본 논문에서는 하나의 층에 두 가지의 주파수 대역을 내장해서 인레이를 구성하는 One-Sheet Inlay 패턴을 이용한 RFID 태그 안테나를 개발하였다. One-Sheet Inlay RFID 태그 안테나는 이종의 RFID 안테나를 하나의 카드에 내장해서 사용하는 방법이 아니라 하나의 시트에 13.56MHz와 900MHz RFID 태그 안테나를 구현하였다. 제안한 방법을 유용성을 입증하기 위하여 실험 장치를 구성하였고, 6개의 패턴을 설계하여 각각의 패턴에 대해서 인식거리를 평가하였다. 설계한 One-Sheet Inlay RFID 태그 안테나 중에서 패턴 5가 13.56MHz RFID 태그에 대해서는 인식거리 3.5cm이고, 900MHz RFID 태그에 대해서는 인식거리 5.34m로 우수한 성능을 나타내었다.
본 논문에서는 원형편파를 가진 900MHz 대역 RFID 리더기 안테나를 설계 및 제안하고 실험에 의하여 조사하였다. 900MHz 대역 RFID 리더기 안테나는 좌선편파를 산출할 수 있는 용량을 구성한 단순한 방사기로 제안되었다. 또한, 설계 제작한 900MHz대역 RFID 리더기 원형편파 안테나는 1010MHz 중심주파수 대역에서 -38.28dB의 리턴로스 값을 가지며, 905~1030MHz에서 12.5% 대역폭을 갖는다. 제안한 LHCP 안테나 최대이득은 6dBi이고, 축비가 2이하에서 동작하는 원편파 안테나이다. 측정된 결과, 2기준 이하 축비값은 동작 주파수에서 양호하게 관측되었으며, 제안된 안테나는 무선통신에서 RFID응용을 위해 적합하다.
본 고에서는 최근 많은 관심을 갖고 있는 900 MHz UHF 대역을 사용하는 RFID시스템의 무선 인터페이스 표준에 대해 살펴본다 900 MHz UHF 대역의 RFID시스템은 유통,물류에 사용될 것으로 기대되기 때문에 국제표준화기구인 ISO와 국제 민간표준화 기구인 EPCglobal에서 무선 인터페이스 표준을 세우고 있다. 특히 2004년부터 이뤄진 EPCglobal의 EPC Class 1 Generation 2표준은 향후 ISO의 900 MHz 대역 RFID 시스템의 새로운 무선 인터페이스 표준으로 정해질 것으로 기대되고 있어 더욱 관심을 모으고 있다. 이에 본 고에서는 900 MHz대역 RFID 무선 인터페이스 표준인 ISO/IEC의 ISO 18000-6과 EPCglobal의 EPC Class 1 Generation 1, Generation 2 를 중심으로 900 MHz대역 RFID 시스템의 무선 인터페이스 표준화 동향을 살펴보았다.
RFID 시스템은 주파수마다 다른 인식 거리를 가지며, 장거리 시스템의 900MHz의 경우 1m에서 최대 10m까지 인식 범위를 가진다. 주파수는 거리에 의하여 해당 파장이 감쇠하는 현상이 생하며, PSK 질문기에서 발생하는 전파는 1/4파장 변화에 의하여 출력 신호 극성이 반전되며 허용 인식범위 내 응답기에서도 적합한 통신이 안되는 영역이 발생하였다. 본 연구에서는 900MHz RFID 장비를 기본으로 안테나와 태그의 위치를 변경하여 테스트를 진행하여 어떤 지정에서 음영구역이 발생하는지 테스트를 진행하고, 문제점이 발생하는 원인에 대하여 논하며 이런 문제점을 해결하기 위하여 일본에서 2.4GHz RFID 응답기에서 사용하는 베이스 밴드 FSK 변조회로를 기반한 900MHz RFID 응답기 설계방안을 제안한다.
본 논문에서는 900MHz 대역의 RFID 수용이 가능한 거치형 평판 안테나를 설계, 제작하였다. 제안한 안테나는 공기의 유전율을 활용한 거치형 타입으로서 직사각형 패치 구조에 그라운드의 높이를 활용하여 대역폭을 넓게 하였으며, 동축선로 급전방식을 활용하여 최적의 상태를 나타냈다. 또한, 넓은 대역폭으로 실제 사물에 부착된 RFID 태그가 액체, 특수한 금속, 온도, 습도 등에 의해 주파수천이 현상이 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. 설계 제작한 안테나의 대역폭은 정재파비 2이하를 기준으로 $890MHz{\sim}1000MHz$에서 11.90% 이상이다. 그리고 제안된 안테나는 원편파 안테나로 이득이 6dBi이상임을 확인하였고 축비가 2이하에서 동작하는 특성을 보였다.
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 논문에서는 UHF대역 중 900MHz 대역에서 동작하는 휴대용 RFID 리더를 설계하고 제작하여 그 제반 특성을 측정을 통하여 분석하였다. 측정 결과의 분석은 EPC Global에서 제안한 EPC Class 0 표준을 기준으로 수행되었다. 제안하는 RFID 리더는 약 11kbps의 속도로 태그와 데이터 통신을 수행하며, RF 최대 출력은 20dBm이다. 제안된 휴대용 RFID 리더는 초당 최대 68개의 태그를 인식할 수 있으며, 리더의 출력 전력이 20dBm인 경우 최대 인식 거리는 30cm 이다. 그리고 전체적인 크기는 $71mm{\times}55mm$로서 상용 제품과 비교했을 때 최대 90%, 최소 14% 감소된 것이다.
본 논문에서는 RFID 기술 중 리더와 태그간 900MHz 대역을 이용한 교육용 시스템 설계를 제시 하였다. 능동형 태그와 리더의 설계는 임베디드 환경에서 구현 하였으며, 리더와 접속 가능한 서버의 소프트웨어 개발은 PC 윈도우 운영체제 환경에서 구현 하였다. 리더와 능동형 태그의 H/W는 ATmega128 프로세서가 사용되었고, 개발 언어는 C 사용되었다. 윈도우 환경에서의 프로그램은 MFC가 사용 되었다. 시스템은 PC에서 리더를 통하여 EPC global Data가 들어있는 태그 관리, 인터넷을 통한 태그의 정보 획득, 태그 메모리에 데이터를 읽고 쓰는 기능이다. 위의 기능들을 활용한 900MHz RFID대역의 교육용 시스템을 설계 하였다.
본 논문의 핵심인 'RFID(900MHz)를 활용한 GATE 무정차 시스템'은 차량(트레일러)이 터미널에서 컨테이너를 반입/반출하기 위하여 GATE 통과 시 RFID를 연계하여 무정차로 차량의 정보를 인식하고, 터미널에서 제공하는 컨테이너 정보를 차량에 설치되어 있는 RFLDU 단말기에 자동으로 관련 정보를 제공하는 시스템을 말한다. 이를 설계 및 구현을 위해 RFID 기술 부문에서는 UHF대역(900MHz)의 RFID 태그(Tag) 및 리더(Reader)기를 사용하였으며, 원활한 데이터를 수집 및 처리(운영)를 위해 RFID 미들웨어 및 응용 프로그램을 구현하였다. 또한 본 논문에서 구현된 시스템을 실제 항만 부두에서 실험 및 운영을 통해 본 시스템의 안정성을 검증하였으며, 검증된 결과를 통해 차량(트레일러) 및 터미널의 생산성을 극대화 및 물류비용을 절감이 발생할 것으로 사료된다.
In this paper, a bike management system using 900 MHz RFID technology has been developed. There are limits to the 13.56 MHz spectrum of existing management systems, which are single tag identification and the short possible identifying distance of the technology. In this paper, we use 900 MHz instead of 13.56 MHz in order to make wide recognition and multi-tag identification possible. Granted, there are also many benefits to using 13.56 MHz RFID tags, which include compatibility with existing bike management systems. This system was developed on the 900 MHz band using RFID similarly to existing 13.56 MHz systems in order to be able to manage multiple bikes at the same time.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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