RFID개념(무선통신 접속작동원리),특징,장점,단점,미래,정의,구성요소(Tag분류(Transponder)안테나,리더기,호스트)

1 RFID (Radio Frequency Identification) 1 RFID (Radio Frequency Identification) 목차목차 1. RFID 개념2. RFID 특징3. RFID 장점및단점4. RFID 의미래5. 향후추진 2 1. RFID 개념: 정의1. RFID 개념: 정의 RFID (Radio Frequency Identification) 소형반도체칩을이용해사물의정보를처리하는기술RFID는무선주파수(RF, Radio Frequency) 를이용하여대상(물건, 사람등)을식별할수있는기술로서, 안테나와칩으로구성된RF 태그에사용목적에알맞은정보를저장하여적용대상에부착한후판독기에해당하는RFID 리더를통하여정보를인식하는방법으로활용. 3 1. RFID 개념: 정의(계속) 1. RFID 개념: 정의(계속) . U-센서 네트워크 서비스 . 국내 정보통신부가 RFID 를 정의하기 위해 사용한 개념 . 미국 : RFID를‘ Smart dust’라는 개념에서 자율적인 센싱과 통신 플랫폼 능력을 갖춘 , 보이지 않는 ‘컴퓨팅 시스템’이라는 측면에서 접근 . 일본 -TRON(The Real time Operating system Nuclear) 프로젝트의 일환으로 ‘무엇이든 , 어디서든 네트워크’를 가능하게 하는 Ubiquitous Network 의 ‘센서’로 RFID를 파악하고 있다 . 4 1. RFID 개념: 정의(계속) 1. RFID 개념: 정의(계속) . EU의 경우에도 ‘사라지는 컴퓨터 이니셔티브(disappearing Computer initiative)’라는 측면에서 사물에 소형의 내장형 디바이스인 ‘ smart its’를 삽입하여 감지 , 인식, 컴퓨팅 및 무선 통신 등의 기능을 지닌 정보인공물로서 사물 간 협력적인 상황인식을 가능하게 하는 행동이나 칩이라는 개념에서 접근하고 있어 통신기능을 부과한 computing 또는 객체 지향적 측면에서 접근하고 있다 . 5 1. RFID 개념: 구성요소1. RFID 개념: 구성요소 RFID 시스템구성요소: Tag(Transponder) / 안테나/ 리더기/ 호스트 RF 안테나 스캔및리딩 Chipset 안테나 RFID 태그리더기안테나 6 호스트 1. RFID 개념: Tag 1. RFID 개념: Tag 7 RFID Tag (Transponder) RFID 는Tag 는Silicon Chip 과Antenna 로구성되어있으며Reader 로부터RF로Tag 정보제공을요청받으면Tag 가보유한정보를Reader 에제공함. MEU칩태그칩으로히타지社가개발크기0.4x0.4x0.06㎜, 2.45 ㎓주파수38디지트저장능력, 128 비트롬가격은10~20 센트(120~240 원) 바코드에비해보다많은정보저장가능 1. RFID 개념: Tag 의종류1. RFID 개념: Tag 의종류 8 1. RFID 개념: Reader 1. RFID 개념: Reader RFID Reader .Tag 로부터정보를받아서사용자가저장하고사용하고자하는장소로정보를송신.Reader 는tag 에게정보를보내도록명령.Antenna 이외에논리회로가프로토콜로구성됨.Reader 는다양한형태로적용이가능함 분리형 안테나 Hand held Mobile reader (reader 는 별도 위치 ) reader 9 1. RFID 개념: 작동원리1. RFID 개념: 작동원리 RFID 시스템작동원리 ①칩과안테나로구성된태그에활용목적에맞는정보를입력하고대상에부착 ②게이트, 계산대, 톨게이트등에부착된리더에서안테나를통해발사된무선주파수태그에접촉 ③태그는주파수에반응하여입력된데이터를안테나로전송 ④안테나는전송받은데이터를디지털신호로변조,CRC 체크하여리더로전달 ⑤리더는데이터를해독하여호스트컴퓨터로전달(RS-232,RS-422,RS-485) 10 자료출처 : http://www.rfidepc.or.kr 1. RFID 개념: 무선통신접속1. RFID 개념: 무선통신접속 RFID Tag (Transponder) 의분류-무선통신접속방식A. 상호유도(Inductively coupled) 방식-근거리(1m 이내) 송수신용, 코일안테나사용-Tag 는거의항상수동적으로동작, 즉tag 의IC chip 이동작하는데필요한모든에너지를Reader 에의해공급받음B. 전자기파(electromagnetic wave) 방식-중장거리용RFID 로사용, 고주파안테나사용-Tag 는IC chip 을구동하기위해전지를포함전자기파방식수신송신변조자계복조변조송신수신안테나테그복조상호유도방식복조변조복조분주변조전파송신수신테그안테나송신수신 11 12 2. RFID 특징 RFID 의 특징 -초극박형에서부터 다양한 형태와 사이즈로 개발이 가능 -비접촉식(무선인식 )통신 방법 , 비가시거리내 인식 -근,원거리에서 효과적으로 Read & Write 가능 -읽기/쓰기 기능 → reprogramming(재사용)가능 -고정식/휴대용 단말기의 주파수에 의해 Label 에 저장된 데이터 전송 -단말기를 이용하여 전자라벨에 저장되어 있는 Data 를 언제 어디서든 Up-Date 가능 -전자라벨은 유일한 Serial No. 를 가지고 있고 , 해당 단말기에서 오는 신호에 만 유일하게 반응하기 때문에 다른 라벨과 함께 사용하는 것이 가능 -다양한 형태와 크기로 제조 가능 (스티커, 라벨, 티켓, 뱃지 등 -제품에 삽입가능 -악조건에서도 사용가능 → 고 /저온 환경 , 더러운 곳 . 습기찬 곳 등 -메모리를 가지며 가시거리와 방향에 구애 받지 않고 읽기 /쓰기 가능 * 그외 비교하거나 상상할 수 없는 특징을 보유하고 있음 12 2. RFID 특징 RFID 의 특징 -초극박형에서부터 다양한 형태와 사이즈로 개발이 가능 -비접촉식(무선인식 )통신 방법 , 비가시거리내 인식 -근,원거리에서 효과적으로 Read & Write 가능 -읽기/쓰기 기능 → reprogramming(재사용)가능 -고정식/휴대용 단말기의 주파수에 의해 Label 에 저장된 데이터 전송 -단말기를 이용하여 전자라벨에 저장되어 있는 Data 를 언제 어디서든 Up-Date 가능 -전자라벨은 유일한 Serial No. 를 가지고 있고 , 해당 단말기에서 오는 신호에 만 유일하게 반응하기 때문에 다른 라벨과 함께 사용하는 것이 가능 -다양한 형태와 크기로 제조 가능 (스티커, 라벨, 티켓, 뱃지 등 -제품에 삽입가능 -악조건에서도 사용가능 → 고 /저온 환경 , 더러운 곳 . 습기찬 곳 등 -메모리를 가지며 가시거리와 방향에 구애 받지 않고 읽기 /쓰기 가능 * 그외 비교하거나 상상할 수 없는 특징을 보유하고 있음 2. RFID 특징: Tag 의분류-R/W,PWR 2. RFID 특징: Tag 의분류-R/W,PWR RFID Tag 구분 주요특징 및 적용 분야 R/W 유무에 따른 분류 Read Only -제조 시 제조사에서 프로그래밍 된 tag -정보내용은 변경불가 -가격이 저렴하고 write 과정이 필요 없는 공정에 활용 OTP (One-Time- Programming) -WORM(Write Only Read Many) -사용자가 데이터를 1회 Write 가능 Read/Write -End-user 누구나 write 기능을 이용할 수 있음 -가장 다양한 응용분야에서 적용이 가능한 Tag 전원 공급에 따른 분류 Passive -배터리가 없으며 , 보통 수 Cm ~ 수m 인식범위 내 사용 -가격이 저렴하고 반영구적 수명 (약 10년 이상 ) -물류관리, 교통, 보안, 전자상거래 등에 적용가능 Active -Tag 에 배터리가 부착되어 수십 m 인식범위 내 사용 -고가이며 배터리 수명제한 (1~3 년) -환경감시, 군수, 의료, 과학 등에 적용가능 13 2. RFID 특징: Tag 의분류2. RFID 특징: Tag 의분류 . EPC 글로벌 RFID 태그 구분 14 2. RFID 특징: EPC 2. RFID 특징: EPC . EPC(Electronic Product Code) 라 불리는 4 단위 넘버링 시스템 . header 8 비트 . 제조업자 24비트(1600만 이상의 다른 아이덴터티) . 제품 24비트 . 일련번호 40비트(1조 이상의 다른 아이덴티티)로 구성되어 96비트 메모리 칩에 저장되도록 하고 있다 .(EPC는 WEB address와 같은 기능을 함 ) 15 2. RFID 특징: 현행바코드와RFID 차이2. RFID 특징: 현행바코드와RFID 차이 분류 바코드 RFID 인식방법 광학식 Read Only 무선 Read/Write 정보량 수십 단어 수천 단어 인식거리 최대 수십 Cm 최대 100m 인식속도 개별스캐닝 최대 수백 개 관리레벨 상품그룹 개개상품 (일련번호) 가격 라벨인쇄 10원 미만 태그 수백원 ('07 년 50원 목표 ) 예제 농협에서 납품 받은 시금치 산지에서 8월31일 오후 6시에 출하되어 , 9월1일 오전 7시에 가공센터로 부터 출고되었으며 , 오후10시에 매장에 입고되어 , A33 번 곤돌라에서 진열된 10개중 7번째 시금치 16 2. RFID 특징: 매체별인식기술비교2. RFID 특징: 매체별인식기술비교 17 2. RFID 특징: 주파수종류별특성2. RFID 특징: 주파수종류별특성 주파수 구분 특 징 적용 가능분야 저주파수 대역 (125㎑ & 134㎑) -짧은 인식거리 (1m이하) -저가형 -느린 인식속도 -출입통제 -동물식별 -재고 관리 중간주파수 대역 (13.56㎒) -중저가형 -상호유도방식 적용 -비금속 장애물의 투과성 우수 -출입 통제 -스마트카드 고주파수 대역 (433MHz) -고가형 -능동형 -긴 인식거리 -컨테이너 식별 및 추적 고주파수 대역 (860--960MHz) -저가형, 장거리 인식 (~10m) -금속 및 액체 인식률 저조 -수동형 -유통물류 분야 마이크로파 대역 (Microwave : 2.45㎓) -장거리(~27m) -빠른 인식속도 -차폐물이 있는 경우 인식 불가 -고가형 -자동차 운행 흐름 모니터링 -톨게이트 시스템 18 2. RFID 특징: 주파수대역과특징2. RFID 특징: 주파수대역과특징 자료출처 : http://www.rflink.co.kr/ RFID 를 업무에 적용시킬 때 주파수 대역별로 기능과 성능의 차이가 있으므로 어떤 대역이 우수하고 어떤 대역이 나쁘다고 할 수 없으며 용도에 맞는 주파수 대역을 사용하는 것이 바람직 . 최근에는 고주파와 마이크로 웨이브의 적용이 확대되고 있으며 , GEN2 표준의 확립과 더불어 UHF 대역이 RFID 분야의 중심 19 2. RFID 특징: 이용가능한주파수대역2. RFID 특징: 이용가능한주파수대역 . 0-135kHz 와 6.78MHz( 아직 유럽의 많은 부분이 허용하지 않음 )13.56MHz, 27.125MHz, 40.68MHz, 433.92MHz, 869.0MHz, 915.0MHz( 유럽에서는 아님 ), 2.45GHz, 5.8GHz 와 24.125GHz 이다. . 미국의 경우는 FCC CFR47 Part 15.209/247/249 에 따른 Certification을 유럽의 경우 ETSI에서 정한 ETS300 220/330/440 에 따른 Approval 을 받아야 한다. 20 2. RFID 특징: 생활속RFID 1 2. RFID 특징: 생활속RFID 1 주파수 활용분야 원리 125 KHz 동물관리 출생내력 등 식별정보가 입력된 칩을 동물에 이식하여 혈통관리 및 위치파악에 활용 133 KHz 마라톤선수 추적시스템 가벼운 무선태그가 선수 운동화에 부착되며 루프안테나가 마라톤 주행도로의 출발선, 중간 반환점 , 결승선 등에 설치되어 선수의 기록을 관리 13.56 MHz 출입통제 신원정보가 입력된 칩이 내장된 카드를 리더에 가까이 대면 출입자격 여부를 조회하여 출입문 개폐 13.56 MHz 주차관리 태그가 부착된 차량이 접근하면 자동으로 출입통제 장치가 자동으로 개폐 21 자료출처 : http://www.rfidepc.or.kr 2. RFID 특징: 생활속RFID 2 2. RFID 특징: 생활속RFID 2 주파수 활용분야 원리 UHF 물류창고 관리시스 템 팔레트/박스 단위로 태그를 부착해 자동 입출고 처리 및 Supply Chain 을 경유하는 상품의 실시간 위치추적 및 재고관리 UHF 고속도로 전자요금 징수시스 템 고속도로 톨게이트에 태그가 부착된 차량이 접근하면 자동으로 요금이 징수되는 시스템 2.45 GHz 의약품 위변조 방지 의약품 생산과정에서 RFID 를 부착하여 생산공정 관리에 활용하고 , 제품이 판매된 후에도 RFID 추적 시스템을 통해 유통 경로 를 투명화하고 해당 제품의 진품여부 판단 2.45 GHz 항공 화물처리 항공 수하물의 보다 신속 ·정확한 판독과 분류, 위험 물품 재검사 22 자료출처 : http://www.rfidepc.or.kr 2. RFID 특징: 생활속RFID 3 2. RFID 특징: 생활속RFID 3 . 모빌엑손의 Speedpass . RFID 를 이용해 고객이 현금이나 신용카드를 이용하지 않고도 주유소에서 기름이나 기타 상품을 구입할 수 있게 했다 . 고객이 주유펌프 가까이에서 RFID 키팝(Key Fob) 을 흔들면 트랜스폰더가 고객의 해당 ID 코드를 인식하고 구입 금액을 기존의 신용카드나 직불카드에 자동으로 청구한다 . 23 2. RFID 특징: 생활속RFID 4 2. RFID 특징: 생활속RFID 4 . 수하물 분실로 인한 손실이 매해 1억 달러를 넘는 항공사들도 RFID 도입을 고려하고 있다 . RFID 태그를 이용해 수하물을 추적하면 분실 수하물을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대되어, 분실 수하물에 대한 고객 보상비를 줄일 수 있을 뿐 아니라 고객 서비스도 향상될 것으로 보인다 . 24 2. RFID 특징: 생활속RFID 5 2. RFID 특징: 생활속RFID 5 . GAP (미 의류메이커 )-각 제품에 RFID 부착, 배송센터부터 점포까지 추적 . British Airways 항공 . 화물에 RFID 부착, 목적지 별로 자동분류 . Ford 자동차 . 부품에 RFID 부착 . Associated Food Stores . 트럭에 RFID 부착, 물류센터 입구에서 냉장실의 적재 상황을 판단하여 물류센터의 가동률 향상 . 유비쿼터스 ID센터 . 농산물 추적 (유통과정정보, 생산과정기록) 25 2. RFID 특징: 생활속RFID 6 2. RFID 특징: 생활속RFID 6 . GAP (미 의류메이커 )-각 제품에 RFID 부착, 배송센터부터 점포까지 추적 . British Airways 항공 . 화물에 RFID 부착, 목적지 별로 자동분류 . Ford 자동차 . 부품에 RFID 부착 . Associated Food Stores . 트럭에 RFID 부착, 물류센터 입구에서 냉장실의 적재 상황을 판단하여 물류센터의 가동률 향상 . 유비쿼터스 ID센터 . 농산물 추적 (유통과정정보, 생산과정기록) 26 3. RFID 장점및단점반영구적사용대용량의메모리내장이동중인식가능원거리인식가능반복재사용이가능다수의Tag/Label 정보를동시인식가능데이터신뢰도높음공간제약이없이동작가능데이터변환(write) 및저장이용이함장점단점3. RFID 장점및단점반영구적사용대용량의메모리내장이동중인식가능원거리인식가능반복재사용이가능다수의Tag/Label 정보를동시인식가능데이터신뢰도높음공간제약이없이동작가능데이터변환(write) 및저장이용이함장점단점 . 비싼 가격 (5센트이하로 조정 ) . 개인 프라이버시 침해 가능 . 국가별 주파수가 다름 . 전파의 적용범위 (1m미만)가 한정 27 RFID 입력양식의 장점 28 3. RFID 장점및단점: 개인정보침해사례사례1 (Mexico 생체칩) 사례2 : Smart Dust 사례3 : 서울지하철2003 년멕시코정부의법무부직원생체칩(베리칩) 이식: -> 개인의위치추적을통한개인통제및개인정보의외부유출로인한사생활침해가능성논란미국국방성에의해진행되는프로젝트로‘실리콘모트’라는입방체안에자율적인센싱과통신플랫폼능력을갖추어에너지관리, 제품의품질관리및유통경로관리등과적군동향관측을위한목적: -> 군사목적이아닌일반인을대상으로정부또는범죄집단에의해사용될경우프라이버시침해논란2004 년6월초서울지하철공사는역사근무공익에게근무실태점검용전자칩을목에걸고근무하도록지시: -> 인권침해논란28 3. RFID 장점및단점: 개인정보침해사례사례1 (Mexico 생체칩) 사례2 : Smart Dust 사례3 : 서울지하철2003 년멕시코정부의법무부직원생체칩(베리칩) 이식: -> 개인의위치추적을통한개인통제및개인정보의외부유출로인한사생활침해가능성논란미국국방성에의해진행되는프로젝트로‘실리콘모트’라는입방체안에자율적인센싱과통신플랫폼능력을갖추어에너지관리, 제품의품질관리및유통경로관리등과적군동향관측을위한목적: -> 군사목적이아닌일반인을대상으로정부또는범죄집단에의해사용될경우프라이버시침해논란2004 년6월초서울지하철공사는역사근무공익에게근무실태점검용전자칩을목에걸고근무하도록지시: -> 인권침해논란 3. RFID 장점및단점: RFID 한계점1 RFID의기술적한계점금속액체장애물안전성금속에의한전파장애가능성높음전파는물을통과하기어려움금속체액체사람등의장애물이있을경우전파장애예상전파가인체에미치는영향력파악해야함3. RFID 장점및단점: RFID 한계점1 RFID의기술적한계점금속액체장애물안전성금속에의한전파장애가능성높음전파는물을통과하기어려움금속체액체사람등의장애물이있을경우전파장애예상전파가인체에미치는영향력파악해야함 29 3. RFID 장점및단점: RFID 한계점2 RFID의정보보호한계점익명성시큐리티위,변조지능화개인정보노출태그의개인정보에대한암호화정도에따라누설가능성RFID 태그가대량생산공업제품이므로복제, 위조가가능사물의지능화에따른정보의기밀성, 완전성등에대한기술적, 법적대응책의마련요구3. RFID 장점및단점: RFID 한계점2 RFID의정보보호한계점익명성시큐리티위,변조지능화개인정보노출태그의개인정보에대한암호화정도에따라누설가능성RFID 태그가대량생산공업제품이므로복제, 위조가가능사물의지능화에따른정보의기밀성, 완전성등에대한기술적, 법적대응책의마련요구 30 모든사물에전자태그부착사물정보및환경정보까지감지네트워크에연결하여실시간관리Ubiquitous Sensor 모든사물에전자태그부착사물정보및환경정보까지감지네트워크에연결하여실시간관리Ubiquitous Sensor Network USN 환경: 공해감시(자연)재해관리병원환자관리홈네트워크교통: 텔레매틱스ITS시스템교통요금물류/유통: SCM, 재고관리쇼핑센터: 자동계산대 동물관리 4. RFID 의미래: USN (Ubiquitous Sensor Network) 31 USN 은먼저인식정보를제공하는전자태그를중심으로발전하고이에Sensing 기능이추가되고이들간의네트워크가구축되는형태로발전4. RFID 의미래: USN 발전단계ID 인식(Read) 이력관리( Read/Write) 환경정보센싱(Sensing) 전자태그간통신(Ad hoc Network) 전자태그제어(Control) USN 은먼저인식정보를제공하는전자태그를중심으로발전하고이에Sensing 기능이추가되고이들간의네트워크가구축되는형태로발전4. RFID 의미래: USN 발전단계ID 인식(Read) 이력관리( Read/Write) 환경정보센싱(Sensing) 전자태그간통신(Ad hoc Network) 전자태그제어(Control) (인식기능 위주 )(센싱기능 융합 )(지능형 자율 센서망 ) 32 RFID 국가별표준화RFID 국가별표준화 . 미국 . AutoID 센터 . EPC글로벌 . EPC (electronic product code) . 미국, 유럽 및 비영어권 공동 설립 . 일본 . ID 센터(UBID) 33 . 일본, 독자표준 모색 RFID 국제표준화추진체계RFID 국제표준화추진체계 . ISO를 주축으로 국제표준화 기구인 IEC, ANSI등 지역 표준화 단체 및 AIM Global Network, EAN & UCC International, MIT Auto-ID Center 등 민간표준화 추진 협의회가 협력하여 물리계층 , 무선접속, 통신 프로토콜 등 무선시스템에 대한 논의뿐만 아니라 사용 주파수대역의 전 세계적 통일에 관한 논의도 활발하게 이루어지고 있다 . 34 5. 향후추진방향5. 향후추진방향 □ RFID 의 수준 높은 활용 -RFID 와 네트워크를 연계시키는 네트워크 기반기술 및 각종 애플리케이션 활용기술 개발이 수행 □ 효과적인 실증실험의 추진 -사회와 친밀하면서도 중요한 분야에서 사용자가 참가한 실증실험을 추진하여 사회와 국민의 의견을 수렴하는 실증실험 등을 고도화 □ 비즈니스 모델의 구체적 효과 제시 -각종 사업이나 업무에 RFID 를 도입하였을 경우에 효과를 낼 수 있는 비즈니스 모델이 검토되어 구체적인 이용 방법과 그 이점을 폭넓게 제시해 가는 것이 효과적다 . □ 표준화 전략의 추진 -RFID 의 활용을 고도화하기 위해서는 RFID 가 다양한 조직 및 업종뿐만 아니라 국내외에서도 이용 가능한 제품 . 이를 실현하기 위해서는 표준화 매우 중요 □ 프라이버시에 관한 법제도 정비 -보안문제를 대비하여 법 ·제도적, 기술적 대응책을 함께 마련 . RFID 확산 장애요인 을 최소화 35 시장 전망 및 가격변화 추이 시장 전망 및 가격변화 추이 (단위: 억불, 억원) 구분 2003 2004 2005 2006 2007 세계시장 11 20 30 41 53 국내시장 660 1,200 1,800 2,460 3,180 ※ 세계시장의 5%로 국내시장을 추정 36 결론결론 . 기존의 무선기술을 산업 및 문화 요소들과 결합 새로운 응용서비스를 개발하여 수익을 창출할 수 있다는 것이다 . . 앞으로는 시장의 미래요구를 먼저 감지하여 시장을 새로 창출할 수 있는 기술 및 그 기술을 활용한 응용서비스의 개발을 통한 수익성 있는 새 비즈니스를 창조할 수 있는 능력을 갖춘 기업만이 승자로 살아 남을 수 있을 것이라 예상된다. 37 6. 출처6. 출처 http://www.rfidkor.com/ (RFID 코리아) http://www.rfidepc.or.kr (RFID 산업활성화 지원센터 ) http://www.rflink.co.kr/korea/rfid/frame1.htm(알에프링크 ) http://www.jeiltec.co.kr/rfid/rfid.html(제일정보통신 ) http://www.hanmecips.co.kr/business_area/index05.html(한맥IPS) http://www.oktjs.com/(태진시스템 ) http://www.idteck.com(아이디테크 ) http://www.unionnet.co.kr(유니온넷) http://www.barcodeworld.co.kr (바컴 테크놀로지 ) http://www.itemmore.com (아이템모아) 38