RF 에너지 충전 시스템 기능을 위한 이중대역 RFID 태그 안테나

문병귀,이창용,김재식,차정훈,이병제 한국ITS학회 2013 한국ITS학회논문지 Vol.12 No.5

본 논문에서는 RF 에너지 충전 시스템 기능이 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나(Tag antenna)를 제안한다. 제안된 안 테나는 UHF 대역과 Microwave 대역에서 각각 수동형과 능동형의 RFID 태그 안테나로 동작을 한다. 또한 능동형으로 동 작하는 Microwave 대역 RFID 태그의 제한된 배터리 용량을 보충하기 위하여 수동형 태그로 동작하는 UHF 대역의 RFID 태그를 위한 RF 신호를 충전 회로에 적용 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나의 특징 을 가진다. 제안된 안테나는 UHF 대역 (917~923.5 MHz)과 Microwave 대역 (2.4~2.45 GHz)에서 동작을 위한 50Ω의 단 일급전이 이용된 다이폴(Dipole) 구조 와 미앤더(Meander) 기생 소자들을 이용한 λ/2 다이폴과 1λ 다이폴로 각각 동작하는 이중대역 안테나의 특징을 가진다. 다이폴 구조는 Microwave 대역에서 동작을 하며, 다이폴 구조에 추가된 미앤더 기생 소자와 함께 UHF 대역에서 동작을 한다. 즉, Microwave 대역에 대하여 동작하는 다이폴 구조는 UHF 대역에서 동작을 위 한 기생 소자들의 간접급전의 역할 을 한다. 제작된 안테나는 UHF 대역의 917~923.5 MHz와 Microwave 대역의 2.4~2.45 GHz의 대역에 대하여 VSWR 2:1 이 하를 만족하며, 또한 전방향적인 방사패턴 (Omni-directional radiation pattern)을 가 진다. 안테나의 효율은 UHF 대역에서 45 % 이상, Microwave 대역에서 70 % 이상이며, 각각의 대역에서 0.18 dBi, 2.8 dBi 이 상의 최대 이득을 가진다. In this paper, a dual-band antenna is proposed for the RF power harvester system as well as RFID tag. The proposed antenna operates as the passive and active RFID tag antenna in the UHF and microwave band, respectively. In addition, to charge the battery of an active RFID tag in the microwave band, it harvest the RF signal for tagging from the passive RFID tag antenna in the UHF band. The proposed antenna operates in the UHF band (917~923.5 MHz) and microwave band (2.4~2.45 GHz). In order to obtain the dual-band operation, the dipole structure and meander parasitic elements are proposed as the λ/2 and 1λ dipole antenna, respectively. The radiating dipole structure in the microwave band acts as the coupled feed for the meander parasitic elements in the UHF band. The impedance bandwidth (VSWR < 2) of the proposed antenna covers 917~923.5 MHz (UHF band) and 2.4~2.45 GHz (Microwave band). Measured total efficiencies are over 45 % in the UHF band and over 70 % in the microwave band. Peak gains are over 0.18 dBi and 2.8 dBi in the UHF and microwave band with an omni-directional radiation pattern, respectively.

수동형 RFID 태그의 물리적 순차 추정 기법

김태용,권오흠,송하주 한국정보과학회 2011 데이타베이스 연구 Vol.27 No.3

The applications of RFID technology are expanding from identification of the tagged objects to localization of real world objects. While previous RFID based localization techniques mainly deal with estimating locations of tags in 1 or 2 dimensions, they do not discuss about estimating sequence among tags. For this purpose, we propose an estimation scheme that utilizes the movement of a RFID reader to find out physical sequence of passive tags. Proposed scheme estimates the sequence among tags based on the changes of tag sets read for each read cycles introduced by a movement of the RFID reader. Proposed scheme can be applied to various applications that utilize physical sequence of tagged objects. Typical applications of proposed scheme can be the automatic verification of tagged objects sequence and the user interface which shows detailed information on tagged objects on a screen according to their physical sequence. RFID(Radio Frequence Identification) 기술은 사물에 대한 단순 식별에서 물체의 위치 인식에 이르기까지 다양한 분야에 응용이 확대되고 있다. RFID를 이용한 위치 인식과 관련한 기존 연구는 주로 1차원 또는 2차원에서 태그의 물리적인 위치를 추정하는 기법이 주를 이루고 있는 반면, 태그의 물리적인 순차(sequence)에대한 연구는 부족한 상황이다. 이를 위해 본 논문에서는 리더의 움직임을 통해 수동형 태그들의 순차를 추정하는 기법을 제안한다. 리더의 움직임은 매 읽기 주기에 읽혀진 태그 집합에 변화를 가져오고 이것을 이용하여 태그들 간의 순차를 추정하는 것이다. 제안하는 기법은 태그가 부착된 물품의 순차를 이용하는 다양한 응용에 적용될 수 있는데, 태그가 부착된 물품의 배치 순서를 자동으로 검증하거나, 물품에 대한 정보를 실제 물리적인 순서와 동일하게 화면에 표현하는 유저인터페이스(user-interface) 등이 가능하다.

수동형 RFID를 활용한 실내 무인로봇의 위치 인식 방법에 관한 연구

조철영(Chul-Young Cho),이준표(Jun-Pyo Lee),권철희(Cheol-Hee Kwon),조한준(Han-Jun Cho) 한국컴퓨터정보학회 2012 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.20 No.1

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.

왕복 스캔을 통한 수동형 RFID태그의 물리적 순차 추정기법

이주호(Joo-Ho Lee),권오흠(Oh-Heum Kwon),송하주(Ha-Joo Song) 한국멀티미디어학회 2012 멀티미디어학회논문지 Vol.15 No.11

수동형 태그를 활용한 경량 모바일 RFID 인증 기법

엄태양(Taeyang Eom),이정현(Jeong Hyun Yi),김춘수(Choon Soo Kim),박용석(Yongseok Park) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.1

모바일 RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템은 기존 RFID 시스템의 리더를 휴대용 모바일 기기에 탑재하여 사용자 개인에게 보다 편리하고 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 그러나 사물에 부착된 태그를 휴대 기기를 가진 누구나가 읽을 수 있어 악의적으로 사용될 경우 개인 프라이버시 침해가 발생할 위험 요소가 존재한다. 이러한 프라이버시 침해 문제를 해결하기 위해 다양한 인증 기술들이 제안되어 왔지만, 대부분은 태그에서 많은 연산을 필요로하는 솔루션으로 일반적으로 많이 사용하는 수동형 태그에서는 적용할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 모바일 단말의 연산능력을 최대한 활용하여 능동형 태그 뿐만 아니라 일반적인 수동형 태그에도 적용 가능한 모바일 RFID 인증 기술을 제안한다. Mobile RFID system, that consists of the existing RFID reader mounted on the mobile devices such as smartphones, is able to provide the users a variety of services and convenience. But there is high probability that their privacy may be violated because their belongings with RFID tags can be scanned by other mobile readers at any time. Several RFID authentication schemes have been proposed to deal with these privacy issues. However, since the existing solutions require heavy computation on the tag side, most of them is not applicable to the general low-cost passive tags which do not have any processing unit. In this paper, we propose the efficient authentication scheme for mobile RFID system applicable to the passive tags as well as the active ones by the best use of computing capability of mobile devices.

유비쿼터스 환경에서의 안전하고 효율적인 이종 RFID 관리 기법

서대희(Dae-Hee Seo),백장미(Jang-Mi Baek),조동섭(Dong-Sub Cho) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 정보통신 Vol.36 No.4

센서 네트워크 기술로서 스마트 태그 기술을 이용한 RFID 기술이 최근 각광을 받고 있다. 그러나 누구든지 태그 정보를 쉽게 읽어 볼 수 있는 점, 태그와 리더기 간의 상호 인증 문제, 저렴한 가격의 스마트 태그 구현을 위하여 보안적인 구현의 커다란 제약이 존재하는 등 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 적용하기엔 여전히 문제점들이 발생되고 있다. 따라서 제안방식은 사용자 주변의 신뢰된 RFID 태그를 기반으로 RF 네트워크에서 요구되는 다양한 서비스와 관련된 보안과 효율성을 향상시키기 위해 기존 논문에서 인증만을 위해 사용하던 수동형 RFID 태그를 이용해 임시 그룹을 설정하여 동적인 환경에 다양한 서비스를 제공하기에 적합한 관리 방식을 제안하였다. 또한 RFID 관리 방식에서 RFID 그룹화, 서비스별 임시 그룹 설정, 보안 서비스를 제공하며, 통신의 효율성을 향상 시켰다. RFID technology using the smart tag technology as a part of the sensor network is currently in the spotlight. But there are still many problems in applying the technology in a ubiquitous environment, including at the point when anybody can read the tag information and the authentication between the tag and the reader, and security problems in very low-cost smart tag implementation. The proposed scheme is designed to enhance security and efficiency related to various services required in RF networks, based on the reliable peripheral devices for users of passive RFID tag. Using passive RFID tag, which has been applied to authentication transactions in existing papers, this study also proposed an appropriate management scheme that is suitable for a dynamic environment and setting a temporary group to provide various services. also proposed scheme is support RFID grouping, temporary group of service and security servicce, improved efficiency of communication.

2005년부터 2010년 사이의 RFID 기술 적용 현황

신동목(Dongmok Sheen),최성희(Sung Hee Choi),이공섭(Gong Seop Lee) 한국해양공학회 2010 韓國海洋工學會誌 Vol.24 No.4

RFID has been used as an identification tool that substitutes for bar codes. Its areas if application are increasing due to its suitability in ubiquitous environment. In this paper first, we review various aspects of RFID, including standards, characteristics, and relationships with wireless sensor networks. Then, we review the technical aspects of RFID and its areas if application, e.g., supply chain management (SCM) and manufacturing since 2005. SCM, in which RFIDs can shorten lead time and ensure the quality if products, is one of the most active application areas. Manufacturing is a relatively new area for RFID applications, but it is believed that it can enhance the productivity and the reliability of the products. Also, the authors suggest research issues and limitations of RFID, as well as possible application areas related to marine engineering.

수동형 UHF대역 RFID 태그 IC의 제어부 설계

우철종(Cheol-Jong Woo),차상록(Sang-Rok Cha),김학윤(Hak-Yun Kim),최호용(Ho-Yong Choi) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.9

본 논문에서는 EPCglobal Class-1 Generation-2 UHF RFID 1.1.0 프로토콜에 따른 수동형 UHF대역 RFID 태그 IC의 제어부를 설계한다. 제어부는 PIE 부, CRC5/CRC16, Slot Counter, Random Number Generator, Main Control 부, Encoder, Memory Interface로 나누어 Verilog HDL을 이용하여 설계하고 시뮬레이션을 하였다. 제어부 전체 동작에 대한 시뮬레이션 결과 7개 상태에서 11개의 명령어들이 올바르게 동작함을 확인하였다. 또한, 제어부의 설계를 Synopsys Design Compiler와 Apollo를 이용하여 Magnachip 0.25㎛ 공정 라이브러리를 통해 레이아웃을 하였고 총 36,230개의 게이트가 사용되었다. This paper presents a design of the control block of a passive UHF RFID tag IC according to EPCglobal Class-1 Generation-2 UHF RFID 1.1.0 Protocol. The control block includes a PIE block, CRC5/CRC16, a Slot Counter, a Random Number Generator, a Main Control Block, a Encoder and a Memory Interface. The control block has been designed using the Verilog HDL and has been simulated. Functional simulation results for the overall control block operation show that 11 instructions with 7 states are operated correctly. Also, the control block has been implemented with 36,230 gates by Synopsys Design Compiler and Apollo using Magnachip 0.25㎛ technology.

RFID 시스템에서 비트변화감지를 이용한 하이브리드 충돌 방지 프로토콜

김정환 ( Jeong-hwan Kim ),김영태 ( Young-tae Kim ),박용수 ( Yong-soo Park ),안광선 ( Kwang-seon Ahn ) 한국인터넷정보학회 2009 인터넷정보학회논문지 Vol.10 No.2

RFID 시스템에서 리더의 식별영역 내에 다수개의 태그가 존재할 경우 태그 충돌 문제가 발생할 수 있으며, 따라서 태그 인식에 많은 시간이 필요하다. 태그 충돌 문제는 RFID 시스템 설계 시 가장 중요한 핵심 이슈중의 하나이며 다양한 프로토콜이 제안되고 있다. 일반적인 트리 기반의 프로토콜들은 적합한 프리픽스를 생성하여 태그 인식을 빠르게 하는 것이 목적이다. 본 논문에서는 리더와 태그의 질의-응답 횟수를 줄일 수 있는 QT-BCS 프로토콜을 제안한다. QT-BCS 프로토콜에서는 타임 슬롯과 비트변화 감지 유닛을 통하여 프리픽스를 생성한다. 식별영역내의 태그들은 이전 비트와 다른 값이 나올 때까지의 비트값을 리더에 전송하도록 설계되고, 리더는 0-슬롯과 1-슬롯에 첫째 비트 값에 따라 비트값을 저장한다. 이와 같은 방법은 질의 프리픽스를 쉽게 추적하므로 질의 횟수를 효과적으로 줄인다. 시뮬레이션 결과 QT-BCS 프로토콜은 Query Tree, 4-ary Query Tree 프로토콜 보다 질의-응답 횟수를 줄여 태그 인식 속도를 빠르게 개선시켰다. A tag collision problem occurs when many tags are placed in a interrogation zone in RFID system. A tag collision problem is one of core issues and various protocols have been proposed to solve the collision problems. Generally tree-based protocols generate unique prefixes and identify tags with them as quick as possible. In this paper, we propose the QT-BCS protocol which decreases the identification time by reducing the number of query-response. The QT-BCS protocol makes a prefixes using time slot and bit change sensing unit. This protocol compares the current bit of tags until the current bit is differ from the previous one. When this occurs, all of the bits scanned so far are transferred to slot-0 and slot-1 depending on the first bit value in Reader. Consequently, this method can reduce the number of queries by tracing prefixes easily. Simulation result shows QT-BCS is more efficient in identifying tags than Query Tree and 4-ary Query Tree protocol.

포장 유지보수 이력 관리를 위한 RFID 시스템의 기초성능 평가

이경배,김종호,김장락,이응준,문형철,손덕수 한국도로학회 2023 한국도로학회 학술대회 발표논문 초록집 Vol.2023 No.10