KR101042389B1

KR101042389B1 - Tag Collection Method Using Recognition Slot Scanning Process in RFP System

Info

Publication number: KR101042389B1
Application number: KR1020100009486A
Authority: KR
Inventors: 정상화; 윤원주
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-06-17
Anticipated expiration: 2030-02-02

Abstract

본 발명은 태그 수집의 초기 과정에서 태그들이 최소한의 응답만을 전송하는 인식 슬롯 스캔 단계를 수행하는 것에 의해 태그 수집 성능을 높일 수 있도록 한 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법에 관한 것으로, 리더가 태그들에게 스캔 명령어를 브로드캐스팅하고, 이에 따른 태그 응답을 수신하여 프레임 내에서의 인식 슬롯을 구분하는 인식 슬롯 스캔 단계와, 상기 인식 슬롯 스캔 단계에서 구분된 인식 슬롯 정보를 포함하는 수집 명령어를 태그들에게 브로드캐스팅하여 상기 인식 슬롯을 선택한 태그로부터 ID 정보와 추가적인 데이터를 함께 수집하는 태그 수집 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.The present invention relates to a tag collection method using a recognition slot scanning process in an RFID system to improve tag collection performance by performing a recognition slot scanning step in which tags transmit only a minimal response in an initial process of tag collection. The reader broadcasts a scan command to the tags, receives a tag response according to the recognition slot scanning step to distinguish the recognition slot in the frame, and the acquisition instruction including the identification slot information separated in the recognition slot scanning step And collecting tag information by collecting the ID information and additional data from the tag that has selected the recognition slot by broadcasting to the tags.

Description

Tag Collection Method using an Identified Slot Scan Process in RFID Systems

본 발명은 RFID 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 태그 수집의 초기 과정에서 태그들이 최소한의 응답만을 전송하는 인식 슬롯 스캔 단계를 수행하는 것에 의해 태그 수집 성능을 높일 수 있도록 한 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an RFID system, and in particular, in an initial process of tag collection, a tag slot scanning process is performed in an RFID system to improve tag collection performance by performing a tag slot scanning step in which tags transmit only a minimum response. It relates to a tag collection method used.

RFID(Radio Frequency IDentification)는 무선 라디오 주파수를 사용한 비접촉식 자동 데이터 인식 기술이다. 특정 물체에 관련된 데이터가 저장되어 있는 RFID 태그(Tag)를 물체에 부착시켜두고, RFID 리더(Interrogator)는 그러한 태그로부터 정보를 읽는 작업을 통해 특정 물체에 대한 정보를 자동으로 얻을 수가 있다.RFID (Radio Frequency IDentification) is a contactless automatic data recognition technology using wireless radio frequencies. An RFID tag that stores data related to a specific object is attached to the object, and the RFID interrogator can automatically obtain information about the specific object by reading information from the tag.

이러한 RFID 시스템은 태그가 자체적으로 배터리를 가지느냐 그렇지 않느냐를 기준으로 두 가지 분야로 분류되어 진다. 즉, 태그가 배터리를 가지지 않아서 자체적인 전원을 사용할 수 없고 리더로부터 수신된 전파의 일부를 전원으로 전환(back-scattering)하여 리더에게 응답을 송신하는 RFID 시스템을 수동형(passive) RFID 시스템이라 하고, 태그가 배터리를 가지고 있어서 자체적인 전원을 사용하여 리더에게 응답을 송신하는 RFID 시스템을 능동형(active) RFID 시스템이라고 한다.Such RFID systems fall into two categories based on whether the tag has its own battery or not. That is, an RFID system that does not have a battery and cannot use its own power source and transmits a response to the reader by back-scattering a part of radio waves received from the reader is called a passive RFID system. An RFID system that has a battery and uses its own power source to send a response to the reader is called an active RFID system.

RFID 시스템에서는 많은 태그들이 존재하고 리더는 그러한 다중 태그들로부터 동시에 정보를 수집하는데, 이를 태그 수집(Tag Collection)이라 한다. 이와 같은 태그 수집 과정에서 다중 태그들이 동시에 응답을 하게 되면 응답 간에 충돌이 발생하여 리더가 정보를 제대로 인식하지 못하는 문제가 발생하는데, 이를 태그 충돌(Tag Collision)이라 한다.In RFID systems, many tags exist and the reader collects information from those multiple tags simultaneously, which is called tag collection. In the tag collection process, when multiple tags respond at the same time, a collision occurs between the responses, which causes the reader not to properly recognize the information. This is called a tag collision.

RFID 시스템에서 리더는 이러한 태그 충돌 문제를 해결하고 모든 태그들로부터 성공적으로 정보를 수집하기 위해 충돌방지 프로토콜(Anti-collision Protocol)을 사용한다.In RFID systems, readers use the anti-collision protocol to solve this tag collision problem and to successfully collect information from all tags.

RFID 시스템에서 주로 사용되는 충돌방지 알고리즘은 결정론적인(deterministic) 방식과 확률적인(stochastic) 방식으로 나누어지는데, 대표적인 확률적인 방식의 충돌방지 알고리즘인 프레임 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜(Framed Slotted ALOHA Anti-collision Protocol)은 동작 방식 및 구현이 간단하고 성능이 좋아서 가장 널리 사용되고 있다.The anti-collision algorithms mainly used in RFID systems are divided into deterministic and stochastic schemes. Framed Slotted ALOHA Anti-collision Protocol is a representative probabilistic collision prevention algorithm. ) Is the most widely used because of its simple operation and high performance.

433.92MHz 주파수 대역을 사용하는 능동형 RFID 시스템 관련 국제표준인 ISO/IEC 18000-7과, 860MHz~960MHz 주파수 대역을 사용하는 수동형 RFID 시스템 관련 국제표준인 ISO/IEC 18000-6의 Type A와 C에서는 프레임 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜을 이용하는 태그 수집 알고리즘을 정의한다.Types A and C of ISO / IEC 18000-7, the international standard for active RFID systems using the 433.92MHz frequency band, and ISO / IEC 18000-6, the international standard for passive RFID systems using the 860MHz to 960MHz frequency band. Define a tag collection algorithm using slot Aloha anti-collision protocol.

프레임 슬롯 알로하 기반의 태그 수집에서 리더는 프레임 시간 동안 태그 응답을 수신하는데, 이 때 프레임은 여러 개의 시간 슬롯으로 구성되고 태그들은 그러한 여러 슬롯 중에서 임의로 하나의 슬롯을 선택하여 자신의 응답을 전송한다. In frame slot Aloha-based tag collection, the reader receives a tag response during the frame time, in which the frame consists of several time slots and the tags randomly select one of those slots to transmit their response.

프레임 내의 슬롯들은 크게 다음과 같이 3가지 종류로 분류되어진다.Slots in a frame are classified into three types as follows.

첫 번째는 하나의 태그만이 응답을 전송하여 리더가 그를 성공적으로 인식하는 인식 슬롯, 두 번째는 두 개 이상의 태그가 동시에 응답을 전송하여 충돌이 발생하고 리더가 이를 정상적으로 인식하지 못하는 충돌 슬롯, 세 번째는 어떤 태그도 응답을 전송하지 않은 빈 슬롯이다. 이 중에서 인식 슬롯을 제외한 충돌 슬롯과 빈 슬롯은 시간이 낭비되는 슬롯들인데, 프레임 슬롯 알로하 기반의 태그 수집 과정에서는 항상 이러한 충돌 슬롯과 빈 슬롯이 확률적으로 많이 발생한다.The first is a recognition slot in which only one tag sends a response so that the reader recognizes it successfully. The second is a collision slot in which two or more tags send a response at the same time, causing a collision and the reader does not recognize it normally. The first is an empty slot in which no tag sent a response. Among these, the collision slots and the empty slots except for the recognition slots are slots that waste time. In the tag collection process based on the frame slot Aloha, the collision slots and the empty slots are frequently generated.

따라서, 충돌 슬롯과 빈 슬롯에 의한 시간 낭비를 감소시킬 수 있다면 태그 수집 시간이 감소되어 성능이 향상될 수 있을 것이다.Therefore, if the time wasted by collision slots and empty slots can be reduced, the tag collection time can be reduced and the performance can be improved.

본 발명은 RFID 태그 수집 과정에서 인식 슬롯을 제외한 충돌 슬롯과 빈 슬롯에 의한 시간 낭비 문제를 해결하기 위한 것으로, 태그 수집의 초기 과정에서 태그들이 최소한의 응답만을 전송하는 인식 슬롯 스캔 단계를 수행하는 것에 의해 태그 수집 성능을 높일 수 있도록 한 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of time wastage caused by collision slots and empty slots, except recognition slots in the RFID tag collection process. It is an object of the present invention to provide a tag collection method using a recognition slot scanning process in an RFID system to improve tag collection performance.

본 발명은 인식 슬롯 스캔 과정을 통해 빈 슬롯과 충돌 슬롯의 발생을 검출하고, 이들을 제거하여 인식 슬롯만으로 구성된 태그 수집 단계를 수행함으로써 빈 슬롯과 충돌 슬롯에 의한 시간 낭비를 감소시켜서 태그 수집의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention detects the occurrence of empty slots and collision slots through a recognition slot scanning process, and removes them to perform a tag collection step consisting of only recognition slots, thereby reducing the waste of time caused by empty slots and collision slots. An object of the present invention is to provide a tag collection method using a recognition slot scanning process in an RFID system.

본 발명은 리더가 태그로부터 추가적인 데이터를 수집하기 위해 별도의 일대일 명령어를 이용하여 태그들에게 데이터를 요청하지 않고 태그 수집 단계에서 태그-ID와 데이터를 함께 수집함으로써 태그 수집 시간을 감소시킬 수 있도록 한 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention allows a reader to reduce tag collection time by collecting tag-ID and data together in a tag collection step without requesting data from tags using a separate one-to-one instruction to collect additional data from the tag. It is an object of the present invention to provide a tag collection method using a recognition slot scanning process in an RFID system.

본 발명은 태그에서 리더 명령어를 수신하고 응답을 전송하는 RF 통신 작업을 감소시킴으로써 태그의 배터리 소모를 감소시킬 수 있도록 한 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a tag collection method using a recognition slot scanning process in an RFID system that can reduce battery consumption of a tag by reducing an RF communication task of receiving a reader command from a tag and transmitting a response.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법은 리더가 태그들에게 스캔 명령어를 브로드캐스팅하고, 이에 따른 태그 응답을 수신하여 프레임 내에서의 인식 슬롯을 구분하는 인식 슬롯 스캔 단계와, 상기 인식 슬롯 스캔 단계에서 구분된 인식 슬롯 정보를 포함하는 수집 명령어를 태그들에게 브로드캐스팅하고 상기 인식 슬롯을 선택한 태그로부터 ID 정보와 추가적인 데이터를 함께 수집하는 태그 수집 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.Tag acquisition method using the recognition slot scanning process in the RFID system according to the present invention for achieving the above object, the reader broadcasts a scan command to the tag, and receives the tag response according to the recognition slot in the frame A tag collecting step of broadcasting a classification command including a recognition slot scanning step of distinguishing and a recognition slot information classified in the recognition slot scanning step, to the tags and collecting ID information and additional data together from the tag in which the recognition slot is selected. It consists of including.

이때, 상기 인식 슬롯 스캔 단계는 리더가 태그들에게 스캔 명령어를 브로드캐스팅하는 단계와, 기 스캔 명령어에 따른 태그 응답이 수신되면, 수신된 태그 응답을 기반으로 프레임 내에서 인식 슬롯과 충돌 및 빈 슬롯을 구분하고, 구분된 슬롯 정보를 포함하는 스캔 비트 맵을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the recognition slot scanning step includes a reader broadcasting a scan command to tags, and when a tag response according to a scan command is received, a collision with an identification slot and an empty slot are performed in a frame based on the received tag response. And generating a scan bitmap including the divided slot information.

또한, 상기 태그 수집 단계는 리더가 태그들에게 상기 생성된 스캔 비트 맵을 포함하는 수집 명령어를 브로드캐스팅하는 단계와, 상기 수집 명령어를 수신한 태그에서 스캔 비트 맵에서 자신이 선택한 슬롯에 해당하는 비트 값을 확인하여 자신의 응답 전송 유무를 결정하는 단계와, 상기 결정 결과, 응답 전송을 수행하지 않는 것으로 결정되면 태그 응답을 전송하지 않고, 상기 결정 결과, 응답 전송을 수행하는 것으로 결정되면 스캔 비트 맵의 순거에 기반하여 응답을 전송할 슬롯 번호를 설정하고, 설정된 슬롯 번호로 태그의 ID 정보 외의 추가적인 데이터를 포함하는 태그 응답을 리더로 전송하는 단계와, 리더에서 상기 태그로 부터 전송되는 태그 응답을 수신하여 태그 ID 정보와 추가적인 데이터를 함께 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the tag collecting step, a reader broadcasts a collection command including the generated scan bit map to tags, and a bit corresponding to a slot selected by the reader in a scan bit map in a tag that receives the collection command. Determining whether to transmit its own response by checking the value; and if it is determined that the response transmission is not performed, the tag response is not transmitted, and if it is determined that the response transmission is performed, the scan bitmap Setting a slot number to transmit a response based on the order of the step, and transmitting a tag response including additional data other than the ID information of the tag to the reader at the set slot number, and receiving the tag response transmitted from the tag at the reader. Collecting tag ID information and additional data together; All.

이와 같은 본 발명에 따른 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The tag collection method using the recognition slot scan process in the RFID system according to the present invention has the following effects.

첫째, 인식 슬롯 스캔 단계를 이용하여 일반적인 태그 수집에서 빈번하게 발생하는 빈 슬롯과 충돌 슬롯에 의한 시간 낭비를 줄일 수 있다.First, the recognition slot scan step can reduce time wasted by empty slots and collision slots that are frequently generated in general tag collection.

둘째, 태그 수집 단계에서 태그-ID와 함께 추가적인 데이터를 함께 수집할 수 있기 때문에 표준 태그 수집 알고리즘과 비교해서 리더가 전송하는 명령어 메시지를 감소시킨다.Second, since additional data can be collected together with the tag-ID in the tag collection step, the command message sent by the reader is reduced compared to the standard tag collection algorithm.

셋째, 리더와 태그 간의 RF 통신 작업을 감소시켜서 태그 수집 시간을 더욱 감소시키고 능동형 RFID 시스템에서는 태그의 배터리 소모도 감소시킬 수 있다.Third, tag collection time can be further reduced by reducing RF communication work between the reader and the tag, and battery consumption of the tag can be reduced in an active RFID system.

넷째, 태그 수집 시간을 감소시켜 결과적으로 전체 RFID 시스템의 성능을 향상시킨다.Fourthly, tag collection time is reduced, resulting in improved performance of the entire RFID system.

도 1은 ISO/IEC 18000-7 표준에서 정의하는 태그 수집 과정을 나타낸 동작 흐름도
도 2는 본 발명에 따른 태그 수집 방법에서 인식 슬롯 스캔 단계를 나타낸 동작 흐름도
도 3은 본 발명에 따른 태그 수집 방법에서 인식 슬롯 스캔 단계를 수행한 이후에 생성된 스캔 비트 맵 구성도
도 4는 본 발명에 따른 태그 수집 방법에서 태그 수집 단계를 나타낸 동작 흐름도
도 5는 본 발명에 따른 태그 수집 방법의 전체 동작 과정을 나타낸 흐름도1 is a flowchart illustrating a tag collection process defined in the ISO / IEC 18000-7 standard.
2 is an operation flowchart showing a recognition slot scanning step in a tag collection method according to the present invention;
3 is a diagram illustrating a configuration of a scan bitmap generated after performing a recognition slot scan step in a tag collection method according to the present invention
4 is a flowchart illustrating a tag collection step in a tag collection method according to the present invention.
5 is a flowchart showing the overall operation of the tag collection method according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a tag collection method using a recognition slot scanning process in an RFID system according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 RFID 시스템에서 인식 슬롯 스캔 과정을 이용한 태그 수집 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the tag collection method using the recognition slot scanning process in the RFID system according to the present invention will be apparent from the detailed description of each embodiment below.

도 1은 ISO/IEC 18000-7 표준에서 정의하는 태그 수집 과정을 나타낸 동작 흐름도이다. 참고로 본 발명에 따른 실시예는 ISO/IEC 18000-7 표준 기반의 능동형 RFID 시스템을 대상으로 한다.1 is a flowchart illustrating a tag collection process defined in the ISO / IEC 18000-7 standard. For reference, an embodiment according to the present invention targets an active RFID system based on the ISO / IEC 18000-7 standard.

도 1을 참조하여 태그 수집 과정을 설명하면, 먼저 리더는 태그 수집 과정을 수행하기에 앞서, 전원 소비를 최소화하기 위해 슬립 모드(Sleep Mode)에서 대기하고 있는 태그들을 깨워서 리더와 통신할 수 있는 준비 모드(Ready Mode)로 전환시키기 위한 Wake-up 과정을 거친다. Referring to FIG. 1, the tag collection process will be described first. Before the tag collection process is performed, the reader wakes up the tags waiting in the sleep mode to minimize power consumption and prepares to communicate with the reader. Wake-up process to switch to Ready mode.

그 이후에 리더는 여러 번의 수집 라운드를 반복하면서 리더의 통신 범위 내에 있는 모든 태그들로부터 정보를 수집한다. 상기 리더는 수집 명령어(Collection Command)를 태그들에게 전송함으로써 하나의 수집 라운드를 시작하며, 수집 라운드는 수집 명령어 전송 이후 Listen Period(LP)와 Acknowledge Period(AP)로 구성된다. The reader then collects information from all tags within the reader's communication range, repeating several collection rounds. The reader starts a collection round by sending a collection command to the tags, and the collection round is composed of a listening period (LP) and an acknowledge period (AP) after the collection command is transmitted.

좀 더 상세히 살펴보면, 리더가 전송하는 수집 명령어에는 프레임 크기(Frame Size)가 인자로 포함되어 있는데, 이는 도 1에서 보는 바와 같이 모든 태그들로부터 응답을 수신하기 위한 Listen Period 길이를 지정하는 인자이며, 각 프레임은 태그들이 응답을 전송하기 위한 여러 개의 슬롯(Slot)으로 구성된다. 따라서 수집 명령어를 받은 태그는 임의 숫자(Random Number)를 생성하여 여러 개의 슬롯 중에 자신이 응답할 슬롯을 임의로 선택하고 자신의 응답을 전송한다. In more detail, the collection command transmitted by the reader includes a frame size as a parameter, which is a factor that specifies a Listen Period length for receiving a response from all tags as shown in FIG. 1. Each frame consists of several slots for tags to transmit responses. Therefore, the tag receiving the collection command generates a random number, randomly selects a slot to be answered among several slots, and transmits its response.

도 1의 예에서 프레임은 총 네 개의 시간 슬롯으로 구성되어 있는데, 슬롯 1과 4는 각각의 시간 슬롯에 태그 #2와 태그 #4가 각각 응답함에 따라 인식 슬롯이 되고, 슬롯 2는 하나의 시간 슬롯에 태그 #1과 태그 #3이 동시에 응답함에 따라 충돌 슬롯이 되며, 슬롯 3은 하나의 시간 슬롯에 아무런 태그도 응답하지 않음에 따라 빈 슬롯이 된다.In the example of FIG. 1, a frame is composed of four time slots, slots 1 and 4 become recognition slots as tag # 2 and tag # 4 respond to respective time slots, and slot 2 is one time slot. As tag # 1 and tag # 3 respond simultaneously to the slot, it becomes a collision slot, and slot 3 becomes an empty slot as no tag responds to one time slot.

이어 LP 단계가 완료된 이후, 리더는 프레임 내에서 정상적으로 응답을 수신한 태그들을 대상으로 AP 단계를 통해 태그-ID 정보 외에 추가적인 데이터를 수집한다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이 리더는 정상적으로 응답을 수신한 태그 #2와 태그 #4들에게 일대일(point-to-point)로 데이터 읽기(Read) 명령어를 전송하여 태그들로부터 데이터 응답을 수신하고, 데이터 수집이 완료된 태그에게는 슬립(Sleep) 명령어를 전송한다. Subsequently, after the LP stage is completed, the reader collects additional data in addition to the tag-ID information through the AP stage for tags that have normally received a response in the frame. That is, as shown in FIG. 1, the reader receives a data response from tags by transmitting a data read command point-to-point to tag # 2 and tag # 4 that have normally received a response. In addition, the Sleep command is sent to the tag that has completed data collection.

이렇게 리더로부터 슬립 명령어를 수신한 태그는 리더가 자신이 전송한 데이터를 성공적으로 수집하였음을 확인하고, 전원 소모를 줄이기 위해 다시 슬립 모드로 전환하여 연속되는 수집 라운드에 더 이상 참여하지 않는다. 이러한 태그 수집과정에서 만약 태그들이 LP 단계의 응답 전송 시에 ID 정보 외에 추가적인 데이터를 함께 담아서 전송한다면, 리더는 AP 단계에서 일대일 데이터 읽기 명령어를 이용하여 추가적인 데이터를 수집할 필요 없이 태그들에게 슬립 명령어만을 전송하고 수집 라운드를 완료할 수 있다. 하지만 그럴 경우, 프레임 내에서 사용되는 슬롯의 크기는 모두 동일하기 때문에 태그 응답을 정상적으로 수신하기 위한 인식 슬롯의 크기뿐 아니라 빈 슬롯과 충돌 슬롯의 크기마저 같이 커지고 이들로 인한 시간 낭비 발생이 커져서 오히려 태그 수집 시간이 증가될 수 있다. 그러므로 일반적으로 LP 단계의 태그 응답들은 데이터 없이 ID 정보만을 포함한다.After receiving the sleep command from the reader, the tag confirms that the reader has successfully collected the data transmitted by the reader, and goes back to the sleep mode to reduce power consumption and no longer participates in successive collection rounds. In this tag collection process, if tags transmit additional data in addition to ID information in the LP response, the reader does not need to collect additional data using the one-to-one data read command at the AP stage. You can only transfer and complete the round of collection. However, since the slots used in the frame are all the same size, not only the size of the recognition slot for receiving the tag response normally, but also the size of the empty slot and the collision slot, and thus the time wastage caused by them, the tag is rather large. The collection time can be increased. Hence, tag responses in the LP phase generally contain only ID information without data.

이어 이러한 태그 수집 과정을 통해 하나의 수집 라운드가 종료되면 리더는 다시 새로운 수집 명령어를 전송함으로써 새로운 수집 라운드를 시작한다. 이러한 태그 수집 과정은 연속적인 세 번의 수집 라운드 동안 더 이상 태그가 발견되지 않을 때까지 계속해서 진행된다.Subsequently, when one collection round ends through this tag collection process, the reader starts a new collection round by transmitting a new collection command again. This tag collection process continues until no more tags are found during three consecutive collection rounds.

본 발명에 따른 태그 수집 과정은 리더에서 태그로 수집 명령어를 전송하기 전에 스캔 명령어를 먼저 전송하여 태그 수집 단계 전에 빈 슬롯과 충돌 슬롯의 발생을 검출하고, 이들을 제거한 인식 슬롯만으로 태그 수집 단계를 수행하고자 한다. 이러한 과정을 기반으로 하며, 크게 인식 슬롯 스캔 단계(Identified Slot Scan Phase)와 태그 수집 단계(Tag Collection Phase)의 2가지 단계로 구성된다.In the tag collection process according to the present invention, a scan command is first transmitted before a collection command is transmitted from a reader to a tag to detect occurrence of empty slots and collision slots before the tag collection step, and the tag collection step is performed using only recognition slots having been removed. do. Based on this process, it is composed of two stages: an identification slot scan phase and a tag collection phase.

도 5는 본 발명에 따른 태그 수집 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.5 is an operation flowchart illustrating a tag collection process according to the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 리더는 스캔(Scan) 명령어를 전송함으로써 인식 슬롯 스캔 단계를 시작한다. 즉, 리더는 태그 수집 과정을 수행하기에 앞서, 전원 소비를 최소화하기 위해 슬립 모드(Sleep Mode)에서 대기하고 있는 태그들을 깨워서 리더와 통신할 수 있는 준비 모드(Ready Mode)로 전환시키기 위한 Wake-up 과정을 거친다. 그 이후에 리더는 스캔 명령어(Scan Command)를 태그들에게 전송함으로써 인식 슬롯 스캔 단계를 시작한다.Referring to FIG. 5, the reader first starts a recognition slot scan step by sending a scan command. That is, before the tag collection process, the reader wakes up the tags that are waiting in the sleep mode to minimize power consumption and wakes up the ready mode for communication with the reader. Go through the up process. The reader then begins the recognition slot scan phase by sending a Scan Command to the tags.

이때, 리더가 전송하는 스캔 명령어에는 프레임 크기(Frame Size)가 인자로 포함되어 있는데, 이는 도 5에서 보는 바와 같이 모든 태그들로부터 응답을 수신하기 위한 Listen Period 길이를 지정하는 인자이며, 각 프레임은 태그들이 응답을 전송하기 위한 여러 개의 슬롯(Slot)으로 구성된다. 따라서 스캔 명령어를 받은 태그는 임의 숫자(Random Number)를 생성하여 여러 개의 슬롯 중에 자신이 응답할 슬롯을 임의로 선택하고 자신의 응답을 전송한다. In this case, the scan command transmitted by the reader includes a frame size as a parameter, which is a factor that specifies the length of a listening period for receiving a response from all tags, as shown in FIG. The tags consist of several slots for sending the response. Therefore, the tag receiving the scan command generates a random number, randomly selects a slot to be responded to among several slots, and transmits its response.

참고로, 상기 인식 슬롯 스캔은 도 1에서 보이는 표준 태그 수집 과정의 LP 단계와 유사하다. 그러나 도 1의 설명과의 차이점은 태그가 자신이 임의로 선택한 슬롯에서 리더가 태그 충돌을 검출할 수 있는 최소한의 짧은 메시지만을 응답으로 전송한다는 것이다. 즉, 도 1에서 보이는 표준 태그 수집 과정에서 전송되는 태그 응답에는 태그의 ID 정보, 태그의 상태 정보 및 CRC 등의 의미있는 정보들이 포함되어 그 크기가 15바이트로 이루어진다. 그러나 도 5에서 보이는 인식 슬롯 스캔 과정에서 전송되는 태그 응답에는 위에서의 의미있는 정보들이 아닌 슬롯의 상태(인식 슬롯, 충돌 슬롯, 빈 슬롯)만을 구분할 수 있는 정보만을 포함하면 되기 때문에 이를 위한 1바이트만으로도 가능하며, 아울러 1바이트의 CRC를 포함하여도 2바이트로 충분히 구성이 가능하다.For reference, the recognition slot scan is similar to the LP step of the standard tag collection process shown in FIG. However, the difference from the description of FIG. 1 is that the tag transmits only a short message in response to the reader detecting a tag collision in a slot selected at random. That is, the tag response transmitted in the standard tag collection process shown in FIG. 1 includes meaningful information such as ID information of the tag, status information of the tag, and CRC, and has a size of 15 bytes. However, since the tag response transmitted in the recognition slot scanning process shown in FIG. In addition, even if including a 1-byte CRC, it can be sufficiently composed of 2 bytes.

이에 따라 본 발명에 따른 인식 슬롯 스캔 단계에서 사용되는 슬롯의 크기는 표준 태그 수집의 LP 단계에서 사용되는 슬롯의 크기에 비해 보다 작은 크기로 구성할 수 있게 된다.Accordingly, the size of the slot used in the recognition slot scanning step according to the present invention can be configured to be smaller than the size of the slot used in the LP step of the standard tag collection.

이어 리더는 인식 슬롯 스캔 과정을 통해 태그로부터 응답신호를 전송받아 프레임 내의 슬롯들을 인식 슬롯, 충돌 슬롯, 빈 슬롯으로 분류해낸다. 그리고 이를 기반으로 도 3과 같이 슬롯 개수를 갖는 프레임 크기와 동일한 비트를 갖는 스캔 비트 맵(Scanned Bit-Map)을 생성한다. 상기 스캔 비트 맵의 각 비트는 프레임 내의 각 슬롯을 나타내며, 해당 슬롯이 인식 슬롯인 경우는 1의 값을 빈 슬롯이나 충돌 슬롯인 경우에는 0의 값을 가진다.Then, the reader receives the response signal from the tag through the recognition slot scan process and classifies the slots in the frame into recognition slots, collision slots, and empty slots. Based on this, as shown in FIG. 3, a scan bit map having the same bit as the frame size having the number of slots is generated. Each bit of the scan bit map represents each slot in the frame, and has a value of 1 when the corresponding slot is a recognition slot and a value of 0 when the slot is an empty slot or a collision slot.

도 2는 본 발명에 따른 태그 수집 방법에서 인식 슬롯 스캔 단계를 좀 더 상세히 설명하기 위한 동작 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a recognition slot scanning step in more detail in the tag collection method according to the present invention.

도 2를 참조하여 인식 슬롯 스캔 단계의 동작 과정을 설명하면, 리더는 8개의 슬롯 중에서 2번째와 7번째 슬롯에서만 정상적으로 태그 응답을 수신하였기 때문에 생성된 스캔 비트 맵은 해당 비트만이 1의 값을 가지고, 나머지 비트들은 모두 0의 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 만약 인식 슬롯 스캔 단계에서 인식 슬롯이 하나도 존재하지 않는다면, 리더는 다음 단계인 태그 수집 단계로 넘어가지 않고 현재 라운드를 완료한 뒤에 다시 새로운 수집 라운드의 인식 슬롯 스캔 단계를 수행한다.Referring to FIG. 2, the operation of the recognition slot scanning step is described. Since the reader has normally received the tag response only in the second and seventh slots among the eight slots, only the corresponding bit has a value of 1. In addition, it can be seen that all remaining bits have a value of zero. If none of the recognition slots exist in the recognition slot scan step, the reader does not move to the next tag collection step, but after completing the current round, performs the recognition slot scan step of the new collection round again.

그리고 상기 인식 슬롯 스캔 단계를 완료한 리더는 도 3과 같이 각 슬롯의 개수(8비트)로 생성된 스캔 비트 맵을 태그 수집(Collection) 명령어에 포함시켜 모든 태그에 전송함으로써 2단계인 태그 수집 단계를 시작하고 실질적인 태그의 ID 및 데이터를 수집한다. 이때 프레임 크기는 인식 슬롯 스캔 단계에서의 인식 슬롯 개수(=스캔 비트 맵의 1의 개수)와 동일하다. 도 2에서는 2번째와 7번째 슬롯이 인식 슬롯으로 확인됨에 따라 프레임의 크기는 2로 설정된다.After completing the recognition slot scanning step, the reader collects the scan bitmap generated by the number of slots (8 bits) in the tag collection command and transmits them to all tags as shown in FIG. 3. Start and collect the actual tag ID and data. In this case, the frame size is equal to the number of recognition slots (= number of 1s in the scan bit map) in the recognition slot scanning step. In FIG. 2, the size of the frame is set to 2 as the second and seventh slots are identified as the recognition slots.

따라서 리더는 스캔 비트 맵을 태그 수집 명령어에 포함시켜 모든 태그에 전송하면, 상기 수집 명령어를 수신한 태그들은 명령어에 포함된 스캔 비트 맵에서 자신이 인식 슬롯 스캔 단계에서 선택했던 슬롯에 해당하는 번째의 비트 값을 확인한다. 만약 해당하는 비트의 값이 0이면 태그는 자신이 선택한 슬롯이 충돌 슬롯임을 인식하고 아무런 응답도 전송하지 않는다. 그렇지 않고 해당 비트의 값이 1이면 태그는 자신의 전체 응답 메시지를 리더에게 전송한다. 이때, 태그가 응답을 전송하기 위한 슬롯 번호는 자신이 선택한 슬롯이 몇 번째 인식 슬롯인지에 의해 결정되고, 이는 스캔 비트 맵에서 해당 비트가 몇 번째 1의 값을 가지는 비트인지를 검사함으로써 알 수 있다. Therefore, when the reader includes the scan bitmap in the tag collection command and transmits it to all the tags, the tags receiving the collection command are placed in the scan bitmap included in the command corresponding to the slot selected by the recognition slot scanning step. Check the bit value. If the value of the corresponding bit is 0, the tag recognizes that the slot selected by itself is a collision slot and sends no response. Otherwise, if the value of that bit is 1, the tag sends its full response message to the reader. At this time, the slot number for the tag to transmit the response is determined by the number of recognition slots that the slot selected by the tag is determined by checking whether the corresponding bit has a value of 1 in the scan bitmap. .

일 실시예로서 도 3을 참조하면, 수집 명령어를 수신한 태그들이 상기 수집 명령어에 포함된 스캔 비트 맵을 확인하는데 이때, 2번째 비트 값과 7번째 비트 값이 1이고, 나머지는 0이므로 2번째 슬롯을 선택된 태그 #2와, 7번째 슬롯을 선택한 태그 #7만이 응답 메시지를 리더에게 전송하게 된다. As an example, referring to FIG. 3, the tags receiving the collection command check the scan bit map included in the collection command. In this case, the second bit value and the seventh bit value are 1, and the rest is 0, so that the tag is second. Only tag # 2 with slot selected and tag # 7 with slot 7 selected send the response message to the reader.

도 4는 본 발명에 따른 태그 수집 방법에서 인식 슬롯 스캔 단계 이후에 수행되는 2단계인 태그 수집 단계를 좀 더 상세히 설명하기 위한 동작 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a tag collecting step, which is a second step performed after a recognition slot scanning step, in a tag collecting method according to the present invention in more detail.

도 4를 참조하여 설명하면, 앞서 설명했듯이 태그 수집 단계에서 사용되는 프레임 크기는 인식 슬롯 스캔 단계에서 측정된 인식 슬롯의 개수와 동일하기 때문에 2가 되었다.Referring to FIG. 4, as described above, the frame size used in the tag collection step is 2 since the number of recognition slots measured in the recognition slot scan step is the same.

따라서, 도 4와 같이, 태그 수집 명령어를 받은 태그 #2는 도 3의 스캔 비트 맵을 검사해서 자신이 인식 슬롯 스캔 단계에서 선택한 슬롯에 해당하는 비트 값이 1이며 첫 번째 1의 값을 가진 비트인 것을 확인한 후, 태그 수집 단계에서 첫 번째 슬롯에서 리더에게 응답을 전송한다. 이와 유사하게 태그 4는 두 번째 슬롯에서 자신의 응답을 전송한다. 이때 태그의 응답에는 태그의 ID 정보와 함께 추가적인 데이터가 함께 포함한다.Therefore, as shown in FIG. 4, the tag # 2 receiving the tag collection command examines the scan bitmap of FIG. 3, and the bit value corresponding to the slot selected in the recognition slot scan step is 1 and the bit having the first 1 value. After confirming that, in the tag collection step, the response is sent to the reader in the first slot. Similarly, tag 4 sends its response in the second slot. At this time, the tag response includes additional data together with the ID information of the tag.

그리고 태그 수집 단계에서 프레임 시간이 완료되면 리더는 기존의 태그 수집 방식과 동일하게 정상적으로 수집 완료된 태그들에게 슬립 명령어를 전송하고 현재의 수집 라운드를 완료한다.When the frame time is completed in the tag collection step, the reader transmits a sleep command to the tags that are normally collected as in the conventional tag collection method and completes the current collection round.

한편, 표준의 태그 수집 과정에서는 도 1에서 보는 것과 같이 LP 단계에서 태그들의 ID 정보만을 수집하고, 추가적인 데이터 수집은 AP 단계에서 일대일 명령어를 사용하여 이루어진다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 LP 단계에서 태그-ID 외에 데이터를 같이 포함시켜서 응답을 전송하면 프레임 내의 슬롯 크기가 커짐에 따라 빈 슬롯과 충돌 슬롯에 의한 시간 낭비가 심각해져서 오히려 태그 수집 시간이 증가되기 때문이다. Meanwhile, in the standard tag collection process, as shown in FIG. 1, only the ID information of the tags is collected in the LP stage, and additional data collection is performed using a one-to-one command in the AP stage. This is because, as described above, if the response is transmitted by including the data together with the tag-ID in the LP step, as the slot size in the frame increases, time wastage caused by empty slots and collision slots becomes serious, and thus tag collection time increases. .

하지만 이와 달리 본 발명에 따른 태그 수집 방법에서는 리더가 인식 슬롯 스캔 단계에서 빈 슬롯과 충돌 슬롯의 발생을 검출하고 이를 제거해서 인식 슬롯만이 존재하는 태그 수집 단계를 수행한다. 그러므로 태그 수집 단계에서는 태그-ID 외에 추가 데이터를 포함시켜 전송하도록 하여 슬롯의 크기가 커지더라도 빈 슬롯과 충돌 슬롯에 의한 시간 낭비는 발생하지 않게 된다. However, in the tag collection method according to the present invention, the reader detects the occurrence of empty slots and collision slots in the recognition slot scanning step, and removes them to perform a tag collection step in which only the recognition slot exists. Therefore, in the tag collection step, additional data is included and transmitted in addition to the tag-ID, so that even if the slot size increases, time wasted by empty slots and collision slots does not occur.

이는 결론적으로 태그들로부터의 추가적인 데이터 수집을 위해 별도로 일대일 명령어를 사용할 필요 없이 리더는 태그 수집 단계에서 태그-ID와 함께 추가적인 데이터를 동시에 응답으로 전송받을 수 있게 되고, 이는 리더와 태그 간의 RF 통신 작업을 감소시켜 주어서 태그 수집 시간을 더욱 감소시키고 능동형 RFID 시스템에서는 태그의 배터리 소모도 감소시킬 수 있다.As a result, the reader can receive additional data together with the Tag-ID in response at the tag collection stage, without having to use a separate one-to-one command to collect additional data from the tags. In addition, the tag collection time can be further reduced by reducing the number of tags, and in active RFID systems, the tag's battery consumption can be reduced.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention as described above.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the described embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope are included in the present invention. It should be interpreted.

Claims

When the reader broadcasts a scan command to the tags and receives a tag response according to the scan command, the reader distinguishes a recognition slot from a collision and an empty slot based on the received tag response, and includes the divided slot information. A recognition slot scanning step of generating a scan bitmap to distinguish recognition slots in a frame;
And a tag collecting step of collecting ID information and additional data together from the tag selecting the recognition slot by broadcasting a collection command including recognition slot information classified in the recognition slot scanning step to the tags. How to collect tags.

delete

The method of claim 1,
And the scan bit map has bits equal to the number of slots in a frame.

The method of claim 3, wherein
And a value of 1 or 0 is recorded in each bit of the scan bit map according to a recognition slot or a collision and an empty slot divided according to each slot in the order of each slot in the frame.

The method of claim 1,
The tag response is a tag collection method characterized in that it has the detection information of the state (recognition slot or collision, empty slot) of the slot selected by the tag in the reader.

The method of claim 5, wherein
The tag response is a tag collection method, characterized in that the size of 1 to 2 bytes.

The method of claim 1, wherein the tag collection step
A reader broadcasting tags to tags a collection instruction comprising the generated scan bitmap;
Determining whether a response is transmitted by checking a bit value corresponding to a slot selected by the scan bitmap in the tag receiving the collection command;
If it is determined that the response transmission is not performed, the tag response is not transmitted. If it is determined that the response transmission is performed, the slot number to which the response is to be transmitted is set based on the order of the scan bitmap. Transmitting a tag response to a reader including additional data other than the ID information of the tag by the slot number;
Receiving a tag response transmitted from the tag at the reader and collecting tag ID information and additional data together.

The method of claim 7, wherein
The determination of the presence or absence of the response transmission is a tag collection method characterized in that the bit value corresponding to the slot selected by the tag in the scan bit map is recorded as a value defining the recognition slot and determines to perform the response transmission.