This paper introduces an efficient voltage multiplier circuit for improved voltage gain and power efficiency of radio frequency identification (RFID) tags. The multiplier is fully integratable and takes advantage of both passive and active circuits to reduce the required input power while yielding the desired DC voltage. A six-stage voltage multiplier and an ultralow power voltage regulator are designed in a 0.13 ${\mu}m$ complementary metal-oxide semiconductor process for 2.45 GHz RFID applications. The minimum required input power for a 1.2 V supply voltage in the case of a 50 ${\Omega}$ antenna is -20.45 dBm. The efficiency is 15.95% for a 1 $M{\Omega}$ load. The regulator consumes 129 nW DC power and maintains the reference voltage in a 1.1% range with $V_{dd}$ varying from 0.8 to 2 V. The power supply noise rejection of the regulator is 42 dB near a 2.45 GHz frequency and performs better than -32 dB from 100 Hz to 10 GHz frequencies.
This letter presents the design for a low-profile planar inverted-F antenna (PIFA) that can be stuck to metallic objects to create a passive radio frequency identification (RFID) tag in the UHF band. The designed PIFA, which uses a dielectric substrate for the antenna, consists of a U-slot patch for size reduction, several shorting pins, and a coplanar waveguide feeding structure to easily integrate with an RFID chip. The impedance bandwidth and maximum gain of the tag antenna are about 0.3% at 914 MHz for a voltage standing wave ratio (VSWR) of less than 2 and 3.6 dBi, respectively. The maximum read range is about 4.5 m as long as the tag antenna is on a metallic object.
본 논문에서는 EPCglobal Class1 Gen2 protocol의 UHF(Ultra High Frequency) 대역 수동형 태그의 디지털 프로세서를 VHDL로 설계하고, FPGA를 사용한 프로토타이핑 보드를 통해 구현하여 수동형 태그의 인식률을 제고하여 본다. 제한된 인식거리로 인해 다수의 태그들을 Frame-Slotted Aloha 방식으로 인식해야하는 UHF 대역의 RFID(Radio Frequency IDentification) 환경에서, 태그들의 효율적인 응답 및 상태 천이가 가능하도록 구현하였다. 또한 C로 설계한 리더와의 UART 통신을 통하여 Gen2 Protocol의 Inventory Round가 원할히 동작함을 검증하였고, 640Kbps 태그 응답 속도에서 약 1.4ms만에 96bit EPC코드를 리더에게 전송하는 일련의 과정을 확인 할 수 있었다.
RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템은 일정한 라디오 주파수 대역을 이용해 무선 방식으로 각종 데이터를 주고받을 수 있는 시스템으로 기본적으로 태그(Tag)와 리더(Reader) 그리고 백-엔드-데이터베이스(Back-End-Database)로 구성된다. 태그에 쓰기(Re-Write)가 가능하고 무선공간에서 다수의 태그를 동시에 인식 가능하다는 장점으로 인해 기존의 바코드 시스템을 대체하여 물류관리, 유통관리, 재고관리 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 태그와 리더가 무선 주파수를 이용하여 통신하기 때문에 시스템 보안과 개인 프라이버시 침해 문제가 발생한다. 현재까지 RFID 시스템의 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 있었으며 그 결과 다양한 보안 기법들이 제안되었다. 하지만 제안된 많은 보안 기법들은 UHF대역의 국제 표준인 Class-1 Generation-2 태그에는 적용하기 어렵다. 최근에 Chien과 Chen은 Class-1 Generation-2 태그에 적합한 상호 인증 프로토콜을 제안하였지만 이 또한 취약성이 존재하며 데이터베이스에서의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서 Chien과 Chen이 제안한 기법을 분석하고 안전성과 효율성을 향상된 새로운 상호 인증 기법을 제안한다.
As port competitiveness is becoming more important in the global market environment RFID (Radio Frequency Identification) Is also becoming a crucial enabler In implement efficient visible, secure and productive ports. However there Is a lack of practical validated RFID technology acceptance cases in the port logistics industry until now, even though various related projects have been undertaken. In this study, we applied 13.56MHz passive RFID readers, tags, and their applications into existing bar-code based gate systems to improve the port logistics process, and we analyzed results of a pilot test in economic and non-economic perspectives. The main purpose of this study is to develop the RFID based automatic gate passing system in container terminals, and is to validate its economic and non-economic feasibility. In order to accomplish the purpose of this study, first, we examined previous researches on RFID technology acceptance in the port logistics industry, second, we Identified and analyzed the business process of existing gate systems in container terminals, third, we build RFID gate systems with 13.56Mhz tags, readers, and its middle-ware, finally we tested the system and its performance. The results were successful and showed the feasibility of the system in real container terminal gates. Economic and non-economic contribution was confirmed. Although the system has technological limitations with short range passive type, we clearly identified its potential capability and its economic validity in the field, which are the implications of this study.
본 논문에서는 금속 물질에 부착 가능한 UHF 대역 RFID(Radio Frequency Identification) 수동형 태그 안테나를 제안하였다. 제안된 태그 안테나는 일반적인 PIFA(Planar Inverted-F Antenna), IFA(Inverted-F Antenna)형태의 안테나를 갖는 태그보다 부착 되는 금속 물질 크기에 상당히 둔감한 특성을 나타내었다. 안테나의 구조는 멀티 층(multi layer)을 구성하였고, "L"자 슬릿을 추가 하여 방사 패치의 크기를 줄였다. 제안된 태그 안테나의 분석을 위해 HFSS 시뮬레이션 툴(tool)을 사용 하였으며, 후방산란(back-scattering)방법을 이용하여 측정하였다. 시뮬레이션과 측정은 금속 물질 크기를 변화시키면서 태그 안테나의 성능을 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권2호
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pp.703-722
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2016
Passive wireless devices have increasing civilian and military applications, especially in the scenario with wearable devices and Internet of Things. In this paper, we study indoor localization of a target equipped with radio-frequency identification (RFID) device in ultra-wideband (UWB) wireless networks. With known room layout, deterministic multipath components, including the line-of-sight (LOS) signal and the reflected signals via multipath propagation, are employed to locate the target with one transmitter and a single inaccurate receiver. A factor graph corresponding to the joint posterior position distribution of target and receiver is constructed. However, due to the mixed distribution in the factor node of likelihood function, the expressions of messages are intractable by directly applying belief propagation on factor graph. To this end, we approximate the messages by Gaussian distribution via minimizing the Kullback-Leibler divergence (KLD) between them. Accordingly, a parametric message passing algorithm for indoor passive localization is derived, in which only the means and variances of Gaussian distributions have to be updated. Performance of the proposed algorithm and the impact of critical parameters are evaluated by Monte Carlo simulations, which demonstrate the superior performance in localization accuracy and the robustness to the statistics of multipath channels.
In this paper, we present novel high-speed transmission schemes for high-speed ultra-high frequency (UHF) radio-frequency identification communication. For high-speed communication, tags communicate with a reader using a high-speed Miller (HS-Miller) encoding and multiple antennas, and a reader communicates with tags using extended pulse-interval encoding (E-PIE). E-PIE can provide up to a two-fold faster data rate than conventional pulse-interval encoding. Using HS-Miller encoding and orthogonal multiplexing techniques, tags can achieve a two- to three-fold faster data rate than Miller encoding without degrading the demodulation performance at a reader. To verify the proposed transmission scheme, the MATLAB/Simulink model for high-speed backscatter based on an HS-Miller modulated subcarrier has been designed and simulated. The simulation results show that the proposed transmission scheme can achieve more than a 3 dB higher BER performance in comparison to a Miller modulated subcarrier.
무선 위치 추적 시스템은 모바일, 로봇 추적 시스템 및 인터넷 위치 기반 서비스(LBS) 애플리케이션과 같은 응용분야에서 사용할 수 있다. GPS 시스템은 가장 잘 알려진 위치 추적 시스템이지만 실내에서의 사용이 용이하지 않다. 실내 위치 추적 시스템에 대한 비용 효율적인 측면에서 무선 주파수 식별(RFID) 위치 추적 방법을 연구하였다. RFID 시스템 대부분은 소모성 배터리를 사용하는 능동형 RFID 태그를 사용지만, 본 논문에서는 패시브 RFID 태그를 사용하는 저렴한 실내 위치 추적 시스템을 개발하였다. 정밀한 추적 알고리즘을 사용하기 위하여 패턴인식에 의한 위치 추적 방법과 회귀곡선을 생성하여 위치를 추적하는 시스템을 연구하였다. 시스템은 잡음으로 인한 오류 수준을 검증하여 테스트하였다. 회귀식에 의해 생성된 3차원 곡선은 미분방정식에 의해서 확률적으로 설명력이 높은 좌표를 추정하였다. 이 제안된 시스템은 모바일 로봇 시스템, AGV 및 휴대전화 LBS에도 적용될 수 있다.
RFID (Radio Frequency IDentification)는 유비쿼터스 환경에서 바코드를 대체하여 유용하게 사용될 하나의 차세대 자동식별 기술을 말한다. RFID 시스템은 기본적으로 태그(Tag)와 태그 인식을 위한 리더 (Reader) 그리고 태그에 대한 정보를 저장하고 있는 백-엔드-데이터베이스(Back-End-Database)로 구성된다. 최근 휴대폰이나 PDA(Personal Digital Assistants)에 모바일 리더 기능을 장착한 모바일 리더를 이용한 RFID 서비스가 급증하고 있으나 이러한 환경에서 안전한 기법에 대한 연구는 아직까지 미흡하다. 기존에 존재하는 고정형 리더를 이용한 기법들을 모바일 리더를 이용한 환경에 적용하기에는 추가적으로 고려해야할 요소들이 존재한다. 모바일 리더 환경에서는 기기의 분실이 쉽고 또한 통신 장애 및 통신 범위 초과와 같은 이유로 백-엔드-데이터베이스와 항상 신뢰하여 연결될 수 없기 때문에 이러한 추가적인 문제들을 고려한 안전한 기법에 대한 연구가 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 Han 등이 백-엔드-데이터베이스가 없는 환경에서 RFID 상호 인증 프로토콜을 제안하였다. 하지만 Han 등의 기법은 도청, 스푸핑, 재생 공격을 통한 태그 위치 추적이 가능하다. 또한 저가 기반의 수동형 태그에 부적절하게 많은 통신량을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 Han 등의 기법의 취약성을 분석하고 안전성과 효율성 측면에서 향상된 온라인 백-엔드-데이터베이스가 없는 환경에서 RFID 상호 인증 프로토콜을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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