KR101689051B1

KR101689051B1 - Ｒｆｉｄ 판독 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품의 송신 파워를 제어하기 위한 ｒｆｉｄ 판독 장치, ｒｆｉｄ 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101689051B1
Application number: KR1020127008380A
Authority: KR
Inventors: 마커스 티에트케; 프랑크 프리츠; 만프레드 파에스츠케; 요르그 피셔
Original assignee: 분데스드룩커라이 게엠베하
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2016-12-22
Also published as: CN102483797A; EP3070639B1; EP3070635B1; CN102483797B; IN2012DN02342A; WO2011039047A1; US9041517B2; DE102009045186B4; EP3070639A1; PL3070635T3; DE102009045186A1; EP2483831B1; EP2483831A1; MY161139A; US20130222119A1; ES2650789T3; ES2650992T3; PL3070639T3; EP3070635A1; KR20120097491A

Abstract

RFID 판독 장치는 RFID 트랜스폰더와 유도 결합을 위해 필드를 생성하는 송신부(transmitting means), 상기 필드의 필드 강도를 측정하기 위한 측정부(measuring means), 및 상기 측정된 필드 세기를 기초로 하여 상기 송신 파워를 제어하기 위한 제어부(control means)를 포함한다.

Description

ＲＦＩＤ 판독 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품의 송신 파워를 제어하기 위한 ＲＦＩＤ 판독 장치, ＲＦＩＤ 시스템 및 방법{RFID READING DEVICE, RFID SYSTEM, METHOD FOR CONTROLLING THE TRANSMITTING POWER OF AN RFID READING DEVICE, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT}

RFID 판독 장치(reading device)에 있어서, RFID 판독 장치 및 다큐먼트(document)를 포함하는 RFID 시스템, RFID 판독 장치의 송신 파워 제어에 대한 방법, 및 컴퓨터 프로그램 상품(program product)을 포함한다.

무선 주파수 식별 시스템(Radio Frequency Identification (RFID))이라고 불리는 다양한 무선 식별 시스템들은 첨단기술로 잘 알려져 있다.
RFID 판독 장치 및 RFID 트랜스폰더(transponder) 사이에 유도 커플링(inductive coupling) 방식에 의해 통신이 이루어 지는 RFID 시스템은 첨단기술로 잘 알려져 있다.
또한 알려진 상기 RFID 토큰(token)은 자체의 에너지 소스가 없는 수동형 RFID 트랜스폰더일 수 있다. 수동형 RFID 트랜스폰더는 유도 커플링(coupling)을 통하여 상기 RFID 판독 장치에 의해 생성되는 필드로부터 동작하기 위해 필요한 파워를 얻는다.
이미 일반적으로 잘 알려진 RFID 시스템은 적어도 송신 및 수신 유닛인 하나의 트랜스폰더 및 하나의 RFID 판독 장치를 포함한다. 상기 트랜스폰더는 또한 RFID 마커(marker), RFID 칩(chip), RFID 태그(tag), RFID 라벨(label) 또는 무선 마커(radio marker)로 알려져 있다. 송신 및 수신 유닛은 판독 장치(reading device) 또는 판독기(reader)로 알려져 있다.
RFID 트랜스폰더에 저장된 데이터는 낮은 주파수에서 근처 필드를 통해 유도적으로 발생하는 교류 자기장(alternating magnetic field)의 방법으로 제공된다.
이를 테면, RFID 트랜스폰더는 전형적으로 캐리어(carrier) 또는 하우징(housing) 또는 기판에 장착된 마이크로칩(microchip) 및 안테나를 포함한다.
RFID 트랜스폰더는 다양한 다큐먼트(document), 특별한 칩 카드로 사용될 수 있다. 이를 테면, 전자 지갑의 구현 또는 전자 발권, 또는 중요 문서 및 보안 문서, 특히 지폐 및 신원 확인 서류 등과 같은 종이에 통합된 것들이 있다.
예들 들어, 신원 증명서(identification) 및 보안 카드는 적층(laminated) 및/또는 스프레이 코팅 플라스틱(spray-coated plastic)으로 만들어지며, RFID 처리를 수행하기 위한 안테나와 함께 집적된 반도체를 포함하고 있고, DE 201 00 158 U1으로 알려져 있다. 나아가 여권과 같은 북-형태의 파일(book-type 다큐먼트(document))도 트랜스폰더 유닛을 포함하며, DE 10 2004 008 841 A1으로 알려져 있다.
이와 같은 보안 및 중요 문서는 첨단기술에서 어느 정도 칩 카드로 구현되며 RFID 인터페이스(interface)에 장착될 수 있다. 적절한 칩 카드 통신 프로토콜 및 방법은 ISO 14443에 설립되었다.
본 발명이 해결하는 문제점들은 상기 문제점들은 각각의 독립 특허 청구항의 특징을 통해 해결된다. 본 발명의 실시예들은 종속 특허 청구항에서 구체화하고 있다.
다음에서, 본 발명의 실시예들은 도면에 대한 참고 자료와 함께 자세히 설명된다.

본 발명은 더 나은 RFID 판독 장치, RFID 시스템, RFID 판독 장치의 송신 파워를 제어하는 방법, 및 해당 컴퓨터 프로그램 제품을 만드는 문제를 해결한다.

본 발명의 실시예에 따르면, RFID 판독 장치는 RFID 트랜스폰더와 유도 커플링을 위한 필드를 생성하는 송신부(transmitting means)로 구성된다. 상기 RFID 판독 장치는 상기 필드의 필드 세기 측정하기 위한 측정부(measuring means) 및 상기 측정된 필드 세기에 기초하여 상기 송신 파워를 제어하기 위한 제어부(control means)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 RFID 판독 장치의 파워 소비(power consumption)는 감소될 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 첨단기술과는 반대로, 상기 RFID 판독 장치는 일정한 송신 파워로 동작하지 않는다. 오히려 상기 송신 파워는 상기 측정된 필드 세기를 기초하여 제어된다. 왜냐하면 상기 측정된 필드 세기는 상기 RFID 트랜스폰더의 존재 또는 부재에 의존하기 때문이며, 현재 보조 사이드 로드(current secondary side load)에 해당되는 경우 상기 송신 파워는 상기 RFID 트랜스폰더의 실제(actual) 파워 요구 사항(requirement)을 조정할 수 있고 이렇게 함으로써 평균(average)이 감소한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제어부(control means)는 제1 필드 세기를 산출하는(results) 보조(secondary) 사이드 로드 없이도 상기 송신부(transmitting means)가 제1 송신 파워 레벨로 구동되도록 구성된다. 상기 측정된 필드 세기는 제1 임계 값과 비교되며 만약 상기 제1 임계 값에 도달하지 못하면 상기 송신부(transmitting means)는 제2 송신 파워 레벨로 구동한다. 상기 제2 송신 파워 레벨은 상기 제1 파워 레벨 보다 크다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 특히 이로운 점은 상기 RFID 판독 장치의 파워 소비(power consumption)가 더 감소할 수 있는 것이다. RFID 트랜스폰더가 상기 송신부(transmitting means)의 범위 안에 없는 동안 상기 RFID 판독 장치는 상기 제1 송신 파워 레벨로 구동된다. 상기 송신부(transmitting means)의 범위로 RFID 트랜스폰더의 도입(introduction)은 필드 세기 결과의 감소를 통해 상기 RFID 판독 장치에 의해 감지된다. 상기 측정된 필드 세기는 상기 제1 임계 값과 비교된다.
상기 RFID 트랜스폰더는 상기 제1 송신 파워 레벨이 일정할 때, 상기 측정된 필드 세기의 감소로 연결된 상기 유도 커플링에 의해 상기 송신부(transmitting means)에 대한 로드를 포함한다. 상기 송신 파워는 충분한 파워와 함께 상기 RFID 트랜스폰더로 공급해 주기 위한 다음의 상기 제2 송신 파워 레벨로 확장된다.
상기 송신부(transmitting means)의 범위 안에 RFID 트랜스폰더가 없을 동안에는 최소 송신 파워로 동작하는 상기 RFID 판독 장치가 유리하다. 그리고 상기 RFID 판독 장치는 오직 RFID 트랜스폰더가 상기 송신부(transmitting means)의 사실 상(in fact) 범위 내에 있을 때 상기 송신 파워는 제2 송신 파워 레벨로 증가해야 한다.
이것은 상기 배터리 시간이 상당히 늘어날 수 있으므로 상기 RFID 판독 장치가 배터리로 작동하는 판독기(reader)일 경우 특히 유리하다. 게다가 상기 RFID 판독 장치는 모바일 휴대폰(특히 스마트폰), PDA(personal digital assistant), 또는 휴대용 컴퓨터(특히 랩탑(laptop) 컴퓨터)와 같은 휴대용 전자 기기에 통합 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 RFID 판독 장치는 또한 앞서 말한 휴대용 전자 기기들의 상기 배터리로부터 에너지로 공급하기 위한 휴대용(portable) 전자 기기와의 연결을 위해 설계된다. 상기 RFID 판독 장치 또는 휴대용 전자 기기의 배터리는 기본 셀 또는 보조 셀이 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제1 필드 세기는 상기 RFID 트랜스폰더의 액티베이션(activation) 필드 세기와 같거나 또는 크다.
"액티베이션 필드 세기(activation field strength)"는 상기 RFID 트랜스폰더와 커플링된 상기 RFID 트랜스폰더의 발진기(oscillator)의 발진(oscillation)을 생성(build up)하기 위한 충분한 전력이 상기 RFID 트랜스폰더로 유도되는 지점에서의 상기 필드 세기를 의미하는 것으로 이해된다. 반면, 상기 액티베이션 필드 세기는 상기 RFID 판독 장치 및 상기 RFID 트랜스폰더 사이의 안정적인 데이터 통신을 허용하기에는 너무 낮다. 그래서 상기 RFID 판독 장치가 송신한 상기 액티베이션 필드 세기의 요청(request)에 대해 상기 RFID 트랜스폰더는 응답에 실패하거나 올바르지 않은 응답(responds)을 한다. 그러므로 상기 액티베이션 필드 세기는 상기 RFID 트랜스폰더의 동작 필드 세기(operating field strength)에 비해 작다.
여기서 상기 RFID 트랜스폰더의 "동작 필드 세기(operating field strength)"는 상기 RFID 판독 장치 및 상기 RFID 트랜스폰더 사이의 데이터 통신을 진행(develop) 하기 위한 충분한 필드 세기를 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로 상기 RFID 토큰(token)은 상기 동작 필드와 함께 상기 RFID 판독 장치가 송신한 요청(request)에 대해 올바르게(correctly) 응답한다.
상기 RFID 판독 장치의 '송신 파워(transmitting power)'는 상기 송신부(transmitting means)의 상기 파워 소비(power consumption)를 의미하는 것으로 이해된다. 이를 테면, 상기 제1 송신 파워 레벨은 10mW 내지 50mW 사이일 수 있다. 상기 제1 필드 세기는 1.5m/A 이하가 될 수 있고, 특히 0.5~1A/m 이다. 반면 상기 제1 송신 파워 레벨은 90mW 내지 110mW 사이 특히 100mW 이며, 또는 190mW 내지 210mW 사이 특히 200mW 이다. 상기 제2 필드 세기는 1.5A/m 이상이며, 특히 최대는 2.5 A/m 이고, 예를 들어 2A/m이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제어부(control means)는 상기 송신 파워가 상기 제1 송신 파워 레벨로 증가된 후에 측정된 상기 필드 세기와 제2 임계 값을 비교하는 것으로 구성된다. 만약 상기 측정된 필드 세기가 제2 임계 값 이하로 떨어지는 경우 이것은 상기 보조 사이드 로드(secondary side load)의 증가를 의미한다. 왜냐하면 상기 RFID 트랜스폰더 또는 다큐먼트(document)의 하나 또는 그 이상의 추가적인 소비 로드(consumer loads)가 연결되어 있거나 또는 하나의 상기 소비 로드(a consumer load)의 상기 파워 소비(power consumption)가 증가되기 때문이다. 커플드-인 파워(coupled-in power)을 높이기 위해서는 상기 송신 파워가 제3 송신 파워로 증가한다. 이를 테면, 600mW 이상이다. 그러면 상기 제3 필드 세기 결과는 6A/m 이상이 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 송신 파워가 상기 제3 송신 파워 레벨로 증가한 후에 상기 측정된 필드 세기는 제3 임계 값과 비교된다. 만약 상기 측정된 필드 세기가 상기 제3 임계 값을 초과하면 상기 송신 파워는 제1 송신 파워 레벨로 감소한다.
상기 제3 임계 값의 초과는 상기 RFID 트랜스폰더가 상기 송신부(transmitting means)의 범위 밖으로 이동하여 상기 보조 사이드 로드가 폴 어웨이(fall away) 되면서 나타나는 결과다. 이는 상기 측정된 필드 세기가 대응되어 증가되도록 한다. 상기 RFID 판독 장치로부터 상기 RFID 트랜스폰더의 감지된 제거(detected removal)로 인해 상기 RFID 판독 장치는 초기 상태로 되돌아가고 상기 송신부(transmitting means)의 범위 내로 RFID 트랜스폰더의 도입(introduction)이 갱신되는 것을 감지하기 위해 제1 송신 파워 레벨로 구동한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 임계 값에 도달하지 못한 후에 반복 요청(repeated requests)은 상기 RFID 판독 장치에 의해 상기 RFID 트랜스폰더에게 송신된다. 상기 송신 파워는 상기 RFID 판독 장치에 의해 상기 RFID 트랜스폰더로부터 수신된 상기 요청들 중 하나에 대한 올바른 응답까지 점차적으로 증가된다. 상기 송신 파워를 조절하는 것과 함께 상기 RFID 판독 장치 및 상기 RFID 트랜스폰더 사이의 데이터 통신을 설정하는 것이 가능하다. 상기 송신 파워를 조절하여 상기 RFID 판독 장치는 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 동작 필드 세기로 구동한다. 여기서 "요청(request)"은 명령(command) 이를 테면, 표준화된(standardized) RFID 데이터 통신 방법의 의미로 이해된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 만약 상기 RFID 판독 장치 및 상기 RFID 트랜스폰더 사이의 데이터 통신 동안에 상기 RFID 트랜스폰더가 하나 또는 그 이상의 잘못된 응답을 제공하는 경우에는 상기 송신 파워가 재조절(readjusted)된다. 이 경우 상기 송신 파워는 상기 RFID 판독 장치의 요청(request) 시 상기 RFID 트랜스폰더의 올바른 응답이 수신될 때까지 점진적으로(incrementally) 증가한다. 상기 송신 파워의 조절(adjustment)은 상기 RFID 트랜스폰더 또는 상기 다큐먼트(document)의 하나 또는 그 이상의 소비 로드(consumer loads)들이 데이터 통신을 하는 동안 연결될 때 특히 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 RFID 판독 장치 및 상기 RFID 트랜스폰더 사이의 데이터 통신 동안 상기 송신 파워는 잠정적으로(tentatively) 감소한다. 왜냐하면 특히 하나 또는 그 이상의 소비 로드(consumer loads)가 끊어지거나, 또는 파워 소비(power consumption)가 감소되면서 그 동안의 상기 보조 사이드 로드(secondary side load )가 감소될 수 있기 때문이다. 이를 테면, 상기 송신 파워는 상기 RFID 판독 장치로부터 상기 RFID 트랜스폰더로 보낸 요청(request)에 대한 올바르지 않은 응답을 수신할 때까지 연속적으로(successively) 감소한다. 상기 RFID 판독 장치로부터의 요청에 대해 상기 RFID 트랜스폰더로부터 올바른 응답을 수신할 때까지, 상기 송신 파워는 이를 테면 하나의 증가분(one increment)만큼 다시 증가한다. 상기 송신 파워는 지정된 시간 간격(예, 초 또는 분)에 따라 반복적으로 잠정 감소되거나 또는 상기 RFID 판독 장치로부터 송신된, 올바른 응답을 수신한 특정한 개수의 요청들 이후에 잠정 감소된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 측정된 필드 세기가 상기 제1 임계 값 아래로 떨어진 후에 상기 송신 파워는 지정된 송신 파워 증가분(transmitting power increments)으로 단계적으로(stepwise) 증가한다. 하나의 송신 파워 증가분(one transmitting power increment) 만큼의 송신 파워의 증가는 상기 RFID 판독 장치에 의해 측정된 해당 필드 세기 증가분(increment)으로 연결된다. 만약 상기 필드 세기 증가분(increment)이 하나의 증가분 임계 값(increment threshold) 보다 같거나 또는 크다면 필드 세기 증가분(increment)이 상기 증가분 임계 값(increment threshold) 보다 작아질 때까지 상기 송신 파워는 다시 증가한다.
상기 필드 세기 증가분이 상기 증가분 임계 값보다 작은 경우에는 상기 RFID 판독 장치를 구성하는 상기 RFID 트랜스폰더의 상기 보조 사이드 로드(secondary side load )는 극적으로(dramatically) 증가한다. 이러한 상기 보조 사이드 로드(the secondary side load)에서 강한 증가(strong increase)는 상기 RFID 트랜스폰더의 과전압 보호기(overvoltage protector)가 활성화되고 상기 송신 파워의 증대하는(incremental) 증가로 인해 상기 RFID 태그에 전압이 매우 높아 지는 결과를 초래한다. 상기 송신 파워는 적어도 하나의 전압 증가분(one voltage increment) 만큼 감소된다. 최대 파워는 상기 송신 파워의 조절에서 상기 RFID 트랜스폰더와 결합된다. 상기 생성된 필드는 상기 RFID 판독 장치에 의해 측정될 수 있다. 그리고 후에 상기 측정된 필드 세기는 상기 송신 파워의 상기 재조절을 위한 목표 값(target quantity)으로 사용된다.
게다가 본 발명은 본 발명에 따른 RFID 판독 장치 및 상기 RFID 트랜스폰더를 포함하는 다큐먼트(document)의 실시예들과 함께 RFID 시스템과 연관된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 "다큐먼트(document)"는 신분증, 특히 여권, 신분 카드, 비자뿐만 아니라, 운전 면허증, 차량 등록 증명서, 차량 타이틀, 직원 신분증, 건강 보험 카드, 또는 칩 카드, 결제 수단(instruments of payment), 특수한 경우에는 은행 노트, 은행 카드 및 신용카드, 선하 증권 또는 다른 자격증처럼 중요한 또는 비밀 문서와 같은 종이 기반(paper-based) 및/또는 플라스틱 기반(plastic-based) 문서를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수동형 RFID 트랜스폰더는 상기 다큐먼트(document)에 집적(integrated)된다. 상기 다큐먼트(document)는 특히 1차 전지가 없으며 자체에 대한 에너지 소스가 없다. 배터리를 변경할 필요가 없기 때문에 상대적으로 유효 기간이 긴 다큐먼트(document)는 특히 유리하며 특히 공식적인(official) 다큐먼트(document)가 유리하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 다큐먼트(document)는 디스플레이(display) 또는 센서(sensor)와 같은 적어도 하나의 연결 가능한 소비 로드(consumer load)를 포함한다.
상기 디스플레이는 일렉트로포레틱(electrophoretic) 디스플레이, 일렉트로크로믹(electrochromic) 디스플레이, 일렉트로웨팅(electrowetting) 디스플레이, 바이-스테이블(bistable) 디스플레이, 로테이팅 요소(rotating element) 디스플레이. LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이 또는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이가 될 수 있다. 상기 디스플레이 장치부(display device)는 상기 RFID 트랜스폰더와 함께 카드 및/또는 구조 유닛 형태의 바디(body)에 집적될 수 있다. 상기 디스플레이 장치부는 또한 상기 RFID 트랜스폰더에 의한 파워를 제공하기 위해 상기 다큐먼트(document) 바디(body) 내의 전기적 회로로 상기 RFID 트랜스폰더와 함께 연결될 수 있다.
상기 전기 소비 로드(electrical consumer load)는 바이오메트릭(biometric) 특성 기록 및/또는 사용자 인터페이스 구현을 위한 매니퓰랜덤(manipulandum)의 제공을 위한 센서가 될 수 있다. 이를 테면, 상기 센서는 지문 센서 또는 홍채 스캔을 기록 또는 안면 인식을 하기 위한 카메라로 설계될 수 있다.
상기 센서는 또한 상기 다큐먼트 바디(document body) 내의 별도의 구성 요소가 될 수 있으며, 상기 RFID 트랜스폰더의 구조 유닛의 형태일 수도 있다.
다큐먼트(document) 내의 디스플레이 장치부 및/또는 센서인 RFID 트랜스폰더의 인터그레이션(integration)은 첨단기술로 알려져 있다. 예를 들면, WO 2009/062853, WO 2009/062869, WO 2009/062860, WO 2009/062870, WO 2009/062861, WO 2009/062827, WO 2009/062892, WO 2009/062893, WO 2009/062788, WO 2009/062810, WO 2009/062855, WO 2009/053249, WO 2009/062832를 참조하라.
응용 (application)에 따라, 상기 RFID 트랜스폰더의 하나 또는 그 이상의 소비로드들(consumer loads)이 일시적으로(temporally) 해당하는 다양한 파워 요구사항(power requirement)의 결과에 따라서 연결되거나 또는 연결 되지 않을 수 있다. 게다가 동작 시에, 소비 로드(consumer load)의 상기 파워 요구사항(power requirement)은 변동 될 수 있다. 이를 테면, 방출형(emissive) 디스플레이의 상기 파워 필요조건은 현재 보이는 그림(picture currently being viewed)에 따라 다르다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 RFID 트랜스폰더에 결합된 상기 파워는 상기 RFID 트랜스폰더의 현재 파워 요구사항(current power requirement)에 따라 달라지기 때문에 특히 유리하다. 그러므로 오직 많은 파워는 실제(actually) 필요한 파워로 상기 RFID 트랜스폰더로 결합된다. 이를 테면, 만약 오직 상기 RFID 트랜스폰더의 프로세서(processor)가 동작되어야 한다면, 적은 에너지가 결합되고 나서 상기 소비 로드도 실제로 에너지를 공급해야 한다. 이것은 비용이 많이 드는(costly) 파워 관리 프로세스(power management process) 및 상기 다큐먼트(document)에서 큰 파워 손실의 방전을 방지할 수 있다.
나아가 RFID 판독 장치의 상기 송신 파워를 제어하는 방법은 본 발명과 관련되며 상기 RFID 트랜스폰더가 상기 송신부(transmitting means)의 범위 내에 존재하지 않는 동안 제1 필드 강도의 설정인 제1 송신 파워 레벨로 상기 RFID 판독 장치의 동작하는 단계, 상기 송신부(transmitting means)의 범위 내에 상기 RFID 트랜스폰더의 도입을 감지하기 위한 상기 필드 세기를 측정하는 단계, 상기 측정된 필드 세기는 제1 임계 값 아래로 떨어진다. 및 상기 측정된 필드 세기가 상기 제1 임계 값 아래의 값이면 상기 제1 송신 파워 레벨보다 큰 제2 송신 파워 레벨로 상기 RFID 판독 장치가 동작하는 단계를 따른다.
나아가 본 발명은 발명에 따른 방법의 구현을 수행하기 위한 실행 프로그램 지침에 특정 디지털 저장 매체의 컴퓨터 프로그램 제품에 연관된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 RFID 판독 장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 판독 장치의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예의 방법에 따른 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예의 방법에 따른 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 집적된 ID 토큰(token)과 통합된 다큐먼트(document)의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 방법에 따른 흐름도이다.

이하에서 서로 대응하는 요소는 각각 동일한 참조 번호로 지정된다.
도 1은 RFID 시스템(100)의 회로도이다. RFID 시스템(100)은 RFID 판독 장치(102) 및 집적된 RFID 트랜스폰더(transponder)(108)와 함께 다큐먼트(document)(134)를 포함한다. RFID 판독 장치(102)는 RFID 트랜스폰더(108)의 안테나(106)와 유도 커플링을 위해 적어도 하나의 안테나(104)를 포함한다.
RFID 판독 장치(102)는 안테나(104)와 결합되는 송신부(transmitter)(110)를 더 포함한다. 뿐만 아니라 송신부(transmitter)(110)의 송신 파워를 제어하기 위한 컨트롤러(controller)(112)도 포함한다. 안테나(104)는 수신부(receiver)(114)와 결합되어 있다.
게다가 RFID 판독 장치(102)는 RFID 판독 장치(102)에 의해 생성되는 필드 세기를 측정하기 위한 안테나(104)와 커플링된 컴포넌트(component)(116)를 포함한다. 컴포넌트(component)(116)는 제어를 구현하기 위해 필드 세기를 측정(measurement)하여 컨트롤러(112)에 입력되는 신호(118)를 생성한다.
RFID 트랜스폰더(108)는 프로그램 명령(program instructions)(122)을 실행하기 위한 프로세서(processor)(120)와 및 데이터(126)를 저장하기 위한 메모리(memory)(124)를 포함한다. 메모리(124)는 비휘발성(non-volatile) 메모리다. 프로그램 명령(122)을 실행하여 상기 프로세서(120)는 RFID 판독 장치(102)로 데이터를 송신하기 위해 데이터(126)에 접근할 수 있다. 첨단기술에서 친숙한 기본 액세스 제어(Basic Access Control) 및/또는 확장 액세스 제어(Extended Access Control)(see for example DE 10 2005 025 806)는 공인되지 않은 리드아웃(readouts)으로부터 데이터를 보호하기 위해 제공된다.
RFID 트랜스폰더(108)는 적어도 하나의 소비 로드(consumer load)(128)를 더 포함한다. 소비 로드(128)는 디스플레이 또는 센서가 될 수 있다. 소비 로드(128)는 가변 파워 소비(variable power consumption)를 포함한다. 이를 테면, 소비 로드(128)는 연결되거나 또는 연결되지 않을 수 있다. 프로세서(120)는 프로그램 명령(122)의 실행에 의한 적절한 스위치 신호를 생성할 수 있다.
이를 테면 소비 로드(consumer load)(128)는 상기 다큐먼트(document)에 집적된 OLED(Organic Light Emitting Diodes)가 될 수 있다. 이 경우 판독 장치(102)는 여권 사진과 같이 표시되는 다큐먼트(document)(100)의 소지자 사진(a picture of the holder)을 요청하기 위해 RFID 트랜스폰더(108)로 요청을 송신한다. 프로그램 명령(122)의 실행은 메모리(124)에 저장될 수 있는 관련 그림 데이터를 렌더링(render)하는 것을 활성화하기 위해 상기 디스플레이와 같은 소비 로드(128)와 연결된다. 상기 디스플레이의 파워 소비는 특히 상기 디스플레이가 방출형 디스플레이(emissive display)일 경우, 렌더링되는 그림에 따라 다르다.
프로세서(120)는 회로의 수단(means of circuits)(130)에 의해 안테나(106)와 연결된다. 그리고 소비 로드(128)는 회로의 수단(means of circuits)(132)에 의해 안테나(106)와 연결된다.
안테나(106), 프로세서(120), 메모리(124) 및/또는 소비 로드(128)는 개별 구성 요소로 설계되거나 또는 부분적으로(partially) 또는 완전히(completely) 통합된 회로로 설계될 수 있다.
안테나(104) 및 안테나(106)는 유도 커플링(inductive coupling)을 위해 설계된다. 안테나(104)는 기본 사이드 로드(primary side load)이고, 안테나(106)는 보조 사이드 로드(secondary side load)이다. 송신부(transmitter)(110)는 반송파(carrier wave)를 갖는 자기장으로 구성된다. 이를 테면, 13.56MHz 안테나(104)에 의해 생성된다. 이 반송파는 안테나(106)와 유도적으로 결합된다. 안테나(106)에 회로(130) 및/또는 회로(132)를 통해 프로세서(120) 및 소비 로드(128)에 전압을 공급하는 역할을 하기 위해 전압 강하가 발생한다.
RFID 트랜스폰더(108)는 다큐먼트(document)(134)에 집적된다. 다큐먼트(document)(134)는 전자 신분증이나 다른 전자 신분증 문서일 수 있다. RFID 트랜스폰더(108)는 다큐먼트(document)(134)의 상기 다큐먼트(document) 바디(body)에 집적된다. 다큐먼트(document)(134)는 레이어(layers)로 구축할 수 있다. RFID 트랜스폰더(108)는 다큐먼트(document)(134)의 하나의 레이어(layer)를 형성한다.
RFID 판독 장치(102)는 휴대용 배터리로 구동되는 장치(portable battery-operated device)이다. RFID 판독 장치(102)는 휴대 전화와 같은 추가 기능이 있는 휴대용 배터리로 구동하는 장치, 공식적인 사용을 위한 무선 설정, 또는 그와 유사한 필수 구성 요소로 구성될 수 있다.
다큐먼트(document)(134)가 RFID 판독 장치(102)의 안테나(104)의 범위 안에 위치하지 않을 동안, 이를 테면 20~30cm의거리 이상, 송신부(transmitter)(110)는 컨트롤러(controller)(112)에 의해 지정되는 최소의 제1 송신 파워 레벨로 동작한다. 제1 송신 파워 레벨로 인해, 안테나(104)는 RFID 트랜스폰더(108)의 액티베이션 필드 세기의 범위에서 제1 필드 세기와 함께 필드를 생성한다. 게다가 상기 필드 세기는 지속적으로(continuously) 컴포넌트(component)(116)에 의해 측정된다. 그리고 대응하는 필드 세기 값은 신호(118)과 함께 컨트롤러(controller)(112)로 입력된다.
컨트롤러(controller)(112)는 제1 임계 값과 함께 컴포넌트(component)(116)에 의해 측정된 상기 필드 세기를 비교하도록 설계된다. 컨트롤러(controller)(112)가 상기 제1 임계 값 미만으로 판독된 측정치가, 측정된 상기 필드 세기로 전달된 신호(118)를 수신하자마자, 컨트롤러(controller)(112)는 제2 송신 파워 레벨로 송신부(transmitter)(110)의 상기 송신 파워 값을 증가시킨다.
다큐먼트(document)(134)가 안테나(104)의 상기 범위 내로 들어온 경우에는, 안테나(104) 및 안테나(106) 사이에 충분히 강한 유도 커플링이 존재한다. RFID 판독 장치(102)에 의해 생성되어 RFID 트랜스폰더로 유도되는 상기 에너지는 클럭 신호를 제공하는 프로세서(120)에서 발진(oscillation) 또는 프로세서(processor)(120)의 발진기(oscillator)를 생성(build up)하기에 충분하다. 상기 보조 사이드 로드(the secondary side load)가 증가하는 원인은 상기 필드 세기가 상기 제1 임계 값 아래로 감소하기 때문이다. 이러한 필드 세기에서의 감소는 컴포넌트(component)(116)에 의해 기록되고, 컨트롤러(controller)(112)에 신호를 보낸다. 그리고 상기 제2 송신 파워 레벨로 상기 송신 파워를 증가한다. RFID 판독 장치(102)는 프로세서(processor)(120)의 올바른 동작을 위해 요구되는 제1 동작 필드 세기와 필드를 생성한다. 상기 송신 파워가 상기 제2 송신 파워 레벨까지 증가한 후에 컨트롤러(controller)(112)는 상기 필드 세기가 컴포넌트(component)(116)에 의해 제2 임계 값에 아래에 있는지 또는 아닌지를 확인한다. 다른 방법 또는 추가적으로, 이러한 동작 필드 세기는 상기 송신 파워의 상기 제어에 대한 목표 값(target quantity)으로 사용된다. 그리고 세기는 지속적으로 측정된다.
이를 테면, 송신부(transmitter)(110)는 메모리(124)로부터 데이터(126)를 읽기 위해 RFID 트랜스폰더(108)에게 요청을 보낸다. 이러한 요청은 안테나(106)를 통해 RFID 트랜스폰더(108)에 의해 수신되며 프로그램 명령(program instructions)(122)의 수행에 의해 처리된다. 프로그램 명령(122)의 수행은 메모리(124)로부터 이것들을 읽고, RFID 판독 장치(102)에 요청한 데이터로 응답을 보내기 위해 액세스(accesses)한다. 이를 위하여, 기본 액세스 제어(basic access control) 및/또는 확장 액세스 제어(extended access control)의 실행 방법은 무단 액세스에 대해 데이터(126)을 보호하기 위하여 요구된다. RFID 트랜스폰더(108)의 응답은 안테나(104)를 통하여 RFID 판독 장치(102)의 수신부(receiver)(114)에 의해 수신된다.
이를 테면, 데이터(126)를 읽기 위한 요구사항은 사전에 발생하는 다큐먼트(document)(134)의 캐리어(carrier)의 바이오매트릭(biometric) 인증이 될 수 있다. 이 경우, 소비 로드(128)는 다큐먼트(document)(134)의 상기 캐리어의 지문을 기록하기 위한 지문 센서로 구축된다. RFID 판독 장치(102)로부터 데이터(126)를 읽기 위한 상기 요청을 수신한 뒤에 상기 소비 로드는 다큐먼트(document)(134)의 캐리어(carrier)의 바이오매트릭(biometric) 인증을 활성화(enable)하기 위해, 즉, 사용자의 지문을 기록하기 위해 프로그램 명령(122)의 실행을 통해 연결된다.
소비 로드(128)와의 연결을 통해 보조 사이드 로드는 더 증가하고, 그로 인해 필드는 상기 제2 임계 값 아래로 떨어진다. 이것은 컴포넌트(component)(116)에 의해 생성되며 컨트롤러(controller)(112)로 신호를 보낸다. 컨트롤러(controller)(112)는 제3 송신 파워 레벨로 상기 송신 파워를 증가시킨다.
상기 제3 송신 파워 레벨로 인해, RFID 판독 장치(102)는 RFID 토큰(token)(108) 내의 소비 로드(128)의 동작에 대하여 요구된 파워와 커플링하기 위해 충분히 강한 필드를 생성한다. 그리고 소비 로드(128)에 의해 지문(fingerprint) 데이터가 기록되도록 한다.
상기 지문 데이터 사이의 충분한 합의를 통해 레퍼런스(reference) 값은 메모리(124)의 안전한 메모리 영역으로 저장된다. 상기 바이오매트릭 테스트는 통과하고, 데이터(126)에 리드(read) 액세스는 수행된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이것에 대한 추가 조건의 수행이 요구될 수 있다.
상기 송신 파워가 상기 제2 송신 파워 레벨로 증가함으로써 RFID 판독 장치(102)에 의해 생성된 상기 필드 세기는 제2 동작 필드 세기로 증가한다. 충분한 파워는 프로세서(processor)(120)뿐만 아니라 상기 연결된 소비 로드(128)의 동작을 위해 RFID 트랜스폰더(108)와 결합된다. 상기 컨트롤러는 상기 필드 세기가 제3 임계 값을 초과했는지를 확인하는데, 상기 제3 임계 값은 상기 제2 동작 필드 세기 보다 크다.
만약 상기 다큐먼트(document)(134)가 RFID 판독 장치(102)의 상기 범위로부터 제거되는 경우에는, 상기 보조 사이드 로드 강하(drop) 및 상응하는 필드 세기 상승으로 상기 제3 임계 값이 초과되며 RFID 판독 장치(102)로부터의 다큐먼트(document)(134)의 제거가 감지된다.
RFID 판독 장치(102)는 초기 상태로 스위치하고 컨트롤러(controller)(112)는 상기 송신부(transmitter)(110)의 동작에 대해 상기 제1 송신 파워 레벨을 지정한다. 본 발명의 실시예에 따른 RFID 판독 장치(102)는 다큐먼트(document)(134)가 상기 안테나(104)의 범위 내에 없는 동안에는 최소 파워 소비로 구동되어 유리하다. 컨트롤러(controller)(112)가 상기 필드 세기의 강하(drop)로 인해 안테나(104)의 범위 내의 다큐먼트(document)(134)를 감지할 때 상기 제1 동작 필드 세기와 함께 필드를 생성하기 위해 상기 파워 소비는 증가한다.
RFID 판독 장치(102)의 요구되는 파워 소비(power consumption)의 최적화(optimization)는 소비 로드(128)의 연결이 감지된 후에 상기 제2 임계 값 아래로 상기 측정된 필드 세기가 감소되어 높은 제2 송신 파워 레벨이 제2 동작 필드 세기에 도달에 필요한 것을 통해 달성된다. 다큐먼트(document)(134)가 상기 안테나(104)의 범위 내에 있는지의 여부에 따라 RFID 판독 장치(102)의 상기 송신 파워 레벨을 세팅하고, 이 경우 소비 로드(128)의 연결과 함께 RFID 판독 장치(102)의 상기 파워 소비는 감소된다. RFID 판독 장치(102)의 배터리 수명 시간은 부응하여(correspondingly) 연장(prolonged)된다.
상기 송신 파워 레벨의 이러한 상황-종속 선택(situation-dependent choice)의 이점은 매우 많은 전력이 실제로 요구되는 RFID 트랜스폰더(108)와 결합되는 것이다. 이를 테면, 프로세서(120)는 적은 에너지로 운영되어야 한다. 소비 로드(128) 또한 에너지 공급을 필요로 한다. 이것은 비용이 많이 드는(costly) 파워 관리 프로세스(power management process) 및 상기 다큐먼트(document)의 큰 전력 손실의 막을 수 있다.
도 2는 상기 RFID 판독 장치(102)의 실시예의 단순화된 다이어그램이다. RFID 판독 장치(102)는 안테나(104)와 함께 발진 회로(oscillating circuit)(136)를 포함한다. 안테나(104)는 송신 및 수신 안테나를 제공한다.
컴포넌트(component)(116)는 저항(resister)(138 및 140)에 의해 형성되는 전압 드라이버(voltage divider)를 포함한다. 이를 테면, 저항(138)은 100 kΩ 이고, 및 저항(140)은 1MΩ 이다. 상기 전압 드라이버의 중간 탭은 검파기(envelope detector)(142)와 함께 연결되어 있다. 검파기(142)의 출력은 아날로그/디지털 변압기(144)와 연결되어 있다. 상기 아날로그/디지털 변압기(analog/digital transformer)의 출력은 컨트롤러(controller)(112)의 입력과 연결된다.
상기 전압 드라이버(voltage divider)를 통해, 상기 전압은 안테나(104)에 인가(tapped) 된다. 상기 인가된 전압이 상기 전압 드라이버에 의해 구동된 후에 검파기(142)는 상기 구동된 전압의 진폭(amplitude)을 지속적으로 계산한다. 상기 아날로그/디지털 변환기 후에 전압의 현재 값 및 생성된 필드 세기를 나타내는 신호(118)는 아날로그/디지털 변압기(144)에 의해 컨트롤러(112)로 입력된다.
컨트롤러(controller)(112)는 제어 파라미터들(control parameters)을 저장하기 위한 메모리(146) 및 본 발명에 따른 제어 방법의 실시예를 수행하는 프로그램 명령(150)를 실행하기 위하여 프로세서(processor)(148)와 함께 마이크로컨트롤러(microcontroller)로 설계될 수 있다.
또는, 컨트롤러(controller)(112)는 두 개의 비교기(comparators)들로 구성되는 회로로 설계될 수 있다.
가변 증폭기(variable amplifier)(152)를 위한 증폭 값(amplification value)은 메모리(146)에 저장된다. 이를 테면, 상기 제1 송신 파워 레벨 세팅에 대한 제1 증폭 값(amplification value), 상기 제1 송신 파워 레벨 세팅에 대한 제2 증폭 값(amplification value), 및 상기 제3 송신 파워 레벨 세팅에 대한 증폭 값(amplification value)이 있다. 더욱, 제1 임계 값, 제2 임계 값, 및 제3 임계 값 또한 상기 메모리(146)에 저장된다.
발진기(oscillator)(154)는 13.56MHz의 반송파(carrier wave)를 생성한다. 증폭기(152)에 의해 증폭된 후에 발진기(154)는 안테나(104)를 통해 전송되는 신호를 방출한다. 데이터 신호(156)는 AND 요소(158)을 통해 발진기(154)에 의해 방출된 상기 신호와 수퍼임포우즈(superimpose) 되어 있다. 데이터 신호(data signal)(156)는 RFID 트랜스폰더(108)에 대한 요청(request)이다.
RFID 판독 장치(102)의 수신부(receiver)(140)는 또한 발진 회로(oscillating circuit)(136)와 연결되어 있다. 여기서 안테나(104)는 송신 안테나 및 수신 안테나를 제공한다.
RFID 판독 장치(102) 활성화(activation) 후에 프로그램 명령(150)의 실행은 시작된다. 이것은 송신부(transmitter)(110)가 제1 송신 파워 레벨로 동작하는 것 같이 상기 제1 증폭 값(amplification value)을 액세스한다. 발진기(154)에 의해 전달되는 상기 신호는 상기 활성 필드 세기와 함께 안테나(104)에 의해 전송된다.
프로그램 명령(150)의 실행을 통해 신호(118)는 연속적으로(continuously) 상기 제1 임계 값과 비교된다. 상기 제1 임계 값에 도달하지 않은 경우에는 다큐먼트(document)(134)가 안테나(104)의 범위 내로 도입(introduction)되며, 보조 사이드 로드가 발생한다. 프로그램(150)은 증폭기(amplifier)(152)의 활성(activate)을 위해 상기 제2 증폭 값(amplification value)에 액세스(accesses)하며, 상기 송신 파워는 상기 제2 송신 파워 레벨로 증가한다.
발진기(154)에 의해 전송된 상기 신호는 안테나(104)에 의해 상기 제1 동작 필드 세기로 전송된다. RFID 판독 장치(102) 및 RFID 트랜스폰더(108)(도 1 참조) 사이의 데이터 통신은 데이터 신호(156)가 전송되었을 때 시작할 수 있다.
프로그램 명령(150)의 실행을 통하여 상기 송신 파워가 상기 제2 송신 파워 레벨로 증가된 후에 상기 필드 세기가 상기 제2 임계 값 아래로 떨어졌는지의 여부를 신호(118)를 평가(evaluation)하여 연속적으로 확인된다. 이 경우, 상기 보조 사이드 로드가 증가되며 소비 로드(128)는 연결된다. 프로그램 명령(150)의 실행을 통하여 상기 제2 동작 필드 세기는 설정되고 상기 제3 증폭 계수(factor)는 상기 제3 송신 파워 레벨과 함께 송신부(transmitter)(110)의 구동을 위해 액세스 된다.
프로그램 명령(150)을 통하여 신호(118)의 평가의 수단으로 상기 제3 임계 값이 초과했는지에 대한 여부를 테스트한다. 이 경우 상기 보조 사이드 로드의 손실로 인해 다큐먼트(document)(100)가 안테나(104)의 범위로부터 제거된다. 프로그램 명령(150)는 상기 제1 송신 파워 레벨을 다시 설정하기 위해 상기 제1 증폭 계수(factor)에 액세스한다. 원칙적으로 동일하게 구성된 다큐먼트(document)(134), 또는 또 다른 다큐먼트(document)에서 이러한 과정의 반복은 안테나(104)의 범위 내로 들어오게 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 도 3은 도 2의 안테나(104)만으로 송신 안테나 역할을 한다는 점과 상이하다. 안테나(104)는 오직 송신 안테나로 제공되며, 추가적인 안테나(105)은 오직 수신 안테나로 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 상기 전압 드라이버는 안테나(105)에서의 상기 필드 세기를 측정하기 위해 안테나(105)와 연결된다.
도 4는 RFID 판독 장치의 흐름도이다. 상기 RFID 판독 장치가 최소의 필드 세기 이를 테면 상기 활성 필드 세기의 결과인 상기 제1 송신 파워 레벨로 동작한다(200). 상기 집적된 RFID 트랜스폰더와 함께 상기 다큐먼트(document)는 상기 RFID 판독 장치의 범위 내로 도입한다. 이것은 상기 제1 임계 값 아래로 상기 필드 세기의 감소가 발생하여 상기 RFID 판독 장치에 의해 감지된다. 상기 측정된 필드 세기는 상기 제1 임계 값과 비교되는 단계(202)를 지난다. 감소된 필드 세기를 감지한 후에, 필드 세기를 증가하는 단계(204)가 시작된다. 상기 송신 파워는 상기 제2 송신 파워 레벨로 증가되며 상기 제2 동작 필드 세기는 설정된다. 반대의 경우, 상기 RFID 판독 장치는 상기 제1 송신 파워 레벨로 동작이 계속된다.
상기 측정된 필드 세기가 상기 제2 임계 값 아래로 감소 되었는지의 여부를 테스트하는 단계(206)를 거친다. 필드 세기가 상기 제2 임계 값보다 작지 않은 경우에는 상기 RFID 판독 장치는 상기 제2 송신 파워 레벨로 동작이 계속된다. 그렇지 않으면 상기 송신 파워 레벨이 상기 제3 송신 파워 레벨로 증가되는 단계(208)로 넘어간다.
다음은 상기 필드 세기가 상기 제3 임계 값을 초과하는지에 대한 여부를 확인 하는 단계(210)이다. 만약 이 경우가 아니면, 상기 RFID 판독 장치는 상기 제3 송신 파워 레벨로 동작이 계속된다. 그렇지 않으면 상기 다큐먼트(document)의 제거가 감지되기 때문에 상기 시퀀스 제어 시스템은 상기 제1 송신 파워 레벨로 다시 동작하는 상기 RFID 판독 장치 단계(200)로 다시 돌아간다.
이 방법은 본 발명의 실시예에 따른 도 2 및 도 3에서 도시한 것에 따라 컨트롤러(112)에 의해 수행되는 방법이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예를 도시한다. 상기 방법의 필드 세기를 더 높게 조절하는 단계(204)를 통한 최소 필드로 동작하는 단계(200)는 도 4의 본 발명의 실시예와 동일하다. 필드 세기를 더 높게 조절하는 단계(204)의 다음 단계인 요청들 이를 테면 요청A/요청B를 전송하는 단계(306)에서 상기 다큐먼트(document) 내의 상기 RFID 트랜스폰더의 형식(type)이 알려져 있지 않다면, 요청(request)은 상기 다큐먼트(document)에게 송신되거나 또는 요청A 및 요청B와 같은 복수의 요청들이 송신된다.
이러한 요청은 본 발명의 실시예에 따른 도2 및 도3에 따라 데이터 신호(256)로 송신될 수 있다. 상기 RFID 판독 장치는 수신부(receiver)(114)가 상기 다큐먼트(document)의 상기 RFID 트랜스폰더로부터 상기 요청에 대해 올바른 응답을 수신했는지에 대한 여부를 테스트 하는 단계(308)이다. 이 경우, 상기 RFID 트랜스폰더와의 데이터 통신은 통신 단계(310)에서 이루어진다. 이를 테면 상기 RFID 판독 장치는 후자의 응답(latter answers)인 상기 RFID 트랜스폰더에 대한 요청을 반복적으로 지시한다.
상기 수신부(receiver)(114)가 상기 다큐먼트(document)의 상기 RFID 트랜스폰더로부터 상기 요청에 대해 올바른 응답을 수신했는지에 대한 여부를 테스트 하는 단계(308)에서, 응답이 없거나 또는 올바른 응답이 없는 경우에는 상기 시퀀스 제어 시스템은 신호 프리셋(preset) 증가분(increment)만큼 필드 세기가 증가하는 단계(312)로 넘어간다. 이를 테면, 상기 필드 세기의 증가는 0.5 A/m가 될 수 있다. 상기 필드 세기 단계로 상기 필드 세기를 증가하기 위해 증폭기(152)(도 2 및 도 3 참조)의 증폭 계수(amplification factor)는 적절하게 상기 송신 파워를 증가하기 위해 하나에 대응하는 증가분(increment)만큼 증가된다. 이러한 상기 송신 파워 증가분(increment)과 대응하는 상기 증폭 계수(factor)의 증가는 컨트롤러(112)의 메모리(146)에 저장될 수 있다.
요청A/요청B를 전송하는 단계(314)에서 상기 RFID 판독 장치는 상기 요청을 다시 송신하고 올바른 응답이 수신되었는지에 대한 여부를 테스트하는 또 다른 단계(316)로 넘어간다. 만약 이 경우가 아니면, 상기 시퀀스 제어 시스템은 상기 필드 세기를 다시 증가시키기 위해 필드 세기를 증가하는 단계(312)로 다시 돌아간다. 반면 올바른 응답이 수신되었는지에 대한 여부를 테스트하는 단계(316)에서 올바른 응답을 수신했다면 상기 시스템은 상기 RFID 트랜스폰더와의 데이터 통신을 위한 충분한 동작 필드 세기가 설정되었기 때문에 통신 단계(310)로 넘어간다.
데이터 통신을 하는 동안 상기 RFID 판독 장치에 의한 요청에 응답이 없거나 또는 올바르지 않은 응답인가에 대한 여부를 판단하는 단계(318)는 상기 RFID 트랜스폰더로부터 수신된다. 필드 세기가 재조절되어 증가하는 단계(320)의 경우에는 상기 필드 세기는 한 증가분, 이를 테면 0.5 A/m로 증가된다. 상기 필드 세기가 증가된 후에 상기 시퀀스 제어 시스템은 다시 데이터 통신을 계속하기 위해 데이터 통신 단계(310)로 넘어간다. 만약 필드 세기가 재조절되어 증가하는 단계(320)에서 필드 세기의 증가가 충분하지 않다면, 상기 RFID 판독 장치에 의한 요청에 응답이 없거나 또는 올바르지 않은 응답인가에 대한 여부를 판단하는 단계(318)에서 응답이 없거나 또는 올바르지 않은 응답으로 새로 감지되며, 이것은 상기 RFID 트랜스폰더로부터 수신된다. 그래서 상기 필드 세기는 상기 RFID 트랜스폰더가 현재 요구하는 수준의 파워 소비를 충분한 동작 필드 세기에 도달할 때까지 점진적으로(incrementally) 증가(320)한다.
상기 RFID 판독 장치에 의한 요청에 응답이 없거나 또는 올바르지 않은 응답인가에 대한 여부를 판단하는 단계(318)에서 올바른 응답을 수신하면, 상기 필드 강도를 줄이기 위하여 시간에 대한 단계를 시도한다. 이를 테면, 하나 또는 그 이상의 필드 세기 증가분(increment)만큼 필드 세기를 잠정적(tentative)으로 감소시키는 것은 프리셋(preset) 시간 간격 내 또는 상기 RFID 판독 장치가 송신한 프리셋(preset) 개수의 요청들(requests) 이후에 수행된다. 다음 단계는 상기 RFID 판독 장치가 송신한 요청인 상기 필드 세기의 감소에도 불구하고 여전히 데이터 통신이 가능한지에 대한 여부를 테스트하는 단계(322)이다. 만약 상기 요청 시 올바른 응답이 수신되면, 상기 필드 세기는 하나 또는 그 이상의 필드 세기 증가분(increment)만큼 감소(324)된다.
반면에 상기 필드 세기의 감소가 상기 RFID 트랜스폰더로부터 수신된 응답이 없거나 또는 올바르지 않은 응답이라면, 필드 세기의 잠정적인 감소를 되돌릴 수 있으며, 상기 시퀀스 제어 시스템은 상기 필드 세기를 감소한 후에 데이터 통신이 가능한지에 대한 여부를 테스트하는 단계(322)로부터 상기 RFID 트랜스폰더와의 충분한 통신을 위해 통신 단계(310)로 바로 되돌아간다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다큐먼트(document)(134)의 블록도이다. 과전압 보호기(overvoltage protector)(158)는 안테나(106) 및 프로세서(processor)(120) 또는 소비 로드(128) 사이에 위치한다. 과전압 보호기(158)는 상대적으로 높은 전압으로 인해 프로세서(120) 또는 소비 로드(128)가 파괴되는 것을 방지하기 위해 프로세서(120) 또는 소비 로드(128)에서 상기 전압의 최대를 제한하기 위한 회로이다. 이 회로의 끝에는 제너 다이오드(Zener diode)(160)가 있다. 제너 다이오드(160)의 애벌렌치(avalanche) 전압은 상기 프로세서 또는 소비 로드에 대해 최대 전압일 경우 도달되는 전압이다. 다큐먼트(document)(134)에 의해 형성되는 상기 보조 사이드 로드(secondary side load)는 제너 다이오드(160)의 상기 애벌렌치 전압에 도달했을 경우에 증가한다.
본 발명의 실시예에 따른 도 7은 도 6의 실시예에 따른 형태의 다큐먼트(document)에 특히 적합한 흐름도이다.
최소 필드 단계(200)와 필드 세기가 제1 임계 값보다 작은지에 대한 여부를 판단하는 단계(202)는 도 4 및 도5에 따른 실시예들과 동일하게 구성된다. 필드 세기가 제1 임계 값보다 작은지에 대한 여부를 판단하는 단계(202) 다음의 필드 세기를 증가하는 단계(404)에서 상기 필드 세기를 증가하기 위해 프리셋(preset) 송신 파워 증가분(increment)로 상기 송신 파워가 증가한다.
상기 송신 파워 단계를 측정하여 송신 파워에서 증가하기로 결정되어 필드 세기가 증가되는 단계(405)는 미리 결정된(predetermined) 증가분 임계 값(increment threshold value)과 비교되는 단계(408)로 넘어간다. 필드 세기 증가가 상기 증가분 임계 값보다 아래로 떨어지지 않는 동안에는 상기 필드 세기는 추가적인 필드 단계들에 의해 단계적으로 증가한다. 그리고 상기 시퀀스 제어 시스템은 측정된 필드 세기가 미리 결정된(predetermined) 증가분 임계 값과 비교되는 단계(408)에서 필드 세기가 증가하는 단계(404)로 넘어간다.
반면 상기 필드 세기 증가분이 상기 증가분 임계 값 아래에 있다면, 과전압 보호기(158)(도 6 참조)의 활성화에 의해 야기되는 상기 보조 사이드 로드가 강하게 증가된다. 이 경우 상기 시퀀스 제어 시스템은 측정된 필드 세기가 미리 결정된 증가분 임계 값과 비교되는 단계(408)에서 필드 세기를 감소하는 단계(410)로 넘어간다.
따라서 상기 동작 필드 세기는 상기 송신 파워의 제어에 대한 상기 목표 값(target quantity)으로 결정된다. 상기 필드 세기는 연속적으로 측정되고 목표 값(target value)과 비교(412)된다. 만약 상기 측정된 필드 세기가 상기 목표 값 아래에 있으면 상기 시퀀스 제어 시스템은 하나의 송신 파워 증가분으로 상기 송신 파워를 증가시켜 상기 송신 파워에 따라 조절하기 위해 상기 필드 세기를 높게 조절하는 단계(414)로 넘어간다. 반대의 경우, 상기 송신 파워는 하나의 송신 파워 증가분으로 필드 세기를 낮게 조절하는 단계(416)으로 넘어간다. 이러한 피드백 제어(feedback control)는 상기 보조 사이 로드가 발진할 때 상기 동작 필드 세기가 항상 도달하는 것을 보장한다.

100: RFID 시스템
102: RFID 판독 장치
104: 안테나
105: 안테나
106: 안테나
108: RFID 트랜스폰더
110: 송신부(Transmitter)
112: 컨트롤러
114: 수신부(Receiver)
116: 컴포넌트(Component)
118: 신호
120: 프로세서(Processor)
122: 프로그램 명령
124: 메모리
126: 데이터
128: 소비 로드
130: 회로
132: 회로
134: 다큐먼트
136: 발진 회로
138: 저항
140: 저항
142: 검파기
144: 아날로그/디지털 변압기
146: 메모리
148: 프로세서
150: 프로그램 명령
152: 증폭기
154: 발진기
156: 데이터 신호
158: 과전압 보호기

Claims

RFID 판독 장치에 있어서,
RFID 트랜스폰더(transponder)와의 유도 커플링을 위한 필드를 생성하는 송신부(transmitter);
상기 필드의 필드 세기를 측정하는 측정부(measuring component); 및
상기 측정된 필드 세기에 기초하여 상기 송신부의 송신 파워 레벨을 제어하는 제어부(control component)
를 포함하고,
상기 제어부는,
판독되는 장치가 상기 측정된 필드 세기에 따른 상기 RFID 판독 장치의 범위 내에 있는지를 감지하고,
상기 RFID 판독 장치의 범위 내에서 판독되는 장치가 감지되지 않는 경우 상기 송신부를 제1 송신 파워 레벨에서 동작시키고,
상기 RFID 판독 장치의 범위 내에서 판독되는 장치가 감지되는 경우 상기 송신부를 증가된 제2 송신 파워 레벨에서 동작시키는,
RFID 판독 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 송신부(transmitter)가 상기 제1 송신 파워 레벨에서 동작하도록 구성되되, 제1 필드 세기는 제1 임계 값과 비교되어 산정되고,
상기 제1 임계 값에 도달하지 못한 경우 상기 송신부(transmitter)가 상기 제2 송신 파워 레벨에서 동작하도록 구성되되, 상기 제2 송신 파워 레벨은 상기 제1 송신 파워 레벨보다 크고, 상기 제2 송신 파워 레벨로부터 산정되는 제2 필드 세기는 상기 제1 임계 값보다 큰 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 필드 세기는 상기 RFID 트랜스폰더의 액티베이션(activation) 필드 세기 보다 크거나 같고, 상기 RFID 트랜스폰더의 동작 필드 세기 미만인 RFID 판독 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 필드 세기는 제1 동작 필드 세기인 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 송신 파워 레벨은 10 mW 내지 50 mW 사이이고, 상기 제1 필드 세기는 0.5 A/m 내지 1 A/m 사이인 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 송신 파워 레벨은 90 mW 내지 110 mW 사이의 범위에서 100 mW로 특정되거나, 또는 190 mW 내지 210 mW 사이의 범위에서 200 mW로 특정되는 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 필드 세기는 1.5 A/m 내지 2.5 A/m 사이 범위에서 2 A/m로 특정되는 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서
상기 제어부는, 상기 측정된 필드 세기가 제2 임계 값과 비교되고 상기 측정된 필드 세기가 상기 제2 임계 값에 도달하지 못한 경우에는 상기 송신부(transmitter)가 상기 제2 송신 파워 레벨 보다 큰 제3 송신 파워 레벨에서 동작하도록 구성되는 RFID 판독 장치.
제8항에 있어서,
상기 제3 송신 파워 레벨은 적어도 600 mW이며, 제3 필드 세기는 적어도 6 A/m인 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 측정된 필드 세기가 제3 임계 값과 비교되고 상기 측정된 필드 세기가 상기 제3 임계 값을 초과하면 상기 송신부(transmitter)가 상기 제1 송신 파워 레벨로 동작하도록 구성되는 RFID 판독 장치.
제1항에 있어서,
상기 송신부(transmitter)가 보낸 요청(request)에 대해 상기 RFID 트랜스폰더로부터 응답(response)을 수신하는 수신부(receiver)를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 RFID 트랜스폰더가 상기 송신부(transmitter)에서 송신된 상기 요청 중 어느 하나에 대한 올바른(correct) 응답을 수신할 때까지 상기 송신 파워가 단계적으로(stepwise) 증가되도록 구성하는 RFID 판독 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 RFID 트랜스폰더가 상기 송신부(transmitter)에서 송신된 응답에 대한 올바른 응답을 수신하지 않을 때까지 상기 송신 파워가 단계적(stepwise)으로 감소하되, 상기 올바른 응답을 수신하지 않은 경우 상기 송신 파워가 적어도 한 단계 증가하도록 구성되는 RFID 판독 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 임계 값이 도달하지 않은 후에, 상기 송신 파워가 프리셋(preset) 송신 파워 증가분에 따라 단계적으로(stepwise) 증가하되, 상기 송신 파워 증가분에 의해 생성되는 필드 세기 증가분은 증가분 임계 값과 비교되며, 송신 파워 증가분 안에서의 상기 송신 파워의 증가는 상기 필드 세기 증가분이 상기 증가분 임계 값과 같거나 더 클 때까지 계속되도록 구성되는 RFID 판독 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 증가분 임계 값에 도달하지 않은 경우에는 상기 송신 파워가 적어도 하나의 송신 파워 증가분(increment)만큼 감소되도록 구성되는 RFID 판독 장치.
제13항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 송신 파워를 단계적으로 증가시킨 후에 조절된(adjusted) 송신 파워 값이 이후 상기 송신 파워의 피드백 제어(feedback control)에 대한 목표 값(target value)으로 사용되도록 구성되는 RFID 판독 장치.
제1항에 있어서,
상기 RFID 트랜스폰더를 포함하는 다큐먼트(document)를 더 포함하는 RFID 판독 장치.
제16항에 있어서,
상기 RFID 트랜스폰더는 수동형(passive) RFID 트랜스폰더인 RFID 판독 장치.
제16항에 있어서,
상기 다큐먼트(document)는 상기 RFID 트랜스폰더에 의해 전기 에너지가 공급되는 소비 로드(consumer load)를 포함하며, 상기 소비 로드의 상기 파워 소비가 시간에 따라 바뀌는 RFID 판독 장치.
제18항에 있어서,
상기 소비 로드는 디스플레이 장치부(display device) 또는 센서(sensor)인 RFID 판독 장치.
RFID 판독 장치의 송신 파워를 제어하는 방법에 있어서,
상기 RFID 판독 장치는 RFID 트랜스폰더와의 유도 결합에 대한 필드를 생성하는 송신부(transmitter)를 포함하고,
상기 RFID 트랜스폰더가 상기 송신부의 범위 안에 위치하지 않는 동안 제1 필드 세기 - 상기 제1 필드 세기는 상기 RFID 트랜스폰더의 동작 필드 세기(operating field strength)보다 작고 상기 RFID 트랜스폰더의 액티베이션 레벨(activation level)보다 큼 - 가 설정되도록 제1 송신 파워 레벨로 상기 RFID 판독 장치를 동작시키는 단계;
상기 송신부의 범위 내로의 상기 RFID 트랜스폰더의 도입(introduction)을 감지하기 위해 상기 제1 필드 세기를 측정하는 단계 - 상기 송신부의 범위 내로의 상기 RFID 트랜스폰더의 도입으로 인하여 상기 측정된 필드 세기가 제1 임계 값 아래로 감소함 -; 및
상기 측정된 필드 세기가 상기 제1 임계 값에 도달하지 않은 경우 상기 제1 송신 파워 레벨보다 큰 제2 송신 파워 레벨로 상기 RFID 판독 장치를 동작시키는 단계
를 포함하는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 제2 송신 파워 레벨로 증가시킨 후에 상기 필드 세기를 측정하는 단계;
제2 임계 값과 상기 측정된 필드 세기를 비교하는 단계; 및
상기 측정된 필드 세기가 상기 제2 임계 값 아래로 떨어진 경우에는 제3 송신 파워 레벨로 상기 RFID 판독 장치를 동작시키는 단계
를 포함하는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제21항에 있어서,
상기 송신 파워를 상기 제3 송신 파워 레벨로 증가시킨 후에 상기 필드 세기를 측정하는 단계;
제3 임계 값과 상기 측정된 필드 세기를 비교하는 단계; 및
상기 측정된 필드 세기가 상기 제3 임계 값을 초과하는 경우에는 상기 제1 송신 파워로 상기 RFID 판독 장치를 동작시키는 단계
를 더 포함하는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 제1 임계 값에 도달하지 않을 때까지 상기 RFID 판독 장치로부터 상기 RFID 트랜스폰더로 반복적으로(repeatedly) 요청을 전송하는 단계; 및
RFID 판독 장치로부터의 상기 요청 중 하나에 대한 상기 RFID 트랜스폰더로부터의 응답을 올바르게 수신할 때까지 상기 송신 파워를 증가시키는 단계
를 더 포함하는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제23항에 있어서,
상기 요청 중 하나가 올바른 응답을 수신하지 못 할 때까지 상기 송신 파워를 감소시키는 단계; 및
올바르지 않는 응답을 수신할 때까지 상기 송신 파워를 감소시키는 단계
를 더 포함하는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 제1 임계 값에 도달하지 못 할 때까지 프리셋(preset) 송신 파워 증가분(increments)에 따라 상기 송신 파워를 증가시키는 단계; 및
송신 파워 증가분에 의해 산정된 필드 세기 증가분이 프리셋(preset) 증가분 임계 값보다 작은 경우, 상기 송신 파워를 적어도 하나의 송신 파워 증가분만큼 감소시키는 단계
를 포함하는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제25항에 있어서,
상기 적어도 하나의 송신 파워 증가분(increment)에 의해 감소된 후에 상기 측정된 필드 세기는 상기 송신 파워의 피드백 제어(feedback control)에 대한 목표 값(target value)으로 사용되는 RFID 판독 장치의 송신 파워 제어 방법.
제20항에 따른 방법을 기록한, RFID 판독 장치에 의해 수행될 수 있는 프로그램 명령(instructions)을 갖는, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.