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KR20120110397A - Object-sensible rfid reader - Google Patents

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KR20120110397A
KR20120110397A KR1020110028221A KR20110028221A KR20120110397A KR 20120110397 A KR20120110397 A KR 20120110397A KR 1020110028221 A KR1020110028221 A KR 1020110028221A KR 20110028221 A KR20110028221 A KR 20110028221A KR 20120110397 A KR20120110397 A KR 20120110397A
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signal
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rfid
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path
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KR1020110028221A
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김영민
김기학
허홍석
박종흥
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한국전자통신연구원
케이아이씨시스템즈 (주)
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Abstract

PURPOSE: An RFID reading apparatus equipped with an object sensing function is provided to perform a function for detecting a state of an antenna or sense the object by using an RF signal reflected from an object. CONSTITUTION: A signal generator(210) generates an RF(Radio Frequency) signal. A power amplifier(220) amplifies the RF signal. If a signal is transferred from a coupler(230), a path controller(240) applies the signal to a first path. If the delivered signal is a modulated signal, the path controller applies the signal to a second path. A power detection circuit(280) detects electric energy of the signal received from the first path. A control unit calculates distance to an object based on a detection value. The control unit converts an RFID(Radio Frequency Identification System) reading device(200) into an operation mode. [Reference numerals] (210) RF signal generator; (240) Path controller; (260) Modulator; (280) Power detection circuit; (282) Power conversion circuit; (AA,BB) Controller; (CC) Second coupler

Description

물체감지 기능을 구비하는 알에프아이디 판독장치 {OBJECT-SENSIBLE RFID READER}RFID reader with object detection function {OBJECT-SENSIBLE RFID READER}

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템에 관한 것으로서, 특히 RFID시스템의 판독장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radio frequency identification (RFID) system, and more particularly, to a reading device of an RFID system.

RFID(Radio Frequency IDentification)는 제품에 붙이는 태그(Tag) 및/또는 칩(Chip)에 생산, 유통, 보관, 소비의 전 과정에 대한 정보를 저장하고, RFID 판독장치(Transceivers)로 하여금 안테나를 통해서 상기 태그에 저장된 정보를 독출하고, 인공위성이나 이동 통신망과 연계하고 정보 시스템과 통합하여 상기 독출된 정보를 활용할 수 있도록 구현된 기술이다.Radio Frequency IDentification (RFID) stores information on the entire process of production, distribution, storage, and consumption in tags and / or chips attached to products, and enables RFID transceivers to It is a technology implemented to read the information stored in the tag, to connect to the satellite or mobile communication network and integrate with the information system to utilize the read information.

도1은 일반적인 RFID시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a general RFID system.

도1에 도시된 바와 같이, RFID 시스템(100)은 트랜스폰더(Transponder: 외부 신호에 감응하여 자동적으로 특정의 신호를 되돌려 보내는 무선 송수신기의 총칭)에 해당하는 RFID 태그(10)와, 상기 RFID 태그(10)와 무선 주파수(RF, Radio Frequency) 신호(이하, '알에프(RF)신호'라 한다)를 송수신하는 태그 안테나(20)와, 상기 RFID 태그(10)로부터 수신되는 RFID정보를 판독하는 RFID 판독장치(or RFID리더기)(30) 등으로 구성된다. 그리고, 상기 RFID 판독장치(30)는 RFID시스템의 응용 방법에 따라 적어도 하나 이상의 정보처리 시스템(예: 데이터 베이스가 구비된 서버)과 연동되는 것이 가능하다.As shown in FIG. 1, the RFID system 100 includes an RFID tag 10 corresponding to a transponder (general term for a wireless transceiver for automatically returning a specific signal in response to an external signal) and the RFID tag. A tag antenna 20 for transmitting and receiving a radio frequency (RF) signal (hereinafter referred to as an "RF signal") and an RFID information received from the RFID tag 10 RFID reader (or RFID reader) 30 or the like. In addition, the RFID reading device 30 may be linked with at least one information processing system (eg, a server having a database) according to an application method of the RFID system.

RFID 태그(10)는 일반적으로 안테나를 포함하는 단일 칩셋(예: 직접회로(Integrated Circuit))으로 이루어지는데, 집적회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 RFID 판독장치에게 정보를 송신한다.The RFID tag 10 generally consists of a single chipset (eg, an integrated circuit) including an antenna, which records information in an integrated circuit and transmits the information to the RFID reader through the antenna.

RFID는 사용하는 동력에 따라 수동형(Passive) RFID, 반수동형(Semi-passive) RFID, 그리고 능동형(Active) RFID로 분류할 수 있다. 오직 판독기의 동력만으로 칩의 정보를 읽고 통신하는 RFID를 수동형(Passive) RFID라 한다. 반수동형(Semi-passive) RFID는 태그에 건전지가 내장되어 있어 칩의 정보를 읽는 데는 그 동력을 사용하고, 통신에는 판독기의 동력을 사용하는 것을 말한다. 그리고, 능동형(Active) RFID는 칩의 정보를 읽고 그 정보를 통신하는 데 모두 태그의 동력을 사용하는 것을 의미한다. 수동형(Passive) RFID가 일반적이며, 별도의 언급이 없는 경우, RFID태그는 수동형 RFID태그이다.RFID can be classified into passive RFID, semi-passive RFID, and active RFID according to the power used. The RFID that reads and communicates information of the chip only by the power of the reader is called passive RFID. Semi-passive RFID is a battery with a tag that uses its power to read information from the chip and a reader to communicate with it. In addition, active RFID means that the power of the tag is both used to read the information of the chip and communicate the information. Passive RFID is common, and unless otherwise noted, the RFID tag is a passive RFID tag.

RFID태그는 또한, 동력 대신 통신에 사용하는 주파수 대역에 따라 저주파 태그(LFID)와 고주파 태그(HFID)와 초고주파 태그(UHFID)로 구분하기도 한다.RFID tags are also classified into low frequency tags (LFID), high frequency tags (HFID) and ultra high frequency tags (UHFID) according to the frequency band used for communication instead of power.

RFID 판독장치(30)가 하나의 안테나를 구비하는 경우, 안테나를 통하여 방사되는 알에프 신호는 인근의 물체에 반사되어 다시 상기 안테나로 유입된다. 이렇게 RFID 판독장치(30)로부터 방사된 알에프 신호는 RFID태그에 반사되어 돌아오는 변조신호도 있지만, 일반 물체에 반사되어 돌아오는 반사신호도 있다.When the RFID reader 30 includes one antenna, the RF signal radiated through the antenna is reflected by a nearby object and flows back into the antenna. The RF signal radiated from the RFID reader 30 may be a modulated signal reflected by the RFID tag and returned, but may be a reflected signal returned by a general object.

송신단(Tx)과 안테나를 통해 방사된 알에프 신호는 물체를 만나면 반사되고, 반사된 양의 알에프 신호가 안테나를 통해 수신단(RX)으로 유입되게 된다.The RF signal radiated through the transmitting terminal Tx and the antenna is reflected when it meets the object, and the reflected amount of the RF signal is introduced into the receiving terminal RX through the antenna.

RFID시스템에 관한 연구는 RFID 판독장치의 기본 기능에 관한 것뿐 아니라, RFID시스템의 각종 부가기능에 관해서도 활발히 진행되고 있다.Research on the RFID system is actively conducted not only on the basic functions of the RFID reader, but also on various additional functions of the RFID system.

본 발명의 목적은, 물체에 반사되어 돌아오는 알에프 신호를 이용하여 물체감지 기능을 수행하는 RFID판독장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide an RFID reading device that performs an object detection function by using an RF signal reflected back to an object.

본 발명의 또 다른 목적은, 물체에 반사되어 돌아오는 알에프 신호를 이용하여 안테나의 상태를 점검하고 진단하는 기능을 수행하는 RFID판독장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an RFID reading apparatus that performs a function of checking and diagnosing a state of an antenna by using an RF signal reflected by an object.

본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.Additional features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, and in part will be apparent from the description, or may be learned by practice of the invention. The objectives and other advantages of the present invention will be realized and attained by the structure particularly pointed out in the claims, as well as the following description and the annexed drawings.

본 발명은, 물체(예: 일반 물체 또는 RFID태그가 부착된 물체 등)에 반사되어 돌아오는 알에프 신호를 이용하여 물체를 감지하는 기능을 수행하거나, 안테나의 상태를 점검하고 진단하는 기능을 수행하는 RFID판독장치를 구현하였다.The present invention performs a function of detecting an object by using an RF signal reflected back to an object (for example, a general object or an object with an RFID tag attached), or checking and diagnosing a state of an antenna. RFID reader is implemented.

또한, 평상 시에는 RFID판독장치(200)를 대기모드 상태로 유지하다가 물체가 감지되었을 때 동작모드로 전환함으로써, RFID판독장치(200)의 동작에 소비되는 전력을 최대한 절감하도록 하였다.In addition, the RFID reader 200 is normally kept in the standby mode and then switched to the operation mode when an object is detected, thereby reducing power consumed in the operation of the RFID reader 200.

도1은 일반적인 RFID시스템의 블록 구성도.
도2는 본 발명에 따른 RFID 판독장치와 전력 검출회로의 블록 구성도.1 is a block diagram of a general RFID system.
2 is a block diagram of an RFID reader and a power detection circuit according to the present invention;

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 RFID판독장치는,In order to achieve the above object, the RFID reading apparatus according to the present invention,

무선송신을 위한 알에프(RF) 신호를 생성하는 신호 생성부와, 상기 알에프 신호를 무선송출 가능한 세기로 증폭하는 전력 증폭기와, 상기 증폭된 알에프 신호를 알에프 출력단(RF OUT)으로 전달하여 안테나를 통해 무선 송출하고, 상기 안테나를 통해 RFID태그의 변조신호 또는 물체에 부딪혀 되돌아온 반사신호를 전달받는 결합부와, 상기 결합부로부터 신호가 전달되는 경우, 전달된 신호가 반사신호이면 제1경로로 인가하고, 변조신호이면 제2경로로 인가하는 경로 제어부와, 상기 제1경로로부터 신호를 수신하고 수신된 신호의 전력(Power)량을 검출하는 전력 검출회로와, 상기 전력 검출회로의 검출값이 전달되면 전달된 검출값에 기초하여 상기 물체와의 거리를 계산하고, 계산된 물체와의 거리가 기준거리 이하일 때 RFID태그와의 통신을 대비하여 RFID판독장치를 동작모드로 전환하는 제어부를 포함하여 구성된다.A signal generator for generating RF signals for wireless transmission, a power amplifier for amplifying the RF signals to a wireless transmittable intensity, and transmitting the amplified RF signals to an RF output terminal (RF OUT) to transmit them through an antenna. Coupling unit which transmits by radio and receives the modulation signal of RFID tag or reflection signal returned from the object through the antenna, and when the signal is transmitted from the coupling unit, if the transmitted signal is a reflected signal, it is applied to the first path. A modulating signal, a path controller for applying a second path, a power detecting circuit receiving a signal from the first path and detecting a power amount of the received signal, and a detection value of the power detecting circuit is transmitted. The distance to the object is calculated based on the detected detection value, and the RFID plate is prepared for communication with the RFID tag when the calculated distance to the object is less than the reference distance. It is configured to include a control unit for switching the device into an operative mode.

바람직하게, 상기 전력 검출회로는, 상기 수신된 신호의 전력만큼에 해당하는 아날로그 신호를 생성하는 전력변환 회로와, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 상기 제어부로 전달하는 A/D 컨버터로 구성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the power detection circuit comprises a power conversion circuit for generating an analog signal corresponding to the power of the received signal, and an A / D converter for converting the analog signal into a digital signal and transferring it to the controller. It is characterized by.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 RFID판독장치의 물체감지 방법은,In order to achieve the above object, the object detection method of the RFID reading apparatus according to the present invention,

무선송신을 위한 알에프(RF) 신호를 생성하는 과정과, 상기 알에프 신호를 무선송출 가능한 세기로 증폭하는 과정과, 상기 증폭된 알에프 신호를 소정의 캐리어 주파수와 믹스하는 과정과, 상기 증폭된 알에프 신호를 알에프 출력단(RF OUT)으로 전달하여 안테나를 통해 무선 송출하고, 상기 안테나를 통해 RFID태그의 변조신호 또는 물체에 부딪혀 되돌아온 반사신호를 전달받는 과정과, 상기 전달받은 신호가 반사신호인 경우 반사신호의 전력(Power)량을 검출하는 과정과, 상기 검출된 값에 기초하여 상기 물체와의 거리를 계산하고, 계산된 물체와의 거리가 기준거리 이하일 때 RFID태그와의 통신을 대비하여 RFID판독장치를 동작모드로 전환하는 과정을 포함하여 이루어진다. Generating an RF signal for radio transmission, amplifying the RF signal to a radio transmission intensity, mixing the amplified RF signal with a predetermined carrier frequency, and amplifying the RF signal. Is transmitted to the RF output terminal (RF OUT) and wirelessly transmitted through the antenna, and receives the modulated signal of the RFID tag or the reflected signal returned from the object through the antenna, and if the received signal is a reflected signal reflected signal RFID reading apparatus for detecting the amount of power and calculating the distance to the object based on the detected value, and preparing for communication with the RFID tag when the calculated distance to the object is less than the reference distance. It includes a process of switching to the operation mode.

바람직하게, 상기 전력(Power)량을 검출하는 과정은, 상기 반사신호의 전력만큼에 해당하는 아날로그 신호를 생성하는 과정과, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the detecting of the amount of power comprises generating an analog signal corresponding to the power of the reflected signal, and converting the analog signal into a digital signal.

바람직하게, 상기 RFID판독장치의 물체감지 방법은 상기 검출된 값을 정상 상태의 안테나에서 출력되는 알에프 신호의 전력량과 비교하여 안테나 상태의 정상여부를 진단하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the object detection method of the RFID reader further comprises the step of diagnosing the normal state of the antenna by comparing the detected value with the amount of power of the RF signal output from the antenna in the normal state.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명의 착안점은, 물체에 반사되어 돌아오는 알에프 신호를 이용하여 물체감지 기능과 안테나의 상태를 점검/진단하는 기능을 수행하는 RFID판독장치를 구현하는데 있다.An object of the present invention is to implement an RFID reading apparatus that performs an object detection function and a function of checking / diagnosing a state of an antenna using an RF signal reflected back to an object.

도2a는 본 발명에 따른 RFID 판독장치의 블록 구성도이다. Figure 2a is a block diagram of an RFID reading apparatus according to the present invention.

도2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 RFID 판독장치(200)는 신호 생성부(RF Signal Generator, 210), 전력 증폭기(Power AMP, 220), 결합기(Coupler, 230), 경로 제어부(240), 제어부(250), 복조부(Demodulator, 260), 수신신호 증폭부(RX AMP, 270), 전력 검출회로(280)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2A, the RFID reader 200 according to the present invention includes a signal generator 210, a power amplifier 220, a combiner 230, and a path controller 240. ), A controller 250, a demodulator 260, a received signal amplifier RX AMP 270, and a power detection circuit 280.

RFID 태그(10)에는 별도로 전원장치가 내장되어 있지 않기 때문에, RFID 판독장치(200)가 무선신호를 통해 전원을 공급해주어야 한다. 즉, RFID 태그(10)로의 전원공급을 위해 판독장치(200)는 커맨드 신호를 대략 860MHz 내지 960MHz 대의 캐리어 주파수에 실어 공중으로 방사한다.Since the RFID tag 10 does not have a separate power supply device, the RFID reader 200 must supply power through a wireless signal. That is, in order to supply power to the RFID tag 10, the reading device 200 carries a command signal on a carrier frequency in the range of about 860 MHz to 960 MHz to radiate to the air.

상기 판독장치(200)에서 방사된 무선신호는 상기 RFID태그(10)에 도달하면, 일부 신호가 변조(예: ASK(amplitude shift keying) 변조)되어 RFID판독장치(200)로 되돌려진다. When the radio signal radiated from the reading device 200 reaches the RFID tag 10, some signals are modulated (eg, ASK (Amplitude Shift Keying) modulation) and returned to the RFID reading device 200.

반면, 판독장치(200) 인근의 물체나 RFID태그가 부착된 물체 등에 반사되어 되돌아오는 경우도 있다. 이렇게, 인근의 물체나 RFID태그가 부착된 물체 등에 반사되어 되돌아오는 경우, 본 발명에 따른 판독장치(200)는 되돌아온 신호의 전력(Power)량을 측정하여 물체의 접근거리 계산하고 안테나의 상태를 진단한다. On the other hand, an object near the reading apparatus 200 or an object to which an RFID tag is attached may be reflected back. In this way, when the reflection of the neighboring object or the object attached to the RFID tag and return, the reading device 200 according to the present invention measures the amount of power (Power) of the returned signal to calculate the approach distance of the object and the state of the antenna Diagnose

상기 신호 생성부(210)는 RFID 태그(10)와의 통신을 위해 상기 커맨드 신호를 캐리어 주파수(860MHz ~ 960MHz)에 실어 무선송신을 위한 알에프(RF) 신호를 생성한다. The signal generator 210 generates an RF signal for wireless transmission by loading the command signal at a carrier frequency (860 MHz to 960 MHz) for communication with the RFID tag 10.

상기 전력 증폭기(220)는 상기 신호 생성부(210)의 알에프 신호를 무선송출 가능한 세기로 증폭한다.The power amplifier 220 amplifies the RF signal of the signal generator 210 to a radio transmission intensity.

결합기(230)는 송신단(200A)과 수신단(200B)의 경로를 결합한다. 상기 송신단(200A)의 신호 즉, 상기 전력 증폭기(220)의 출력신호를 알에프 출력단(RF OUT)과 안테나를 통해 방사하고, 안테나로 수신되는 변조신호나 반사신호는 상기 수신단(200B)의 경로 제어부(240)로 전달한다. 이때, 상기 안테나로부터 방사되는 알에프 신호는 무변조 신호이다.The combiner 230 combines the paths of the transmitting end 200A and the receiving end 200B. The signal of the transmitter 200A, that is, the output signal of the power amplifier 220 is radiated through the RF output terminal RF OUT and the antenna, and the modulation signal or the reflected signal received by the antenna is a path controller of the receiver 200B. Forward to 240. In this case, the RF signal radiated from the antenna is an unmodulated signal.

상기 경로 제어부(240)는 상기 안테나로 수신된 신호가 결합기(230)를 통해 전달되면, 우선, RFID태그(10)의 변조신호인지 물체에 부딪혀 반사된 반사신호인지 여부를 판단한다. 만일, 상기 수신된 신호가 일반 물체의 반사신호인 경우 상기 전력 검출회로(280)로 인가되도록 경로(예: 제1경로)를 설정하고, RFID태그(10)의 변조신호인 경우 상기 복조부(260)로 인가되도록 경로(예: 제2경로)를 설정한다. When the signal received by the antenna is transmitted through the combiner 230, the path controller 240 first determines whether it is a modulation signal of the RFID tag 10 or a reflection signal reflected from an object. If the received signal is a reflection signal of a general object, a path (for example, a first path) is set to be applied to the power detection circuit 280, and if the received signal is a modulation signal of the RFID tag 10, the demodulator ( A path (eg, a second path) is set to be applied to 260.

상기 복조부(Demodulator, 260)는 상기 경로 제어부(240)로부터 변조신호가 인가되면 소정의 복조과정을 수행한다. The demodulator 260 performs a predetermined demodulation process when a modulation signal is applied from the path controller 240.

상기 RFID태그(10)는 판독장치(200)의 무선신호를 수신하면, 수신된 무선신호의 일부를 변조(예: ASK(amplitude shift keying) 변조)하여 RFID판독장치(200)로 되돌려 보낸다. 이때, 상기 변조를 통해 RFID태그(10)의 저장 데이터가 무선신호에 실려 RFID판독장치(200)로 되돌려 보내진다. 그리고 상기 RFID태그(10)로부터 되돌려 보내진 신호는 상기 경로 제어부(240)를 통해 복조부(260)로 전달되고, 소정의 복조과정을 통해 RFID태그(10)의 데이터 신호가 추출된다.When the RFID tag 10 receives a radio signal from the reading apparatus 200, the RFID tag 10 modulates a part of the received radio signal (for example, ASK (Amplitude Shift Keying) modulation) and sends it back to the RFID reading apparatus 200. At this time, the stored data of the RFID tag 10 is sent back to the RFID reader 200 by the radio signal through the modulation. The signal returned from the RFID tag 10 is transmitted to the demodulator 260 through the path controller 240, and the data signal of the RFID tag 10 is extracted through a predetermined demodulation process.

상기 수신신호 증폭부(RX AMP, 270)는 상기 추출된 복조부(260)의 데이터 신호를 정보처리 기기에서 처리 가능하도록 증폭하여, 제어부(250)로 전달한다. The received signal amplifier RX AMP 270 amplifies the extracted data signal of the demodulator 260 so as to be processed by an information processing device, and transmits it to the controller 250.

상기 전력 검출회로(280)는 상기 경로 제어부(240)로부터 반사신호가 인가되면 반사신호의 전력(Power)량을 검출하고 그 검출값을 제어부(250)로 전달한다.When the reflected signal is applied from the path controller 240, the power detection circuit 280 detects a power amount of the reflected signal and transmits the detected value to the controller 250.

상기 제어부(250)는 상기 송신단(200A)과 수신단(200B)의 송,수신 신호를 제어하고 처리한다. 그리고, 상기 전력 검출회로(280)로부터 검출값이 전달되면 RFID판독장치(200) 인근에 물체가 있는 것으로 판단하고, 그 물체와의 거리를 계산한다. The control unit 250 controls and processes the transmission and reception signals of the transmitter 200A and the receiver 200B. When the detection value is transmitted from the power detection circuit 280, it is determined that there is an object in the vicinity of the RFID reading apparatus 200, and the distance to the object is calculated.

제어부(250)는 상기 전력 검출회로(280)로부터 검출값이 전달되었을 때 RFID판독장치(200)가 대기모드 상태인 경우 상기 전달되는 검출값의 변화를 계속 모니터 한다.When the detection value is transmitted from the power detection circuit 280, the controller 250 continuously monitors the change in the detected detection value when the RFID reading apparatus 200 is in the standby mode.

그리고, 상기 검출값에 의해 계산된 물체와의 거리가 기준거리 이하가 될 때 RFID판독장치(200)를 동작모드로 전환하여 RFID태그(10)와의 통신이 가능하도록 한다. 상기 동작모드로의 전환은 상기 물체가 RFID태그(10)인 경우를 대비한 것이며, 상기 기준거리는 사용자의 입력에 따라 변경될 수 있는 설정값이다. 본 발명에 따른 RFID판독장치(200)는 평상시 대기모드 상태를 유지한다. 그리고 기준거리 이내로 접근하는 물체가 감지되면 동작모드로 전환된다. When the distance to the object calculated by the detected value becomes less than the reference distance, the RFID reading apparatus 200 is switched to an operation mode to enable communication with the RFID tag 10. The switching to the operation mode is prepared in the case where the object is the RFID tag 10, and the reference distance is a setting value that can be changed according to a user's input. RFID reading apparatus 200 according to the present invention maintains the normal standby mode. When an object approaching within the reference distance is detected, the mode is switched to the operation mode.

또한, 상기 제어부(250)는 상기 전력 검출회로(280)로부터 전달된 검출값을 소정 기준값과 비교하여 안테나 상태의 정상여부를 검검한다. 상기 소정 기준값은 정상 상태의 안테나에서 출력되는 알에프 신호의 전력량이다.In addition, the controller 250 compares the detection value transmitted from the power detection circuit 280 with a predetermined reference value to check whether the antenna state is normal. The predetermined reference value is the amount of power of the RF signal output from the antenna in the steady state.

상기 비교결과, 안테나(또는 송신단(200A))에 이상 있는 것으로 판정되면, 제어부(250)는 소정의 알람신호(예: 비프(Beep) 사운드, LED깜박임 등)를 출력하여, 사용자가 인지할 수 있도록 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 RFID판독장치(200)는 별도의 출력장치(예: LED, 사운드 출력단자 등)를 구비하는 것이 바람직하다. As a result of the comparison, if it is determined that the antenna (or the transmitter 200A) is abnormal, the controller 250 outputs a predetermined alarm signal (for example, beep sound, LED blinking, etc.), so that the user can recognize it. Make sure To this end, the RFID reader 200 according to the present invention preferably has a separate output device (eg, LED, sound output terminal, etc.).

도2b은 본 발명에 따른 전력 검출회로의 블록 구성도이다.2B is a block diagram of a power detection circuit according to the present invention.

도2b에 도시된 바와 같이, 상기 전력 검출회로(280)는 전력변환 회로(282)와 A/D 컨버터(284, Analog/Digital Converter)로 구성된다.As shown in FIG. 2B, the power detection circuit 280 includes a power conversion circuit 282 and an A / D converter 284 (Analog / Digital Converter).

상기 전력변환 회로(282)는 상기 경로 제어부(240)로부터 반사신호가 인가되면 반사신호의 전력(Power)만큼에 해당하는 아날로그 신호를 생성한다.When the reflection signal is applied from the path controller 240, the power conversion circuit 282 generates an analog signal corresponding to the power of the reflection signal.

상기 A/D 컨버터(284)는 상기 전력변환 회로(282)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 제어부(250)로 전달한다.The A / D converter 284 converts an analog signal of the power conversion circuit 282 into a digital signal and transmits the digital signal to the controller 250.

이하, 도2a와 도2b를 참조하여, 본 발명에 따른 RFID 판독장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 평상시, RFID판독장치(200)는 대기모드 상태를 유지한다. 대기모드 상태의 RFID판독장치(200)는 안테나를 통해 알에프 신호를 방사하는 동작 외, 불필요하게 전력이 소비되는 동작을 차단하여 절전상태를 유지한다.Hereinafter, the operation of the RFID reader according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. Normally, the RFID reader 200 maintains a standby mode. The RFID reader 200 in the standby mode maintains a power saving state by blocking an unnecessary power consumption operation in addition to radiating an RF signal through an antenna.

본 발명에 따른 RFID 판독장치(200)는 우선, RFID 태그(10)와의 통신을 위해 상기 커맨드 신호를 캐리어 주파수(860MHz ~ 960MHz)에 실어 무선송신을 위한 알에프(RF) 신호를 생성한다. 그리고, 전력 증폭기(220)를 통해 상기 생성된 알에프 신호를 무선송출 가능한 세기로 증폭한다.The RFID reader 200 according to the present invention first generates an RF signal for wireless transmission by loading the command signal on a carrier frequency (860 MHz to 960 MHz) for communication with the RFID tag 10. Then, the power amplifier 220 amplifies the generated RF signal to a radio transmission intensity.

이후, RFID 판독장치(200)는 상기 증폭된 알에프 신호를 결합기(230)와 알에프 출력단(RF OUT)를 거쳐 안테나를 통해 무선 송출한다. Thereafter, the RFID reader 200 wirelessly transmits the amplified RF signal through the antenna via the combiner 230 and the RF output terminal RF OUT.

상기 RFID 판독장치(200)로부터 송출된 신호가 RFID태그(10)로 전달된 경우, RFID태그(10)는 전달된 무선신호의 일부를 변조(예: ASK(amplitude shift keying) 변조)하여 저장된 데이터를 무선신호에 싣는다. 그리고 변조된 신호를 RFID판독장치(200)로 되돌려 보낸다. When the signal transmitted from the RFID reader 200 is transferred to the RFID tag 10, the RFID tag 10 modulates a portion of the transmitted radio signal (eg, ASK (amplitude shift keying) modulation) and stores the data. Put on the radio signal. The modulated signal is returned to the RFID reader 200.

상기 RFID 판독장치(200)로부터 송출된 신호가 판독장치(200) 인근의 물체나 RFID태그가 부착된 물체 등에 반사되어 되돌아오는 경우, 되돌아온 반사신호는 안테나를 통해 결합기(230)로 전달된다.When the signal transmitted from the RFID reader 200 is reflected back to an object near the reader 200 or an object to which an RFID tag is attached, the returned reflected signal is transmitted to the combiner 230 through an antenna.

상기 RFID 판독장치(200)는 안테나에 수신된 신호(예: 변조신호 or 반사신호)가 결합기(230)로 유입되면, 상기 경로 제어부(240)로 커플링한다.When the RFID reader 200 receives a signal (for example, a modulation signal or a reflection signal) received from the antenna, the coupler 230 couples the signal to the path controller 240.

상기 경로 제어부(240)는 일단, 결합기(230)로부터 신호가 전달되면, 전달된 신호가 RFID태그(10)의 변조신호인지 물체에 부딪혀 반사된 반사신호인지 여부를 판단한다. 만일, 상기 전달된 신호가 RFID태그(10)의 변조신호인 경우, 경로 제어부(240)는 RFID판독장치(200)를 동작모드로 전환하고 변조신호를 상기 복조부(260)로 인가한다. Once the signal is transmitted from the combiner 230, the path controller 240 determines whether the transmitted signal is a modulation signal of the RFID tag 10 or a reflected signal reflected from an object. If the transmitted signal is a modulated signal of the RFID tag 10, the path controller 240 switches the RFID reader 200 to an operation mode and applies the modulated signal to the demodulator 260.

상기 경로 제어부(240)의 변조신호가 복조부(260)로 인가되면 RFID 판독장치(200)는 소정의 복조과정을 수행하여 변조신호로부터 상기 RFID태그(10)의 데이터 신호를 추출한다. 그리고, 상기 복조부(260)에서 추출된 데이터 신호를 정보처리 기기에서 처리 가능하도록 증폭하여 제어부(250)로 전달한다.When the modulated signal of the path controller 240 is applied to the demodulator 260, the RFID reader 200 performs a predetermined demodulation process to extract the data signal of the RFID tag 10 from the modulated signal. In addition, the data signal extracted by the demodulator 260 is amplified to be processed by the information processing device and transmitted to the controller 250.

한편, 상기 경로 제어부(240)는 결합기(230)로부터 전달된 신호가 일반 물체의 반사신호인 경우 반사신호는 상기 전력 검출회로(280)로 인가된다.Meanwhile, when the signal transmitted from the combiner 230 is a reflection signal of a general object, the path controller 240 is applied to the power detection circuit 280.

전력 검출회로(280)는 상기 인가된 반사신호의 전력(Power)만큼에 해당하는 아날로그 신호를 생성한다. 그리고, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부(250)로 전달한다.The power detection circuit 280 generates an analog signal corresponding to the power of the applied reflected signal. The analog signal is converted into a digital signal and transmitted to the controller 250.

제어부(250)는 일단, 상기 전력 검출회로(280)로부터 디지털 신호가 전달되면 RFID판독장치(200) 인근에 물체가 있는 것으로 판단하고, 그 물체와의 거리를 계산한다. 그리고, 계산된 물체와의 거리가 기준거리 이하이면 RFID태그(10)와의 통신을 대비하여 RFID판독장치(200)를 동작모드로 전환한다. Once the digital signal is transmitted from the power detection circuit 280, the controller 250 determines that there is an object near the RFID reader 200, and calculates a distance to the object. When the calculated distance to the object is less than or equal to the reference distance, the RFID reader 200 switches to the operation mode in preparation for communication with the RFID tag 10.

제어부(250)는 또한, 상기 전력 검출회로(280)로부터 전달된 디지털 신호를 정상 상태의 안테나에서 출력되는 알에프 신호의 전력량과 비교하여 안테나 (또는 송신단(200A))상태의 정상여부를 진단한다. The controller 250 also compares the digital signal transmitted from the power detection circuit 280 with the amount of power of the RF signal output from the antenna in the normal state to diagnose whether the antenna (or the transmitting end 200A) state is normal.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment (s) shown in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications can be made therefrom by those skilled in the art, and the embodiments described above ( It will be appreciated that all or some of these may be optionally combined. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

이상 기술된 바와 같이, 본 발명은, 물체(예: 일반 물체 또는 RFID태그가 부착된 물체 등)에 반사되어 돌아오는 알에프 신호를 이용하여 물체를 감지하는 기능을 수행하거나, 안테나의 상태를 점검하고 진단하는 기능을 수행하는 RFID판독장치를 구현하였다.As described above, the present invention performs the function of detecting an object using an RF signal reflected back to an object (for example, a general object or an object with an RFID tag attached), or checks the state of an antenna. Implemented an RFID reader that performs a diagnostic function.

또한, 평상 시에는 RFID판독장치(200)를 대기모드 상태로 유지하다가 물체가 감지되었을 때 동작모드로 전환함으로써, RFID판독장치(200)의 동작에 소비되는 전력을 최대한 절감하도록 하였다.In addition, the RFID reader 200 is normally kept in the standby mode and then switched to the operation mode when an object is detected, thereby reducing power consumed in the operation of the RFID reader 200.

10 : RFID 태그 20 : 태그 안테나
30, 200 : RFID 판독장치 40 : 정보처리 시스템
100 : RFID 시스템 200 : RFID 판독장치(200)
210 : 신호 생성부 220 : 전력 증폭기
230 : 결합기 240 : 경로 제어부
250 : 제어부 260 : 복조부
270 : 수신신호 증폭부 280 : 전력 검출회로
282 : 전력변환 회로 284 : A/D 컨버터10: RFID Tag 20: Tag Antenna
30, 200: RFID reader 40: Information processing system
100: RFID system 200: RFID reader (200)
210: signal generator 220: power amplifier
230: combiner 240: path control
250: control unit 260: demodulation unit
270: receiving signal amplifier 280: power detection circuit
282: power conversion circuit 284: A / D converter

Claims (8)

무선송신을 위한 알에프(RF) 신호를 생성하는 신호 생성부와;
상기 알에프 신호를 무선송출 가능한 세기로 증폭하는 전력 증폭기와;
상기 증폭된 알에프 신호를 알에프 출력단(RF OUT)으로 전달하여 안테나를 통해 무선 송출하고, 상기 안테나를 통해 RFID태그의 변조신호 또는 물체에 부딪혀 되돌아온 반사신호를 전달받는 결합부와;
상기 결합부로부터 신호가 전달되는 경우, 전달된 신호가 반사신호이면 제1경로로 인가하고, 변조신호이면 제2경로로 인가하는 경로 제어부와;
상기 제1경로로부터 신호를 수신하고 수신된 신호의 전력(Power)량을 검출하는 전력 검출회로와;
상기 전력 검출회로의 검출값이 전달되면 전달된 검출값에 기초하여 상기 물체와의 거리를 계산하고, 계산된 물체와의 거리가 기준거리 이하일 때 RFID태그와의 통신을 대비하여 RFID판독장치를 동작모드로 전환하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치.A signal generator for generating an RF signal for wireless transmission;
A power amplifier for amplifying the RF signal to a wireless transmittable intensity;
A coupling unit which transmits the amplified RF signal to an RF output terminal (RF OUT) and wirelessly transmits it through an antenna, and receives a modulation signal of an RFID tag or a reflected signal returned from an object through the antenna;
A path controller for applying the signal to the first path when the signal is transmitted from the combiner, and applying the signal to the second path if the signal is a reflected signal;
A power detection circuit that receives a signal from the first path and detects an amount of power of the received signal;
When the detection value of the power detection circuit is delivered, the distance to the object is calculated based on the detected detection value, and when the calculated distance to the object is less than the reference distance, the RFID reading device is operated in preparation for communication with the RFID tag. RFID reading device comprising a control unit for switching to the mode. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력 검출회로의 검출값이 전달되면 전달된 검출값을 정상 상태의 안테나에서 출력되는 알에프 신호의 전력량과 비교하여 안테나 상태의 정상여부를 진단하는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치.The apparatus of claim 1,
When the detection value of the power detection circuit is delivered to the RFID reading apparatus characterized in that it is diagnosed whether the antenna state is normal by comparing the transferred detection value with the amount of power of the RF signal output from the antenna in the normal state. 제1항에 있어서,
상기 제2경로로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 복조하여 RFID태그의 데이터 신호를 추출하는 복조부와;
상기 추출된 데이터 신호를 정보처리 기기에서 처리 가능하도록 증폭하여 상기 제어부로 전달하는 수신신호 증폭부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치.The method of claim 1,
A demodulator for receiving a signal from the second path and demodulating the received signal to extract a data signal of an RFID tag;
And a received signal amplifying unit which amplifies the extracted data signal to be processed by an information processing device and transmits the received data signal to the controller. 제1항에 있어서, 상기 전력 검출회로는,
상기 수신된 신호의 전력만큼에 해당하는 아날로그 신호를 생성하는 전력변환 회로와;
상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 제어부로 전달하는 A/D 컨버터로 구성되는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치.The method of claim 1, wherein the power detection circuit,
A power conversion circuit for generating an analog signal corresponding to the power of the received signal;
And an analog / digital converter converting the analog signal into a digital signal and transmitting the analog signal to the controller. 무선송신을 위한 알에프(RF) 신호를 생성하는 과정과;
상기 알에프 신호를 무선송출 가능한 세기로 증폭하는 과정과;
상기 증폭된 알에프 신호를 소정의 캐리어 주파수와 믹스하는 과정과;
상기 증폭된 알에프 신호를 알에프 출력단(RF OUT)으로 전달하여 안테나를 통해 무선 송출하고, 상기 안테나를 통해 RFID태그의 변조신호 또는 물체에 부딪혀 되돌아온 반사신호를 전달받는 과정과;
상기 전달받은 신호가 반사신호인 경우 반사신호의 전력(Power)량을 검출하는 과정과;
상기 검출된 값에 기초하여 상기 물체와의 거리를 계산하고, 계산된 물체와의 거리가 기준거리 이하일 때 RFID태그와의 통신을 대비하여 RFID판독장치를 동작모드로 전환하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치의 물체감지 방법.Generating an RF signal for wireless transmission;
Amplifying the RF signal to a radio transmission intensity;
Mixing the amplified RF signal with a predetermined carrier frequency;
Transmitting the amplified RF signal to an RF output terminal (RF OUT) to wirelessly transmit through an antenna, and receiving a modulation signal of an RFID tag or a reflected signal returned from an object through the antenna;
Detecting a power amount of the reflected signal when the received signal is a reflected signal;
Calculating a distance to the object based on the detected value, and switching the RFID reader to an operation mode in preparation for communication with the RFID tag when the calculated distance to the object is less than or equal to the reference distance. The object detection method of the RFID reader. 제5항에 있어서,
상기 전달받은 신호가 변조신호인 경우 수신된 신호를 복조하여 RFID태그의 데이터 신호를 추출하는 과정과;
상기 추출된 데이터 신호를 정보처리 기기에서 처리 가능하도록 증폭하여 제어부로 전달하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치의 물체감지 방법.The method of claim 5,
Extracting a data signal of an RFID tag by demodulating the received signal when the received signal is a modulated signal;
And amplifying the extracted data signal to be processed by an information processing device and transferring the extracted data signal to a control unit. 제5항에 있어서, 상기 전력(Power)량을 검출하는 과정은,
상기 반사신호의 전력만큼에 해당하는 아날로그 신호를 생성하는 과정과;
상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치의 물체감지 방법.The method of claim 5, wherein the detecting of the power amount comprises:
Generating an analog signal corresponding to the power of the reflected signal;
The object detection method of the RFID reader, characterized in that the process consisting of converting the analog signal into a digital signal. 제5항에 있어서,
상기 검출된 값을 정상 상태의 안테나에서 출력되는 알에프 신호의 전력량과 비교하여 안테나 상태의 정상여부를 진단하는 과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID판독장치의 물체감지 방법.The method of claim 5,
And detecting a normal state of the antenna by comparing the detected value with the amount of power of the RF signal output from the antenna in the normal state.
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