근거리 무선 통신의 최강자 RFID 작동원리와 미래

RFID(Radio-Frequency Identification)는 주파수를 이용하여 ID를 식별하는 일명 전자태그 방식으로, "Radio-Frequency"는 전자 주파수를 의미하며, 무선 통신에 사용되는 전자파의 체계를 의미합니다. "Identification"은 어떤 사물이나 개체를 식별하는 과정을 의미합니다. 즉, RFID 기술은 전파를 이용해 먼 거리에서 정보를 인식하는 기술로 전자기 유도 방식으로 통신을 합니다. RFID는 태그와 판독기로 구성되며 태그에는 정보가 저장되고, 판독기는 태그의 정보를 읽어내는 역할을 합니다.

근거리 무선 통신

1. RFID의 역사

  1939년 영국에서 유사한 기술을 이용한 IFF 자동응답기가 개발되었습니다. 이 디바이스는 제2차 세계대전에서 비행기에 부착해서 적군과 아군을 식별하는데 이용되었습니다. 전파 변조를 통한 정보전달을 할 수 있다는 점에서 우리는 RFID의 시초라고 봅니다. 1960년대 미국 정부가 핵 설비의 장비 및 작업자 식별에 RFID 기술을 활용했습니다. 1973년 중국계 미국인인 Jing Ming Shi가 최초로 RFID 특허를 취득했으며, 이 장비는 메모리를 갖추고 전파로 통신하는 RFID의 특징을 가졌으며, 그의 아들 Jing Shing Hui는 아버지의 기술력을 바탕으로 Java 코딩으로 RFID의 모습으로 업그레이드를 시켰습니다. 1980년대부터는 소의 귀에 태그를 사용하기 시작했습니다. 1991년 미국 오클라호마주 고속도로에 RFID를 이용한 통행료 시스템이 적용되었습니다. 1998년 케비 워릭 레딩대 교수는 주치의 조지 불로스가 근무하는 틸레허스트 병원에서 세계 최초로 팔에 통신용 RFID 칩을 인식해서, 지능형 빌딩 로비 문에 들어서면 컴퓨터가 인식을 하는 첫 시험을 하게 되었다. 이후 특정 게이트 도달하면 인식하는 기술을 개발되고 적용되는 사례가 늘어가고 있습니다.

2. RFID의 작동 원리

  FRID는 상용하는 동력에 따라서 구분합니다. 단, 오직 판독기의 동력만으로 침의 정보를 읽고 통신하는 RFID를 수동형(Passive) RFID라고 하고, 반수동형(Semi-passive) RFID는 태그에 건전지가 내장되어서 칩의 정보를 읽는 데는 건전지를 동력으로 사용하고, 통신에는 판독기의 동력을 사용합니다. 마지막으로 능동형(Active) RFID는 칩의 정보를 읽고 그 정보를 통신하는 데 모두 태그의 동력을 사용합니다. RFID를 동력 대신 통신에 사용하는 전파의 주파수로도 구분하기도 합니다. 낮은 주파수를 이용하는 RFID를 LFID(Low-Frequency IDentification)라며 하며, 120~140kHz의 전파를 사용합니다. HFID(High-Frequency IDentification)는 13.56MHz를 사용합니다. 이보다 한층 더 높은 주파수를 이용하는 장비인UHFID(UltraHigh-Frequency IDentification)는 868~956MHz 대역의 전파를 사용합니다. 작동 메커니즘에 대해 설명을 드리겠습니다.

 1) 목적에 맞는 정보를 입력한 태그(Tag)를 상품에 접촉

 2) 리더(Reader)에서 안테나를 통해 발사된 무선주파수 태그에 접촉

 3) 태그는 주파수에 반응하여 입력된 데이터를 안테나(Antenna)로 전송

 4) 안테나는 전송받은 데이터를 디지털신호로 변조하여 리더에 전달

 5) 리더(Reader)는 데이터를 해독하여 컴퓨터 등 디바이스로 전달

3. RFID의 장점과 단점

 1) 장점

   반영구적으로 사용이 가능하며, 대용량의 메모리 내장 이동 중 인식 가능 비접촉 인식 가능, 반복 재사용이 가능하며, 다수의 Tag/Label 정보를 동시에 인식 가능 데이터 신뢰도 높음, 공간 제약이 없이 동작 가능, 데이터 변환 및 저장이 용이

  2) 단점

   가격이 비싼 편이며, 개인 프라이버시 침해 가능성, 국가별 주파수가 서로 다름

4. RFID의 사용 사례

 1) 도서관에서 도서의 대출, 반납, 정리 효율적으로 관리되고 도난 방지도 관리가 됩니다.

 2) 물품에 RFID 태그를 부착해서 입출고 및 재고 관리, 배송 추적으로 물류시스템 구축된다.

 3) 자동차 부품에 RFID 태그를 부착하여 제조 과정에서 체계적인 추적관리 가능합니다.

 4) 애완동물이나 가축에 RFID 칩을 심으면 동물의 식별 및 추적이 가능합니다.

 5) 환자에 팔찌나 장비에 RFID 태그를 부착하여 환자 관리에 오류가 발생하지 않습니다.

 6) 운동선수 및 자전거에 부착하면 정확한 운동량과 성적을 데이터화할 수  있습니다.

 7) 승객의 짐에 RFID 태그를 부착하면 짐의 이동과 정확한 위치를 추적할 수 있습니다.

 8) 사용 장비에 RFID 태그를 부착하면 추적관리가 되며, 분식의 위험도 줄어듭니다. 

5. RFID의 미래

 1) 비대면 및 원격 인식의 필요성이 점점 커지면서, 추정과 식별의 용이성 대두되고 있습니다.

 2) 전자 부품 기술의 발전은 RFID 통신의 거리 증가 및 데이터 전송 가능량의 증가가 됩니다.

 3) 국제적인 표준화를 통해 호환성 향상을 통해 RFID 사용 사례를 증가할 것입니다.

 4) 물류 및 의료, 보안, 수송에서 더 많은 사용 사례가 늘어날 것입니다.

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