수동형RFID

수동형 RFID에 대하여

2016. 6. 30. 18:00

RFID의 능동형과 수동형의 차이는 태그의 부가전원이다. 단순히 리더기에서 보내는 전자기장을 전원으로 사용해 부가전원이 필요하지 않은 태그는 수동형 RFID에 해당하고, 부가전원을 사용한다면 능동형 RFID에 해당한다.


일반적으로 RFID를 구성하는 요소는 세 가지다. 리더기 혹은 호출기와 안테나, RFID 태그가 그것이다. 수동형 RFID의 태그는 다시 태그의 안테나와 마이크로칩 혹은 집적회로[IC]로 구성된다.


수동형 RFID는 RFID리더기의 신호를 기다렸다 필요한 경우에만 작동한다. 부가전원이 없기 때문에, 리더기가 전파에 실어 보내는 전자기장에 의해 잠깐 켜졌다가 꺼지기 때문이다. 태그의 안테나가 리더기의 전파를 수신하여 IC가 켜져 다시 태그의 RF시스템으로 신호를 되돌려 보내는 일련의 과정을 백스캐터(후방산란)라 한다. (백스캐터를 이용하면 전파에 실린 작은 크기의 에너지로도 IC를 작동하고 정보를 송수신할 수 있기 때문에 최근 IoT 분야에서 백스캐터가 한 꼭지로 연구되고 있다.) 이 백스캐터링이나 혹은 전자기장 변조를 안테나를 통해 리더기가 감지하면 정보의 송수신이 이뤄진다.



수동형 RFID 태그의 유형


수동형 RFID 태그 유형은 크게 인레이 타입과 하드 타입의 두 가지로 나눌 수 있다. 먼저 인레이 타입에 대해 설명하자면 일반적인 수동형 RFID 태그는 부가전원 없이 오직 IC와 안테나만 갖추고 있기 때문에, 그 조합이 매우 단순하여 인레이 타입으로 만들기 용이하다.


인레이 타입의 최대 장점은 저렴한 가격이다. 현 시점에서는 대량으로 생산할 경우 개당 0.12 달러 수준까지 가격을 낮출 수 있는데, 가격이 낮아져도 기능의 차이는 없다. 왜? 구조가 단순하기 때문이다.


인레이 타입은 세 가지가 있다. 먼저 드라이 인레이(Dry Inlay)다. RFID칩과 안테나를 재료나 '웹'이라 불리는 기판(substrate)위에 붙인 형태를 말한다.


다음으로 웻 인레이(Wet Inlay)다. 이 형식의 인레이는 RFID칩과 안테나가 접착제로 PET나 PVT 같은 재료에 부착된 형태다. 스티커 형식으로 롤에서 바로 떼어내어 물건에 부착할 수 있도록 만들어진 RFID 제품이 이 방식이라 보면 된다.


마지막은 종이를 사용한 RFID다. 종이에 웻 인레이 방식으로 RFID칩과 안테나를 붙인 형태다. 이 방법의 장점은 접착면이 종이라 구분을 위한 숫자나 회사 로고 등을 인쇄할 수 있다.


둘째는 하드 타입 RFID다. 하드 타입 RFID는 플라스틱이나 금속, 세라믹, 고무 등으로 만들어져 내구성이 좋으며 특정한 기능이나 재료, 혹은 애플리케이션을 위해 제작된다.



수동형 RFID 사용 주파수


수동형 RFID에 사용되는 주파수 대역은 필요한 커버리지나 부착재료 등 사용환경에 따라 세 가지로 나뉜다.


먼저 저주파(Low Frequency)대역. 125-134 kHz 대역은 커버리지가 1~10cm 정도로 아주 짧다. 가장 오래된 기술로 125 kHz가 많이 사용된다. 125 kHz는 출입통제, 방문증, 재고자산 추적, 자동차 키 등에 사용되고 135 kHz는 동물식별 태그로 사용된다.


다음으로 고주파(High Frequency)대역. 사용주파수는 13.56 Mhz로, 커버리지는 최소 1cm에서 길게는 1m에 달한다. 이 대역의 장점은 짧은 거리에서 다중 태그 인식이 가능하다는 점이다. (초당 20여개 카드 동시 인식 가능) 이 대역은 상호 데이터 전송이나 출입제어, DVD 대여/반납, 전자여권 등 넓은 커버리지를 요구하지 않는 애플리케이션에 두루 활용된다. 티머니 카드 같은 교통카드나 NFC도 이 대역을 사용하고 있다.


마지막으로 초고주파(Ultra High Frequency)대역. 초고주파 대역은 인식거리가 최대 5-6m까지 길어지고, UHF 태그의 크기를 키우면 이론상 30m 이상도 간다는 카더라가 있다. 대신 리더기의 전파 전달거리가 태그의 전파 전달거리보다 훨씬 길어서 다른 리더에 간섭을 줄 가능성이 크다는 단점도 있다.


900 Mhz 대역 (860-960 MHz)은 수동형 RFID 국제 표준 주파수 대역으로, 전파특성이 우수하여 상품의 유통/물류 관리 등 용도에 가장 적합한 RFID 대역으로 인식되고 있다. 이외에 레이스 기록 측정이나 IT 자산 추적, 파일 추적, 세탁물 관리 등 넓은 커버리지를 요구하는 애플리케이션에도 사용되고 있다.


전파의 파장이 짧아질수록 실리는 에너지의 준위는 높아지며, RFID 커버리지 또한 길어진다. 일반적으로 고주파 대역으로 갈수록 습기나 금속 같은 RFID 비친화적 재료 관련한 이슈가 더 많아진다.

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