RFID 시스템에서의 효율적인 태그 인식을 위한 충돌 방지 알고리즘
Anti-collision algorithm for efficient tag identification in RFID system
- 주제(키워드) RFID , anti-collision , passive tag , RFID reader , performance evaluation
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 김재현
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
Radio Frequency Identification(RFID) 기술은 RF 통신을 이용하여 사물을 인식하는 기술로써 다양한 분야에서 각광받고 있는 기술이다. 일반적인 RFID 시스템은 RFID 리더와 수동 태그(Passive tag), 그리고 컨트롤러 등으로 구성된다. 수동 태그를 이용하는 RFID 시스템은 수동 태그의 시스템 특성상 많은 문제를 갖고 있다. 특히 다양한 충돌 문제(collision problem)들이 발생하여 이를 해결하는 충돌 방지(anti-collision) 알고리즘이 시스템 성능을 좌우하게 되는 중요한 요소중 하나가 된다. 본 논문에서는 860MHz-930MHz UHF(ultra high frequency) 대역에서 동작하는 EPC Class 1 RFID 시스템에서 태그 충돌 문제(tag collision problem)를 해결하기 위한 태그 충돌 방지 알고리즘을 분석하고 새로운 알고리즘을 제안하였다. 이를 위해 직접 실험을 통하여 기존에 사용되고 있는 시스템의 충돌 방지 알고리즘을 분석하였다. 분석을 위해 리더 무선 단의 전송 파형을 관찰하고, 다시 명령어의 시퀀스로 바꾸는 방법을 사용하였다. 그리고 분석한 내용을 토대로 기존의 알고리즘을 향상시켜 RFID 태그 인식 속도를 향상 시킬 수 있는 새로운 `고속 충돌 방지 알고리즘'을 제안하였다. 또 기존의 알고리즘과 제안한 알고리즘의 성능을 비교하기 위해 수학적인 분석을 통하여 각각의 명령어 전송 횟수와 태그 인식 시간을 구하였으며, 시뮬레이션을 통하여 수학적인 분석 결과를 검증하였다. 결과에 따르면, 고속 충돌 방지 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 초당 태그 인식속도 면에서 약 89.2%의 성능 향상을 보였다. 따라서, 제안한 알고리즘을 실제 시스템에 적용할 경우, 시스템 성능이 크게 향상될 것으로 기대할 수 있다.
more초록/요약
The radio frequency identification (RFID) system is a simple form of ubiquitous sensor networks that are used to identify physical objects. The RFID system identifies the unique tag ID or detailed information saved in them attached to objects. Passive RFID systems generally consist of three components - a reader, passive tags, and a controller. The reader interrogates tags for their ID or detailed information through RF communication link, and contains internal storage, processing power, and so on. Tags get the processing power through RF communication link from the reader using back scattering and use this energy for on-tag computations and communication with the reader. There are various collision problem due to the characteristic of the RFID system. So, the ability to resolve these collision problems is crucial in the performance of the RFID system. We analyze the tag identification procedure of conventional EPC Class 1 RFID system and propose the fast anti-collision algorithm for the performance improvement of the system. In the proposed algorithm, the reader uses information of tag collisions and reduces unnecessary procedures of the conventional algorithm. We evaluate the performance of the proposed anti-collision algorithm and the conventional algorithm using mathematical analysis and simulation. According to the results, we found that the proposed algorithm shows about 89.2% performance improvement compared to the conventional algorithm in aspect of the identification rate(tags/sec). Consequently, if the proposed fast anti-collision algorithm applies to EPC Class 1 RFID system, the reader can identify more tags within shorter time.
more목차
제1장 서론 = 1
제2장 기존 충돌 방지 알고리즘 = 5
2.1 이진 트리 탐색 알고리즘 = 5
2.2 동적 이진 트리 탐색 알고리즘 = 6
2.3 슬롯 단위 이진 트리 알고리즘 = 8
2.4 수정된 슬롯단위 이진 트리 알고리즘 = 10
2.5 Bit-by-bit 이진 트리 알고리즘 = 11
제3장 EPC Class 1 충돌 방지 알고리즘 = 14
3.1 EPC Class 1 시스템 = 14
3.2 EPC Class 1 시스템에서의 충돌 방지 알고리즘 = 16
제4장 고속 충돌 방지 알고리즘 = 22
제5장 성능 분석 = 29
5.1 EPC Class 1 시스템의 충돌 방지 알고리즘 = 29
5.2 제안하는 충돌 방지 알고리즘 = 31
제6장 수학적 분석 및 시뮬레이션 결과 = 33
제7장 결론 = 41
참고 문헌 = 43
Abstract = 46
