설정 시간마다 구동상태(약 1ms 동안)로 변환되어 상기 RF신호 검출부(206)를 구동하는 구동신호를 출력한다. 상기 마이크로프로세서(212)는 2~2.5s 마다 구동신호를 발생하는데, 이는 RFID 리더가 최소 2.5s 동안 일정한 형태의 웨이크업 신호를 송신하므로, 상기 RFID 리더가 발생하는 웨이크업 신호를 검출하기 위한 것이다.

또한, 마이크로프로세서(212)는 상기 비교기(210)의 비교결과 검출한 RF신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상일 경우에 상기 RF신호를 유효한 웨이크업 신호로 판단한다. 이에 따라, 상기 마이크로프로세서(210)는 구동상태로 변환되어 상기 스위치부(204)가 상기 RF 송수신기(208)로 연결되도록 스위칭제어신호를 발생하여 상기 RF 송수신기(208)가 수신모드로 동작할 수 있도록 한다.

또한, 마이크로프로세서(212)는 상기 RF 송수신기(208)가 커맨드 신호에 대한 응답신호를 송출할 경우에 상기 RF 송수신기(208)와 함께 구동상태에서 슬립상태가 되는데, 슬립상태가 되기 전에 상기 스위칭부(204)로 리셋신호를 전달하여 상기 스위칭부(204)와 상기 RF신호 검출부(206)가 연결되도록 한다. 이를 통해 RF신호 검출부(206)는 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 검출하게 된다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래 RFID 태그의 구성을 보여주는 블럭도, 및

도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그의 구성을 보여주는 블럭도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명

200 : 안테나부 202 : 전력 공급장치

204 : 스위치부 206 : RF신호 검출부

208 : RF 송수신기 210 : 비교기

212 : 마이크로프로세서

Claims

전력 공급장치를 구비하는 RFID 태그에 있어서,

입력되는 구동신호에 의해 동작되어 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 검출하는 RF신호 검출부;

상기 RF신호 검출부가 RF신호를 검출할 경우에 검출한 RF 신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상인지의 여부를 비교하는 비교기;

상기 RF신호 검출부를 구동하는 구동신호를 출력하고, 상기 비교기의 비교결과 상기 검출한 RF신호의 레벨이 기 설정된 신호 레벨 이상일 경우에 상기 검출한 RF신호를 유효한 웨이크업 신호로 판단하여 스위칭 제어를 위한 스위칭제어신호를 발생하는 마이크로프로세서;

상기 안테나를 통해 수신되는 RF신호를 분석하고, 상기 분석 결과에 따라 상기 RF 신호에 대한 응답신호를 상기 안테나를 통해 출력하는 RF 송수신기; 및

초기에 상기 RF신호 검출부와 상기 안테나를 연결하고 있다가 상기 마이크로프로세서가 발생하는 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 안테나를 상기 RF 송수신기와 연결하는 스위치부;를 포함하여 이루어지는 RFID 태그.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 RF 송수신기는

수신되는 RF신호를 분석하여 커맨드(command) 신호일 경우에 상기 커맨드 신호에 대한 응답신호를 상기 안테나를 통해 출력하고,

상기 마이크로프로세서는 상기 RF 송수신기가 커맨드 신호에 대한 응답신호를 출력한 후에 상기 스위치부가 상기 RF 신호 검출부와 연결되도록 리셋신호를 발생하고 슬립상태가 되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
제 1항에 있어서,

상기 마이크로프로세서는 일정 시간마다 기 설정된 시간 동안 구동신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
삭제