korean sports

러닝머신 운동정보 관리를 위한

활용 연구RFID

손가락 마디마다 굳은살이 배긴 거친 손으로 한 모금의 담배연기를

마시며 들녘에 쌓인 노적가리를 바라보는 농부의 마음으로 연구 사업을

종결짓는 인사말을 다듬습니다 올해 연구과제 수행을 위해 뙤약볕과 장.

맛비 속에서도 수고를 아끼지 않은 연구원들에게 감사의 마음을 바쁜,

가운데서도 모내기와 김매기 등에 아낌없는 지원을 해주신 문화관광부,

국민체육진흥공단 대한체육회와 가맹단체 한국체육학회 그리고 많은, , ,

대학 교수님들께도 고마움을 전합니다.

돌이켜 보건데 한국체육은 지난 년간 체육인들의 노력에 힘입어 다20

른 사회 영역에서 찾아보기 힘든 눈부신 발전을 이루었습니다 그러나.

체육계가 직면하고 있는 다양한 도전을 감안할 때 향후 년에 대한, 20

전망은 그리 낙관적이지 못하며 구태와 안주에서 벗어나 변화와 혁신의,

대열에 동참하기를 요구하는 사회적 패러다임으로 둘러싸여 있습니다.

그러므로 체육계는 국민체육진흥이라는 공동의 목표 아래 상호 연계하

여 발전을 추구하는 노력을 기울임과 동시에 타 분야와의 교류 및 네트워

크 구성 등 총체적인 역량을 강화해야 할 것입니다.

그 동안 좋은 열매를 얻기 위해 체육과학연구원은 글로벌 경쟁력 확보

를 통한 연구 생산성 혁신이라는 기치를 내걸고 체육계 내외의 요구에

실천적으로 부응하고자 노력하여 왔습니다 무엇보다도 연구의 핵심 역.

량을 강화하고 외부 전문 인력 풀을 활용하여 연구의 질적 향상을 도모하

였으며 체육계 현장에서 요구하는 연구 수행을 통하여 실용적인 연구가,

이루어지도록 노력하였고 연구 계획과 결과에 대한 심사를 투명하게 추,

진하여 금년에는 편의 알찬 열매를 노적가리처럼 쌓아놓게 되었습니64

다 여기에는 대표선수를 포함한 엘리트선수의 경기력 향상을 위한 연구.

편 국민체육진흥을 위한 정책 현안 관련 연구 편 스포츠산업을25 , 28 ,

견인할 수 있는 연구 편이 담겨져 있습니다 이처럼 다양한 열매들은11 .

체육계가 직면하고 있는 여러 도전에 대한 본원 나름대로의 대처 방안을

제시한 것으로서 체육 분야 발전의 길잡이가 되어 우리나라 체육 선진화,

의 식탁 위에 귀한 양식으로 활용되기를 기대합니다.

노적가리를 바라보며 농부는 도회지로 나간 큰아들 내외 건너 마을로,

시집간 딸과 사돈댁 동네 어르신들을 떠올리며 머릿속으로 노적가리를,

나눠봅니다 그리고 내년 봄 농사의 구상에 잠깁니다 체육과학연구원도. .

지금 엘리트체육 생활체육 학교체육 장애인체육 등 더 많은 열매를, , ,

더욱 풍성하게 가꿀 년도 연구사업 구상에 빠져 있습니다 내년에는2007 .

차별화된 연구를 통하여 체육과학연구원의 존재 가치를 드높이고, 미래

체육에 관한 본격적인 연구를 시작하여 우리나라 체육 발전의 새로운

기틀을 세워 나가고자 합니다 이 일은 우리 연구원만의 힘으로는 부족하.

므로 체육단체 체육학자 스포츠산업 종사자 등 체육계 여러분들의 좋은, ,

아이디어와 조언 그리고 아낌없는 참여를 당부 드립니다.

귀한 열매를 얻기까지 우리 농사를 도와주신 문화관광부 국민체육 진,

흥공단 대한체육회와 가맹단체 대학 교수님들께 다시 한번 깊은 감사를, ,

드립니다 그리고 본 보고서에 수록된 내용들은 연구자의 견해에 기반을.

두고 있으며 연구원 전체의 입장이 아님을 밝혀둡니다, .

년 월2006 12

국민체육진흥공단 체육과학연구원

원장 이 종 각

본 과제는 스포츠 분야에 있어서 유비쿼터스 실현을 위한 시스템의

일부를 구현하는 것이다 유비쿼터스 시스템을 구현하기 위하여 대표.

적인 유산소 운동기구의 하나인 러닝머신에 기술을 구현하였고, RFID

시스템 검증을 하기 위한 실험을 하였다.

운동하고자 하는 개인을 인식하기 위하여 러닝머신에 리더를RFID

부착하고 태그로부터 를 인식한다 인식된 정보는 제어박RFID ID . ID

스에 전송하여 이전에 운동했던 운동이력 정보 등을 그래프 등 다양한

방법으로 표시하거나 참조할 수 있도록 한다 만약 가 등록되어 있지. ID

않으면 등록 절차를 밟도록 프로그램 되어 있다 또한 제어박스에서는.

저장되어 있는 를 각 개인별 운동량과 통계처리를 수행한다DB .

태그의 주파수는 을 사용하였으며 대중교통카드 주RFID 13.56 ,파수이기도 하다 또한 러닝머신과 제어박스간의 프로토콜은. CSAFE

프로토콜을 기반으로 검토하였으며 검토 결과 기본 기능과 확장 기능,

으로 나누었다 기본 기능 프로토콜에는 국내 러닝머신에 필요한 기능.

을 추가하여 가칭 프로토콜로 정리하였다KoreaCSAFE .

본 연구에서는 종류의 프로그램을 제작하였으며 첫째 통신보드3 , ,

를 실험하기 위한 프로그램 둘째로는 프로토콜을 시험하기, CSAFE

위하여 러닝머신을 대신한 시뮬레이터 프로그램 셋째로 리더와, RFID

통신 보드를 제어하고 신호를 처리하는 제어박스 프로그램으로 제작되

었다 전자회로 설계 및 제작은 두 부분이며 하나는 러닝머신과 제어. ,

박스 간의 통신하는 통신 보드 또 다른 하나는 태그의CSAFE , RFID

를 인식할 수 있는 리더이다ID RFID .

이와 같은 연구를 통하여 러닝머신에서 운동하는 사람의 운동이력

등에 관한 정보를 줄 수 있는 시스템을 구현 하였으며 추후 인터넷,

망과 연결하고 연구원에서 운영하고 있는 사이버체력관리시스템과,

연동함으로써 언제 어디서나 운동량 정보를 주고받을 수 있는,

유비쿼터스 휘트니스 시대로 진입하여야 한다u-Fitness( ) .

목 차

서론I. ···································································································· 1

연구의 필요성 및 목적1. ································································ 1가 연구의 필요성. ······································································· 1나 연구의 목적. ···········································································4연구 내용 및 방법2. ······································································· 5가 연구 내용. ··············································································· 5나 연구 방법. ··············································································· 7

본론II. ································································································ 11

기술 개요 및 발전 전망1.RFID/USN ········································ 11가 기술개요. RFID/USN ·························································· 11나 국내외 연구 동향. ······························································· 14다 핵심 기술 및 전망. RFID/USN ······································· 19라 개발 계획 정통부. RFID/USN [ ] ········································23시스템 구성2. ················································································ 26가 본 과제의 시스템 구성. ··················································· 26나 본 시스템의 하드웨어 구현. ············································· 30다 본 시스템의 통신 프로토콜. ············································· 36러닝머신의 기술 적용3. RFID ················································· 51

ⅰ

목 차

미들웨어 프로그램4. ···································································· 56가 러닝머신 제어 프로그램. ··················································· 56나 제어박스 프로그램. ·····························································65

실험 및 결과III. ············································································ 76

결론IV. ······························································································ 79

참고문헌 ·······························································································81

부록 ······································································································· 82회로도 구성 회로도：

목 차

표 정부 선도사업 현황< 1- 1> RFID ·············································· 2표 제품과 타 제품과의 비교< 1- 2> RFID ····································3표 그림 의 커넥터 설명< 2- 1> 2-21 J1 ······································ 33표 그림 의 커넥터 설명< 2- 2> 2-21 J3 ····································· 33표 그림 의 커넥터 설명< 2- 3> 2-21 J2 ····································· 34표 리더의 전자파 성능표< 2- 4> RFID ·····································34표 프레임구조 중 의 상태< 2- 5> Previous Frame ·················· 37표 프레임 구조중 의 상태< 2- 6> slave ······································· 38표 상태 변경 명령< 2- 7> slave ··················································· 39표 자동 업로드 프래그< 2- 8> ······················································· 39표 준비상태에 내려지는 명령< 2- 9> ··········································40표 운동 데이터 설정 명령< 2-10> ·················································41표 텍스트 메시지 명령< 2-11> ·······················································42표< 2-12> 에 텍스트 메시지의 상태를 요청하는 명령slave ·····42표 메시지 타입 정의< 2-13> ···························································42표 로부터 정보를 요청하는 명령< 2-14> slave ···························43표 운동데이터 요청명령< 2-15> ·····················································44표 로부터 외부제어신호 회수명령< 2-16> slave ·························45표 능력 요청명령< 2-17> slave ·······················································45표 능력코드< 2-18> ···········································································46표 정보코드< 2-19> ···········································································47

목 차

표 단위< 2-20> ··················································································47표 에러 복구의 예< 2-21> ·······························································50표 상태 설정 명령어< 2-22> Slave ················································ 57표< 2-23> 로 전송할 설정 데이터Slave (Long Command) ····· 59표 로부터 요구할 데이터 명령어< 2-24> Slave (Short ommand)

··························································································60

목 차

그림< 1- 1> 러닝머신 운동정보관리를 위한 활용 개념도RFID ······ 6그림 연구과제 진행 및 분담 흐름도< 1- 2> ····························· 10그림 개념도< 2- 1> USN ································································· 11그림 서비스 개념도< 2- 2> RFID ················································· 12그림 센서 네트워크 개념도< 2- 3> u- ·········································· 12그림 동작 원리 구성도< 2- 4> RFID ··········································· 13그림 미국의 를 이용한 구성도< 2- 5> EPC ································· 15그림 일본의 활용< 2- 6> RFID ····················································· 16그림 주파수 대역별 이용현황< 2- 7> RFID ······························· 20그림 수동형 리더기의 여러 가지 모양< 2- 8> ···························22그림 전자 태그 형태< 2- 9> ···························································23그림 정보통신부의 기술 로드맵< 2-10> ······································· 23그림 기술 적용 유비쿼터스의 기본 조성을 위한< 2-11> RFID

흐름도 ··········································································· 25그림< 2-12> 기술의 러닝머신 적용 서비스 연계 구성도RFID ····· 26그림 본 연구에서 사용하는 태그 반지형< 2-13> RFID ( ) ·········· 27그림 본 연구에서 사용하는 리더< 2-14> RFID ························· 28그림 러닝머신 제어 보드< 2-15> ··················································· 29그림 통신 보드< 2-16> CSAFE ······················································ 29그림 기본 원리< 2-17> RFID ························································· 30그림 에너지 전송 원리< 2-18> RFID ············································31

목 차

그림 리더의 회로 구현< 2-19> RFID ············································31그림< 2-20> 리더 전자회로와 안테나의 체결된 모양RFID ···· 32그림 리더 전자회로 커넥터 위치< 2-21> RFID ························· 32그림 통신 보드 전자회로도< 2-22> CSAFE ······························· 35그림 통신 프레임구조< 2-23> CSAFE ········································· 36그림 통신 프레임 흐름도< 2-24> CSAFE ··································· 37그림 데이터 전송의 예< 2-25> (I) ··················································48그림 데이터 전송의 예< 2-26> (II) ················································49그림 데이터 전송의 예< 2-27> (III) ···············································49그림 데이터 전송의 예< 2-28> (IV) ··············································· 50그림 러닝머신의 기술 적용< 2-29> RFID ··································· 51그림 리더 및 커넥터< 2-30> RFID ···············································52그림 러닝머신에 부착한 리더< 2-31> RFID ······························· 52그림 리더와 제어박스 간에 연결 모습< 2-32> RFID ··············· 53그림 표시장치와 제어장치의 결선 모습< 2-33> ························ 54그림< 2-34> 러닝머신의 기술 적용을 시연하는 모습RFID ····· 55그림 통신포트 설정< 2-35> ···························································· 60그림 러닝머신 제어 프로그램< 2-36> ··········································· 61그림 명령 시험을 위한 화면< 2-37> ············································ 62그림< 2-38> 에 직접 명령을 내려 테스트 하는 화면Slave ····· 63그림 설정화면< 2-39> client ························································· 63그림 통신데이타 상태 화면< 2-40> ·············································· 64그림 화면< 2-41> APM_Setup 5 Monitor ··································66그림 새 데이터 원본 만들기 화면< 2-42> ·································· 66그림 선택 화면< 2-43> MySQL ODBC 3.51 Driver ················ 67그림 드라이버 설정화면< 2-44> MySql ODBC ····························67

목 차

그림 데이터베이스 접속 화면< 2-45> ·········································· 68그림 데이터베이스 접속 설정화면< 2-46> ·································· 68그림 데이터베이스 생성화면< 2-47> ············································ 69그림 생성한 데이터베이스 명령 설정화면< 2-48> ···················· 70그림 데이터베이스 생성 화면< 2-49> ·········································· 70그림 초기화면< 2-50> KoreaCSAFE Ver/.0 ······························ 71그림 미등록 화면< 2-51> RFID ······················································· 72그림 데이터 설정화면< 2-52> ························································ 72그림 인증화면< 2-53> RFID ··························································· 73그림 운동중 화면< 2-54> ································································ 74그림 운동종료 화면< 2-55> ···························································· 74그림 운동정보 확인화면< 2-56> ···················································· 75

서 론

시스템 은 전자태RFID (Radio Frequency IDentification systems)

그를 사물에 부착하여 사물이 주위 상황을 인지하고 기존 시스템과, IT

실시간으로 정보교환 및 처리할 수 있는 기술이다 네이버 백과사전( ).

이러한 기술은 대중 교통수단으로 사용하는 교통 카드 등을 통하여

쉽게 접할 수 있으며 국내의 일부 대형 사우나에서도 열쇠 대신, RFID

키를 사용하고 있을 정도로 우리 생활에 가깝게 다가오고 있다 또한. ,

최근 기술의 발달에 따라 휴대폰 등을 포함한 개인 휴대 단말IT , MP3

기에도 객체를 장착하여 각종 정보를 교환할 수 있게 되었다RFID .

이와 같이 객체를 이용한 기술은 컴퓨터와 접목하여 다양한 방면RFID

에 응용되고 있으며 사의 이지리빙 사의 쿨타운, MS (EasyLiving), HP

등을 대표적인 예로 들 수 있다 여기에 사용된 와(Cool Town) . RFID

컴퓨터를 접목하는 기술은 가정 업무 여행 오락 군사 등 다양한, , , ,

방면에 활용이 가능하며 앞으로도 그 응용 범위는 무한하다 할 수,

있다 김완석 이러한 기술의 유효성을 파악한 정부에서( , 2004). RFID

도 정보통신부를 주축으로 공공 분야에서 시장 저변 확대를 위한RFID

사업을 년 전부터 추진해 오고 있다 아래 표 은 최근 시행되고2 . 1-1

있는 정부의 선도 사업의 내용을 보여주고 있다RFID .

특히 정보통신부는 국방부 환경부 해양수산부 등 각 부처의, , RFID

러닝머신 운동정보 관리를 위한 활용 연구

시범사업 과제들 중 수요창출 파급효과가 상대적으로 큰 개 과제를9

선정 이 중 군수물자 등 공공 분야의 개 사업 과제를 먼저 시행하, 3 4～는 등 사업을 시작하였다.

또한 최근 병원에서 수술환자가 뒤바뀐 사고를 계기로 의료계에서도

시스템 도입을 적극 추진하고 있으며 전자신문RFID ( , 2006. 1. 19),

환자관리 뿐 아니라 신생아 혈액 약제관리 등에도 시스템 도입, , RFID

을 추진하고 있다.

2

0

0

4

년

조달청 물품관리시스템 구축 LG CNS

국방부 국방탄약관리 시스템 구축 히다찌LG

산업자원부 수출입국가물류 인프라 지원 이씨오

국립수의과학검역원 수입쇠고기 추적서비스 한화S&C

한국공항공사 항공수하물 추적통제시스템 구축 아시아나 IDT

해양수산부 항만물류 효율화 사업 사이버 로지텍

2

0

0

5

년

환경부 감염성 폐기물 관리시스템 구축 대우정보시스템

국방부 신무기체제 자산관리시스템 구축(F-15K) KT

통일부 개성공단 통행 및 전략물자 관리 시스템 구축 에스원

강원도청 대관령 한우 시스템 구축RFID 에스넷

인천광역시청 차세대 지식기반 항공화물 시범사업RFID 한진정보통신

국립현대미술관 뮤지엄 서비스u 현대정보기술

출처 전자신문( , 2006. 1. 3)：

이 외에도 보건복지부에서 식품 위해 사고 방지를 위한 식품기본안

전법 안( )을 입법 예고하여 법제화를 추진하고 있으며 대형식품업체,

풀무원 등 를 중심으로 식품 이력 등에 관한 정보 추적에 기법을( ) RFID

도입하려 하고 있다 전자 신문 그리고 정부의( , 2006. 1. 19). SW,

로봇산업에 년간 조 억 투자 계획 전자 신문RFID, 5 1 2000 ( , 2006. 1.

모바일을 통한 시범 사업 전자 신문 일상생16), RFID ( , 2006. 1. 25),

서 론

활의 적용 사례 한국일보 등에도 관심이 고조되고RFID ( , 2006. 1. 24)

있다.

기술의 등장 초기에는 태그의 크기 비싼 가격 제한된 기능RFID , ,

때문에 실험 수준에 그쳤으나 최근 정보 및 네트워크 기술의 진척에

따라 소형화 저가격화 고기능화가 실현되었고 다양한 분야에 적용이, ,

가능해졌다 다음의 표 는 와 바코드 기술 등을 비교하였으. 1-2 RFID

며 다른 기술과 비교하여 의 활용도가 훨씬 다양함을 알 수 있다, RFID .

인식방법 비접촉식 접촉식 접촉식 비접촉식

인식거리 0 50cm 리더에 삽입 리더에 삽입 0 5m

인식속도 초4 초4 초1 0.01 초0.1

인식률 이하95% 이상99.9% 이상99.9% 이상99.9%

투과력 불가능 불가능 불가능 가능 금속제외( )

사용기간 불가능 만 번 이내 년1 (4 ) 만 번 년1 (5 ) 만 번 년10 (60 )

보관Data 1 100byte 1 100byte 16 64byte 이하64k byte

Data Write 불가능 가능 가능 가능

손상률Card 매우 잦음 잦음 잦음 거의 없음

Tag Cost 가장 저렴 저렴 높음 이상($10 ) 보통($0.5~$1)

보안능력 거의 없음 거의 없음 복제불가 복제불가

재활용 불가능 불가능 가능 가능

출처( http://www.3alogics.com/)：

이와 같이 다양한 분야에서 를 이용한 시스템이 보급되고 그RFID

중요성이 점점 증가하고 있으나 스포츠용품 분야에서는 아직까지,

기술의 적용이 활발하게 이루어지지 않고 있다 현재 헬스클럽RFID .

등에서 개인별 운동 기록은 관리자가 컴퓨터에 직접 입력하거나 마그

네틱 카드 등을 사용하고 있다.

체육과학연구원에서도 국민 건강관리를 위하여 사이버체력관리시

스템 을 인터넷상에서 서비스 하고(http://www.cyber-finess.org)


있으나 이러한 정보시스템 네트워크에 운동기기들은 포함되어 있지,

않다 따라서 이러한 정보시스템의 활용도를 증가시키기 위한 방법.

중 하나로 기술을 도입한 운동기기들의 개발이 필요하다RFID .

또한 정보통신부에서는 선도사업 지원u-IT 사업으로 국가기관 및

공공기관 대상으로 과제당 억 원을 지원하고 있다 한국전산원30 ( ,

그러나 이는 시범사업 등을 통해 서비스 모델 검증을 마친 과제2006).

이며 산업 파급효과가 크고 관련 산업 육성을 위한 수요를 창출RFID

이 가능한 과제를 대상으로 하고 있다 따라서 체육과학연구원에서.

이러한 기초연구를 수행한 결과가 있어야 문화관광부를 통하여 신청하

고 지원받을 수 있으며 산업 전분야가 와 융합하고 하루가 달리, IT

변해가는 시점에서 과제를 수행하여 타 분야에 뒤처지는 결과를 초래

하지 말아야 한다.

본 연구에서는 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 급속히 확산 중인

유비쿼터스 환경에 적극 대처하기 위하여 기술을 활용하여 러, RFID

닝머신 이용자에 관한 체계적인 운동정보관리시스템을 구축하여 국민

건강 증진에 기여하고자 한다.

운동정보관리시스템에 를 사용하는 이유는 최근 기술의 발RFID IT

전에 발 맞춰 홈네트워크나 유비쿼터스 환경에 적합한 시스템을 구축

하는데 매우 유용하기 때문이다 초고속 통신망 의 확대로 언제. (BcN)

어디서나 네트워크 망에 연결할 수 있으며 원하는 서비스를 받을 수,

있는 시대가 다가오고 있으며 이러한 인프라를 이용한 유비쿼터스,

환경 구축 프로젝트 예 들이 속속 진행되고 있는 실정이다( u-City) .

유비쿼터스 환경에 적합한 운동정보관리시스템을 사용하게 되면,

집에서는 물론이고 헬스클럽이나 스포츠클럽에서도 자신에 알맞은 운

서 론

동 프로그램을 다운받아 사용할 수 있으며 그 기록이 자동 저장됨으로,

써 정확한 운동 관리가 가능하다 홈네트워크나 유비쿼터스 기술과.

접목된 다양한 멀티미디어 및 엔터테인먼트 요소가 가미된 서비스를

제공받을 수 있어 사용자가 지루하지 않게 운동을 할 수 있는 환경을

구축할 수 있다.

그리고 이러한 시스템을 전국적인 네트워크로 연결하고 체계적으로

관리할 수 있는 기반을 마련하게 됨으로써 범국가적인 국민건강관리도

가능하게 된다 최근까지 문화관광부 자료에 따르면 전국적인 시. ,

군 구에 설치된 국민체력센터는 여 곳에 이르지만 이러한 시설이300

체계적으로 관리되고 있지는 않는 것으로 조사되어 있다 이에 본 연구.

원에서는 정보통신부가 주관하는 시범사업에 적극적으로 참여하RFID

기 위한 기초연구를 조속히 수행하는 것이 바람직하다고 본다.

본 연구에서는 러닝머신에 기술을 접목한 기구를 개발하고자RFID

한다 아래 그림 은 러닝머신에 기술을 접목하는 전체 시스템. 1-1 RFID

을 보여주고 있다 스포츠센터의 러닝머신의 경우 기술을 이용. RFID

할 경우 다음과 같이 단계를 거쳐 운동관리를 서비스할 수 있다5 .

첫째 사용자는 자신의 신분이 기록된 태그를 사용한다, RFID .

둘째 태그를 러닝머신에 부착된 리더에 인식시킨다, RFID RFID .

셋째 인식된 정보는 서버로 전달되어 사용자에 맞는 운동프로그램,

을 러닝머신으로 내려 보내준다.

넷째 러닝머신은 내려 받은 프로그램에 따라 구동되며 사용자는, ,


이에 따른 운동을 수행한다.

다섯째 운동을 마치면 운동 결과를 서버로 전달하여 사용자의 운동, ,

이력으로 저장한다.

위의 단계의 수행 과정을 그림 에 번호로 기입하여5 1-1 서버에 사용

자 정보 쓰기(1) , 사용자 정보 확인(2) , 운동 프로그램 전달(3) , 운동

프로그램 실행(4) , 사용자 운동 결과 전달(5) 등으로 정의하였다 본.

연구에서는 시간 및 비용 등을 고려하여 전체 시스템 중 의 러닝RFID

머신 적용에 기본이 되는 사용자 정보 확인(2)와 운동 프로그램 실행

(4) 를 구현하였다.

본 과제에서 수행한 내용은 크게 가지이며 사용자 정보 확인과3 ,

리더 프로그램 개발 러닝머신 구동용 프로그램 개발이다RFID , .

서 론

개인별 러닝머신 사용자 정보 확인을 위하여 자신의 신분이 기록된

태그 와 기록된 정보를 읽는 리더가 있어야 한다 태그에 사용되RFID .

는 칩은 국내에서 생산되므로 손쉽게 구입이 가능하였다 근거RFID .

리용 저주파 태그를 구매하였으며 태그의 정보를 러닝머RFID RFID

신에 부착된 리더에서 인식할 수 있는 거리 등을 실험하였다RFID .

리더 프로그램의 주요 기능은 리더를 제어하며 태그의RFID RFID ,

정보를 러닝머신의 제어기와 교환한다 리더는 많은 정보량을. RFID

담을 수 없기 때문에 태그에서 인식된 신분 식별을 이용한 운동RFID

정보를 러닝머신 구동용 프로그램이 연동할 수 있도록 전자 회로를

설계하여 제작하였다 운동 정보량으로는 러닝머신을 사용하여 운동.

한 시간 운동 속도 몸무게 경사도 등을 메모리에 기록하고 컴퓨터에, , ,

전송하여 소모 칼로리 등을 연산할 수 있도록 하였다 그러나 이번.

과제에서는 인터넷연동 프로그램은 포함하지 않았다.

러닝머신 구동용 프로그램은 리더에 있는 프로그램과 통신을RFID

하고 동시에 러닝머신을 구동하는 역할을 한다 그리고 러닝머신 프로.

그램이 원활히 구동할 수 있도록 전자회로를 설계하고 제작하였다.

연구의 내용을 수행하기 위하여 문헌 및 인터넷 조사 전자회로 제,


작 태그 리더 및 관련 부품 구매 리더 프로그램, RFID / RFID , RFID

및 러닝머신 구동 프로그램을 개발하였다.

시장 및 기술 동향 시스템 기술 개요 표준화 동향 응용모RFID , , , u

델 등을 조사하기 위하여 관련 서적 구매 및 인터넷 검색하였다 또한.

태그 리더에 대한 현황을 파악하기 위하여 제조업체를RFID / RFID

조사하였다.

태그 리더 제조업체를 방문하여 태그와 리더 부품의 구매 및RFID /

개발지원에 대해 협의하였다 또한 관련 부품에 대한 동작원리. RFID

및 매뉴얼 등에 관하여 협의하였다 그리고 러닝머신 제조업체 약 개. ( 3

업체 를 방문하여 업체에서 필요한 사항 등에 대하여 협의하였다) .

리더 주변 및 러닝머신 통신을 동작시키기 위한 전자회로용RFID

작업을 외주로 수행하였고 부품 조립 후 동작 실험을 실시PCB A/W ,

하였다 완벽한 시스템을 구현하기 위하여 전자 회로 실험 및 프로그램.

의 버그를 수정하였다.

러닝머신과 인터페이스하는 프로그램을 리더에 내장할 수 있도RFID

서 론

록 제작하였다 인터페이스 프로그램은 태그로부터 입력된 식. RFID 별

번호와 운동량정보를 러닝머신의 제어기에 전달하는 역할을 한다.

러닝머신 관련 부품을 구매하여 리더를 부착할 수 있도록 일부RFID

를 개조하여 수행하였다 러닝머신 대는 제조업체의 협조를 얻었으. 2

며 대는 원활한 과제 수행을 위하여 리더 프로그래머가 실험을, 1 RFID

수행하고 있으며 또 다른 대는 연구원내에 설치하여 본 연구자가, 1

실험하였다.

및 통신프로토콜 표준화에 관하여 전문가 명 회의를 회 수RFID (5 ) 2

행하여 의견 및 자료를 수집하였다.

- 회 회의 자료 조사 기간에 러닝머신 제조업체 및 관련 전문가1 ：회의

회 회의 미들웨어 프로그램을 위한 관련 전문가 회의- 2 RFID：

기술을 활용한 러닝머신 이용자 운동정보 장치 시스템의 결과RFID

는 리더에 를 추가하여 개인 식별을 확인할 수 있도록 하고RFID LCD

러닝머신에 내장된 프로그램 동작 유무를 확인하였다.

앞에서 제시한 연구의 내용 및 연구 방법을 수행하기 위하여 과제

수행 과정을 담당 분야 별로 구분하여 그림 에 나타냈었다1-2 .

본 론Ⅱ

기술은 물품 등 관리할 사물에 아주 작은 전자태그를 전파를RFID

이용해서 사물의 정보 및 주변 환경정보를 자동으로(Identification)

추출하여 관리하는 것으로 지금까지 사람 중심 정보화에서(anyone)

사물을 중심 으로 정보화의 지평을 확대시킬 수 있는 신정(anything)

보화의 출현을 의미하며 향후 시장을 선도할 유망기술이다 서홍석IT ( ,

2004).

정보통신부는 기술을 기반으로 하는 정보화를 그림 과 같RFID 2-1

이 센서 네트워크 라는 개u- (USN Ubiquitous - Sensor Network)：념으로 정립하였으며 서비스를 활성화하고 센서 네트워크, RFID u-

인프라를 구축하여 국민소득 만 달러 달성을 위한 산업육성 정책2 IT

을 적극적으로 추진하고 있다.

모든 사물에 전자 태그 부착

사물 정보 및 환경정보까지 감지

네트워크에 연결하여 실시간 관리

UbiquitousUbiquitous

SensorSensor

NetworkNetwork출처 정보통신부 자료( )：


본 연구에서는 사물의 정보뿐만 아니라 사람의 행동 정보 특히 운동,

량 정보 등을 실시간으로 관리하고자 하며 이를 설명하기 위한, RFID

서비스 개념도를 그림 에 나타내었다2-2 .

환경: 공해감시, (자연)재해관리

병원: 환자및질병관리

홈네트워크

교통: 텔레매틱스, ITS, ETC

물류/유통: SCM, 재고관리,쇼핑센터: 자동계산대

RFIDRFID

가축관리: 유통이력

운동관리 : 운동정보량

도서관리

출처 정보통신부 자료( )：

본 론Ⅱ

그림 에서 보는 바와 같이 기술은 사물을 관리하거나 운동2-2 RFID

하고 있는 사람의 운동 정보량을 관리한다 정보관리는 아주 작은 전자.

태그를 사물에 부착하거나 운동하는 사람이 지니고 있으면 전파에 의

하여 관련 정보 를 컴퓨터 및 인터넷 서버에 저장하거(Identification)

나 저장된 정보를 알려 준다 이러한 기술을 기반으로 얻은 정보. RFID

를 네트워크와 연동되어 주고 받을 수 있도록 구성된 시스템을 센u-

서 네트워크 이다 그림(USN Ubiquitous - Sensor Network) . 2-3：은 센서 네트워크 개념도이다u- .

그림 에 보는 바와 같이 전자 태그와 센서에 의하여 얻어진 주변2-3

환경 정보 공해 운동량 정보 가축의 이력 도서 이력 등 가( , , , ) DMB,

휴대폰 인터넷 망 등 광대역통합망 에(Celluar, PCS), WLAN, (BCN)

연결하여 정보를 관리하는 것을 말한다 자세한 기술적 내용은. RFID

핸드북 이근호 외 인 을 참조하기 바라며 본 연구에서는 간략( 3 . 2006) ,

히 설명하고자 한다.

의 동작원리는 그림 를 이용하여 설명하여 보자RFID 2-4 .

출처 정보통신연구진흥원( )：


그림 에서 보는 바와 같이 기술은 크게 전자 태그2-4 RFID (RFID

와 리더 로 구별할 수 있다 태그에는 전자회Tag) RFID (Reader) . RFID

로가 내장 되어 있으며 이 전자회로가 동작하기위하여 전원이 있어야,

한다 전원을 외부에서 공급 받는 방법과 태그 내부에 내장하는. RFID

방법이 있다 전원이 외부에서 공급 받는 수동형과 전원이 내부에 있는.

능동형으로 나눌 수 있다 그리고 태그와 리더간의 접속 방식에. RFID

의하여 상호 유도 방식과 전자기파 방식으로 나눈다 상호유도 방식은.

코일 안테나를 이용한다 리더의 안테나 코일은 주변지역에 강한 자기.

장을 발생하며 방출된 자기장의 일부분이 근접한 태그의 코일 안테나

에 유도성 전압을 발생 정류된 후 태그 칩의 전원으로 공급된다, IC .

전자기파 방식은 고주파 안테나를 이용해서 상호 무선접속을 수행한

다 이러한 원리에 따라 상호유도 방식의 태그는 거의 수동형으로 구현.

되며 전자기파 방식의 태그는 칩을 구동하기 위한 충분한 전력을IC

리더로부터 공급받지 못하므로 원거리 인식을 위해서는 능동형으로

구현된다 따라서 상호유도 방식은 주로 미터 이내의 근거리용으로. 1

전자기파 방식은 중장거리용으로 사용된다.

미국이 북미지역코드관리기구 국(UCC Uniform Code Council),：방부 기업 등의 컨소시엄을 를 중심으로 구성하여 년, MIT 1998 Auto-

센터를 설립하였다 이를 통하여 미국은 본격적으로 전파식별 관련lD .

기술개발에 박차를 가하여 년에 관련 연구결과를 에2003 EPCglobal

위임하여 전파식별 시장을 확대해 나가고 있다 그림 는 미국의. 2-5

본 론Ⅱ

를 이용한 구성도이며 좌측에 질레트 제품으로 구성한 예이EPC P&G,

다 주요 내용으로는 제품에 전자태그를 부착하여. Internet of

Things 사물관리 및 태그 통신 을 실현하고 태그 개 당 센트( ) RFID 1 5

를 목표로 하고 있다 태그에는 최소 정보식별코드 저장. RFID ( - EPC)

을 하고 인터넷 기반 개방형 정보 관리 한다(PML, ONS) .

출처( MIT Auto-ID Center)：

는 모든 종류의 물체를 유일하게 식별할 수 있도록 메타 코드를EPC

사용하는 식별체계로써 미국의 센터에 의해 제안되었다Auto ID . EPC

는 현재와 미래의 모든 번호할당 방식을 수용할 수 있도록 설계되었으

며 추후에 사용자 정의 기능도 추가될 것이다 는 전파식별 태그에. EPC

수용되어 유통 물류 국방 보안 등에 광범위한 적용이 가능하여 세, , , ,

계 각국에서 표준화 및 상용화에 대한 활발한 연구개발이 수행되고

있다 김원 다음은 미국에서 관련 사업 신상철 을( , 2004). RFID ( , 2004)

시행하고 있다.

의류 제품에 를 무착하고 배송센터부터 점포까지 추적한다 효RFID .

과로는 재고관리가 자동으로 관리되고 발주된다.


각 부품에 를 부착하여 조립라인의 부품제고를 파악하고 공장RFID

내 무선랜으로 네트워크화 되어 있다 효과로는 부품을 보충하고 공정.

수를 대폭 절감하였다.

우정시설 네트워크간의 일반 우편물 흐름을 파악하고 있다 고주파.

영역의 능동형 태그를 사용한 식별 시스템을 구축하고 있으며(VHF)

우편 네트워크에서 우편물의 흐름을 파악하고 지체 요소를 제거할 수

있도록 정보를 제공한다.

대표적인 회사로 월마트를 들 수 있으며 거래처 상위 개사에, 100

대하여 년 월 일을 기하여 케이스 단위로 태그 부착을2005 1 1 RFID

의무화하고 있다.

자료 출처( : Ubiquitous ID Center)

본 론Ⅱ

그림 에 보는바와 같이 일본은 도쿄대 사카무라 켄 교수의 주도2-6

로 년도에 유비쿼터스네트워킹연구소를 설립하였으며 통2003 YRP ,

신 능력을 가진 초소형 스마트 칩인 칩 코u- (2.45 ), 128bit(u-ID)드 기반의 센서 연동 엔진, TRON , Network , TRON , eTRON

관리 기술 개발에 참여하고 있다Security, U-ID .

진보조 북센터와 미스코시 이세탄 백화점 등 일본내 주요 매장에서

서비스하고 있다 진보조 북센터의 경우 서점내 만 여 도서에. 1 3000

대역 태그를 부착해 도서정보와 위치관리 도난방지에13.56 RFID ,활용하고 있고 스코시백화점의 여성화 매장도 장비를 통해, 13.56색상 사이즈 모델별 여성화 제고를 관리하고 있있다 도입 뒤. RFID

고객 제품선택 시간이 분에서 분으로 재고파악시간은 족 기16 13 , 250

준 분에서 분 초로 줄었으며 매출액은 이상 향상됐다고 밝혔15 3 30 , 10%

다 기반 식물원인 이세탄 백화점 옥상정원은 내장 정보패. RFID RFID

널로 식물의 이름과 종 특징을 동화상으로 제공하고 있다 일본은, .

년 초 용으로 대역을 할당하였으나 기술기준 제약 대2006 RFID 900 (역폭 으로 제품 개발과 적용이 아직 미흡하다 일본 기업들도2 ) . 900

대역 제품을 다수 출품했으나 아직은 와 대역UHF . 13.56 2.4 제품이 주종을 이루고 있다 디지털타임즈RFID .( , 2006.9.20)

사육되어지는 축산물에 태그를 부착하여 정보를 입력한다 축RFID .

산물의 사육부터 도축 가공 유통 및 소비자에 이르는 전 과정의 정보, ,

를 추적 관리할 수 있도록 되어 있다/ .

고객이 출국할 때 태그를 수령하고 수하물을 등록한다 수화물RFID .


정보는 제어서버로 입력 저장된다 수화물 자동 분류에 의하여 짐의/ .

위치를 파악할 수 있으며 도난 및 수화물를 보호할 수 있다, .

태그를 화학용품 병 같은 약품에 부착하고 수술시 사용했던RFID

과거의 화학용품 사용량과 실제 사용량을 보여 주는 이력을 관리한다.

태그를 의사와 간호사에게 부착하여 약의 조재 의학적 실험RFID ,

등 의학적 절차를 확인할 수 있게 하고 환자에게도 팔찌 모양의 RFID

태그를 부착하여 환자의 정보를 데이터베이스에 저장하고 환자의 위치

및 정보를 파악한다.

태그를 장서에 부착하여 자료 번호나 서가 정보를 관리한다RFID .

자료 번호의 인식 및 복수자료의 일괄 대출과 반환 처리가가능하다.

효과는 대출관리를 원활하게 할 수 있으며 장서점검을 효율적으로,

할 수 있다.

가) 국제 표준 은 국제표준화기구RFID (Item Management) ISO( )

국제전기표준회의 의 합동기술위원회인/IEC( ) JTC1(Joint Technical

의 워킹그룹에서 추진하고 있다 기술Committee1) SC31/WG4 . RFID

표준화는 Data Syntax(SG1), Unique ID(SG2), Air Interface(SG3),

서브 그룹별로 표준를 제정하고 있고 구현Application Requirement

기술에 대한 신규 아이템은 제안하API(SG1), Elementary Tag(SG3)

본 론Ⅱ

고 있다 관련 표준으로는 카드 농업. ISO JTC1 SC17(ID ), ISO TC23( ,

동물 컨테이너 포장 교통정보 있고), TC104( ), TC122( ), TC204( )

에서 로 규격을 제안하였다EPCglobal ISO 18000-6c UHF Gen. 2 .

나 적용 표준은) RFID RTLS(Real Time Location System)

의 산하 에서ISO/IEC JTC1 SC31 WG5 2.4GHz, 2.45GHz, 433MHz

이용에 대해 논의 되었다.

다 표준은 에서 표준화를 진행하고 있으며 내) Auto-ID EPC Global

용으로는 태그 리더 미들웨어 에 대하여 진행하고 있다, , , ONS, PML .

라 국내 표준화도 산하의 에서 국내 표준화 진행 중이며) TTA PG311

개의 서브 그룹으로 년부터 활동 시작하였다 또한 산업자원부4 '04 .

산하 기술표준원에서는 규격 제정하고 있다KS .

마 표준화는 에서) USN IEEE 1451, IEEE802.15, Zigbee Alliance

논의되고 있다.

사용 주파수에 따라 태그의 특성이 매우 상이하게 나타나기 때문에

주파수가 높으면 인식속도도 주파수에 비례하여 빠르고 주변 환경에,

민감하고 태그 크기는 작아진다 따라서 사용하고자 목적 및 환경에, .

따라 적절한 주파수 대역을 선택하여야 한다 주파수 대역별 이용현황.

을 그림 에 나타내었다2-7 .



그림 에서 보는 바와 같이 주로 사용되는 주파수 대역은2-7

대역이125.134KHz, 13.56MHz, 433MHz, 860 960MHz, 2.45GHz～있으며 주파수별 태그의 특성을 살펴보면 다음과 같다, .

(http://rfid.repia.com/rfid03.html)

- 가장 오래된 기술 비교적 저가 수동형 동물관리차량125 KHz . , ,：잠금 장치.

최근 몇 년 동안 가장 많이 사용되어진 기술 교통카- 13.56 MHz .：드 도서관리 재고관리 보안분야 등에서 폭 넓게 이용되고 있음, , , .

군 국방관련 응용분야 컨테이너- 433 MHz Active Only, , , .：- 최신 제품 전 세계적으로 유통 물류 용도로860 960 MHz . ,～：

사용됨 한국은 미국은 일본, 908.5 914MHz, 902 928MHz,～～유럽950 956MHz, 864 868MHz.～～

제한적인 제품 수동 형태는 짧은 거리 환경- 2.45 GHz , (Passive)：의 영향을 가장 많이 받음 자동톨게이트, .

본 론Ⅱ

기술은 크게 기술 기술 인프라 기술 등RFID/USN RFID , USN ,

영역으로 분류할 수 있다3 .

기술은 사물의 및 정보에 대한 무선인식 기술이 포함된다RFID ID .

이를 구현하기 위한 기술로는 태그 및 태그를 동작시키기 위한 칩,

리더 미들웨어 응용 서비스 기술 시스템 엔지니어, RFID , RFID , RFID

링 등이 있다.

기술은 모든 사물 및 환경 정보를 수집하기 위한 무선 센서USN

네트워크 기술 등이 포함된다 이를 구현하기 위한 기술로는 센서노.

드 미들웨어 네트워킹 응용 서비스 기술, USN , Ad-hoc , USN , USN

시스템 엔지니어링 등이 있다.

인프라 기술은 의 유무선 망 연동 및 관련 기술 등이RFID/USN

포함된다 이를 구현하기 위하여 코드체계 서비스 체계. , Directory ,

망연동 정보보호 실환경 적용 시험 등이 있다(IPv6, BSN), , .

물류에서는 주로 고정형이 사용되며 향후 휴대형이 대세를 이룰,


것으로 전망된다 수동형 리더의 주요 이슈 로는 리더간 주파수. (Issue)

간섭 회피 기술 및 소형 및 고출력 무선 전송기술이 필요하다 또한.

신호충돌 방지 알고리즘을 이용 초당 수백 개 태그(Anti-collision)

구별 인식할 수 있는 기술 개발 필요하다.

프로토콜 수용 및 국가별 주파수 수용하여ISO, EPC Multi-Band,

리더 기술 개발과 휴대폰 내장을 위한 등 소형화Multi-Protocol SoC

기술 개발을 위한 투자가 계속되어야 한다.

수동형 리더의 대표적인 형태로는 게이트 형 거치형 카(Gate) , , PC

드형 핸드헬드 형이며 그림 에 나타내었다 게이트 형, (Handheld) 2-8 .

은 낮은 주파수 대역을 사용한다.

전자 태그는 고기능 저가격 초소형 칩형 태그이면서 저가 약 센, , ( 5

트 이하 로 제작하기 위하여 개발 중인 것으로는 히다찌의) 0.3x0.3mm

칩과 칩내장 안테나 있고 의(Antenna on Chip) Alien 0.35x0.35mm

나노블럭 칩 피츠버그 대학의 센싱 기능 통합형과 안테나 일체형 초소,

형 태그 를 들 수 있다 또한 센트 이하 목표로 단순기능(PENI Tag) . 1 ,

초저가 태그 기술도 개발중이다 그림 는 전자 태그의Chipless . 2-9

여러 가지 형태를 보여준다.

본 론Ⅱ

20102010

인프라인프라

USNUSN

RFIDRFID

시장시장 요구사항요구사항

서비스서비스

//제품제품

20132013200820082007200720062006200520052000420004

사물 및물리 환경의현상 인식과제어: 사물의이력정보뿐만아니라 사물및 인간을둘러싸고 변화하는

물리환경의 다양한정보를 획득하고제어하여 생산성, 안전성및 인간생활 수준의고도화를실현미래전망미래전망

20102010

인프라인프라

USNUSN

RFIDRFID

시장시장 요구사항요구사항

서비스서비스

//제품제품

20132013200820082007200720062006200520052000420004

사물 및물리 환경의현상 인식과제어: 사물의이력정보뿐만아니라 사물및 인간을둘러싸고 변화하는

물리환경의 다양한정보를 획득하고제어하여 생산성, 안전성및 인간생활 수준의고도화를실현미래전망미래전망

InternetInternet

USN Test-bed, 시험인증기술USN Test-bed, 시험인증 기술

BcN 기반의유무선 통합네트워크BcN 기반의 유무선통합 네트워크 유비쿼터스 컴퓨팅유비쿼터스 컴퓨팅

900/ 433 MHz RFID물류, 유통, 항공, 의료

900/ 433 MHz RFID물류, 유통, 항공, 의료

자산이력, CRM자산이력, CRM 식품, 환경 관리식품, 환경 관리

USN 기반 텔레매틱스 응용 기술 서비스USN 기반텔레매틱스 응용 기술 서비스

RFID Test-bed, 시험인증 기술RFID Test-bed, 시험인증기술

USN 기반 통합망, 정보보호기술USN 기반통합망, 정보보호 기술RFID 검색시스템, 정보보호 기술RFID 검색 시스템, 정보보호기술

900/433 MHz RFID 태그/리더 휴대형 리더

소형 센서 노드

RFID/USN 테스트 베드RFID/USN 테스트 베드

극소형 센서노드

Chipless 태그

S/W 플랫폼기술S/W 플랫폼 기술RFID 미들웨어기술RFID 미들웨어기술 무선단말플랫폼기술무선단말 플랫폼기술

GLS RTLS 기술GLS RTLS 기술물품관리RTLS 기술물품관리RTLS 기술

완전 프린트형SAL 기술완전프린트형 SAL 기술semi-active SAL 기술semi-active SAL 기술 Fully-active SAL 기술Fully-active SAL 기술

휴대단말내장형RFID 응용기술해운항만물류용RFID 응용기술

휴대단말내장형RFID 응용기술해운항만물류용RFID 응용기술

UHF RFID 수동, 능동형태그/리더 기술

UHF RFID 수동, 능동형태그/리더기술 미래형 UHF RFID 응용기술미래형UHF RFID 응용 기술

USN 센서노드 핵심기술USN 센서 노드핵심기술 계층적 USN 구현 기술 및초소형고성능 센서노드 핵심기술

계층적 USN 구현 기술 및초소형 고성능센서 노드 핵심기술

USN 기반 응용 서비스 모델링 기술USN 기반 응용 서비스 모델링 기술 USN 기반의 텔레매틱스 응용 기술USN 기반의 텔레매틱스 응용 기술

위치기반형 상황인식 미들웨어 기술위치기반형 상황인식 미들웨어 기술 지능형 상황인식 미들웨어 기술지능형 상황인식 미들웨어 기술

미래형RFID 응용서비스기술미래형RFID 응용서비스기술

극소형 고성능 센서 노드핵심기술극소형 고성능 센서 노드 핵심기술

분산 지능형 상황인식 미들웨어 기술분산 지능형상황인식 미들웨어 기술

u-Korea형 USN 응용 기술u-Korea형USN 응용 기술

스마트태그(semi/fully-active SAL)



정부 정보통신부 는 기술정책 및 표준화 정책 워크숍에( ) RFID/USN

서 년까지 가지를 목표로 한 기술정책 및 표준화2010 3 RFID/USN

로드맵을 공개했다 첫째 현재 정도 되는 세계시장내 한국 유비쿼터. 2%

스산업 점유율을 전세계 시장의 까지 끌어 올리고 둘째RFID/USN 7%

보편화의 경제성 기준점인 센트 태그 상용화이고 셋째로 조달RFID 5

청 조달물자에 대한 의 의무부착 등이다RFID .

이는 정부가 작성중인 기술 로드맵에 따른 것으로 올해RFID/USN

시작되는 정부의 본 사업과 이통사 주도의 모바일 상용RFID RFID

서비스와 맞물려 유비쿼터스 시대를 앞당길 것이다.

정부는 수요 활성화를 위해 월마트 미 국방성과 같은 주요 공RFID ,

급선에 대한 의무부착과 같은 맥락으로 조달청의 조달물자RFID ,

의무부착과 환경부의 병원 감염성 폐기물 의무부착 등도RFID RFID

추진 중이다 이에 따라 조달청은 내년부터 본사업이 추진되면 만개. 15

납품업체가 의무부착하게 돼 연쇄효과가 발생하고 환경부도 현재 감,

염성 폐기물에 대한 태그 부착을 법제화한다는 방침이어서 연간RFID

만개의 태그수요가 발생할 것으로 예측된다 또 국방부의 물자관1800 .

리에도 가 본격 적용될 것으로 예상된다RFID .

본사업이 추진되면 내년도에만 만 개의 태그수요가 발RFID 3000

생 올해 개당 원인 태그가격이 원으로 떨어지고 기술발전까지, 150 100

감안하면 년에는 원까지 하락할 것으로 예상된다 그 동안 태그2010 50 .

가격은 확산의 최대 걸림돌이었지만 정부의 본 사업이 이루어지RFID

면 규모의 경제가 달성돼 가격하락이 이뤄질 전망이다.

현재 정통부 산하 정보통신연구진흥원 이 와 관련해(IITA) RFID 2012

년까지 기술로드맵을 는 표준화로드맵을 작성중이다 현재 공개, TTA .

된 로드맵 초안에 따르면 내년도 정부의 중점기술사업은 최초의, 모델인 모바일 시스템기술 진동이나 태양열 등 자연에너B2C RFID

본 론Ⅱ

지를 활용 한 배터리 교체 없는 모바일 용(Scavenging) RFID USN시스템온칩 기술 플랫폼측면에서 자율컴퓨팅 및 보안기술USN 각종 유비쿼터스 서비스를 검색하는 기술 스마트공간 모델링 등이 다.

이중 스마트공간 모델링은 향후 유비쿼터스 기술로 형성될 스마트공

간을 인간이 이용하기 쉽도록 설계하는 모델링과 개인화 시도라는 점

에서 주목을 받고 있다 정부는 세계에서 첫 시도되는 모바일 기. RFID

술의 경우 국제 표준화를 통해 선점 차세대 성장 산업으로 육성한다는,

복안이다 디지털타임스.( , 2006.09.29)

기술은 서비스 및 산업화가 관건이다 우리가 서비스할RFID/USN .

비즈니스 모델 개발과 이를 실현하기 위한 연구 개발 을 통한(R&D)

시범 서비스 과정을 거쳐야 한다 또한 산업화를 위하여 철저한 실증시.

험 및 문제 해결 연구개발과 시범사업 연계 등이 필요하다 이와 같이, .

비즈니스 모델을 산업화하기 위한 흐름도를 그림 에 나타내었다2-11 .

R&D비지니스모델링

실증시험

시범서비스

비지니스모델링

R&D 시범서비스비지니스모델링

R&D 시범서비스



본 과제에서는 기계부 소프트웨어부 하드웨어부로 구성되어 있다, , .

기계부는 러닝머신 리더의 거치대 등 기구적인 구조로 이루어, RFID

진 부분을 말한다 소프트웨어부는 러닝머신 구동 제어 장치 그림. , (

의 주변의 장치들과 신호를 주고받는 인터페이스2-13 Control Box) ,

리더 등의 프로그램으로 이루어져 있다 그리고 하드웨어부는RFID .

전자회로 장치를 말하며 러닝머신 구동 제어 장치 회로 리더의, , RFID

회로 등으로 이루어져 있다 그림 은 기술을 이용한 러닝머. 2-12 RFID

신 적용 서비스 연계 구성도 이며 본 과제에서는 점선으로 표시된 부분

을 구현하였다.

RFID 테그

본 론Ⅱ

그림 의 점선 내에 있는 기술 적용은 태그 및 리더2-12 RFID RFID ,

러닝머신 통신 보드 제어박스 표(Treadmill), CSAFE , (Control Box),

시장치 로 되어있다 본 과제에서 각 부분들이 하는(Display Device) .

기능은 다음과 같다.

태그- RFID

러닝머신에서 운동하는 사람을 구별하기 위하여 각기 다른 번호를

갖는다 태그를 리더에 가까이 수십 이하 하면 운동하는 사. RFID ( cm )

람을 인식하게 된다 본 연구에서 사용하는 태그를 그림 에. RFID 2-13

나타내었다.


그림 에서 보는 바와 같이 본 연구에서 사용하는 태그는2-13 RFID

반지형으로 사용하였다 핸드폰 고리를 사용하여 몸에 지니고 다닐.

수 있다 태그의 크기는 반지 모양의 지름이 약 이다. RFID 25mm .

리더- RFID

리더는 태그의 실별 번호를 인식하여 제어박스에 전달한다RFID .

그림 는 본 연구에서 사용하는 리더의 모양을 나타낸다2-14 RFID .

그림 에서 보는 바와 같이 리더는 손바닥 정도의 크기2-14 RFID

이다 리더와 제어박스 간에 통신은 시리얼 통신을 수행한다. RFID .

러닝머신에서는 현재의 운동량 정보 즉 운동 속도 운동 시간 경사, , ,

도 등에 관한 정보를 통신 보드와 주고받는다 그리고 러닝머CSAFE .

신의 제어보드는 통신 보드와 주고받은 명령을 수행하기도 한CSAFE

다 그림 은 러닝머신 제어 보드이다. 2-15 .

본 론Ⅱ

그림 에서 는 러닝머신 제어 보드를 앞에서 본 모양이고2-15 (a) ,

는 뒷면이다 는 뒷면 커버를 나사를 풀어 열면 보이는 제어 보드(b) . (c)

전자회로이다.

러닝머신과 외부 컴퓨터와의 통신 규격 용 보드로서 각 제조(CSAFE)

사별로 용 포트를 이용하여 트레드밀과 외부 컴퓨터가 양방향RS232C

통신을 할 수 있는 보드이다 그림 의 에서 통신 보드를. 2-15 (c) CSAFE

추가한 것을 그림 이다2-16 .


제어박스에서는 통신 보드 및 리더와 신호를 주고받는CSAFE RFID

다 또한 통신보드와 리더로부터 받을 신호를 처리하여. CSAFE RFID

표시장치에 전송한다.

제어박스의 신호를 받아 운동 이력 등을 표시한다.

본 연구에서는 주파수 대역을 사용하여 구현하였다13.56 . 13.552은 단파의 중심에 할당되었다 이 주파수의 전파 환경은13.567 .～

낮 시간에 대륙간 통신이 가능한 주파수이다 그리고 고기능 응용에.

높은 속도 저기는 응용에는 중간 속도를 사용할 수 있다 그림 은, . 2-17

기술의 기본 원리를 설명하는 그림이다RFID .

출처 이근호의 핸드북( : RFID )

그림 에서 오른쪽은 태그이고 왼쪽은 리더이다2-17 RFID . RFID

태그는 리더로부터 에너지를 받아 전원으로 사용하고 이를 이용하여

칩을 구동시켜서 신호를 발생시킨다 리더는 태그에서 발생된. RFID

본 론Ⅱ

신호를 받아 적용하고자 하는 응용에 사용한다 그림 는. 2-18 RFID

태그에서 전원 발생 원리를 설명하는 그림이다.

그림 는 무선 주파수 방식을 이용하여 에너지를 전송하는 원리2-18

를 나타내었다 무선으로 에너지를 전송하기 위하여 공진 주파수.

에 공진하는 공진회로를 설계한다 리더는 무선 주파수13.567 LC .범위에서 교류 자계를 발생시킨다 따라서 태그의 공진회로. RFID LC

가 리더의 교류자계의 범위에 접근하면 주파수가 일치되기 때문에 공

진이 발생하고 이를 이용하여 얻어진 에너지를 전원으로 사용한다, .

이를 이용하여 구현된 전자회로가 그림 와 에 나타내었다2-19 20 .


그림 은 주파수 대역을 사용하여 리더를 구현2-19 13.567 RFID한 전자 회로이며 안테나 위에 있는 기판 는 컨넥터로 연결 되어있다( ) .

그림 은 안테나를 결합시킨 전자회로 그림이다2-20 .

앞의 그림 는 그림 과 같이 안테나를 체결한 후 커버를2-14 2-20

덮은 그림이다 커버에는 유비쿼터스 건강운동을 뜻하는 라. u-Fitness

고 인쇄되었다 그림 는 그림 의 전자회로에서 연결되는 선. 2-21 2-19

들의 위치를 나타낸 그림이다.

본 론Ⅱ

표 은 리더의 커넥터 위치를 나타낸 그림 에서 에2-1 RFID 2-21 J1

대한 설명이다 은 리더의 프로그램 작성 및 수정을 할 때. J1 RFID

쓰인다.

J1-1 VCC POWER +3.3V

JI-2 TCK CLOCK

J1-3 TMS DATA INPUT

J1-4 TDI DATA INPUT

J1-5 TDO DATA OUTPUT

J1-6 GND POWER RETURN


대한 설명이다 은 제어박스와 통신하고 전원을 공급하는데 쓰인다. J3 .

J3-1 VCC POWER +5V

J3-2 GND POWER RETURN

J3-3 CP WAKE UP INPUT: CMOS LEVEL COMPATIBLE

J3-4 TXD SERIAL DATA OUTPUT: CMOS LEVEL COMPATIBLE

J3-5 RXD SERIAL DATA INPUT: CMOS LEVEL COMPATIBLE


대한 설명이다 은 안테나와 연결되는 단자이다. J2 .


J2-1 ANTENNA 13.56MHz TRANSMIT/ RECEIVE :50ΩJ2-2 GND RETURN

그림 에 대한 성능을 표 에 나타내었다2-20 2-4 .

Micro Processor 16 Bit RISC Micro controller

Program Memory 4KB Flash Memory

Protocol ASIC TI RI-R6C-001A

Communication Interface Serial Interface.(RS-232 -CMOS LEVEL)

Operating Frequency 13.56 [MHz]

Supported RF

Communication Protocols

ISO 14443-2 (Type A)

ISO 15693-2 (Tag-it HF-I) selectable

Receive channelsASK 423.75kHz, ASK 847kHz,

FSK 423.75kHz/ 484.29kHz selectable

Transmitter modulationASK, 10% to 100% selectable

through external components

Antenna Impedance 50 Ohm at 13.56MHz

Operating Voltage 5V DC 10%±Current Consumption

Operation Mode(Transmit on): 40 [mA]

Sleep Mode(Shutdown): 1.2 [uA]

Transmitter power 20mW at 5V DC operating voltage

Wakeup Method External Interrupt(CP)

Wakeup Time < 10 mS

Antenna Size 40 x 45 [mm] -Customer's Spec.

Module Size 32 x 45 [mm] -Customer's Spec

Antenna Type PCB Pattern Antenna

Operating Temperature -40 ~ +85 Storage Temperature -55 ~ +125 Operating Humidity <RH 90%

본 론Ⅱ

통신 보드는 러닝머신 제어 장치와 제어박스 간의 인터페이CSAFE

스 하는 장치이다 통신보드는 러닝머신 제어 장치와는 운동량. CSAFE

운동 속도 운동 시간 등 을 통신 규격으로 변환 해주는 역할( , ) CSAFE

을 한다 또한 통신 규격으로 변환된 신호를 시리얼 통신을. CSAFE

통하여 제어박스에 전달하거나 제어 박스로부터 신호를 전달 받는다.

그림 은 통신 보드 전자회로도 이다2-22 CSAFE .


Standard Start Flag Frame Contents Checksum Stop Flag

F1 Flame Contents의 모든 바이트를 XOR 한 1byte값 F2

Long Command( 00H ~ 7FH )

Data Byte Count( 0 ~ 255 )

Data

Short Command( 80H ~ FFH )

Status Byte Zero or more Data Structures

IdentifierData Byte Count

( 0 ~ 255 )Data

Command Structure

Response Structure

State of Slave (0H ~ FH)3~0

Status of Previous Frame (10H ~ 3FH)5~4

Reserved (40H ~ 7FH)6

Frame Count (80H ~ FFH)7

DescriptionBits

Standard Start Flag Frame Contents Checksum Stop Flag

F1 Flame Contents의 모든 바이트를 XOR 한 1byte값 F2

Long Command( 00H ~ 7FH )

Data Byte Count( 0 ~ 255 )

Data

Short Command( 80H ~ FFH )

Status Byte Zero or more Data Structures

IdentifierData Byte Count

( 0 ~ 255 )Data

Command Structure

Response Structure

State of Slave (0H ~ FH)3~0

Status of Previous Frame (10H ~ 3FH)5~4

Reserved (40H ~ 7FH)6

Frame Count (80H ~ FFH)7

DescriptionBits

본 론Ⅱ

Ready Offline

Idle

Offline – 사용자가 장비 설정 전에 운동을 시작 하는 경우Ready – 사용자가 Offline 운동을 완료한 경우

마스터가 설정 정보와GoIdle 명령을 전송

Manual

사용자가 ID입력 없이 장비를 시작

사용자가 운동 완료

HaveID

사용자가 ID를 입력하거나Master가 GoHaveID를 전송

Master가 GoInUse 명령을 전송

In Use /Paused

Finished

사용자가 운동 완료 혹은 중단 하거나Master가 GoFinished 전송

Master가 유저 ID를 허가 하고GoInUse 명령 전송

무효 사용자 ID이면Master가 GoIdle명령 전송

Master가 결과를 불러오거나GoIdle 명령 전송

Ready Offline

Idle

Offline – 사용자가 장비 설정 전에 운동을 시작 하는 경우Ready – 사용자가 Offline 운동을 완료한 경우

마스터가 설정 정보와GoIdle 명령을 전송

Manual

사용자가 ID입력 없이 장비를 시작

사용자가 운동 완료

HaveID

사용자가 ID를 입력하거나Master가 GoHaveID를 전송

Master가 GoInUse 명령을 전송

In Use /Paused

Finished

사용자가 운동 완료 혹은 중단 하거나Master가 GoFinished 전송

Master가 유저 ID를 허가 하고GoInUse 명령 전송

무효 사용자 ID이면Master가 GoIdle명령 전송

Master가 결과를 불러오거나GoIdle 명령 전송

①

0 prevOK 오류 없이 처리

1 prevReject Syntax Error

2 prevBad 데이터가 정확하지 않거나 버퍼 초과

3 prevNotRdy여전히 마지막 프레임이 실행되고 있고 이 시간에 새로

운 프레임이 수신되는 것을 피 할 수 없을 때


②

0 Error 내부 에러 유닛이 측정 파라미터 값을 잃었을 때ex)

1 Ready 를 켜고 을 할 수 있는 초기 상태Slave Reset

2 Idle 가 에 의해 환경 설정 되었을 때Slave Master

3 HaveID 나 시작 이벤트가 입력 되었을 때User ID

5 InUse 사용자 운동 프로그램 시작

6 Paused 사용자에 의해 운동 프로그램 정지

7 Finished 운동 프로그램 완료

8 Manual 에 의해 관리 되지 않고 사용자가 운동 프로그램 선정Master

9 OffLine사용자가 운동 프로그램을 시작하고 는 를 설정Master Slave

하지 않는다 프로그램이 끝나면 는 리턴. Slave Ready State

①상태변경명령

본 론Ⅱ

80H cmdGetStatus 로부터 상태 요청Slave 0 N/A All

81H cmdReset Slave Reset 0 N/AReady, Idle,

HaveID, Finished

82H cmdGoIdle 상태로 설정Idle 0 N/AReady, HaveID,

Finished

83H cmdGoHaveID 상태로 설정HaveID 0 N/A Idle

85H cmdGoInUse 상태로 설정InUseID 0 N/A HaveID, Idle

86H cmdGoFinished 상태로 설정Finished 0 N/A InUse, Paused

87H cmdGoReady 상태로 설정Ready 0 N/AReady, Idle,

HaveID, Finished

88H cmdbadID 사용자 입력 무효화ID 0 N/A HaveID

01H cmdAutoUpload 자동 업로드 특징 관리 1

Byte

(AutoUpLoa

d)

Ready, Idle,

InUse

02H cmdUpList명령들의 리스트는 일관된

업로드를 위해 열거한다1~10

Bytes

(commands)Ready, Idle

04H cmdUpStatusSec상태의 주기적인 자동

업로드 간격1

Byte

(seconds)All

05H cmdUpListSec의 주기적인 자동UpList

업로드 간격1

Byte

(seconds)All

0 flgAutoStatus Enabled의 상태의 변화에 요구되지 않은 상태들의 업Slave

로드

1 flgUpStatus Disabled모든 시간에 요구 되지 않은 상태들UpStatusSec

의 업로드

2 flgUpList Disabled모든 시간에 요구 되지 않은UpStatusSec UpList

의 업로드

4 flgAck Disabled

로부터 수신된 에러 없는 체크섬을 가지는Master

모든 프레임은 적어도 에 의해 반응 될Statusbyte

것이다.

6 flgExternControl Disabled외부 시스템 관리에 사용되는 요구되지 않은 데이

터의 업로드(Commands in Range C0h ~ CFh)


② 설정 명령

10H cmdIDDigits

중에 하나의 숫자로 정의된0~9

사이에 정수는 유저로부터2~5 수

락된 유효한 이다ID

1 Byte

11H cmdSetTime 현재 시간 설정 3 Time

12H cmdSetDate 현재 날짜 설정 3 Date

13H cmdSetTimeout확정된 종료 상태를 위한 Timeout

기간 설정1 Seconds

1AH cmdUserCfg1 는 환경설정 정보에 좌우된다Slave ? Custom

1BH cmdUserCfg2 는 환경설정 정보에 좌우된다Slave ? Custom

에 내려지는 명령 에만 내려지는 명령Ready State (Ready State )

본 론Ⅱ

③ 운동 데이

터 설정 명령

에 사용Ready, Idle, HaveID state

20H cmdSetTWork 목표 운동시간 3 Time 0~255 for each byte

21H cmdSetHorizontal 목표 수평 거리 3Integer plus Unit

specifier0~65535

22H cmdSetVertical 목표 수직 거리 3Integer plus Unit

specifier0~65535

23H cmdSetCalories 목표 칼로리 2 Integer 0~65535

24H cmdSetProgram 기계 프로그램과 레벨 2Byte(program),Byte(level)

0~255

25H cmdSetSpeed 장치 스피드 3Integer plus Unit

specifier0~65535

28H cmdSetGrade 장치 등급 기울기( ) 3Integer plus Unitspecifier Byte

0~65535

29H cmdSetGear 장치 전동 저항( ) 1 Byte 0~255

2BH cmdSetUserInfo 일반 사용자 정보 5Integer(weight)+Weight units + Byte(age) +

Byte(gender)

Weight(0~65535) Age(0~255)Gender(0:None,1:Male,

2:female)

2CH cmdSetTorque 장치 회전력 3Integer plus Unitspecifier Byte

0~65535

2DH cmdSetLevel레벨

(bike=power)(stepper=speed)

1 Byte 0~255

30H cmdSetTargetHR 목표심박 분당심박수(bpm) 1 By goal Time 0~255

32H cmdSetGoal운동 목표 설정

시간01H HR Zone1+?3

IntegerBy goal 0~255 for each

byte

33H cmdSetMETS 목표 산소이용률 2 Integer 0~65535

34H cmdSetPower 목표 파워 3Integer plus Unit

specifier0~65535

35H cmdSetHRMax 목표 HR Zone(bpm) 2Byte(Min) +Byte(Max)

0~255

36H cmdSetChannelRange 최대 심박수 한계선(bpm) 1 Byte 0~255

40H cmdSetChannelRange오디오 채널

범위(inclusive)2

Byte(Low)+Byte(High)

0~255

41H cmdSetVolumeRange오디오 볼륨

범위(inclusive)2

Byte(Low)+Byte(High)

0~255

42H cmdSetAudioMute 오디오 음소거 상태 설정 1 Byte0=not muted1=muted

43H cmdSetAudioChannel 오디오 채널 설정 1 Byte 0~255

44H cmdSetAudiovolume 오디오 볼륨 설정 1 Byte 0~255


텍스트 메시지 명령④에 사용Ready, Idle, HaveID, InUse, Paused, Finished States

60H cmdStartText 텍스트 업로드 시작 2+?

메시지 타입 요구하는,텍스트의 전체

프레임의 수 프레임에,텍스트 한계

0~4 for messagetype

0~255 for rest

61H cmdAppendText전에cmdStartText

텍스트추가? 프레임에 텍스트 한계 0~255

E0H cmdEndText 텍스트 업로드 종료 0 N/A N/A

E1H cmdDisplayPopup Display pop up 0 N/A N/A

- Commands that request the state of text messaging on the

에 텍스트 메시지의 상태를 요청하는 명령slave (slave )

65HcmdGet

TextStatus

1(MessageType)

에Slave String타입의 확실한메시지의 현재상태를 나타낸다

1

메시지타입에 의해 로드 된 텍0=스트가 없을 때메시지타입에 의해 로드 된 유1=

효한 텍스트무효화된 메시지 타입에 의해2=

로드 된 텍스트

0~2

E5HcmdGet

PopupStatusN/A

cmdDisplayPop요청전의 상up

태를 나타낸다1

0=Rejected1=Pending2=Displayed3=No request received

0~3

메시지 타입 정의- Message type definitions ( )

0 Banner 초기 시작 배너에 텍스트 추가

1 Enter ID Enter ID 메시지를 텍스트 메시지로 대체

2 ID Accepted ID Accepted 메시지를 이 메시지로 대체

3 ID Rejected ID Rejected 메시지를 이 메시지로 대체

4 General Popup에 의해 늦게 디스플레이 되는 것은cmdDiaplayPopup slave

가 이 메시지를 저장하고 있어서 이다.

본 론Ⅱ

①로부터 일반적인 정보를 요청하는 명령

91H cmdGetVersion

유일하게 확인된

장비와

버전이ROM

사용되는 코드

5+?

Manufacturer,

CID, Model,

Version,

Release

N/A All

92H cmGetID유저에 의해 정의

된 ID2~5 Text 00000~99999 All

93H cmdGetUnits유닛 모드

(Metric/English)1 Logical

0-Meric

1-EnglishAll

94H cmdGetSerial장비의

시리얼넘버 리턴? Custom Custom All

98H cmdGetList

와cmdUpList

일괄된 명령

리스트 설정

? Custom Custom All

99H cmdGetUtilization제조 이후 사용된

기간3 3 byte integer 0~16777215 All

9AH cmdGetMotorCurrent현재 사용 되는

모터3

Integer plus

Unit specifier0~65535 All

9BH cmdGetOdometer장비의 주행

기록값5

4 byte integer

plus Unit

specifier

0~4294967295 All

9CH cmdGetErrorCode 장비 에러 코드 3 3 byte integer 0~1677215 All

9DH cmdGetServiceCode 장비 서비스 코드 3 3 byte integer 0~1677215 All

9EH cmdGetUSerCfg1가 의존하는Slave

설정 데이터? Custom Custom All

9FH cmdGetUserCfg2가 의존하는Slave

설정 데이터? Custom Custom All


운동 데이②터 요청 명령

A0H cmdGetTWork 운동 지속 시간 3 Time0~255 for

each byte

A1H cmdGetHorizontal 운동에 의해 축적 된 거리(horizontal) 3Integer plus

Unit specifier0~65535

A2H mdGetVertical 운동에 의해 축적 된 거리(vertical) 3Integer plus


A3H cmdGetCalories 축적 된 소비 칼로리 2 Integer 0~65535

A4H cmdGetProgram 현재 머신 프로그램과 레벨 2Byte(program),

Byte(level)0~255

A5H cmdGetSpeed 현재 스피드 3Integer plus


A6H cmdGetPace 현재 걷는 속도 3Integer plus


A7H cmdGetCadence 현재 흐름 리듬( ) 3Integer plus


A8H cmdGetGrade 현재 운동 등급 3Integer plus


A9H cmdGetGear 현재 전동장치 1 Byte 0~255

AAH cmdGetUpList에 의해 정의된 일괄 된cmdUpList

운동결과? Custom Custom

ABH cmdGetUserInfo 현재 사용자 정보 5 See cmdsetUserInfo

ACH cmdGetTorque 현재 회전력 3Integer plus


B0H cmdGetHRCur 현재 심박수 (BPM) 1 Byte 0~255

B2H cmdGetHRTZone 현재 목표 의 시간HR Zone 3 Time0~255 for

each byte

B3H cmdGetMETS현재 소비평점

1MET = 3.5mL/kg/min2

Integer(0.1

METS units)0~65535

B4H cmdGetPower현재 파워 소비량

예( : calories/min or watts)3

Integer plus


B5H cmdGetHRAvg 현재 평균 심박동수 (bpm) 1 Byte 0~255

B6H cmdGetHRMax 운동 최고 심박동수(bpm) 1 Byte 0~255

BEH cmdGetUserData1 에 의존하는 운동 데이터Slave ? Custom Custom

BFH cmdGetUserData2 에 의존하는 운동 데이터Slave ? Custom Custom

본 론Ⅱ

③로부터 외부 컨트롤 시그널을 회수

하는 명령

C0H cmdGetAudioChannel 선택된 오디오 채널 넘버 1 Byte 0~32

C1H cmdGetAudioVolume 오디오 볼륨 조절 1 Byte 0~32

C2H cmdGetAudioMute 오디오 음소거 1 Logical0-Not Muted

1-Mute

④능력 요청 명령

70H cmdGetCaps 의 능력 조회Slave 1Capability

Code0~3

의 능력 설명은Slave Master

의 요청을기본으로한다

71H cmdgetInfo 의 장비정보 조회Slave 1Capability

Code0

의 정보 설명은Slave Master

의 요청을기본으로한다

72HcmdGetErrorS

tring

연관 된 에러코드에 대해

으로 프린트ASCII String

하여 변동 구간 리턴

3+?

ErrorCode,

ErrorString

3 byte

integer

0~167

77215

는 요청된 에Master 3Byte

러로 표시 된 ASCII String

을 요청 할 것 이다


능력 코드- Capability codes ( )

0 CSAFE Protocol프로토콜CSAFE

매개변수 조회

최대 CSAFE

와 프레RX TX

임 사이즈

3

Max RX frame,

Max TX frame,

Min Interframe Gap

0~255

1 CSAFE Power전원CSAFE

매개변수 조회

조건으로mA@

지정된 전압이

를CSAFE Port

통해 전달 되는

최대 파워

4Integer Max Current(mA),

Integer Rated Voltage(mV)0~65535

2 Text텍스트Slave

조정 유지 조회

S 의 텍스트lave

능력11

물리화면사이즈2bytes: (width,

height)

가상화면사이즈2bytes: (width,

height)

이용 가능한 최대 버퍼공2bytes:

간 의 전체 공간은 모두Slave

으로 꽉 찰 수 있다Text String

최대 길이2byte: Text String

(integer 0~65535)

1byte: display Type

(0=fixed, 1=bus, 2=scroll)

1byte:language map

제공타입들1byte message type (

의 bitmask)

0~255

Unless

noted

3Command

Support

명령 제공을 위한

조회Slave

명령과 상태

제공3

질문된 명령1:

2: lo byte state bitmask

3: Hi byte state bitmask

0~255

본 론Ⅱ

정보 코드- Information Codes( )

0 EquipmentType장비타입조회

장비타입식별자

1

0-None1-Treadmill2-Bike3-Elliptical4-Stepper

1 mile 33 Km 65 floors 97 Amperes2 0.1 mile 34 0.1 Km 66 0.1 floors 98 0.001 Amperes3 0.01 mile 35 0.01 Km 67 steps 99 Volts4 0.001 mile 36 Meter 68 revolutions 100 0.001 Volts5 ft 37 0.1 meter 69 strides 1016 inch 38 Cm 70 strokes 1027 lbs. 39 Kg 71 beats 1038 0.1lbs. 40 0.1 Kg 72 calories 1049 41 73 Kp 105

10 10 ft 42 74 % grade 10611 43 75 0.01% grade 10712 44 76 0.1 grade 10813 45 77 10914 46 78 11015 47 79 0.1 floors/minute 11116 mile/hour 48 Km/hour 80 floors/minute 11217 0.1 mile/hour 49 0.1Km/hour 81 steps/minute 11318 0.01 mile/hour 50 0.01Km/hour 82 revs/minute 11419 ft/minute 51 Meter/minute 83 strides/minute 11520 52 84 strokes/minute 11621 53 85 beats/minute 11722 54 86 calories/minute 11823 55 Minutes/mile 87 calories/hour 11924 56 Minutes/Km 88 Watts 12025 57 Seconds/Km 89 Kpm 12126 58 Seconds/mile 90 Inch-Lb 12227 59 91 Foot-Lb 12328 60 92 Newton-Meters 12429 61 93 12530 62 94 12631 63 95 12732 64 96 128


Slave enters Ready stateF1 01 01 F2Slave

DescriptionFrameSender

Start Flag Stop FlagStatus Byte Checksum

Master requests Version info and program UpList for later UseF1 91 02 03 A1 A3 A0 32 F2Master


Start Flag Stop FlagChecksumShort Command Long Command Data Byte Count

Short Command Short Command Short Command

Data

Slave sends version infoF1 81 91 05 05 01 01 01 03 12 F2Slave


Status Byte Identifier Data Byte Count ChecksumStart Flag Stop FlagData

Master commands Slave to Idle stateF1 82 82 F2Master


Start Flag Stop FlagShort Command Checksum

Slave enters Ready stateF1 01 01 F2Slave


Start Flag Stop FlagStatus Byte Checksum

Master requests Version info and program UpList for later UseF1 91 02 03 A1 A3 A0 32 F2Master


Start Flag Stop FlagChecksumShort Command Long Command Data Byte Count

Short Command Short Command Short Command

Data

Slave sends version infoF1 81 91 05 05 01 01 01 03 12 F2Slave


Status Byte Identifier Data Byte Count ChecksumStart Flag Stop FlagData



Start Flag Stop FlagShort Command Checksum

본 론Ⅱ

Slave enters Idle stateF1 02 02 F2Slave


Status Byte ChecksumStart Flag Stop Flag

Slave received ID from user and enters HaveID stateF1 03 03 F2Slave



Master requests the ID was that enteredF1 92 92 F2Master


Short Command ChecksumStart Flag Stop Flag

Slave returns IDF1 83 92 05 30 31 32 33 34 35 15 F2Slave


ChecksumStart Flag Stop FlagStatus Byte Identifier Data Byte Count Data




Slave received ID from user and enters HaveID stateF1 03 03 F2Slave



Master requests the ID was that enteredF1 92 92 F2Master



Slave returns IDF1 83 92 05 30 31 32 33 34 35 15 F2Slave


ChecksumStart Flag Stop FlagStatus Byte Identifier Data Byte Count Data

Master verifies ID and instructs Slave to enter the InUse stateF1 85 85 F2Master



Slave enters Finished stateF1 07 07 F2Slave


Slave enters InUse stateF1 05 05 F2Slave




Master request UpListF1 AA AA F2Master


ChecksumStart Flag Stop FlagShort Command

Master verifies ID and instructs Slave to enter the InUse stateF1 85 85 F2Master



Slave enters Finished stateF1 07 07 F2Slave


Slave enters InUse stateF1 05 05 F2Slave




Master request UpListF1 AA AA F2Master




Slave sends result as : Horizontal(0.07 miles) Calories(11) and Workout Duration (48 sec)F1 87 A1 03 07 00 03 A3 02 0B 00 A0 03 00 00 30 18 F2Slave


Status Byte ChecksumStart Flag Stop FlagIdentifier Data Byte CountData







Slave sends result as : Horizontal(0.07 miles) Calories(11) and Workout Duration (48 sec)F1 87 A1 03 07 00 03 A3 02 0B 00 A0 03 00 00 30 18 F2Slave


Status Byte ChecksumStart Flag Stop FlagIdentifier Data Byte CountData







Master resends commandF1 80 80 F2Master

Slave responds with prevBad flag in StatusF1 22 22 F2Slave

Master sends Empty Frame requesting StatusF1 00 F2Master

Slave does not respondSlave

Master requests Status but frame has bad checksumF1 80 81 F2Master




Master resends commandF1 80 80 F2Master

Slave responds with prevBad flag in StatusF1 22 22 F2Slave

Master sends Empty Frame requesting StatusF1 00 F2Master

Slave does not respondSlave

Master requests Status but frame has bad checksumF1 80 81 F2Master




본 론Ⅱ

본 장에서는 과제에서 구현 장치를 그림으로 설명한다.

그림 의 구성도를 그림 에 구현하였다2-12 2-29 .

러닝머신제어보드

CSAFE 통신 보드

제어박스

표시장치

RFID리더


그림 의 리더를 그림 에 나타내었다2-29 RFID 2-30 .

그림 은 리더가 러닝머신에 체결된 것을 나타내었다2-31 RFID .

본 론Ⅱ

리더와 제어 박스와 연결을 그림 에 나타내었다RFID 2-32 .


그림 은 표시장치와 제어박스의 결선을 나타내었다2-33 .

본 론Ⅱ

러닝머신에 기술 적용을 그림 에 나타내었다RFID 2-34 .


본 연구에서는 에이펙스의 형 트레드밀 모델을 지원LCD T500C받아 러닝머신 제어 프로그램을 적용시켜 시험하였다 기본적인 프로.

토콜은 원본 를 따르며 원본 의 기본 프로토콜중 사용CSAFE CSAFE

가능한 자원의 중요 공통 부분과 머신의 특성에 따른 특화된 프로토콜

의 필요에 의한 의미부여 각 머신 제조업체의 특화된 스펙에 따라 좌우(

될 수 있다 가 달라질 수 있다.) .

기본적으로 제어를 관장하는 쪽 소프트웨어 부분 쪽 프로Server( PC )

그램의 각각의 명령에는 그에 상응하는 머신의 직접적인 제어Client(

가 이루어지는 콘솔 보드 쪽 응답이 항시 존재하여야 하며 해당 명령어)

가 하달 될 수 있는 상황은 기본 프로토콜을 기준으로 하였다CSAFE .

해당 쪽에서 상응 하는 동작성이나 해당되지 않는 명령을 받Client

았을 경우 에 상태정보를Status of Previous Frame [prevReject 1]：로 보내기로 하였다.

이는 각각의 트레드밀의 상태에 따라 가질 수 있는 동작의 특성상

해당 되지 않는 범위의 명령어가 존재할 수 있기 때문이다.

이 버전에 해당되는 프로토콜이외의 추가프로토콜은 차후 협의에

의하거나 업체별로 추가 또는 삭제 될 수 있으며 추후 계속해서 제조업

체의 의견을 들어 더 나은 방향으로 정립할 것이다.

기본적인 프로토콜의 프레임 제작 방법이나 프로토콜 테이블은 원본

프로토콜을 참고하여 프로토콜을 나열하였다 또한 추후에CSAFE .

의 단위들은 단일화 작업을 하기 위하여 제조업체의 의견을 취합Units

할 것이다.

본 론Ⅱ

표 은 슬레이브 상태의 설정 명령어를 나타내었다2-22 (Slave) .

80H cmdGetStatus 현 상태를 요청 0 all

81H cmdReset 초기화 0Ready, Idle,

HaveID, Finished

82H cmdGoIdle 대기 상태로 만듬 0Ready, HaveID,

Finished

83H cmdGoHaveID 입력 상태로 만듬ID 0 Idle

85H cmdGoInUse 시작을 알림 0 HaveID, Idle

86H cmdGoFinished 운행정지를 알림 0 InUse, Paused

87H cmdGoReady 초기대기 상태로 만듬 0Ready, Idle,

HaveID, Finished

88H cmdBadID 입력 취소ID 0 HaveID

01H cmdAutoUpload

자동 업로드상태 관리

에서 임의로APEX

의미 재설정

자동 업로드시작1 =

자동 업로드멈춤0 =

1 Byte (0 or 1) Ready, Idle, InUse

02H cmdUpList자동 업로드를 사용할

명령어의 리스트지정1 10‐ 요청Bytes (

명령어들)Ready, Idle

04H cmdUpStatusSec상태의 자동 업로드

주기시간1 초단위Byte ( ) all

05H cmdUpListSec

에서cmdUpList

지정된 요청 데이터의

자동 업로드 주기시간

1 초단위Byte ( ) all

나 명령을 으로 셋팅될 경우 주기cmdUpStatusSec cmdUpListSec 0

시간에 상관없이 연속하여 보내는 것이나 초기 값은 자동 업로드를

보내지 않았다 즉 을 받아 초기화할 경우. cmdReset cmdUpStatusSec

나 명령을 전송하여 주기 시간을 설정하지 않을 경우cmdUpListSec

명령을 로 내려 자동 업로드시작으로 할 경우도 자동cmdAutoUpload 1


업로드를 보내지 않는다 명령의 서브 데이터가 전송 되지. cmdUpList

않았을 경우도 자동 업로드를 보내지 않는다 와. cmdUpStatusSec

cm 의 주기 시간이 동일할 경우 우선 순위는dUpListSec cmdUpListSec

가 되며 반송 데이터에 상태 정보가 포함됨으로cmdUpListSec

는 무시하기로 한다 주기적인 자동 업로드 데이터cmdUpStatusSec .

의 반송보다 측 새로운 명령어의 반송을 우선시하였다Server .

명령을 내릴 수 있는 상태 는 원본 에선Slave CSAFE Ready, Idle,

로 되어있으나 상태를 추가하였다 를 추가 하는HaveID InUse . InUse

이유는 운행 중 또는 등의 설정을 하기 위함이다Speed Incline .

이럴경우 실제 운행 중에 제한 설정 같은 코드를 운행 시작 후 재

전송할 수도 있게 되나 그 부분은 측 소프트웨어에서 제한을Server

가지는 것으로 한다 표 에 로 전송할 설정 데이터. 2-23 Slave (Long

표 에 로부터 요구할 데이터 명령어Command), 2-24 Slave (Short 를 나타내었다Command) .

본 론Ⅱ

20H cmdSetTWork운행 시간제한

설정3 시간 분 초: :

각각의 바이트 값을 가지며1

될수있는한 분과 초는 를59

넘지 않게 통일한다.

21H cmdSetHorizontal운행 거리제한

설정(Ditance)3

2Byte

정수형값 +

1Byte

단위값

의 거리값 과 의065,535 1 128‐ ‐단위값을 가진다

단위는 테이블 참조Units

23H cmdSetCalories운행 칼로리제한

설정2

2Byte

정수형값

의 칼로리값을 가지며065,535‐기본 단위는 로 통일한다Kcal .

25H cmdSetSpeed 운행 속도 설정 3

2Byte

정수형값 +

1Byte

단위값

의 속도값과 의065,535 1 128‐ ‐단위값을 가진다


권장 단위는 테이블의Units

를 권장하며49 (0.1Km/hour)

속도 값은 최고 속도1~160(

기준을 가지길16km/h )

권장한다.

28H cmdSetGrade

운행 경사도

설정

(Incline)

3

2Byte

정수형값 +

1Byte

단위값

의 경사도값 과065,535‐의 단위 값을 가진다1 128‐


2BH cmdSetUserInfo

사용자 정보

몸무게

나이

성별

5

2Byte

정수형값 +

1Byte

단위값 +

1Byte

나이값 +

1Byte

성별값

의 몸무게값 과065,535‐의 단위 값을 가진다1 128‐까지의 나이 값을 가진다0255‐

까지의 성별 값을 가진다02 .‐없음0:

남성1:

여성2:

30H cmdSetTargetHR목표 심박수제한

설정1

1Byte

심박수 값

까지의 심박수 값을0255‐가진다

43H cmdSetAudioChannel

채널TV Up or

Down

제품 특성으로(

임의로 정함)

1 1Byte1 = Up

0 = Down

44H cmdSetAudioVolume

볼륨TV Up or

Down

제품 특성으로(

임의로 정함)

1 1Byte1 = Up

0 = Down


A0H cmdGetTWork 현재 시간 값 요청 3 명령어 참조cmdSetTWork

A1H cmdGetHorizontal현재 누적된

거리값 요청3 명령어 참조cmdSetHorizontal

A3H cmdGetCalories현재 누적된

칼로리값 요청2 명령어 참조cmdSetCalories

A5H cmdGetSpeed 현재 속도값 요청 3 명령어 참조cmdSetSpeed

A8H cmdGetGrade현재 경사도값

요청3 명령어 참조cmdSetGrade

AAH cmdGetUpList

cmdUpList

리스트에 의해

지정된 데이터들의

결과값 요청

에서 지정된 갯수에따라 변동cmdUpList

ABH cmdGetUserInfo 사용자 정보 요청 5 명령어 참조cmdSetUserInfo

B0H cmdGetHRCur 현재 심박수 요청 1 명령어 참조cmdSetTargetHR

위에서 언급한 내용한 대한 실행 프로그램을 작성하여 러닝머신 제

조 업체가 프로토콜 시험을 할 수 있도록 제공할 것이다.

메인 서버 프로그램CSAFE

프로그램은 메인 서버프로그램으로 의 직APEX CSAFE.exe Slave

접제어 또는 네트워크를 통한 의 제어가 가능하다Slave .

본 론Ⅱ

그림 의 화면은 프로그램을 처음 실행 시켰을 당시의 화면으로2-35

가 연결된 를 지정하거나 네트워크를 통한 제어를 원할Slave Com Port

경우의 자신의 네트워크 를 지정하는 화면이다Port .

네트워크로 연결된 원격지에 있는 커퓨터의 프CSAE CLIENT.exe

로그램을 실행하여 위에서 지정한 와 로 지정한IP Address Local Port

후 가 연결된 를 설정하면 현재의 서버 프로그램에서Slave Com Port

제어가 가능하다.

설정을 끝냈으면 버튼을 눌러 완료한다OK .

그림 의 메인 화면 오른쪽 박스 부분이 제어부이며 설정 화면들2-36

을 통하여 데이터를 설정 할 수 있다.

시간과 거리 또는 칼로리의 제한 설정과 최대 심박수를 설정할 수

있으며 버튼을 이용하여 사용자 정보의 관리를 할 수 있다USER ID .


버튼을 눌러 운행의 시작과 정지를 할수있다START .

의 경우 운행전과 후 모두 제어가 가능하며 의 경우INCLINE SPEED

운행 시작후에만 제어가 가능하다.

의 채널과 볼륨의 경우 의 특정 모델을 기준으로 포함되어TV APEX

있으며 운행의 시작 후에만 제어가 가능하다.

메인 화면 오른쪽 제어부 화면 하단에 버튼을 조작하면Command

아래와 같이 명령어 리스트 테이블이 나오고 직접 제어가 가능하다.

그림 에서 각각의 명령어를 선택하고 적절한 서브 데이타를2-37

지정한 후 버튼을 누르면 명령어 프레임을 직접 조작 할 수 있다Send .

단순 동작 테스트나 본 메인 프로그램으로 내릴수 없는 명령어를

테스트 해야 할 경우 편리하게 사용할 수 있다.

위의 명령어 집합은 위에서 나열한 국내형 CSAFE v1.0에 해당하는

모든 명령어들이 들어 있으며 직접 제어가 가능하다.

본 론Ⅱ

메인 화면 제일 하단에 붉은 색 버튼을 클릭하면 코드의 발신과 수신

을 직접 확인할 수 있는 창이 열리고 닫힌다.

프로그램CSAE CLIENT

프로그램을 실행하면 이 실CSAE CLIENT.exe APEX CSAFE.exe

행된 메인 서버 의 와 를 설정하고 장비가IP Address Local Port Slave

연결된 를 지정하는 화면이 나온다Com Port .


그림 에서 포트를 설정하고 나면 아래와 같이 자동으로 실행되2-39

며 메인 서버와의 중계기 역할을 수행한다.

그림 의 화면에는 통신 데이타를 확인 할 수 있는 창이 열린다2-40 .

연결 방식

장비를 연결하여 제어하는 방식에는 두 가지 방법이 있다Slave .

메인 서버 프로그램에 장비를 단독으로 연결하여 사용하는 단Slave

독 실행 방식과 클라인언트 프로그램을 이용한 네트워크 방식이 있다.

단독 실행 방식1.

메인 서버 프로그램을 실행한후 를APEX CSAFE.exe Com Port

가 연결된 번호로 지정을 하신후 동작시키시면 단일동작을 할Slave

수 있다.

본 론Ⅱ

네트워크 실행방식2.

네트워크로 연결된 두대의 컴퓨터에 한쪽에선 메인 서버 프로그램이

가동되고 한쪽에선 클라이언트 프로그램이 가동되게 합니다 이때 메.

인 서버는 고정 를 가지던가 또는 한 개의 공유기로 연결되어있어야IP

합니다 특별한 방어벽이나 네트워크 연결에 아무런 지장을 주지 않는.

상태이어야 한다.

이때 실행될 클라이언트 프로그램은 메인서버 프로그램이 가동될

때 지정된 와 가 동일하게 설정 되어야하며IP Address Local Port

장비는 클라이언트 프로그램이 구동되고 있는 컴퓨터에 연결 되Slave

어야 한다.

본 프로그램은 순수하게 명령어들의 전송 테스트를 위한 프로그램으

로 운행의 기록과 운동프로그램등을 가지는 데이터베이스화는 작업되

지 않는다.

전문가 회의를 통하여 규격 중에 국내 실정에 맞추어 프로토CSAFE

콜을 정리하기로 하였다 이를 가칭 라 정한다. KoreaCSAFE ver 1.0 .

KoreaCSAFE ver1.0> DataBase> APM_Setup5_2006_01_23.exe

설치한다.

설치한다KoreaCSAFE ver1.0> DataBase> MyODBC 3.51.01.exe .‐KoreaCSAFE ver1.0> DataBase> MySQL Front_2.5_Setup.exe‐

설치한다.


그림 에서 사용자 추가 버튼 클릭하여 실행한다2-42 DSN> .

본 론Ⅱ

그림 에서 선택 마침 클릭하여2-43 MySQL ODBC 3.51 Driver >

실행한다.

그림 와 같이 설정 는2-44 > Password apmsetup 으로 설정 한다.


그림 에서 실행 버튼 클릭2-45 MySQL Front > New > CyRun> OK

버튼 클릭하여 실행한다.

본 론Ⅱ

User: root

Password: apmsetup

Port: 3306

을 설정한다Timeout: 30 .

그림 에서 클릭하여 실행한다2-47 Tools> Create Database> .


그림 에서 입력 버튼 클릭하여2-48 Database Name: CyRun > OK

실행한다.

본 론Ⅱ

그림 에서 를 선택하고 선택2-49 CyRun DB Query Tab KoreaCSAFE

파일을 드래그 드랍하고 키를ver1.0> DataBase> cyrun.sql Ctrl + A

눌러 전체 선택을 한 후 키 혹은 우측 상단에 있는 버튼을 클릭한다F9 .

설치한다KoreaCSAFE ver1.0> DirectX> dxwebsetup.exe .

설정 및 설치와 설치가 다 되었다면Database DirectX KoreaCSAFE

를 실행한다 이때ver1.0> KoreaCSAFE.exe . APM_Setup 5 Monitor

프로그램이 실행되어 있어야 한다.

는 번 포트 컨버터 사용으로 설정 되어 있다 따라서RFID 3 : USB .

컨버터를 따로 준비한다 는 번 포트로 설정USB . Treadmill CSAFE 1

되어 있다.


그림 의 화면 상태에서 현재 등록 및 회원가입이 되지2-50 RFID

않기 때문에 숫자키 번을 임의로 회원을 설정하여 놓았다, 1, 2, 3 .

그림 의 현재 회원 등록 및 설정 프로그램이 구현 되어2-51 RFID

있지 않아 키를 눌러 초기화면으로 설정한다Spacebar .

본 론Ⅱ

그림 의 에서 를 로딩하고 에 서버와2-52 Database Data Treadmill

통신을 가능하게 설정하는 화면이다.

그림 의 데이터가 설정이 되면 인증 화면이 된다2-53 RFID .

에 버튼을 누르면 운동이 시작 되고 숫자키 번을 누Treadmill Start , 2

르면 운동 정보 화면으로 이동한다.


그림 에서 의 속도 변화 버튼을 누르면 속도를 설정2-54 Treadmill

할 수 있다 의 버튼을 누르면 운동을 종료한다. Treadmill Stop .

본 론Ⅱ

그림 의 데이터 저장 및 초기화가 끝나면 입력화면으로2-55 TAG

초기화 된다.

그래프 축은 시간 축은 속도이다 빨간색 그래프는 시간에 따른X , Y .

속도 변화 이고 하늘색 그래프는 칼로리 변화 그래프이다. Backspace

키를 누르면 이전 화면으로 이동한다.

주의< >

는 항상 실행되어 있어야 한다APM_Setup 5 Monitor .


본 과제는 러닝머신에 기술을 적용하는 장치를 개발하였다RFID .

주파수는 저주파 를 선택하여 시스템을 구현하였다 이RFID (13.56 ) .는 현재 교통카드가 사용되고 있는 대역으로 교통카드를 등록하여도

사용할 수 있도록 시스템을 구현하였다.

기술은 유비쿼터스 센서 네트워크과 아주 밀접한 관계를 갖는RFID

하나의 용어가 되었으며 본 연구에서도 운동과 관련지어, u-Fitness

즉 유비쿼터스 훼트니스 의 약자로 스포츠도 유, (ubiquitous fitness)

비쿼터스 세상으로 나아감을 의미한다고 볼 수 있다 의 궁. u-Fitness

극적인 목표는 건강한 삶의 질 향상 추구에 있으며 이를 현실화시키,

기 위하여 년 월 문화관광부를 통하여 정보통신부에서 수행하는2005 3

과제에 제안하였다 그러나 계속적으로 이루어지지 못하였고 이에 시.

스템의 일부분을 본 연구원 자체과제로 수행하게 되었다 따라서 본.

연구자는 이번 과제는 기술을 스포츠 분야 적용의 시발점이라고RFID

생각한다 이러한 본 연구자 생각을 연구과정에서 스포츠용품 제조회.

사 시장 점유율이 높은 개 회사 의 자문을 구하였고 과제에 대한 공( 6 ) ,

감대를 형성하였으며 적극적인 협조을 얻을 수 있었다.

본 연구에서 얻어진 결과로는 기술의 러닝머신 적용이라 말할RFID

수 있다 기술을 러닝머신 적용에 있어 크게 러닝머신. RFID , RFID,

제어박스 표시장치 통신 보드 제작 등을 들 수 있다, , .

기술의 러닝머신 적용은 러닝머신을 처음부터 설계하고 제작RFID

하는 것이 아니라 기존 제품을 이용하였다 따라서 러닝머신 제조업체.

의 협조가 필요하였으며 실제로 러닝머신 제조업체인 에이펙스사의,

결과 및 분석Ⅲ

러닝머신을 기술의 러닝머신 적용에 시험할 수 있도록 제공받RFID

고 통신 규격을 시험하기 위한 러닝머신 제어신호에 대해 정, CSAFE

보를 제공 받았다.

기존 러닝머신 제품에 전자회로 보드 및 구동 프로그램도 수정하여

야 했다 추후 러닝머신 제조업체에도 구현된 시스템에 적용하기 위하.

여서는 통신 보드를 업체 조건에 맞게 제작하여야 하며 구동CSAFE

프로그램도 수정하여야 한다 본 연구에서는 통신 보드를 실험할 수.

있도록 프로그램을 완성하였으며 프로그램을 원하는 러닝머신 제조업

체에 제공할 수 있을 것이다.

태그와 리더의 주파수 선택은 여러 자료를 수집하여RFID 13.56를 선택하였으며 그에 적용할 수 있도록 전자회로를 설계하였다 전자.(

회로도는 부록에 추가함 아래 내용은 기술 적용에 있어) RFID 13.56을 선택하게 된 장점이다.

고기능 응용이 가능한 높은 속도-

중간 속도를 사용하여 저기능에 응용 가능-

전 세계적으로 사용하는 주파수- ISM

빠른 데이터 전송 보통- ( 106kbits/s)

- 높은 클럭 주파수 암호화 함수 또는 마이크로프로세서가 구현될,

수 있음

트랜스폰터 코일용 병렬 캐패시터 공진 정합 을 칩으로 구현 가능- ( )

또한 주파수의 태그는 우리가 쓰는 교통카드 주파수13.56 RFID와 같기 때문에 손쉽게 구할 수 있다.

제어박스는 여러 가지 관점 성능 크기 가격 등 에서 검토 하였다( , , ) .

과제 시작 단계에서 제어박스의 운영체제와 하드웨어를 Windows CE

기반으로 검토하였으나 현실에 만족할 것이 아니라 향후 추세를 살펴,

가격대비 성능을 검토하였고 이에 이상에서 구현하기로Windows XP


결정하였다 장점은 아래와 같다. Windows XP .

일반 데스크탑 형에 대한 가격이 러닝머신에 적용할 수 있도록-

형성이 됨

미니 데스크탑 형태로 삼보 삼성 등에서 출시되고 있으며 추후- , ,

러닝머신 제어장치에 내장할 수 있음

에서는 통신 신호처리 구축 인터넷이- Windows XP USB , , DB ,

용이함

현재 대용량 저장장치인 하드디스크가 향후 반도체 메모리로 대체-

될 것임 반도체메모리는 운동기기의 진동에도 강함,

통신 보드를 추가한 이유는 기존 러닝머신 회로를 수정하지CSAFE

않고 기술을 적용하기 위해서 제작하였다 또한 통신RFID . CSAFE

규격을검토한결과규격내에있는모든내용이국내운동기기에모두필요

치 않다 따라서 규격을 검토하고 정리하였으며. CSAFE KoreaCSAFE 규

격 가칭 라고 정하였고 프로그램을 제작하였다 본 과제에서 정리된( ) .

통신 프로그램은 러닝머신 제조업체 요구시 제공될 수KoreaCSAFE

있을 것이다.

끝으로 본 연구원에서 운영하고 있는 사이버 체력관리시스템과 연계

되어 운동관리를 언제 어디서나 정보를 제공받을 수 있도록 하여 진정,

한 유비쿼터스 세계로 갈 것이다.

결 론Ⅳ

본 연구는 러닝머신에 기술을 적용하기 위하여 기존 러닝머신RFID

에 통신 프로토콜 보드 제작 및 프로그램 리더 제작 및 프로그램, RFID

과 운동량 및 신호의 처리를 위한 제어박스 제작 및 프로그램을RFID

수행하였다.

프로토콜 검토 및 정리CSAFE

본 과제를 수행하면서 차례에 걸쳐 러닝머신 제조업체 개발자의2

자문을 구하였고 프로토콜 검토하였다 검토과정에서 프로토CSAFE .

콜을 가지로 구분하기로 하였고 기본 기능과 확장 기능 프로토콜로2

구분하였다 기본 기능과 국내 러닝머신에 부합하는 기능을 부가하여.

가칭 프로토콜로 정리하였으며 이를 시험할 수 있는KoreaCSAFE ,

프로그램을 제작하였다 추후 제작된 시험용 프로그램은 러닝머신 제.

조업체에 기술지원 혹은 공동 연구 진행시 지원될 것이다.

태그 리더 자료 조사 및 제작RFID /

자료를 조사하다 보면 항상 유비쿼터스 센서 네트워크가 따라RFID

다니다 따라서 는 유비쿼터스로 가는데 있어서 필요한 영역이. RFID

다 자료조사를 통하여 저주파용 주파수 를 선택하. RFID RFID 13.56였다 태그는 시장에서 구매였으며 본 연구에서 제작된 러닝머. RFID

신에서 운동할 사람들은 쉽게 구할 수 있다 리더는 용으. RFID 13.56로 전자 회로를 설계하였으며 제작하였다 제작된 리더는 러닝. RFID

머신 계기판 옆에 부착하였으며 운동하는 사람이 손쉽게 사용할 수

있도록 하였다.


통신 프로토콜 보드제작 및 프로그램 수행

기존 러닝머신 구동 시스템에 통신용 전자회로 보드를 추가로 설계

하고 제작하였다 통신용 전자회로 보드를 시험할 수 있도록 시험용.

프로그램을 제작하였다 또한 에서 통신용 보드와 데이터를 주고받. PC

고 확인할 구 있도록 프로그램을 제작하였다 용 프로그램은 러닝머. PC

신 제조업체가 요구할 경우 제공할 수 있다.

제어박스 제작 및 프로그램

러닝머신에서 운동하는 사람은 테그와 리더가 교신하여 얻어RFID

진 정보로 알 수 있다 리더는 운동하는 사람의 를 제어박스에. RFID ID

전송하여 제어박스에 저장하고 있던 운동이력을 제공한다 또한. RFID

리더로부터 들어온 가 등록이 안 되어 있는 경우는 등록 절차를 거치ID

도록 프로그램 되어 있다.

또한 제어박스는 러닝머신 통신 보드와 제어 신호를 송 수신하여

러닝머신으로 부터는 운동 속도 운동 속도 등 운동 정보량을 전송받거,

나 적절한 운동을 할 수 있도록 러닝머신 제어 신호를 통신 보드에

전송한다.

제어박스는 리더와 통신 보드와 주고받은 신호 운동량 및RFID , ID

를 조합하고 운동량 구축을 위하여 신호 처리하고 저장한다DB .

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부 론

년도 연구과제 목록[2006 ]

자체연구과제

1 체육지도자 국가자격 취득자 실태분석 및 활용도 제고 방안 권민혁 11,000

2 체육지도자 연수제도 규제순응도 조사 권민혁 7,000

3 노인체육진흥을 위한 전략 개발 연구 김양례 10,000

4 레저스포츠 활성화를 위한 제도적 기반 연구 성문정 3,000

5 골프 회원권 가치평가와 관리제도 개선 방안 송명규 3,000

6 국민체육진흥기금 융자사업 제도개선 및 효율화 방안 송명규 7,000

7 국민체육진흥기금 체육시설지원사업국민체육센터 및 운동장 생활체육시설 성과 평가( )

송명규 비매품

8 한국의 체육지표2006 유의동 17,000

9 스포츠산업 전문인력 양성사업 중장기 계획 유의동 3,000

10 기초스포츠 활성화 방안 이용식 7,000

11 스포츠가 청소년 체육활동에 미치는 영향e- 이용식 6,000

12 장애인 체육지도자 양성 및 활용 방안 한태룡 7,000

13 배드민턴 단식 선수의 타구 예측능력 향상을 위한 지각기술 훈련 프로그램의 개발

구해모 비매품

14 펜싱국가대표 선수의 일시적 스트레스 극복 전략 개발 및 적용 효과 김병현 비매품

15 국가대표선수 심리측정 평가 시스템 보완DBㆍ 김병현 비매품

16 경기력 향상을 위한 스포츠 의 과학 시스템 구축 방안ㆍ 김영수 4,000

17 태권도 국가대표선수 정신력 강화를 위한 심리개입 프로그램의개발 및 적용 효과

김용승 2,000

18 역도 인상동작 수행시 좌우근력의 불균형 분석 및 처치 프로그램 개발 문영진 비매품

19 도하 아시아경기대회 대비 체조경기의 고난도기술 향상 방안2006 백진호 비매품

20 하키 페널티 코너의 푸시 및 슈팅 동작의 기술향상 방안에 관한 연구 송주호 비매품

21 지구력 및 근력 관련 유전자 조합분석을 통한 운동수행력 예측 송홍선 비매품

22 엘리트 수영선수의 훈련 단계별 근력트레이닝 프로그램 개발 및 적용 송홍선 비매품

23 아카이브타란툴라 동작분석시스템 확장 개발 이순호 비매품

국고연구과제

1 야구공 및 야구배트의 성능 평가규격 개발 강기원 비매품

2 자전거 프레임 규격 안 제정( ) 권경배 6,000

3 자전거 산업 실태 분석 안병화 비매품

수탁연구과제

1 태백분촌 활성화 및 순환훈련계획 수립 유의동 비매품

2 체육지도자 채용표준계약서 연구개발 박영옥 〃

3 체육지도자 구축을 위한 기초자료 연구 개발DB 권민혁 〃

4 철도공안직 공무원의 신규채용 체력측정검사 지표개발 연구 송홍선 〃

5 진동운동기에 관한 연구 황종학 〃

6 직장체육활성화 방안 연구 용역 고은하 〃

7 장애체육인 복지제도 도입을 위한 규정 개정 및 연구 용역 성문정 〃

8 운동 처방 시스템 운동처방 개발 연구DB 최규정 〃

9 스포츠 영재발굴 평가 도구 개발 고병구 〃

10 스포츠산업 경영정보 조사 사업 국고( ) 송명규 〃

24 레슬링 그레코로만형 선수의 근력 특성 분석 및 강화 훈련 프로그램 개발 최규정 비매품

25 육상경기장 트랙의 반발탄성 평가 연구 강기원 비매품

26 웨이트 운동기구용 운동부하 조절장치 모듈 개발 이상철 비매품

27 러닝머신 운동정보 관리를 위한 활용 연구RFID 황종학 4,000

11 스포츠복합탄성바닥재 성능 및 품질 평가 기준 제정에 관한 연구 강기원 비매품

12 스포츠 영재 발굴 및 육성 사업 운영 계획 이용식 〃

13 스쿠버다이빙 서비스 표준화 연구 강기원 〃

14 세계태권도연맹 전자호구 제품 성능 시험 및 검사LaJuST Inc 황종학 〃

15 선수권익보호 교육프로그램 개발 김용승 〃

16 생활체육시설 지역별 균등설치 기본계획 수립 유지곤 〃

17 복합비타민 보조제 빨리빨리 섭취가 운동능력과 피로회복에 미치는 영향( ) 김영수 〃

18 미래문화전략2020 성문정 〃

19 로데오 마스터 운동기구의 운동효과 검증에 관한 연구 송홍선 〃

20 레슬링 자유형 체력 및 기술훈련 영상물 개발 최규정 〃

21 기능성신발 스프링신발 의 에너지 소비량과 운동역학적 분석( ) 성봉주 〃

22 기금지원 체육시설 사업성과 평가 및 중장기 공급계획 유지곤 〃

23 기금지원 사업 현장 평가 만족도 조사 결과 분석ㆍ 권민혁 〃

24 국기 태권도의 중장기 발전 방안 연구 한태룡 〃

25 교정공무원의 체계적이고 과학적인 신규 채용 개선 방안 성봉주 〃

26 괴산군 국군체육부대 유치타당성 조사 용역 유지곤 〃

27 경기도 화성시 자동차 테마 파크 조성 타당성 조사 유의동 〃

28 걷기운동시 워킹전문신발 이 에너지소비량에 미치는 효과(prowalking) 성봉주 〃

29 건강다이어트 슈즈 가칭 운동화의 운동역학적 기능 및 생리적 효능검사( ) 이순호 〃

30 합금소재의 용접특성에 따른 저온 평가sma490a 강기원 〃

31 를 이용한 댄스 운동이 에너지 소비량에 미치는 영향pump it up 성봉주 〃

32 년도 꿈나무선수 선발을 위한 잠재력 측정 평가2006 고병구 〃

33 년도 꿈나무선수 체력 향상도 측정 평가 연구2006 고병구 〃

34 년도 자율평가 대상 사업성과지표 결과표본조사2005 박영옥 〃


자체연구과제

1 운동선수 구타 실태조사 및 근절방안 고은하 4,000

2 생활체육 동영상 프로그램 개발 전략 및 인터넷 홍보 방안 김양례 6,000

3 한국의 체육지표2005 김양례 23,000

4 수상레저스포츠 활성화를 위한 법제도 개선연구 성문정 5,000

5 지역스포츠클럽 정착을 위한 환경정비 방안 이용식 13,000

6 학교시설 복합화사업을 통한 체육시설 확충 방안 유지곤 비매품

7 직장 체육의 현황 및 경제적 효과 분석 고은하 비매품

8 스포츠관련 직업의 특성과 스포츠산업의 고용효과 분석 박영옥 11,000

9 스포츠클럽제도화를 위한 법개정안 연구 성문정 4,000

10 전문스포츠대학원 대학 설립 타당성 검토 이용식 비매품

11 배드민턴 단식선수의 상대 타구에 대한 예측능력향상 전략 구해모 4,000

12 체벌없는 선수의 정신력 강화 지도자용 인지재구성 프로그램:개발 및 적용

김용승 4,000

13 우수 사격선수를 위한 정신훈련 지침서 장덕선 비매품

14 축구 득점력 향상을 위한 경기운영 방법 개발 신동성 6,000

15 핸드볼 선수의 스피드 지구력 평가와 향상을 위한 필드 측정법-개발과 훈련 적용 효과

윤성원 비매품

16 육상 중거리의 경기력 향상을 위한 전문체력과 심리훈련 프로그램개발 및 적용

성봉주 10,000

17 엘리트 여자하키선수의 슈팅력 제고를 위한 자세교정 기술훈련프로그램 개발 및 적용

송주호 8,000

18 종목별 아카이브 시스템 적용 및 로컬시스템 기능 확장개발․ 이순호 3,000

19 레슬링 경기규칙 변화에 따른 국내 외 경기분석 및 대응방안ㆍ 최규정 4,000

20 체조 경기의 즉각적 피드백을 위한 기술분석 프로그램 개발 백진호 5,000

21 역도 인상기록 향상을 위한 근력강화 프로그램 개발 문영진 비매품

22 일반인 및 선수 수준별 근력유전자 의 분포와 스피드 및(ACTN3)파워 능력과의 관계 규명

박동호 비매품

23 국가대표 선수용 심리 검사지 규준 개발(Norm) 김병현 8,000

24 튜브 운동을 응용한 유도 기울이기 기술 훈련효과 측정장비 개발연구 김영수 비매품

25 운동선수의 성장단계별 표준훈련 지침서 개발 송홍선 6,000

26 유산소 운동기구의 무선 인터페이스 제어 장치 개발 황종학 비매품

27 웨이트 운동기구 부품 구축에 관한 연구DB 이상철 비매품

위탁연구과제

1 초경량 골프샤프트의 최적화 연구서울산업대

비매품

국고연구과제

1 골프용품산업 실태분석 안병화 10,000

2 인라인스케이트의 강도 및 내구성 평가 규격 개발 강기원 6,000

3 복싱용품 규격개발 연구 권경배 5,000

4 스포츠용품업 해외진출 활성화 방안 유의동 9,000

5 스포츠산업 전문인력 양성사업 교과과정 개선 유의동 비매품

6 청소년 체력향상 지침서 개발 고병구 〃

7 청소년 체력평가 및 향상프로그램 개발 고병구 〃

수탁연구과제

1 저주파 자극 처치가 혈중지질 및(TGBODY-4CH)체지방에 미치는 영향

성봉주 비매품

2 유원놀이시설의 규격 제개정 연구KS ․ 강기원 〃

3 스포츠산업진흥법 시행령 제정안 연구 성문정 〃

4 운동량 측정 장치 개발 황종학 〃

5 년도 꿈나무선수 선발을 위한 잠재력 측정평가2005 고병구 〃

6 친환경 대중골프장 조성 김양례 〃

7 경찰채용 체력검사종목 및 신체검사조건 개선 연구 성봉주 〃

8 아에이오우 안면근육 운동기 제품의 효능 효과 검증 문영진 〃

9 인장 피로 충격시험, , 강기원 〃

10 경남 문화관광체육분야 로드맵 수립 연구 중 체육부문 연구․ ․ 성문정 〃

11 소방공무원 신규채용시험 관련 체격 및 체력검정제도 개선방안 연구

고병구 〃

12 농어촌 미니 복합체육시설 설치를 위한 설계 및 운영( )매뉴얼 제작

유지곤 〃

13 국내 외 스포츠산업 정보조사 개발 사업․ 송명규 〃

14 스포츠산업 현황 조사사업 유의동 〃

15 공공체육시설 균형배치 중장기계획․ 유지곤 〃

16 태권도 전자채점 방식의 신뢰성 검증을 위한 연구 황종학 〃

17 경기단체 성과지표 개발 및 평가 연구 한태룡 〃

18 영암스포츠 테마파크 조성사업 타당성조사 및 기본 계획 수립 권민혁 〃

19 국제자동차경주대회 사전 타당성 조사F1 유의동 〃

20 신발 착용후 걷기시 운동역학적 운동생리적 및 심리적MBT ,효과 검증

성봉주 〃

21 동영상 프로그램 개발을 위한 수요자 요구분석 한태룡 〃

22 기금지원사업 현장평가 만족도 결과분석 연구 권민혁 〃

23 년도 꿈나무선수 체력향상도 측정평가2005 ․ 고병구 〃

24 체중분산형 방석의 기능학적 분석 최규정 〃

25 운동 및 식생활 습관과 건강체력검진자료의 관계 분석 고병구 〃


자체연구과제

1 선진국 체육정책의 동향과 추진체계 오연풍 16,000

2 지역경제 활성화를 위한 프로스포츠 활용 방안 유의동 10,000

3 스포츠산업의 실태 분석 홍재승 14,000

4 공공체육시설의 균형배분을 위한 중장기 계획 수립에 관한 연구 유지곤 6,000

5 여자축구 활성화를 위한 중장기 발전 전략 고은하 8,000

6 실내체육관 활용도 제고를 위한 모델 개발 유지곤 8,000

7 한국의 체육지표2004 김양례 20,000

8 온라인 스포츠커뮤니티 활동 실태 분석 이한규 12,000

9 스포츠산업진흥법 제정안 연구 성문정 6,000

10 아테네올림픽 대비 배드민턴 국가대표선수의 심리조정기술 향상 연구 구해모 4,000

11 아테네올림픽 대비 최우수 국가대표선수의 심리개입 사례 연구 김병현 6,000

12 사격 대표선수의 최적 컨디션조절을 위한 인지행동전략 장덕선 4,000

13 아테네올림픽 대비 하키 강국의 전략 및 주요 선수의 전술 분석과 대응전략 이명천 6,000

14아테네올림픽 대비 메달 유망 체급종목 선수들의 지구력 향상을 위한저산소 처치의 적용 및 효과

정동식 4,000

15 아테네올림픽 대비 유도종목 메달 경쟁 상대선수의 기술특성 분석 김영수 8,000

16유전자 다형성과 운동성 중추신경Serotonin-transporter(5-HTT)

피로와의관계 규명박동호 비매품

17아테네올림픽 대비 투창 대표선수의 기술 향상을 위한 전문체력훈련프로그램 개발 및 적용

성봉주 6,000

18 아테네올림픽 대비 여자 핸드볼 경쟁팀의 전략 및 전술 분석과 대응 방안 윤성원 4,000

19 아테네올림픽 대비 탁구 경쟁선수 전형 전략 분석 및 대응방안ㆍ 이순호 8,000

20 아테네올림픽 대비 체조 메달가능종목 평행봉 도마 링의 기술 분석( , , 백진호 6,000

21 아테네올림픽 대비 역도 대표선수의 동작 평가 및 기술 처치 문영진 6,000

22 아테네올림픽 대비 해외 우수 레슬링선수의 기술특성 분석 및 동영상 구축 연구DB 최규정 16,000

23 아테네올림픽 대비 축구 출전국의 특성 및 전술 분석 신동성 8,000

24 운동장비의 개발 및 기능 향상을 위한 초음파 센서의 활용 연구 황종학 비매품

25 국산 웨이트 운동기구의 제품 경쟁력 향상을 위한 기능 개선 연구 이상철 〃

26 스포츠레저용품용 샌드위치 구조물 연구 강기원 〃

27 국민소득 증가에 따른 체육비용 산출 연구 주노종 〃

28 국제경기대회의 경제 사회적 효과분석 모형 개발ㆍ 주노종 〃

국고연구과제

1 스포츠산업 진흥 중장기 계획 박영옥 8,000

2 수상 레저스포츠용품 산업 실태 분석 안병화 비매품

3 운동용 머리보호장비의 시험 및 평가방법 개발 강기원 10,000

수탁연구과제

1 부천시 체육시설 확충 기본계획 성문정 비매품

2 와 운동의 복합처방이 지질 및 체지방 변화에 미치는 영향DUCHLLES 성봉주 〃

3 청소년 체력인증 운영방안 김양례 〃

4 청소년 체력인증 기준 개발 고병구 〃

5 국민체력실태조사2004 고병구 〃

6 힐러파워슈즈의 기능성 및 생리적 효능 검증 평가 이순호 〃

7 경기도 체육진흥 중장기 발전 계획 성문정 〃

8 새 경기력 향상 중장기 계획 오연풍 〃

9 년도 꿈나무선수 선발 측정 평가2004 ㆍ 고병구 〃

10 대한체육회 중장기 발전계획 유의동 〃

11 스포츠반도핑 영상교육자료 개발 및 반도핑 교육 김용승 〃

12 김제시 체육시설 조성사업 기본계획 유지곤 〃

13 고압용기의 충격저항성 평가에 관한 연구 강기원 〃

14 경남연고 프로축구단 창단 타당성 조사 연구 주노종 〃

15 대한체육회 선수촌 이전사업 입지 선정 유지곤 〃

16 운동처방 시스템을 위한 기능개선형 웨이트 운동기구 개발 연구 이상철 〃

17 고정배당률 투표권 운영에 따른 적정 위탁운영비율 산출 연구 김양례 〃

18 년도 꿈나무선수 체력향상도 측정 평가2004 ㆍ 고병구 〃

러닝머신 운동정보 관리를 위한활용 연구RFID

발행일 년 월：발행처 국민체육진흥공단 체육과학연구원：

서울특별시 노원구 공릉 동 산2 223-19

인 쇄 한국장애인고용안정협회：( 02-2272-4722 3)

ISBN： 978-89-6011-017-5-98690

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