최근 유비쿼터스 컴퓨팅 실현을 위하여 RFID의 사용이 증가되고 있다. RFID 시스템은 짧은 시간에 다수의 사물을 인식해야 하므로 태그 인식을 위한 처리 시간의 단축이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 RFID 시스템에서 태그인증을 위한 처리 속도의 향상을 위하여 다중 리더를 사용한 효율적인 기법을 제안한다. 성능 분석 결과, 다중 리더사용의 경우, 단일 리더 사용 환경에서보다 태그 인증을 위한 처리 시간이 현저히 감소되었다. 결과적으로 제안 기법은 태그 인식 과정에서 다중 리더의 사용으로 태그 인증을 위한 처리 시간을 단축하여 전반적인 RFID 시스템의 성능 향상을 가져온다.
RFID 시장에서 성장률이 가장 높은 물류/유통 분야를 볼 때 물류/유통 분야 또는 소규모 작업장에서 여러 스텝의 체계가 필요하다. 이러한 환경에서 RFID READER의 제품의 성능은 가장 중요한 FACTOR 가 된다. 이는 RFID READER에서의 주파수 운용의 지원이 이루어지지 않으면, RFID를 적용하는데 있어 많은 어려움이 있을 수 있으며, 좁은 공간의 많은 리더 사용으로 인한 관리에서도 많은 어려움이 있을 수 있다. 본 연구를 통해 복수 리더 환경 및 전체 업그레이드 상황 보고 등은 매우 중요한 기능이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 자가 진단 기능을 갖는 RFID 리더 플랫폼에 대한 연구를 수행하였다.
Radio Frequency Identification (RFID) is an automatic identification method. Information such as identification, logistics history, and specification of products are written and stored into the memory of RFID tags (that is, transponders), and retrieved through RF communication between RFID reader device and RFID tags. RFID systems have been applied to many fields of transportation, industry, logistics, environment, etc in order to improve business efficiency and reduce maintenance cost as well. Recently, some research results are announced in which RFID devices are combined with other sensors for mobile robot localization. In this paper, design of multi-protocol baseband for RFID reader device is proposed, and the baseband modem is implemented into SoC (System On a Chip). The baseband modem SoC for multi-protocol RFID reader is composed of several IP (Intellectual Property) blocks such as multi-protocol blocks, CPU, UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter), memory, etc. As a result, the SoC implemented with FPGA(Field Programmable Gate Array) is applied to real product. It is shown that the size of RFID Reader module designed with the FPGA becomes smaller, and the SoC chip price for the same function becomes cheap. In addition, operation performance could be the same or better than that of the product with no SoC applied.
Radio Frequency Identification (RFID) is an automatic identification method, relying on storing and remotely retrieving data using devices called RFID tags or transponders. RFID systems is coming into increasing use in industry and logistics. This paper discuses implementation of multi-protocol RFID reader SoC. The SoC contains multi-protocol RFID RFID reader, CPU, UART, memory.
다중인터페이스, 다중채널 2.4GHz 능동형 RFID시스템에서 리더가 태그들을 수집할 때, 특정 인터페이스로 태그가 집중화되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 인터페이스 간 부하 분산 프로토콜인 LP-결합과 AP-균형 프로토콜을 설계하고 시뮬레이션을 통하여 성능의 우수성을 보였다. 설계된 프로토콜들을 펌웨어레벨의 하드웨어에서 구현하기에는 세 가지 문제를 가진다. 첫째, 태그가 랜덤하게 리더의 채널을 선택하고, 리더가 태그의 채널을 변경시킬 수 있는 방법이 필요하다. 둘째, 리더와 태그 간 동기 문제이다. 셋째, 하나의 MCU가 2개의 인터페이스를 동시에 동작시키는 문제이다. 이 같은 문제를 해결하기위해 태그 채널 변경을 위한 메시지 설계 및 태그 채널 변경 방법과 리더와 태그 간 동기를 맞추기 위한 프로토콜을 구현했다. 그리고 실험을 통해 프로토콜의 성능을 비교 분석 하였다. LP윈도우크기가 같을 경우, 부하분산을 통해 충돌 확률을 낮게 하는 LP-결합, AP-균형의 성능이 단일인터페이스보다 우수했다.
RFID(Radio Frequency IDentification)는 무선을 사용하는 인식기술로 정보를 수집하는 리더와 정보를 전달하는 태그로 구분된다. RFID기술은 단순히 ID만을 전달하던 수동형 RFID에서 센싱정보와 같은 부가 정보를 전달할 수 있는 능동형 RFID기술로 발전해가고 있다. 능동형 RFID기술의 표준으로는 433.92MHz 대역을 사용하는 ISO/IEC 18000-7이 있으나 이것은 단일채널시스템으로 하나의 리더가 여러개의 태그를 인식하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위한 하나의 방법으로 다중 채널을 사용할 수 있는 2.4GHz대역 RFID기술이 있을 수 있다. 만약 리더가 다중 인터페이스를 가진다면 각각의 인터페이스가 서로다른 채널을 사용하게 함으로써 다수의 태그를 고속으로 인식할 수 있을 것이다. 그러나 만약 다수의 인터페이스를 가지는 리더라 할지라도 태그들이 특정인터페이스에 집중될 경우 다중 인터페이스에 의한 성능개선은 이루어지지 않을 것이다. 본 논문에서는, 다중 인터페이스 RFID리더에서 인터페이스간 부하 분배를 위한 프로토콜의 설계와 구현을 통해 고속의 태그 수집을 보이겠다.
신뢰성 있는 다중태그 인식은 최근 다중태그 애플리케이션 이슈 중의 하나이다. 하지만, 데이터 확보 단계에서 다중태그 리더를 통한 신뢰성 있는 다중태그 인식은 리더간의 충돌, 소음, 태그가 부착된 물건들의 이동 등으로 발생하는 거짓양성인식, 거짓음성인식, 비 인식같은 신뢰성 없는 인식으로 인하여 신뢰서 있는 데이터를 확보하는데 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 논문은 다중태그 리더를 통한 인식에서 발생되는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 먼저 성능평가 기준을 소개하고, 1) 수신된 신호 강도 표시기 (RSSI)을 이용한 최소 중첩인식공간 설정방식, 2)시-공간 분할 처리방식, 3) 큰 사이즈의 이중 태그 부착 방식등과 같은 3가지 해결방안을 제시하였다. 그리고 본 논문은 멀티 RFID 리더가 설치된 스마트 사무실에서 태그의 성공 인식률 계산을 통하여 제안된 방법의 성능개선을 보여주었다.
본 논문은 RFID 태그 정보를 무선으로 수신하여 처리한 후 이들 정보를 RS-232, USB, Bluetooth 또는 Ethernet 인터페이스를 통하여 PC서버에 전달하는 기능을 수행하는 다기능 UHF 대역 RFID 리더 플랫폼의 설계 및 구현을 위한 것이다. 개발하고자 하는 Embedded RFID 리더는 크게 RFID 모듈, ARM 프로세서, RS-B2 인터페이스, USB 인터페이스, Enternet MAC 인터페이스, Bluetooth 인터페이스 등으로 구성된다. 본고를 통하여 RFID의 개념 및 리더의 동작원리를 소개하고 임베디드 프로세스를 사용한 리더플랫폼 및 관련 알고리즘을 제안하고 구현한다. 설계된 플랫폼에 대하여 고정형과 이동형으로 나누어 그 기능을 분석하고 평가한다.
본 논문은 RFID 태그 정보를 무선으로 수신하여 이들 정보를 RS-232, USB, Blue-Tooth 또는 Ethernet 인터페이스들을 걸쳐 PC서버에 전달하는 기능을 수행하는 다기능 RFID Reader Platform을 설계 및 구현을 위한 것이다. 개발하고자 하는 Embedded RFID 리더는 크게 RFID 모듈, ARM 프로세서, RS-232 인터페이스, USB 인터페이스, Ethernet MAC 인터페이스, flue-Tooth 인터페이스 등으로 구성 된다. 태그의 정보는 안테나를 통해 RFID 모듈을 걸쳐 ARM 프로세서에 수신된다. ARM 프로세서는 이들 정보를 유선으로는 RS-232, USB, Ethernet MAC 인터페이스를 통해서, 무선으로는 Blue Tooth 인터페이스를 이용해서 PC서버에 전달하는 기능을 수행한다.
Ubiquitous 시대의 도래와 함께 RFID는 Ubiquitous 기술의 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, RFID를 읽고 판독하는 단말기의 개발 역시 매우 중요한 기술개발 분야로 대두되고 있다. 본 논문에서는 RFID중 현재 교통카드, 신용카드 등에서 많이 사용되고 있는 13.56Mhz RFID와 보안회사에서 사용하고 있는 125Khz의 인프라를 그대로 사용할 수 있고, TCP/IP 통신을 통해 위치파악, 출입통제, 보안통제 등의 응용이 가능한 하드웨어 시스템을 개발하였다. 기존의 로컬 RFID 방식은 기업체 내에 별도의 서버를 두어 운영하기 때문에 관리문제, 기술문제 등의 애로사항이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해소할 수 있도록 TCP/IP로 중앙관리 서버에 연결되는 RFID multi reader를 개발하여 보안통제가 가능하도록 하였고, RFID 인프라의 설치, 이전 및 관리 등이 용이하도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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