RFID 기술의 기본 작동 원리는 복잡하지 않습니다.

태그가 자기장에 접근하면 리더기가 신호를 수신합니다. 유도 전류를 통해 에너지를 얻고, 제품 정보를 칩에 저장한 후(수동 태그) 신호를 전송합니다. 능동 태그는 특정 주파수의 신호를 전송합니다. 리더기가 정보를 읽고 디코딩하면, 데이터를 처리하기 위해 CIS(컴퓨터 정보 시스템)로 정보를 전송합니다.

UHF RFID 기술의 급속한 발전은 기술 개발의 결과일 뿐만 아니라 응용 분야의 확대를 보여주는 것이기도 합니다. 1990년대 초부터 RFID를 활용한 다양한 응용 분야가 등장했습니다. 오늘은 RFID 기술과 그 핵심 제품 중 하나인 카드 리더기에 대해 간략하게 소개하겠습니다.

무선 주파수 분야에서는 주파수에 따라 전기 유도파를 6개 대역으로 나눌 수 있지만, 주로 저주파(30~300kHz), 고주파(13.56MHz), 초고주파(300MHz~3GHz)의 3개 대역에서 작동합니다. 일반적으로 사용되는 주파수는 저주파(125kHz, 134.2kHz), 고주파(13.56MHz), 초고주파(433MHz, 860MHz~930MHz, 2.45GHz 등)입니다. 저주파는 주로 단거리 및 저비용 통신에 사용됩니다. 예를 들어 출입 통제, 캠퍼스 카드, 가스 계량기, 수도 계량기 등이 있습니다. 고주파 시스템은 대용량 데이터 전송이 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 초고주파는 장거리 고속 읽기/쓰기가 필요한 응용 분야에 사용됩니다. 예를 들어 열차 모니터링, 고속도로 통행료 시스템 등이 있지만, 안테나 전파 방향이 좁고 가격이 높습니다. 또한, UHF RFID 제품은 월마트, 메트로, 질레트, P&G 등 여러 기업에서 체인 관리 분야에 널리 사용되며, 경영 시스템 개선을 위한 혁신적인 수단으로 활용되고 있습니다. 표준 EPC(아래 소개)에서 규정하는 캐리어 주파수는 13.56MHz와 860~930MHz이지만, 표준 프로토콜 유형인 ISO/IEC15693에서 사용되는 13.56MHz는 ISO/IEC18000-3으로 대체되었습니다.

RFID 표준

RFID는 상용화된 기술로서 자체 표준을 가지고 있습니다. ISO(국제표준화기구)는 RFID에 대한 엄격한 표준을 제정했습니다.

또한, 수많은 개발 제조업체들이 연합체를 형성하여 자체 기술 표준을 만들었는데, 이것이 바로 EPC 표준입니다. 이 표준은 현재 가장 널리 적용되는 표준이기도 합니다. EPC 표준에 따라 RFID 시스템은 물리 계층, 중간 계층, 네트워크 계층, 응용 계층의 4개 계층으로 나뉩니다. 물리 계층은 태그 안테나, 리더기, 센서, 계측기 등의 하드웨어 장비를 포함한 물리적 환경의 모든 시스템 구성 요소를 포괄합니다. 중간 계층은 정보 수집 미들웨어 및 응용 인터페이스로, 카드 리더기가 태그에서 정보를 수집하고 사전 처리된 간단한 정보를 처리한 후, 이 정보를 네트워크 계층 또는 응용 계층 데이터 인터페이스로 전송하는 역할을 합니다. 네트워크 계층은 시스템 간 연결 고리 역할을 하며, 다양한 유형의 정보를 상호 작용하며 전송합니다. 응용 계층은 소프트웨어 및 회사 응용 시스템의 백엔드입니다. 시스템 수준에서 EPC 표준은 데이터 형식을 수집하고 출력 및 전송 프로그램을 규정합니다. 따라서 RFID 시스템에는 엄격한 규칙과 질서가 존재합니다.

분석 대상 정보 전달체의 기본은 전자 라벨입니다. 전자 라벨에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 능동형이고, 다른 하나는 수동형으로, 외부에서 전원을 공급받아야 합니다. 그렇다면 무엇이 수동형 태그에 전원을 공급할까요? 바로 RFID 시스템의 카드 리더기입니다. 이 리더기는 RF 송수신기로서, 작동 중에 빔 신호를 통해 전자 라벨을 활성화합니다. 수동형 태그에 접촉하면 에너지가 공급되는 방식입니다.

물론, 전기 전송은 다양한 외부 환경 조건에 제약을 받습니다. 예를 들어 미국에서는 1W를 초과하는 에너지에 대해서는 수동 전송이 허용되지 않습니다. 또한 카드 판독기의 성능 요구 사항도 엄격합니다. 약한 반사 신호와 강한 반사 신호를 정확하게 구분해야 하기 때문입니다. 많은 카드 판독기에서 잘못된 판독 날짜가 발생하는 문제가 있으며, 이는 RFID 기술 발전의 걸림돌이 되고 있습니다.