본 논문에서는 RFID 기술 중 리더와 능동형 태그간 900MHz 대역을 사용하여 RFID EPC global network 교육용 시스템을 구현하였다. 능동형 태그와 리더의 설계를 임베디드 환경에서 제시하였으며 리더와 접속 가능한 서버의 소프트웨어 개발은 PC 윈도우 운영체제 환경에서 실현하였다. 개발 환경으로는 리더와 태그의 프로세서로 ATmega128를 사용하였고, 개발 언어는 C 언어로, 이를 제어하기 위하여 AVR 컴파일러가 사용되었다. 서버인 PC에서는 비주얼 스튜디오상의 비주얼 C++ 언어가 사용되었다. 시스템은 PC에서는 리더를 통해 EPC global 데이터가 포함되어 있는 태그를 붙여 관리하고, 인터넷을 통해 태그에 대한 정보 획득, 태그 메모리에 데이터를 읽기/쓰기 기능을 가지고 있다. 마지막으로 태그 메모리에 기록된 데이터를 리더를 통해 PC에 전송하고 읽기 명령으로 수신된 데이터와 태그로 전송하고 읽기 명령으로 수신된 데이터와 태그로 전송한 데이터를 비교한다. 이러한 기능을 가진 900MHz 대역의 EPC global Network RFID 교육용 시스템을 구현하였다.
RFID 시스템에서 태그 수집은 가장 중요한 기능이다. 태그들은 리더의 수집 명령에 따라서 동일한 채널에서 응답하게 되며, 2개 이상의 태그가 동시에 응답할 때 RFID 시스템에서 태그 충돌이 발생한다. 태그 충돌은 RFID 시스템에서 성능을 저하 시키는 중요한 요소이다. 능동형 RFID 시스템에서는 태그 충돌을 해결하기 위하여 프레임 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜을 널리 사용하고 있다. 많은 연구에서 프레임 슬롯 ALOHA 방식의 최대 시스템 효율은 36.8%임을 나타내고 있다. 본 논문에서는 기존의 프레임슬롯 알로하 보다 개선된 태그 수집성능 위해 RFID 시스템에 정합하는 efficient slotted CSMA/CA를 제안한다. IEEE 802.15.4 저 전력 센서 네트워크에서 널리 사용 중인 slotted CSMA/CA를 RFID 시스템에 적용하기 위한 프레임 구조를 제시하며, 주변의 태그 개수에 따라 유동적 프레임 사이즈 조절을 통한 수집성능을 향상한다. 실제 433MHz 능동형 RFID 리더와 태그 40대에서 실험을 통하여 제안한 slotted CSMA/CA가 프레임 슬롯 ALOHA 방식보다 태그 수집시간, 수집라운드 및 충돌 횟수에서 각각 18%, 37.4%, 77.8%의 성능향상을 보였다.
This study was conducted as a basic study for the selection of tags suitable for logistics management in the palletized unit-load unit and the development of various technologies to activate the palletized unit-load shipment of agricultural products through local APCs. Three types of passive RFID tags of UHF 900 MHz and one type of active RFID tag of 2.4 GHz band designed and manufactured through this study were used to analyze the receiving strength according to the tag's attachment location and distance of the palletized unit-load of agricultural products. In the passive RFID tag, there was a large difference in receiving strength by the tag's attachment location and a large amount of data loss depending on the distance within 30 m, whereas, in the active RFID tag, it was superior to the passive tags in terms of both receiving strength and data loss. Therefore, active tags are desirable from the perspective of multiple identification of warehouses with large spaces in relation to the application of RFID tags for palletized unit-loads of agricultural products, but the development of low-power technologies such as software wakeup power management as well as hardware to minimize battery power consumption is necessary.
태그 수집은 RFID 시스템에서 가장 중요한 기능 중 하나이다. 능동형 RFID 시스템 관련 표준인 ISO/IEC 18000-7은 프레임 슬롯 알로하 기반 충돌방지 알고리즘을 이용하여 태그 수집 알고리즘을 정의하는데, 이 표준에는 최적의 슬롯 크기를 결정하지 못하거나 수집된 태그들을 재우기 위해서 일대일 명령어를 사용함으로써 태그수집 성능을 저하시키는 비효율성 문제가 있다. 본 논문에서는 그러한 비효율성 문제를 극복하고 태그 수집 성능을 향상시키기 위해 1) 리더가 최적의 슬롯 크기를 유연하게 결정할 수 있도록 하는 새로운 슬롯 크기 결정 기법과 2) 수집된 태그들을 효율적으로 재우기 위한 브로드캐스트 기반 슬립 기법을 제안한다. 또한, 리더와 다중 태그로 구성된 능동형 RFID 시스템을 구현하였으며, 리더는 제안된 기법이 적용되었을 때 태그 수집 성능을 최대화할 수 있도록 설계하였다. 실험에서는 하나의 리더와 50개의 태그를 사용하여 실제 환경에서의 태그 수집 성능을 평가하였다. 실험 결과는 제안된 두 기법들이 적용되고 초기 슬롯 개수가 적절히 선택되었을 때, 표준의 태그수집 알고리즘에 비해 태그 수집 성능이 크게 향상됨을 보여준다.
태그 수집은 RFID 시스템에서 가장 중요한 기능 중 하나이다. 본 논문에서는 능동형 RFID 시스템에서 태그 충돌 문제를 완화시키고 태그 수집 성능을 향상시키기 위한 다중채널 기반 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜을 제안한다. 제안하는 충돌방지 프로토콜에서 리더는 하나의 공통채널을 통해 태그들에게 명령어를 전송하는 반면, 복수 개의 채널을 통해 동시에 여러 태그 응답을 수신한다. 또한 본 논문에서는 제안하는 충돌방지 프로토콜을 지원하는 능동형 RFID 시스템을 구현하였다. 구현된 하나의 리더와 총 60개의 태그를 이용하여 수행된 실험에서 제안하는 듀얼채널 기반 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜은 단일채널 기반 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜에 비해 큰 태그 수집 성능 향상을 보여주었다. 60개의 태그가 사용되었을 때, 듀얼채널 기반 충돌방지 프로토콜을 이용한 평균 태그 수집 시간은 600.532ms였고, 이는 싱글채널 기반 충돌방지 프로토콜을 이용해서 얻어진 1289.721ms 시간의 46.5%에 해당하였다.
본 논문에서는 RFID 기술 중 리더와 태그간 900MHz 대역을 사용하여 교육용 시스템 설계를 제시하였다. 능동형 태그와 리더의 설계를 임베디드 환경에서 제시하였으며 리더와 접속 가능한 서버의 소프트웨어 개발은 PC 윈도우 운영체제 환경에서 실현하였다. 개발 환경으로는 AT89C51ED2가 리더와 태그의 프로세서로, 개발 언어는 C 언어로, 이를 제어하기 위하여 케일 C 컴파일러가 사용되었다. 서버인 PC에서는 비쥬얼 스튜디오상의 비주얼 C 언어가 사용되었다. 시스템의 기능 점검을 위하여 PC에서는 리더를 통해 태그 주소를 인지하고, 메모리에 데이터를 읽고 쓰는 기능을 첨가하여 900MHz 대역의 RFID 교육용 소프트웨어 시스템을 구성하였다.
In this paper, the proposal system can achieve the more safety of RFID System with the 2-step authentication procedures for the enhancement about the security of general RFID systems. After authentication RFID Tag, additionally, the proposal system extract the characteristic information in the user image for acquisition of the additional authentication information of the user with the camera. In this paper, the system which was proposed more enforce the security of the automatic entrance and exit authentication system with the cognitive characters of RFID Tag and the extracted characteristic information of the user image through the camera. The RFID system which use the active tag and reader with 2.4GHz bandwidth can recognize the tag of RFID in the various output manner. Additionally, when the RFID system have errors, the characteristic information of the user image is designed to replace the RFID system as it compare with the similarity of the color, outline and input image information which was recorded to the database previously. In the result of experiment, the system can acquire more exact results as compared with the single authentication system when it using RFID Tag and the information of color characteristics.
자체 배터리를 기반으로 동작하는 능동형 RFID(Radio Frequency IDentification)시스템에서 태그의 에너지 절약은 매우 중요하다. 표준 프로토콜은 태그의 에너지를 절약하기 위해 태그의 Sleep모드를 이용하여 에너지를 절약한다. Sleep모드로 동작중인 태그들은 리더로부터 특수한 신호를 수신하면 깨어나게 되며, Sleep명령어를 수신하기 전까지 지속적으로 Rx모드를 유지하여 에너지를 낭비한다. Overhearing은 태그를 목적지로 하지 않은 프레임을 수신하여 불필요한 에너지를 소모하는 상태를 말한다. 우리의 분석에 따르면 Overhearing으로 인하여 태그가 소모하는 에너지는 필수적으로 소모하는 에너지보다 수십 배나 많이 발생했다. 우리는 이 문제를 제거하기 위해 효과적인 통신 구간을 미리 태그에게 알려주는 RANO(Reservation Aloha for No Overhearing) 프로토콜을 제안한다. 우리는 실제 구현을 통해, 태그의 수, 데이터의 크기를 바꿈으로써 제안된 프로토콜의 성능을 평가하였다. 실험 결과, 제안한 프로토콜이 표준 프로토콜보다 에너지를 약 22배 절약하였다.
Personal identification is essential for the automatic measurement of biosignal information in home healthcare systems. Personal identification is usually achieved with passive radio frequency identification (RFID), which does little more than store a unique identification number. However, passive RFID is not ideal for automatic identification. We present a user identification system based on radio signal strength indication (RSSI) using ZigBee for active RFID tags. Personal identification is achieved by finding the largest RSSI value from aggregated beacon messages that are periodically transmitted by active RFID tags carried by users. Obtaining reliable person!'.! identification without restricting the orientation requires a certain distance between the closest active RFID tag from the ZED and the second closest tag. The results show that the closest active RFID tag from the ZED and the second closest tag must be at least 70 cm apart to achieve reliable personal identification.
본 논문에서는 이전 연구에서 능동형 RFID 시스템의 태그 수집 성능 향상을 위해 제안된 인식 슬롯 스캔 기반 태그 수집 알고리즘의 단점을 개선하는 수정된 태그 수집 알고리즘을 제안한다. 기 제안된 인식 슬롯 스캔 기반 태그 수집 알고리즘은 태그 수집 과정에서 모든 태그들로부터 정해진 크기의 데이터를 수집하는 상황에 최적화 되어 있기 때문에 태그들이 다양한 크기의 데이터를 가지는 환경에 적용할 경우 제대로 된 성능 향상을 가져오지 못한다. 본 논문에서 새롭게 제안하는 개선된 태그 수집 알고리즘은 먼저 인식 슬롯 스캔 단계에서 각 태그로부터 자신이 가진 데이터를 전송하는데 필요한 슬롯 크기 정보를 획득하고 이를 활용하여 태그 수집 단계를 수행함으로써, 기 제안된 알고리즘의 문제점을 해결하고 모든 환경에서 능동형 RFID 태그 수집의 성능을 효율적으로 향상시키도록 설계되었다. 성능 평가를 위해 수행한 시뮬레이션 결과는 제안하는 개선된 태그 수집 알고리즘이 태그들이 동일한 데이터 크기를 가지는 환경에서는 기 제안된 알고리즘과 거의 동일한 성능을 보이고, 태그들이 다양한 데이터 크기를 가지는 환경에서는 기 제안된 알고리즘과 달리 ISO/IEC 18000-7 표준의 태그 수집 성능을 크게 향상시킴을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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