RFID 기술과 응용, 국제적인 치수 및 경제적 의미

RFID는 비 접촉 무선인식 기술로서 기존의 바코드가 갖고 있는 인식속도, 저장능력 등을 획기적으로 향상시키어 물류산업에 혁신적 변화와 유비쿼터스 국가, 사회, 도시 등의 건설에 무선네트워크, 센서와 함께 핵심 인프라 기술이다. 이러한 RFID에 대하여 최근 국제표준화기구 ISO에서는 관련 통신, 식별코드, 성능시험방법 등 대부분의 기술표준 제정을 완료하였으며. 우리나라는 ISO 규격 12종을 KS 규격으로 제정하였다. 또한, 컨테이너 보안용 전자봉인, 공급망관리(SCM)등의 응용표준 등은 여러 시범사업을 거쳐 완성단계에 있다.

일반적인 용어로 RFID는 라디오 주파수 전송 또는 라디오 전파를 사용하여 물체나 사람을 인식하는 방식을 나타낸다. 인식은 자동으로 읽을 수 있는, 마이크로칩에 저장된 물체, 사람, 정보를 인식해주는 고유번호에 의하여 가능하다. 최근의 기술 발전에 따라, 자동인식 데이터 포착 산업은 RFID를 활용할 수 있는 새로운 응용분야를 찾기 위한 모든 노력을 기울이고 있다.

지난 30년간 정보 기술(IT)처럼, RFID 기술은 보다 강력해지고 소형이며 가격이 저렴해지고 있다. 기본 RFID 시스템은 세 가지 성분으로 구성되어 있다:

– 안테나 포함 파워 장착 및 파워 비장착 마이크로칩으로 구성된 태그

– 정보를 송수신하는 태그와 안테나가 달린 리더기

– 태그 정보를 중앙 저장장치로 기록, 전송하는 미들웨어

RFID 태그

현재 두 가지 타입 – 수동형 태그와 능동형 태그 -의 태그가 사용중이다. 수동형 태그는 내장 전원이 없으며, 리더기가 만든 전자기장에 의하여 전원을 공급받는다. 능동형 태그는 내부 배터리로 전원 공급을

받으며 리더기가 정보를 호출하는 것을 감지한 때에 로컬 리더기로 데이터를 전송하는 방식으로 전원을 공급받는다. 배터리가 있는 태그는 일반적으로 배터리가 없는 것보다 크며, 능동형 태그는 리더기와 함께 리딩 범위가 길며, 수명은 배터리의 한계수명에 따라 정해진다. 수동형 태그는 크기가 작으며 수명에 제한이 없다. 능동형 태그와 비교하여, 수동형 태그는 환경 및 전원 제한으로부터의 간섭 때문에 전송 범위가 제한된다.

대다수의 현재 소매업 응용 분야는 수동형 태그로 설계된다. 능동형 태그는 현재 방위나 군대 운영에서 사용된다. 또한, 태그가 운전자가 요금 계산소에서 지불하기 위하여 멈추는 것보다는 리더기를 지나가는 것으로 요금을 지불할 수 있게 해주는 선불 방식에 태그가 연결된 EZ 패스)같은 기술에서 보여진다.

또다른 RFID 태그의 고유 특징은 바코드 보다 많은 정보를 전송할 수 있다는 것이다. 게다가 태그의 정보가 지워지고, 다시 쓰거나 조정한 경우 재사용이 가능한 태그는 데이터 업데이트를 가능하게 해주며 그러므로 보안 및 인식 응용분야에서 보다 유용하게 쓰일 수 있다.

RFID에 대한 관심이 높아짐에도 불구하고 기술적인 과제는 여전히 존재한다. 라디오 주파수의 사용은 파렛트 또는 품목에 명확한 송수선이 직결된 배치의 필요를 제거해주지만, 금속이나 액체 같은 전도물질은 전자기를 반사한다. 이는 금속 커피캔, 컨테이너, 샴푸통같은 금속 표면에 태그 부착이 문제될 수 있으며, 또한 이는 가끔 인식률을 저하시킬 수 있다. 기타 근접 전송에서의 전자파 간섭은 태그 성능 및 태그에서 리더기로 가는 통신에 영향을 줄 수 있다. 반사 및 회절같은 물리적인 효과 역시 태그 성능에 영향을 미칠 수 있다.

다양한 RFID 시스템, 회사, 국가간의 비호환성은 RFID 기술의 광범위한 개발에 문제로 대두된다. 기술표준, 주파수, 파워레벨이 RFID 시스템의 성공적인 글로벌 상호 호환성을 위한 필수적인 이슈이다. 태그와 리더기를 위한 기술적인 표준을 개발하고 정의하고자 하는 노력이 수행중이며, 일반적인 표준은 목표로 남아있다. 이처럼, 나라마다 운영 주파수 범위, 허용 가능한 전송 기준, 허용 가능한 전원 제한에서의 차이점은 운영상 제약으로 작용한다.

신소자 컴퓨터 프로세서를 위한 잠재성 및 현재 연구 개발 능력에 관하여, 어떤 연구자들은 향후 RFID 태그 및 기타 응용을 위한 유기 마이크로 프로세서 개발을 고려하고 있다. 예컨대, NIST는 플라스틱 같은 대부분 또는 전체가 유기 물질로 된 RFID 기기에 실리콘이나 무기 물질로 대치하는 기술적인 타당성을 주시하고 있다. 이와함께 기타 재료, 태그, 칩 디자인, 제조 및 제작에서의 현재진행중인 연구는 견고하고 기능적인 태그를 만들 수 있을 것이다.

RFID 리더기 기술

RFID 리더기는 다양한 기능을 수행한다:

호출 신호 송신으로 태그를 활성화, 수동형 태그로의 전력 공급, 태그로 보내는 데이터 신호를 인코딩, 태그로부터 받은 데이터를 디코딩. 리더기는 전자기파를 방출하는 이동식이자 고정식 기기이다. 출력전원 및 라디오 주파수는 태그가 읽을 수 있는 범위를 결정한다. RFID 시스템은 전형적으로 30 KHz ~ 50 KHz(저주파수), 850MHz ~ 950 MHz, 2.4 GHz ~ 2.5 GHz (극초단파) 사이의 주파수 범위에서 작동한다.

기타 주파수 밴드는 RFID 응용에 사용되며 이는 특정 응용이 될 수도 있다. 예를 들면, 자동차 원격시동키 등, 저주파수에서 운영되는 시스템은 비용이 적게 들고, 짧은 리딩 범위를 가진다. 역으로, 고주파 시스템은 비용이 더 들지만 빠른 리딩 속도 및 긴리딩 범위를 가진다.

산업 자료에 의하면, 현재 리더기 설계에서 거의 변화가 없으며, RFID가 응용 부분에서 개발됨에 따라 응용 소프트웨어는 리더기의 기능성을 결정하게 될 것이다.

이는 다음을 포함한다:

리더기가 한 번에 하나의 태그 이상을 읽는 것을 막아주는 충돌 방지 소프트웨어, 리더기가 모든 태그를 읽을 수 있다는 것을 보장해주는 검정능력, 다양한 전송 리더기간의 간섭을 최소화시키는 조치, 전송받은 데이터에 비승인 접근을 막아주는 보안 조치. 유망한 기술 개발의 예시는 모든 기술 플랫폼을 뛰어넘는 능력이 있는 미국의 벤처 회사에 의해 개발된 리더기이다. 이것은 리더기가 동시에 다양한 형식의 태그를 읽을 수 있게 할 뿐 아니라 데이터를 프로세스화하고 운영하게 프로그램화하게 해준다.

RFID 미들웨어

RFID 시스템의 제3의 성분을 구성하는 RFID 미들웨어는 기업의 재고 또는 인식 운영 시스템과 결합된 컴퓨터 하드웨어, 데이터 프로세스 소프트웨어로 구성된다. 미들웨어 플랫폼은 운영 시스템, 데이터 저장, 다양한 태그의 입력을 가시적인 추적 또는 인식 데이터로 전환시키는 알고리즘을 프로세스화하는 것을 제공한다. 미들웨어는 RFID를 사용하는 회사의 직원에 의하여 운영되거나 IT 서비스 제공자의 하청에 의하여 운영된다. 할 수 있게 개발되며, 태그, 리더기, 미들웨어 설계가 성숙되었을 때에만 가능하다.

아이씨엔 매거진 2006년 창간준비호