최근 지하철이나 버스 등의 교통수단을 이용하기 위해 비접촉식 카드를 이용한 IC카드 Reader가 많이 사용되고 있다. 이러한 IC카드 Header는 ID를 인증하기 위한 UserID를 Reader내부에 저장하고 있으며 UserID가 바뀔 때 마다 상위 시스템(서버)으로부터 전송받아 최신의 UserID를 가지고 있어야 한다. 교통시스템에서 사용되는 통신매체는 환경의 특수함으로 인해 낮은 전송속도를 이용하여 통신하고 있고, 그로인해 UserID를 전송할 때 시간이 많이 소모된다. UserID를 전송하는 동안에는 IC카드 Reader의 사용이 제한되기 때문에 UserID는 IC카드 Reader가 사용되지 않는 시간에 전송하고 있다. 많은 양의 UserID를 IC카드 Reader에 빠르게 전송하기 위해 UserID의 특성을 이용한 엔코딩(encoding) 기법을 적용 하여 UserID의 크기를 줄여 전송함으로써 전송시간을 줄이는 방법을 제안하였다.
본 논문은 3[Cm] 이내의 Tag-to-Reader 잡음 공간에서도 기계 ID 인식을 정확하게 보장하는 초소형($1.4{\times}2.8[Cm^2]$) 13.56[MHz] RFID Reader를 구현하였다. 그 RFID 시스템의 작동을 위하여, 먼저, 본 논문은 13.56[MHz] RFID Air Interface ISO/IEC 규격을 따르는 전파 전파에서 후방 산란의 페이딩 모델과 Loop Antenna를 설계하였고, 다음으로 초소형 RFID RF 이슈들을 측정하고 분석하여 자동으로 경로 선택된 RF 스위칭 회로와 펌웨어의 작동 관계를 제안하였으며, 끝으로, 초소형 Reader의 본체로서 국제표준규격 ISO/IEC 18000-3이 정의한 13.56[MHz] RFID 신호의 반송과 동시에 $1{\sim}2$개 기계 ID 정보의 추출과 오류 예방을 위하여 제작된 DSP(Digital Signal Processor) 보드와 소프트웨어 기능을 제시하였다.
일방향 해시 함수의 역함수 계산 어려움에 기반한 Hash Lock에 PKI방법을 적용하여 MetaID를 비밀키로써 사용한다. Reader는 미리 등록된 공개키(meta ID를 이용하여 생성된)로 Tag를 인증하고 meta ID로 각 Tag의 유일한 키(k)를 생성하며 이에 해당하는 mela ID = H(k)를 가지고 있다. 이 때 H()는 해쉬함수 이다. Tag는 자신의 비밀키를 이용하여 생성된 meta ID를 Reader에 보내고 Reader는 해당되는 키(k)를 만들어내고 Tag에 보낸다. 이때 Tag는 Reader로부터 보내어진 키(k)를 해쉬값과 자신의 meta ID를 비교하여, 그 값이 동일하면 자신의 ID를 전송한다. 이는 해쉬함수와 PKI만을 사용하므로 효율적이고 저비용으로 구현 가능하다.
RFID (Radio Frequency Identification) is a technique which is used for identifying different types of objects and tracking people and animals. Passive RFID consists of reader, a passive tag. The reader transmit energy to a tag and read information back from tag. The tag is energized by a carrier frequency which is transmitted by the reader and transmit information back to the reader. In this paper, the circuit for read and write RFID system is presented. The presented RFID system adopts 125kHz carrier frequency, backscattering and PSK for communication method.
SAW Device 라는 Passive 소자는 ID Tag 나 소형센서들을 대체할 수 있는 MEMS 기술의 초소형 Device 다. 이 SAW Device 를 이용하면 독립된 공간이나 전원이 필요한 센서 제어 등을 대신할 수 있을 것이다. 이렇게 활용범위가 확대됨에 따라 다양한 SAW Device 를 사용하기 위한 플랫폼이 요구된다. 하지만 현재 SAW Sensor는 많은 발전을 해왔지만 SAW Sensor 를 활용할 수 있는 플랫폼의 발전은 미흡하기 때문에 본 논문에서는 이러한 SAW Device 의 측정이 가능한 SAW Reader를 FPGA를 이용하여 좀 더 간단하고 효율적인 Reader platform 을 구현해 보고자 한다.
본 논문에서는 고속 데이터 무선인식에 적용 될 2.45㎓ 수동형 RF-ID 시스템을 개발하였다. RF-ID 시스템은 수동형 태그 와 리더로 구성되어 있다. RF-ID 수동형 태그는 제로 바이어스 쇼트키 다이오드를 사용한 정류기, ID 칩, ASK 변조회로 그리고 backscatter 슬롯 안테나로 구성되어있다. 또한, ASK 변조를 위한 스위칭 소자로서 바이폴라 트랜지스터를 이용하여 저전력 소모 변조회로를 구성하였으며 태그의 슬롯 안테나는 일반 패치 안테나보다 광대역 특성을 갖는다. RF-ID 리더는 circulator를 사용하여 단일 마이크로스트립 패치 어레이 안테나를 사용하였으며 종래의 방식에서 채택하는 double-balanced mixer구조를 사용하지 않고 single-balanced mixer구조를 채택함으로서 회로의 복잡성을 개선하고 전체적인 단말기 크기를 소형화 가능하도록 설계하였다. 측정결과 동작주파수는 2.4 GHz이고 출력은 27 dBm (500 mW)에서 감지거리 1 m로 나타났다. 리더에서 측정된 변조신호는 -46.76 dBm이며 주파수는 57.2 kHz이다.
In recent years, the smart card is wifely applied for wireless communication, tracking, transportation logistics, diagnostic monitoring, access control and security. RF-ID system is universally applicable. Passive RF-ID system consists from reader and passive tag. The reader transmits energy and simple information to a tag by wireless and the power from the reader is transformed for controller, FRAM and Bluetooth module. in this paper, an analysis and design of smart card for the transmission of the car movement data is presented.
In recent years, the smart card is widely applied for wireless communication, tracking, transportation logistics, diagnostic monitoring, access control and security. RF-ID system is universally applicable. Passive RF-ID system consists of reader and passive tag. The reader transmits energy and simple information to a tag by wireless and the power from the reader is transformed for controller, FRAM and Bluetooth module. In this paper, proposed for the improvement of wireless power transmission and demonstrated the propriety through experiments in several conditions.
RF-ID system is one of the very interesting field not only in a technical and economical point of view but also that people are still trying to realize lossless power transmission. This paper has a purpose on the efficient power transmission at the passive type IDcard by using wireless power transmission system. The most difficult but important part of the passive type RF-ID system is building the system that supplies power from Reader-antenna to IDcard-antenna. To check what is the most efficient way to deliver power depending on what kind of specifications of the power-amp in reader, antenna and antenna in IDcard is for operating IDcard circuit efficiently receiving the power from reader-antenna. For this, we used 125kHz sinewave for RF signal as a basic specification, OP-amp for amplifying signal and power-amp for amplifying power, loop type antenna.
현재 SAW Device는 좁은 대역폭으로 원하는 주파수만 통과 시키는 특성을 이용한 주파수 필터로 사용되고 있다. 하지만 무전원으로 영구적인 사용이 가능하다는 장점이 있기 때문에 다양한 분야로 활동 분야가 넓어지고 있다. 이러한 SAW Device를 이용한 센서 태그는 많은 연구가 이뤄졌지만, 아직 Reader Platform에 대한 개발이 미비한 상태이다. SAW Device를 이용한 ID Tag의 값을 읽는 방법에는 시간 영역 샘플링(TDS) 방식과 주파수 영역 샘플링(FDS) 방식이 있다. 본 연구에서는 고속의 샘플링을 요구하지 않아 상대적으로 느린 샘플링 속도로 고속의 프로세싱을 요구하는 FDS 방식을 사용한다. 기존의 FDS 방식의 Reader Platform은 PC를 통하여 ID를 검출하는 방식이었으나 Cortex-A9 프로세서를 기반으로 하여 저가, 소형, 실시간의 임베디드 Reader Platform을 구현한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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