Multi-hop RFID Reader and Tag Communication Architecture for Port Logistics

The RFID technology has attracted much attention these days due to the far better efficiency than the bar-code and magnetic card system. As an important usage, the 433 MHz active RFID tag was already adopted to the container ports in the United States and Europe for container loading/unloading automation and equipment location. However, there is one problem to be solved for the complete automation. RFID readers support only the direct communication with tags within their RF communication range. Then there are a lot of containers and equipments such as crane, yard tractor, and forklift in ports; and because they are made of metal, they interfere the RF communication, resulting in the occurrence of the dead-zone. In the dead-zone, RFID tags cannot receive any signal from readers. There may be several solutions to resolve the dead-zone problem. Among them, this paper suggests the most economical solution where RFID tags in the dead-zone can communicate with readers via neighbor tags in the multi-hop manner The new RFID communication architecture should be carefully designed in order to maintain the compatibility with the previous standard. Our experiment shows that the proposed architecture works well even in the case where some tags are out of the RF range of reader.

항만 물류용 RFID 리더-태그 간 다중 홉 통신 구조

최근 급속히 발전하고 있는 RFID 기술의 대표적인 이용 사례로는 항만에서의 사용을 들 수 있다. 실제로 미국 및 유럽의 항만에서는 넓은 작업장에 산재한 컨테이너와 각종 장비들에 433MHz 능동형 태그를 부착하고, 이를 기반으로 게이트 자동화, 컨테이너 선적 및 하역의 자동화, 각종 장비의 위치 파악 및 관리를 수행하고 있다. 그러나, 완전한 자동화를 위해서는 해결해야 할 문제가 있다. RFID 통신의 기본 구조는 리더가 자신의 통신 범위 안에 있는 태그와 직접 통신만을 할 수 있는데, 항만에서는 금속성의 컨테이너와 각종 장비들에 의한 전파 방해 때문에 음영지역(dead-zone)이 발생하여 모든 태그의 정보를 완벽히 수집하지 못하는 경우가 있을 수 있다. 음영지역 문제는 몇 가지 방법으로 해결 가능하지만, 본 논문에서는 그 중 가장 경제적인, RFID 태그간의 다중 홉(multi-hop) 통신을 이용한 방법을 제안한다. 기존에 지원되지 않던 태그간의 다중 홉 통신이 기존의 통신 구조와 병립되어 서비스되기 위해 필요한 새로운 통신 구조를 자세히 살펴볼 것이다.