RFID (Radio Frequency Identification) 기술이란 'RFID 태그'를 활용하여 무선 주파수 (전파)를 통해 여러 가지 정보를 통신하는 기술로 최대 수십m의 거리에서도 통신이 가능합니다. 이번 포스팅에서는 RFID의 작동원리와 활용사례에 대해 알아보겠습니다. RFID 작동원리와 RFID 시스템RFID의 작동원리를 간단히 정리하면 다음과 같습니다. 더 자세한 내용이 궁금하신 분들은 포스팅을 끝까지 참고해주세요. RFID 작동원리 / 작동구조
▼ 하단의 그림도 참고하세요.  RFID 시스템 구성요소들에 대한 설명 ▶ RFID 태그 구조 RFID 태그는 크게 집적회로(IC)와 안테나, 기판으로 구성되어있습니다. 특히 집적회로는 반도체의 집합으로, 데이터저장을 위한 메모리 반도체, 연산을 위한 시스템 반도체, 통신을 위한 반도체 등 많게는 5만 개의 크고 작은 반도체들이 모여있습니다. RFID 태그 속 안테나는 RFID 태그가 외부 주파수를 감지하거나, 데이터를 송신하기 위해 필요합니다. 기판은 RFID의 기본 틀이라고 생각하시면 됩니다. ▶ RFID 태그 분류 RFID는 자체 배터리를 내장하는지에 따라, 분류가 됩니다.
▶ RFID 태그 역할 각각의 제품들에 RFID 태그가 부착되고, 해당 태그들에 제품에 대한 데이터를 저장합니다. 태그 속에는 제품의 무게, 가격, 수량 등을 넘어 품질 상태, 현재 제품의 위치, 불량 여부 등의 다양한 정보가 저장될 수 있습니다. 또한 외부 안테나와 송수신 하면서, 데이터를 교환하고 저장합니다. ▶ (외부) 안테나 안테나는 RFID와 리더 사이의 통신 연결 수단입니다. 단순 데이터를 교환하는 것을 넘어, 외부 전파 신호 (무선 주파수)와 디지털 신호 상호 변환하는 역할을 합니다. ▶ 리더기 (Reader) 안테나로 부터 얻은 디지털 신호를 해독, 변조하여 호스트/서버에 송신합니다. 즉 1차적으로 데이터를 받아들이는 역할을 합니다. 예를 들어 우리가 대중 교통을 이용할 때, 교통카드를 찍는 기계가 리더기라고 볼 수 있습니다. 리더기는 외부안테나를 통해 고유한 주파수를 송신하여, 타 RFID 태그(현재 시스템과 무관한 여러 RFID 태그들)와 리더기 간 통신 간섭을 막고, 효율적인 데이터 송수신을 가능하게 합니다. ▶ 호스트/서버 (컴퓨터) 리더기에서 받아들여지는 데이터를 모두 모으는 컴퓨터들의 집합입니다. 데이터가 쌓이면 이를 해석하여 새로운 가치를 만들어 낼 수 있습니다. 당연한 이야기지만, 빅데이터 수준으로 데이터가 쌓이면, AI, 인공지능에 활용될 수 있습니다. RFID 활용사례RFID 기술은 현재 많은 곳에서 사용되고 있습니다. 대표적인 사례 몇가지를 소개해드리겠습니다. 하단의 모든 사례는 RFID 기술을 통해 실시간으로 이루어집니다.
앞선 사례를 보시면 알겠지만, 대체로 여러 개체들을 관리 및 추적하는데 RFID가 광범히 하게 사용되고 있음을 알 수 있습니다. 이렇듯 RFID 기술은 현재 많이 사용되고 있는 바코드보다 더 많은 정보를 담을 수 있고, 데이터 송수신이 훨씬 용이하면서, 한 번에 여러 개의 RFID 태그 속 데이터를 읽을 수 있는 등 장점이 많아서 차세대 정보 통신 시스템으로 각광받고 있습니다.
RFID 기술은 태그, 리더 및 호스트 서버로 구성되어 무선연결을 통해 사물에 부착된 전자태그를 읽어 객체를 인식하는 기술입니다. 이 문서에서는 RFID 기술의 특징, 동작 원리 및 활용사례에 대해서 정리해보겠습니다.
RFID는 무선통신 비접촉 방식으로 원거리에서 TAG ID를 읽어 들이는 기술로 마이크로 칩과 메모리를 가지고 있습니다. 이와 유사한 기술로 바코드 정보를 적외선 리더기로 읽는 방식도 있습니다. 하지만 RFID는 바코드리더기보다 훨씬 먼 최대 30m~100m 까지도 데이터 전송이 가능하며, 무선통신 방식으로 물체를 투과하여 인식할 수 있습니다. 참고로 NFC의 경우 유사한 무선통신 기술이나 인식거리가 10m 정도라는 제약이 있습니다. 두 기술의 차이점에 대해서는 아래서 자세히 살펴보겠습니다.
RFID 동작원리RFID 시스템은 아래 그림과 같이 TAG, 리더 그리고 호스트 서버 3가지 요소로 구성됩니다. 각 구성요소에 대해서 자세히 알아보겠습니다. 1. RFID 태그객체의 정보를 가지고 있는 장치로 태그 안에 내장된 안테나가 Reader로부터 RF 전파를 수신합니다. Reader로부터 RF Field를 수신하면 이를 통해 태그 내부의 IC 칩이 동작하여 칩 안에 객체정보를 Reader로 전송하는 방식입니다. 태그는 자체적으로 마이크로컨트롤러 칩을 내장하고 있는데, 이는 태그 가격의 40% 이상을 차지합니다. 따라서 RFID의 활성화를 위해 해결해야 하는 주요 과제로 5센트 이하의 저가격을 위한 칩의 소형화 기술이 중요합니다. 참고로 위의 Tag 이미지와 같이 RFID는 다양한 형태로 패키징이 가능합니다. 종이와 같이 일회용 부착식으로 만들거나 재활용 가능한 카드형태로 제작할 수도 있습니다. 태그는 전원의 유무에 따라 Passive 방식과 Active Tag로 분류할 수 있습니다.
2. Reader태그를 인식하는 기기로 호스트 Computer에 연결되어 RF 신호를 출력하여 RFID 태그와 통신하여 ID 정보를 수신받는 장치입니다. Passive 방식 태그인 경우 보다 고출력의 RF 신호 송신이 필요하며 활용 목적에 주파수 대역을 저주파와 고주파 대역으로 나누어 사용합니다. 저주파 시스템30KHz ~ 500KHz 저주파를 사용하여 판독거리를 짧지만 저비용으로 구축이 가능한 장점이 있습니다. 주로 상품 정보를 무선으로 읽는 등의 저속 데이터 통신 서비스에서 활용됩니다. 고주파 시스템850MHz ~ 950MHz 또는 2.4GHz ~ 2.5GHz 구간의 고주파 밴드 구간을 사용하여 30m ~ 100m 거리의 판독이 가능합니다. 시스템 비용은 상대적으로 비싸지만 고속데이터 전송이 가능하여, 하이패스나 철도, 차량 위치추적 등의 시스템에서 활용됩니다. 3. 호스트 컴퓨터RFID 미들웨어에 해당하는 소프트웨어가 동작하는 서버로서 리더기에서 수집된 ID 정보를 이용해 다양한 응용 프로그램에 전달 및 관리하는 기능을 수행합니다. 예를 들어 차량 정보를 읽어 통행요금을 실시간으로 청구하는 등의 시스템과 연동할 수 있습니다. RFID 활용사례교통 분야대표적으로 우리 생활에서 많이 활용되는 분야는 고속도로 하이패스와 교통카드 시스템입니다. 하이패스의 경우 Active 방식의 RFID Tag를 설치하고 고속으로 통행하는 자동차를 실시간으로 체크해 통행요금을 부과할 수 있습니다. 교통카드의 경우 이전 문서에서도 살펴본 NFC 방식을 사용할 수도 있으며 동일하게 RFID 방식으로도 활용이 가능합니다. 산업 분야공장의 재고나 물류관리를 위해 각 상품에 passive 방식의 저가형 RFID Tag를 인식해 상품의 입고, 출고, 재고 관리에 활용할 수 있습니다. 또한 마트 등에서 상품의 도난 방지 시스템에도 사용됩니다. NFC와 차이점근거리 통신기술인 NFC와 비교하여 다음과 같은 기술상의 차이점이 있습니다.
이 외의 근거리 무선통신 기술은 이전의 문서를 참고 바랍니다.
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Rfid 활용사례 - rfid hwal-yongsalye
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