[RF통신] RFID(Radio-Frequency Identification)

1. RF란 ?

라디오는 무선 통신을 의미하며, RF는 무선 통신에 사용되는 주파수를 의미한다.

기술적으로 RF(무선 주파수)는 주어진 주파수의 신호를 안테나로 흘려보냈을 때 무선 방송이나 통신에 사용할 수 있는 전자기장이 생성되는 특성을 갖는 교류를 가르킨다. 이러한 주파수에는 사람이 들을 수 있는 가청주파수 kHz 대역부터 수천 GHz에 이르기까지 넓은 영역이 포함된다.

오늘은 RF을 이용한 무선통신 기술 RFID (Radio-Frequency Identification)에 대해 알아보려고 한다.

 

2. RFID란?

RFID 대표적인 예 교통카드

RF의 대표적인 응용 중 하나로, 데이터가 기록된 IC칩과 RF를 사용하여 다양한 정보를 인식하고 관리할 수 있게 해주는 기술을 말한다. RFID는 전자태그, 스마트 태그, 전자 라벨 등으로도 불린다.

RFID는 여러 개의 태그를 동시에 판독 할 수 있고, 수정이 가능하다는 점은 전통적인 바코드 기술이 극복할 수 없는 문제점들을 해결 할 수 있게 해주어 물류관리, 보안, 스마트카드 등의 분야에서 널리 쓰이고 있다.

항목	바코드	RFID
인식방법	접촉식	비접촉식
인식거리	~50cm	~27m
손상률	잦음	거의 없음
데이터	~100Byte	~64Kb
보안	거의 없음	복제 불가능
재활용	불가능	가능
비용	낮음	높음

주변에서 흔히 볼 수 있는 RFID 사용 예로 버스에서 사용하는 교통카드, 고속도로의 하이패스, 마트에서 도난 방지용으로 사용하는 태그 등이 있다.

 

3. RFID태그와 RFID리더기

리더기의 경우 태그에 쓰기 기능까지 갖춘 형태도 있다. 예를 들면 교통가드의 남은 잔액을 교통카드에 쓰는 것 처럼

RFID를 사용하기 위해서는 태그와 태그로부터 정보를 읽어 들일 수 있는 리더기가 필요하다.

태그는 정보가 기록되어 있는 IC칩과 칩에 저장된 정보를 리더기로 전송하는 안테나로 이루어져있다.

RFID 카드도 카드 형태를 띠고 있을 뿐 태그와 같은 구조를 가지고 있다.

 

4. RFID전원방식 분류

RFID 리더기의 전원 만으로 동작하는 수동형(Passive)

수동형 RFID의 경우, 리더기의 안테나에서 만들어지는 전자기장으로부터 상호 유도 방식으로 태그의 IC칩을 동작시킬 수 있는 전력을 만들어 사용한다. 대신에 인식거리가 짧고 리더기에서 많은 전력을 소비한다는 단점이 있다.

RFID태그의 전력과 RFID리더기의 전력을 사용하여 동작하는 반수동형(Semi - Passive)

반수동형 RFID는 리더기로부터 신호를 받을 때까지 작동하지 않는 상태에 있어 전력 소비가 적어 오랜시간 사용할 수 있다. 저전력을 필요로 할때 사용되는 방식이다. 이때 RFID 태그에는 전지를 사용한다.

RFID태그에 전원을  심어 원거리 통신을 하는 능동형(Active)

RFID태그의 정보를 읽고 정보 송신을 위해 태그의 전원을 사용하므로 수십 미터에 달하는 원거리 통신용으로 사용된다.

 

5. RFID주파수 분류

http://iotrfid.co.kr/article/qa/6/8/

중간주파수대역(HFID)는 RFID중 가장 널리 사용되는 방식으로, 수동형 태그를 사용하여 60cm 이내의 동작 거리를 가져 물품 관리, 교통카드, 출입/보안 카드 등에 흔히 사용된다

NFC도 13.56MHz 주파수를 사용하며, HFID와 NFC는 호환된다.

5. RFID 무선통신기술 표준 ISO/IEC 14443

ISO/IEC 14443 타입	설명
A	중간주파수대역 13.56MHz을 사용하는 비접촉식 카드에 대한 ISO표준
B	마이크로프로세서를 사용한 카드로, A보다 빠른 전송 속도를 지원하는 표준이다.

 

RFID와 NFC를 포함하는 근접형 무선 통신 기술을 위한 표준은 ISO/IEC 14443이며, 이 표준은 A와 B로 나뉜다.

ISO/IEC 14443 A는 마이페어(MIFARE)라고 흔히 말한다.

엄밀하게 마이페어는 ISO/IEC 14443 표준을 따르면서 보안 프로토콜 등 일부 어플리케이션에 대해 자체 개발 모듈을 사용하는 형태로 구성된 비접촉식 스마트카드를 가르키는 NXP의 브랜드 이름이다.

다만, 마이페어가 가장 널리 알려준 기술이기 때문에 ISO/IEC 14443 A 표준을 가리키는 용어로 혼용하여 사용된다.

 

ISO/IEC 14443 표준에서 사용되는 용어 정리

PCD - 'Proximity Couping Device' 약어로, ISO/IEC 14443에서 리더기를 PCD라고 한다.

PICC - 'Proximity Intergrated Circuit Card' 약어로 리더기에 사용하는 태그 또는 카드를 가르킨다.

UID - 'Unique ID'의 약어로, PICC를 유일하게 구별하기 위한 용도이다, 네트워크의 MAC주소 같은 개념으로 생산시에 결정되고 변경할 수 없다.

SAK - 'Select Acknowledge' 약어로, 카드에서 보내는 카드 정보를 부르는 말이다.