모든 사물에 고유 식별 정보(Unique Product Identifier)가 부착되어 사물의 개별 관리 및 컴퓨팅 환경을 구성하는 RFID(전자식별) 기술이 다양한 응용 및 구현 기술을 위해 활발하게 연구되고 있다. 하지만 수동형 태그 기반 RFID 시스템은 태그 자체의 자원 제약성 때문에 인가되지 않은 사용자에 의한 악의적인 태그 점보 노출이 용이하고, 그 결과 개인의 프라이버시 및 정보의 기밀성이 위협받게 된다. 비록 이를 예방하기 위해 다양한 보호 기법이 제안 되고 있지만 수동형 태그에 적용하기 힘들거나(예: Hash 기반 메카니즘) 보안에 취약하다. 따라서 본 논문에서는 태그 코드 암호화와 리더 인증 관리를 통해서 수동형 태그에 적합하고 프라이버시 보호 및 기밀성을 제공할 수 있는 메카니즘을 제안하고자 한다.
RFID (Radio Frequency Identification) 태그 순차 추정 기법은 RFID 리더의 움직임을 이용하여 선형적으로 배열된 수동형 태그들의 물리적인 순서를 추정하는 것이다. 수동형 태그와 리더는 전자기 유도에 의한 미세 전파를 이용하여 통신하므로 수동형 태그의 스캔(scan)은 불안정하게 이루어진다. 본 논문에서는 순차 추정의 정확도를 높이기 위해 리더의 왕복 스캔을 이용하였다. 제안 기법은 먼저 리더의 움직임이 바뀌는 반환점을 찾아낸다. 그리고 이동 방향별로 매 읽기 주기에 읽혀지는 태그들의 집합을 이용하여 태그 전체의 순차를 추정한다. 실험을 통해 제안하는 기법이 다양한 환경에서 순차추정의 정확도를 높일 수 있음을 보였다.
RFID 시스템은 유통물류 분야를 비롯해 다양한 분야에서 활용되고 있지만, RFID 시스템에서의 태그 및 리더 충돌로 인해 태그의 인식효율 및 인식속도의 감소가 RFID시스템의 확산에 걸림돌이 되고 있다. 본고에서는 RFID 시스템의 효율을 높이기 위한 태그 및 리더 충돌방지 알고리즘들을 소개한다. 특히, ISO 18000-6 Type C 수동형 RFID 시스템에서의 태그 및 리더 충돌방지 알고리즘에 대하여 집중적으로 알아본다.
본 논문에서는 열약한 전파 환경에서 동작하는 전파 적응형 900MHz 수동형 RFID 태그를 설계하고 구현하였다. 수동형 태그의 크기는 $102mm{\times}102mm{\times}9mm$이며, 동작주파수는 908~914MHz이고 인식거리는 5.1m이다. 본 논문에서 구현한 수동형 RFID 태그는 내열성 내방수성 내충격성의 특징을 가지고 있어서 특히 자동차관리를 위한 매립형과 같은 열악한 환경에서 우수한 성능을 보인다.
본 논문은 유비쿼터스 컴퓨팅 시대를 열어가는 유비쿼터스의 핵심 기술인 RFID 시스템의 구성요소 중 하나인 Type B RFID 태그를 설계하였다. RFID 태그는 전원공급 여부에 따라 능동형과 수동형으로 구분한다. 본 논문에서는 현재의 IT분야에서의 RFID 시장과 연구동향에 맞춰 수동형 Type B RFID 태그의 Digital 파트를 설계하고, 성능을 검증하였으며, 향후 RFID 시스템의 연구방향에 대해서도 제시하였다.
무선방식으로 원격에서의 인식으로 정보교환을 가능하게 하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템은 태그 내의 배터리 유무에 따라 수동형과 능동형으로 구분된다. 수동형 태그는 판독기로부터 받은 RF 신호를 에너지로 이용하기 때문에 인식거리가 짧으며, 가격이 싸고 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 반면에, 능동형 태그는 금속재질에 취약한 수동형의 단점을 극복하는 동시에 인식거리가 길고, 인식률이 좋은 장점이 있다. 따라서 항만물류나 국방 분야에서 능동형 RFID 시스템에 대한 개발이 점차 확대되고 있다. 하지만 동일한 표준으로 개발된 제품의 서로 간에 인식이 불가능한 사례가 보고되고 있으며, 국제적으로 정확한 평가방법 및 장치가 정립되지 않아 개발된 제품들 간의 상호 운용성 및 표준 적합성 평가에 대한 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 능동형 RFID 시스템의 적합성 평가를 위한 에뮬레이터의 하드웨어 및 소프트웨어를 설계하고 제작하였다. 설계된 장치는 Matlab의 Simulink를 통한 시뮬레이션으로 성능을 분석하였고, 실제 능동형 RFID 태그의 표준적합성 평가를 통해 에뮬레이터의 적용 가능성을 검증하였다.
실외에서의 위치추적은 GPS(Global Positioning System) 등의 다양한 방법이 활용가능하다. 하지만 실내에서는 사용이 어려워 비전, RFID 및 Zigbee 등을 활용한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 비교적 비용 효과적으로 구축이 가능한 수동형 RFID 태그를 기반 이동형 로봇의 위치 추적 알고리즘을 제안하도록 한다. 총 7 종의 태그에 대하여 각 태그가 가지고 있는 특성을 실험을 통하여 분석하고 분석한 결과에 따라 태그를 배치하여 효과적으로 로봇의 이동에 따른 위치 추적 및 이동방향 예측방법을 기술한다. 제안하는 방법을 실험실 환경에서 레고 마인드스톰을 활용하여 그 효용성을 나타내도록 한다.
최근에 온도관리가 필수조건인 신선식품의 유통관리 분야에서 전지 지원 수동형 센서태그에 대한 요구가 크게 증대되고 있다. ISO/IEC18000-6REV1은 산업체에서 널리 사용되고 있는 EPCglobal Class1 Generation2 규격의 RFID 태그와 호환되는 전지 지원 수동형 센서태그를 지원하는 표준을 규정하고 있다. 본 논문에서는 전지 지원 수동형 센서태그를 지원하는 리더 모뎀을 FPGA로 설계하였으며, ISO/IEC18000-6REV1에서 정의하는 센서 데이터 처리기능을 개발하였다. 모뎀의 송신 블록은 표준에서 규정하는 성형필터(pulse shaping filter)를 지원하며, RF출력 신호는 표준에서 권고하는 스펙트럼 마스크를 만족한다. 태그의 신호를 수신하는 모뎀의 수신 블록은 심벌 타이밍 동기에 널리 사용되는 Gardner TED(Timing Error Detection) 방법을 이용하였으며, 동기 방식으로 설계된 수신기는 FM0, Miller-2, Miller-4, 그리고 Miller-8 신호를 모두 수신할 수 있다. 본 논문에서는 표준화가 진행중인 ISO/IEC18000-6REV1 규격을 만족하는 모뎀과 센서태그용 리더 시스템을 개발하여 센서태그 및 수동형 태그를 무선 환경에서 안정적으로 인식하였으며, 임베디드 리눅스 기반 플랫폼에서 센서 프로토콜을 구현하여 센서 데이터를 실시간으로 처리하였다.
최근들어 Radio Frequency Identification (RFID) 태그가 다수의 상품에 부착되고 절러 분야에 적용되기 시작했지만, 비용문제로 인해 인증이나 암호화 같은 보안기능은 고려하지 않고 있다. 보안 기능이 없는 RFID시스템은 개인정보 노굴, 불법 리더의 접근, 위조 태그의 남용과 같은 심각한 부작용을 초래하지만 현 단계에서는 보안기능을 적용하기가 쉽지않다. 절러 기술을 따르는 수동형 태그중 EPCglobal의 EPC Class 1과 Class 1 Generation 2(C1G2)는 산업계의 여러 분야에서 특히, supply-chain 모델에서 사실상 국제표준으로 여겨진다. EPC Class1 수준의 태그는 자체 밧데리를 가지지 않는 수동형 태그이고, 암호 프리미티브를 적용한 알고리즘이나 프로토콜은 제공하지 않는다. EPC Class1 과 EPC C1G2의 유일한 보안 대책으로는 태그를 영원히 동작하지 못하게 하는 Kill 기능이 있다. Kill을 수행한 태그는 RFID 태그로서의 의미가 사라진다. 본 논문에서는 Kill 기능에 대한 EPC Class1 시스템의 취약성을 보이고 또한, EPC C1G2 시스템에서 Kill 관점에서의 보안성을 분석한다.
본 논문에서는 UHF 대역 수동형 RFID 태그 안테나의 최적 설계에 필요한 요소들과 전파 음영 문제를 최소화 할 수 있는 다중 리더 안테나 방식에 대하여 분석하였다. 또한, 칩 설계시 RCS 특성이 우수한 칩 임피던스 범위를 설정해 보았으며, 등방성 방사패턴을 갖는 태그 안테나의 필요성과 설계 예를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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