Radio Frequency IDentification (RFID) is a generic term for technologies which use RF waves to identify, track, or categorize any object. One of the research areas in RFID systems is the tag anticollision protocol; how to reduce identification time with a given number of tags in the field of an RFID reader. There are two types of tag anti-collision protocols for RFID systems: tree based algorithms and slotted ALOHA based algorithms. Since the tree based tag anticollision protocols achieve 100% read rate, we consider how to improve the performances of the tree based RFID tag anti-collision protocols.
This thesis proposes three methods for fast tag identification: bislotted tree based RFID tag anti-collision protocols, query tree based reservation, and the combining method of them.
First of all, bi-slotted tree based RFID tag anti-collision protocols, bi-slotted query tree algorithm (BSQTA) and bi-slotted collision tracking tree algorithm (BSCTTA), decrease in both prefix overhead and iteration overhead by the time-divided responses depending on whether the collided bit is '0' or '1'. Next, query tree based reservation (RN16QTA: the 16-bit random number aided query tree algorithm) diminishes in the tree depth on the identification process for decreasing the identification time. The query tree based reservation applies the characteristics of temporary IDs in EPC Class 1 Gen. 2 protocol to the query tree algorithm, which is for assigning slots to transmit tag IDs, instead of the real tag IDs. Finally, bi-slotted query tree algorithm takes the advantages of both BSQTA and RN16QTA.
sequently, these proposed methods can be used for enhancing the identification speed of RFID systems.
RFID(Radio Frequency IDentification)는 바코드(Barcode), 마그네틱 센서, IC-CARD 등과 같은 자동 인식의 한 분야로서 초단파나 장파를 이용하여 태그(Tag)의 마이크로칩에 저장된 데이터를 무선으로 인식하는 최첨단 기술을 말한다. RFID 는 태그의 정보를 얻기 위해 기존 방식에서 요구되었던 접촉이나 가시거리에서 판독기를 가지 고 스캐닝하는 별도의 과정이 필요 없으며, 대용량의 데이터를 전 송할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 물류, 유통 분야 및 금융 서비스 등에서 현재 사용 중인 바코드를 대체할 기술로 인식 되며 각광을 받고 있다.
그러나 RFID 는 인식한 데이터의 신뢰성 및 기술의 표준화 지 연 등의 문제점을 가지고 있으며, 인식률(Read rate)과 인식 속도 (Identification speed)의 향상을 위해 충돌방지 프로토콜(Anti-collision protocol)에 대한 연구 또한 필요하다.
본 논문에서는 RFID 시스템에서의 충돌에 관한 정의와 분류를 하고, 물류 유통분야에서 주류를 이룰 저비용 수동 RFID 태그로 인해 주어지는 제한사항과 요구사항을 살펴본 후, 기존의 태그 충 돌 방지 프로토콜의 개선점을 찾아 그 성능을 향상시킬 방법들을 고안하고자 하였다.
RFID 태그 충돌 방지 프로토콜의 개선은 크게 트리 구조에서 의 비 효율적인 질의를 개선하는 방법과 슬롯 알로하 구조에서의 슬롯 할당 방식의 효율성을 증대하는 방법으로 나뉜다. 먼저 질의의 효율성 개선을 위해 도입된 두 슬롯 트리 기반의 RFID 태그 충돌 방지 프로토콜(Bi-slotted tree based RFID tag anti-collision protocols)은 기존 트리 기반 RFID 태그 충돌 방지 알고리즘들이 충돌이 일어난 트리 깊이(Tree depth)에서 마지막 비트의 내용만 다른 두 번의 질의를 함으로써 시간을 낭비를 함에 따라 이를 기존 질의의 마지막 비트를 제외한 하나의 질의와 마지막 비트에 따른 두 슬롯으로의 시분할 응답을 이용해 개선하고자 하였다. 이를 통해 각 질의는 기존에 비해 ‘절반 - 1 비트’로, 질의-응답 횟수는 ‘절반’으로 줄어들게 된다. 다음으로 슬롯 할당 방식의 효율성을 증대하기 위해 도입된 쿼리 트리 기반의 예약 방법을 이용한 프로토콜(Query tree based reservation protocol)은 태그 아이디를 전송하는데 있어서 소모되는 슬롯의 수를 최소로 하고자 16 비트의 임시 아이디 (Temporary ID)와 쿼리 트리 알고리즘을 이용하여 예약 작업을 함으로써 개선하고자 하였다. 이는 EPC Class 1 Gen.2 프로토콜의 경우와 달리 프레임 상의 슬롯 할당이 아니라 쿼리 트리 알고리즘을 이용한 예약 방법을 사용함으로써, 충돌 및 빈 슬롯으로 인해 낭비되는 시간에 대한 영향을 없앨 수 있다.
이와 같은 방법으로 개선된 RFID 태그 충돌 방지 프로토콜을 이용하여, 효율적인 태그 인식을 가능하게 함으로써 고속으로 운용되는 RFID 시스템을 구성할 수 있게 하였다.
