KR20070113705A

KR20070113705A - Remote positioning system

Info

Publication number: KR20070113705A
Application number: KR1020060047314A
Authority: KR
Inventors: 오승돈; 김영민; 오경호; 손창훈
Original assignee: 오승돈; 김영민
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: KR100790489B1

Abstract

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 RFID 또는 지그비를 설치하여 분실된 열쇠 물건을 찾을 수 있는 원격 추적시스템을 제공함에 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a remote tracking system that can find a lost key by installing an RFID or ZigBee.

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 무선신호를 송수신하기 위한 안테나; 상기 안테나로부터 출력되는 신호를 이용하여 공진 주파수를 갖는 제1신호를 출력하기 위한 공진회로; 상기 제1신호의 위상을 고정하여 위상고정된 제2신호를 출력하기 위한 위상고정루프; 시스템 제어기에 의하여 RF 태그의 고유정보신호를 출력하기 위한 ID 메모리; 상기 제2신호와 상기 고유정보신호를 믹싱하기 위한 믹서; 상기 공진회로에서 출력된 제1신호를 직류전압으로 변환하기 위한 고주파 정류회로; 및 상기 직류전압에 의해 구동되고, 상기 믹서로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 앰프를 포함하는 RF 태그와, 상기 RF 태그의 고유정보신호를 마이크로 콘트롤러에 저장된 정보와 비교하여 신호를 발생하기 위한 신호 발생부를 포함하는 RF 리더를 포함한다.The remote location tracking system of the present invention includes an antenna for transmitting and receiving a radio signal; A resonance circuit for outputting a first signal having a resonance frequency by using the signal output from the antenna; A phase fixing loop for outputting a second phase locked signal by fixing the phase of the first signal; An ID memory for outputting a unique information signal of an RF tag by a system controller; A mixer for mixing the second signal and the unique information signal; A high frequency rectifying circuit for converting the first signal output from the resonance circuit into a DC voltage; And an RF tag driven by the DC voltage and including an amplifier for amplifying the signal output from the mixer, and generating a signal by comparing the unique information signal of the RF tag with information stored in a microcontroller. It includes an RF reader including a part.

Description

Remote position tracking system

도 1은 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 리더의 구성도,1 is a configuration diagram of an RF reader in a remote location tracking system according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 태그(Tag) 구성도,2 is a configuration diagram of an RF tag in a remote location tracking system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 RF 태그의 구성 중 공진회로의 구성도,3 is a configuration diagram of a resonant circuit in the configuration of an RF tag according to the present invention;

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 공진회로 중 캐패시터 스위치의 구성도.4A and 4B are diagrams illustrating a capacitor switch in a resonant circuit according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *

100: RF 리더 120: 송수신부 100 : RF reader 120: transceiver

130: 마이크로 콘트롤러 140: 신호발생부130: micro controller 140: signal generator

150: 자동차 원격제어기 200: RF 태그150: car remote controller 200 : RF tag

210: 공진회로 250: 믹서210: resonant circuit 250: mixer

260: ID 메모리 211: RF 태그 트랜시버 260: ID memory 211: RF tag transceiver

214: 캐패시터 스위치214: capacitor switch

본 발명은 위치추적 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는, RFID 또는 지그비를 이용하여, 분실물을 찾을 수 있는 원격 위치추적 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a location tracking system, and more particularly, to a remote location tracking system that can find lost items using RFID or ZigBee.

RFID는 초소형 IC 칩에 식별정보를 입력하고 무선주파수를 이용하여 이 칩을 지닌 물체나 동물·사람 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술이다. RFID is a technology that can input identification information into a tiny IC chip and recognize, track, and manage objects, animals, and people with the chip using radio frequency.

IC 칩은 무선 안테나와 함께 물체에 쉽게 부착될 수 있도록 다양한 모양과 크기의 RFID 태그(Tag)에 내장되어 있고, 이러한 태그의 정보는 RF 리더(Reader)라 불리는 무선 단말에 의하여 읽혀지고 네트워크에 연결된 컴퓨터에서 데이터 처리가 이루어진다. IC chips are embedded in RFID tags of various shapes and sizes so that they can be easily attached to objects with a wireless antenna. The information of these tags is read by a wireless terminal called an RF reader and connected to a network Data processing takes place on the computer.

종래의 물체, 동물 또는 사람 등의 위치를 확인할 수 있거나, 추적할 수 있는 방법으로는 위성항법장치인 GPS(global positioning system)가 활용되고 있다.As a conventional method of identifying or tracking the position of an object, an animal, or a person, a global positioning system (GPS), which is a satellite navigation system, is utilized.

GPS는 현재 단순한 위치정보 제공에서부터 항공기·선박·자동차의 자동항법 및 교통관제, 유조선의 충돌방지, 대형 토목공사의 정밀 측량, 지도제작 등 광범위한 분야에 응용되고 있으며, GPS 수신기는 개인 휴대용에서부터 위성 탑재용까지 다양하게 개발되어 있다.GPS is currently applied in a wide range of fields, from providing simple location information to automatic navigation and traffic control of aircraft, ships and automobiles, to preventing collisions of oil tankers, precise surveying of large-scale civil works, and mapping. It is developed variously to dragon.

위치와 관련한 정보를 알기 위해서는 GPS 수신기로 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 정확히 계산한다.In order to know the information related to the position, the GPS receiver measures the exact time and distance from three or more satellites and calculates the current position according to the triangulation method of three different distances.

나침반과 달리 GPS는 위도·경도·고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도정보와 함께 정확한 시간까지 얻을 수 있다. 위치 정확도는 군사용과 민간용에 따라 차 이가 있으며, 민간용은 수평·수직 오차가 10∼15m 정도이며 속도측정 정확도는 초당 3cm이다. Unlike compasses, GPS can get accurate time with latitude, longitude, and altitude, as well as three-dimensional velocity information. Positional accuracy differs according to military and civilian use. For civilian use, the horizontal and vertical error is about 10-15m and the speed measurement accuracy is 3cm per second.

그러나, GPS는 이동통신사에 가입하여 일정 비용을 지불하여야 가능하고, 특히, 소지품의 경우 정확한 위치보다는 신호음에 따른 대략적인 위치만을 알면 되므로 GPS를 적용하기에는 부적합하다는 단점이 있다. However, GPS is required to pay a certain cost by joining a mobile carrier, in particular, because the belongings need only know the approximate location according to the beeping sound rather than the exact location has the disadvantage that it is not suitable to apply GPS.

본 발명은 RFID 또는 지그비를 설치하여 리더와 태그간의 송수신되는 신호로 분실된 물건을 용이하게 찾을 수 있는 원격 위치추적 시스템을 제공함에 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a remote location tracking system that can easily find a lost object by the signal transmitted and received between the reader and the tag by installing the RFID or Zigbee.

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 무선신호를 송수신하기 위한 안테나; 상기 안테나로부터 출력되는 신호를 이용하여 공진 주파수를 갖는 제1신호를 출력하기 위한 공진회로; 상기 제1신호의 위상을 고정하여 위상고정된 제2신호를 출력하기 위한 위상고정루프; 시스템 제어기에 의하여 RF 태그의 고유정보신호를 출력하기 위한 ID 메모리; 상기 제2신호와 상기 고유정보신호를 믹싱하기 위한 믹서; 상기 공진회로에서 출력된 제1신호를 직류전압으로 변환하기 위한 고주파 정류회로; 및 상기 직류전압에 의해 구동되고, 상기 믹서로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 앰프를 포함하는 RF 태그와, 상기 RF 태그의 고유정보신호를 마이크로 콘트롤러 에 저장된 정보와 비교하여 신호를 발생하기 위한 신호 발생부를 포함하는 RF 리더 를 포함한다.The remote location tracking system of the present invention includes an antenna for transmitting and receiving a radio signal; A resonance circuit for outputting a first signal having a resonance frequency by using the signal output from the antenna; A phase fixing loop for outputting a second phase locked signal by fixing the phase of the first signal; An ID memory for outputting a unique information signal of an RF tag by a system controller; A mixer for mixing the second signal and the unique information signal; A high frequency rectifying circuit for converting the first signal output from the resonance circuit into a DC voltage; And an RF tag driven by the DC voltage and including an amplifier for amplifying a signal output from the mixer, and generating a signal by comparing the unique information signal of the RF tag with information stored in a microcontroller. It includes an RF reader including a part.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 리더의 구성도이다.1 is a block diagram of an RF reader in a remote location tracking system according to the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 리더(100)는 자동차 원격 제어기(150)가 구비된 열쇠고리(110) 또는 자동차 열쇠의 손잡이에 적용할 수 있다.RF reader 100 according to an embodiment of the present invention can be applied to the key ring 110 or the handle of the car key provided with the car remote controller 150.

RF 리(100)더의 송수신부(120)는 RF 태그(Tag)와 송신한 신호를 수신하여 마이크로 콘트롤러(130)로 출력하고, 마이크로 콘트롤러(130)는 이 신호를 태그의 고유정보 또는 번호와 일치여부를 판단하여 일치할 경우, 신호발생부(140)가 스피커이면 소리를, 고휘도 LED(도시안됨)면 빛을 발생시킨다. The transceiver 120 of the RF reader 100 receives a signal transmitted from the RF tag and outputs the signal to the microcontroller 130. If it is determined whether or not to match, if the signal generator 140 is a speaker, it generates a sound, and if a high brightness LED (not shown) generates light.

이때, 스피커 또는 고휘도 LED의 구동을 위한 전원은 자동차 원격제어 기(150)에 포함된 전원에서 공급받는다.At this time, the power for driving the speaker or high brightness LED is supplied from the power included in the vehicle remote controller 150.

도 2는 본 발명에 따른 원격 위치추적 시스템 중 RF 태그의 구성도이다.2 is a block diagram of an RF tag in the remote location tracking system according to the present invention.

본 발명에 따른 RF 태그(200)는 안테나, 공진회로(210) 및 IC 칩(280)으로 구성되어 있으며, 전화기와 같이 항상 일정한 위치에 존재하는 물건에 부착하여 사용할 수 있다. RF tag 200 according to the present invention is composed of an antenna, a resonant circuit 210 and the IC chip 280, and can be used to attach to an object that is always present in a certain position, such as a telephone.

먼저, RF 리더(100)의 송수신부에서 송신된 신호는 안테나를 거쳐 공진회로(210)로 입력된다. 공진회로(210)는 가변 캐패시터 스위치를 포함하고 있어 안테나를 통하여 RF 리더(100)로부터 송신된 송신신호를 수신하여 송신신호의 주파수와 튜닝된 공진 주파수를 갖는 제1신호를 출력한다.First, the signal transmitted from the transceiver of the RF reader 100 is input to the resonant circuit 210 via an antenna. The resonant circuit 210 includes a variable capacitor switch and receives a transmission signal transmitted from the RF reader 100 through an antenna and outputs a first signal having a frequency and a tuned resonance frequency of the transmission signal.

PLL(phase locked loop,240)은 공진회로(210)에서 출력된 제1신호를 입력받아 위상을 고정하여 위상 고정된 기준 주파수를 갖는 제2신호를 출력하고, 위상 고정된 제2신호는 시스템 제어기(270)에 의하여 제어되는 ID 메모리(260)로부터 출력되는 RF 태그(200)의 고유정보가 들어있는 고유정보신호와 믹서(250)에서 믹싱되어 출력된다. PLL (phase locked loop) 240 receives the first signal output from the resonant circuit 210 to lock the phase and output a second signal having a phase-locked reference frequency, the phase-locked second signal is a system controller A unique information signal containing the unique information of the RF tag 200 output from the ID memory 260 controlled by 270 is mixed and output by the mixer 250.

믹서(25)에서 출력된 고유정보신호는 앰프(230)에서 증폭되어 송출되는데, 앰프(230)의 구동을 위하여 RF 정류회로(220)는 공진회로(210)에서 출력된 제1신호를 DC로 변환하여 앰프(230)에 공급한다.The unique information signal output from the mixer 25 is amplified and output from the amplifier 230. In order to drive the amplifier 230, the RF rectifying circuit 220 converts the first signal output from the resonance circuit 210 into DC. It converts and supplies it to the amplifier 230.

송출된 고유정보신호는 RF 리더(100)의 송수신부(120)로 입력되고, 송수신부(120)와 연결된 마이크로 콘트롤러(130)에 이미 저장된 정보와 비교한다.The transmitted unique information signal is input to the transceiver unit 120 of the RF reader 100 and compared with information already stored in the microcontroller 130 connected to the transceiver unit 120.

본 발명의 일실시예 따른 RF 리더(100)는 RF 태그(200)에서 송출된 신호와 마이크로 콘트롤러(130)에 이미 저장된 정보가 같으면 신호 발생부(140)에서 소리 또는 빛을 발생한다.The RF reader 100 according to an embodiment of the present invention generates sound or light from the signal generator 140 when the signal transmitted from the RF tag 200 is equal to the information already stored in the microcontroller 130.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 리더와 RF 태그(200)와의 통신 프로토콜은 마이크로 콘트롤러의 펌웨어로 처리되는데, 이때, 먼저 시작 바이트(start byte), ID, BCC 코드 및 종료 바이트(stop byte)등을 받아 구별한다. The communication protocol between the RF reader and the RF tag 200 according to an embodiment of the present invention is processed by the firmware of the microcontroller. At this time, a start byte, an ID, a BCC code, a stop byte, etc. Take and distinguish.

본 발명의 일실시예에 따른 RF 태그(200)는 에너지원 유무에 따라 능동(Active)형과 수동(Passive)형으로 분류된다. The RF tag 200 according to an embodiment of the present invention is classified into an active type and a passive type according to the presence or absence of an energy source.

수동형 태그는 IC 칩(280)에 내장되어 있는 자료를 전송하기 위해 필요한 에너지원을 RF 리더(100)에서 보내주는 신호에서 취득하고, 능동형 태그는 자체 내에 내장되어 있는 에너지원에서 전력을 얻는다. The passive tag is obtained from a signal sent from the RF reader 100 to the energy source required to transmit data embedded in the IC chip 280, and the active tag is powered from an energy source embedded in itself.

본 발명의 일실시예에 따른 ID 메모리(260)는 메모리 형식에 따라 읽기만 가능한 형식(ROM)과 읽고 쓰기가 가능한 두 종류(RAM)의 형식이 있다. 이런 RF용 태그가 내장된 카드의 장점은 보안성과 높은 신뢰성, 다기능, 사용 편리성 등과 같은 기능을 보유하고 있어서 카드 사용자에게 편리함을 제공한다.The ID memory 260 according to an embodiment of the present invention has two types of read only (ROM) and two types of read (write) (RAM) according to the memory type. The advantage of a card with an RF tag is that it provides convenience for card users with features such as security, high reliability, multifunction, and ease of use.

도 3은 RF 태그를 구성하고 있는 도 2의 공진회로(210)의 구성을 도시한 것으로, 본 발명에 따른 공진회로(210)는 RF 태그 트랜시버(211), 코일(212), 캐패시터(213) 및 캐패시커 스위치(214)를 포함한다.3 illustrates a configuration of the resonant circuit 210 of FIG. 2 constituting an RF tag. The resonant circuit 210 according to the present invention includes an RF tag transceiver 211, a coil 212, and a capacitor 213. And a capacitor switch 214.

본 발명에 따른 공진회로의 구성으로부터 공진 주파수(f1)를 구하면 아래와 같다.The resonance frequency f1 is obtained from the configuration of the resonance circuit according to the present invention as follows.

따라서, 캐패시터 스위치(304)의 용량이 C1 일때, 공진 주파수(f2)는 아래와 같다Therefore, when the capacitance of the capacitor switch 304 is C1, the resonance frequency f2 is as follows.

만약, 캐패시터 스위치(304)의 작동으로 캐패시터의 용량(C2)이 변화하였을때, 공진 주파수(f3)는 아래와 같다.When the capacitor C2 of the capacitor is changed by the operation of the capacitor switch 304, the resonance frequency f3 is as follows.

즉, 캐패시턴스의 변화를 공진 주파수로 변환하여 RF 리더와 송수신이 가능한 주파수를 갖는 신호로 출력하게 된다. That is, the change in capacitance is converted into a resonant frequency and output as a signal having a frequency that can be transmitted and received with the RF reader.

그림 4a 및 4b는 본 발명에 따른 캐패시터 스위치의 작동을 입체도로 도시한 것으로 캐패시터(401) 상부에 스위치(402)가 형성되어 있고, 스위치(402)는 스프링(403)과 부착되어 있다. Figures 4a and 4b shows the operation of the capacitor switch according to the present invention in a three-dimensional view, the switch 402 is formed on the capacitor 401, the switch 402 is attached to the spring 403.

스위치(402)를 누르면 캐패시터(402)를 구성하는 두 전극간 거리(d)가 줄어들면서 충전용량이 변하게 되고 이에 따라 주파수의 변화가 발생되는데 이를 이용하여 RF 리더에서 송출되어 입력되는 신호의 주파수와 튜닝을 한다. When the switch 402 is pressed, the distance d between the two electrodes constituting the capacitor 402 decreases, and thus the charging capacity is changed, thereby changing the frequency. Tuning

본 발명의 실시예에 따른 원격 위치 추적시스템은 RF 리더 대신 지그비 트랜 시버를 사용할 수 있다. The remote location tracking system according to the embodiment of the present invention may use a Zigbee transceiver instead of the RF reader.

본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 원격 위치추적 시스템은 RF 리더와의 튜닝을 위한 공진회로와 ID 메모리에 입력된 고유정보를 신호로 송출하기 위한 RF 태그; 상기 신호를 입력받아 분석하기 위한 마이크로 콘트롤러를 포함하는 지그비 트랜시버; 및 상기 마이크로 콘트롤러에서 분석된 결과를 신호음으로 출력하기 위한 스피커를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a remote location tracking system comprising: an RF tag for transmitting a resonant circuit for tuning with an RF reader and unique information input to an ID memory; A Zigbee transceiver including a microcontroller for receiving and analyzing the signal; And a speaker for outputting a result analyzed by the microcontroller as a signal tone.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치추적 방법은 지그비 트랜시버에서 신호를 송출하는 단계; RF 태그에서 캐패시터 스위치를 작동시켜 공진 주파수를 발생시킨 후 상기 신호와 튜닝한 후 입력받는 단계; 및 상기 신호를 기준신호로 변환한 후 ID 메모리에서 출력된 신호와 믹싱하여 믹싱신호를 송출하는 단계; 상기 믹싱신호를 상기 지그비 트랜시버와 연결된 마이크로 콘트롤러에서 분석하여 스피커로 신호음을 발생하는 단계를 포함한다.In addition, the position tracking method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of transmitting a signal from the Zigbee transceiver; Generating a resonant frequency by operating a capacitor switch in an RF tag, and tuning and receiving the signal; Converting the signal into a reference signal and mixing the signal with an output signal from an ID memory to transmit a mixed signal; Analyzing the mixing signal in a microcontroller connected to the Zigbee transceiver to generate a signal sound to a speaker.

지그비는 생활환경을 기준으로 정의된 근거리 개인 통신 네트워크인 PAN(Personal Area Network) 기술 중 하나로서, 2.4Ghz의 주파수에서 사용되며, 가정 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 반경 30미터 내외의 근거리통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술로서 전력소모가 매우 작다는 것이 특징이다. ZigBee is one of the Personal Area Network (PAN) technology, which is a short distance personal communication network defined based on the living environment, and is used at a frequency of 2.4Ghz. The technology for computing is characterized by very low power consumption.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with reference to the preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible.

본 발명의 원격 위치추적 시스템은 분실 가능성이 높은 소지품에 RFID를 사용함으로써, 분실시 주변에서 쉽게 찾을 수 있는 현저하고도 유리한 효과가 있다.The remote location tracking system of the present invention has a remarkable and advantageous effect of using RFID for belongings that are highly likely to be lost.

Claims

An antenna for transmitting and receiving radio signals;

A resonance circuit for outputting a first signal having a resonance frequency by using the signal output from the antenna;

A phase fixing loop for outputting a second phase locked signal by fixing the phase of the first signal;

An ID memory for outputting a unique information signal of an RF tag by a system controller;

A mixer for mixing the second signal and the unique information signal;

A high frequency rectifying circuit for converting the first signal output from the resonance circuit into a DC voltage; And

An RF tag driven by the DC voltage and including an amplifier for amplifying a signal output from the mixer;

An RF reader comprising a signal generator for generating a signal by comparing the unique information signal of the RF tag with information stored in a microcontroller.

Remote location tracking system comprising a.

The method of claim 1, wherein the resonant circuit,

A transceiver for receiving a signal output from the antenna and outputting a first signal;

A coil and a capacitor connected in parallel to the transceiver and for generating the first signal; And

A capacitor switch connected in parallel with the capacitor

Remote location tracking system comprising a.

The method of claim 2, wherein the capacitor switch,

First and second electrode plates; And

A push switch bonded to the first electrode plate and having a restoring capability;

Remote location tracking system comprising a.