RFID 시스템 실제로 수십 년 동안 존재하고 개발되었습니다 전원 공급 상태의 관점에서 볼 때, "활성"과 "수동"; 작동 주파수의 관점에서, 저주파 (125kHz ~ 135kHz), 고주파 (13 56MHz), 초고 주파수 및 마이크로파 (2 45GHz, 5 8GHz)와 같은 여러 주요 범주로 나눌 수 있습니다 다른 RFID 시스템의 하드웨어 가격은 크게 다르며 시스템 자체의 특성도 다르며 시스템의 성숙도도 다릅니다 업계 내부자조차도 많은 질문에 쉽게 답변 할 수 없으므로 사용자는 종종 RFID 기술을 선택할 때 손실을 느낍니다 저의 개발 및 응용 프로그램 경험과 관련 응용 프로그램 자료 및 기술 데이터를 기반으로 독자 에게이 기사를 통해보다 포괄적이고 객관적인 이해를 제공하여 적절한 빈도를 가진 RFID 시스템을 선택하는 데 도움을주기를 희망합니다

2 다른 주파수 대역에서 RFID 기술 특성에 대한 간단한 설명

2 1 저주파 :

사용되는 주파수 대역은 10kHz ~ 1MHz이고 공통 주요 사양은 125kHz, 135kHz 등입니다 일반적 으로이 주파수 대역의 전자 태그는 수동적이며 에너지 공급 및 데이터 전송은 유도 결합을 통해 수행됩니다 저주파의 가장 큰 장점은 태그가 금속 또는 액체 물체에 가까워지면 영향을 미치지 않는다는 것입니다 동시에, 저주파 시스템은 매우 성숙하고 읽기 및 쓰기 장비의 가격은 낮습니다 그러나 단점은 읽기 거리가 짧으며 동시에 여러 개의 태그를 읽을 수 없으며 정보 볼륨이 낮습니다 일반적인 저장 용량은 128 비트에서 512 비트입니다 주로 액세스 제어 시스템, 동물 칩, 자동차 방지 장치 및 장난감에 사용됩니다 저주파 시스템이 성숙하고 읽기 및 쓰기 장비가 저렴하지만 저명 주파수로 인해 태그는 큰 인덕턴스 값을 가진 권선 인덕터를 만들어야하며 종종 오프 칩 공진 커패시터를 캡슐화해야합니다 태그 비용은 다른 주파수 대역의 비용보다 높습니다

2 2 고주파 :

사용 된 주파수 대역은 1MHz ~ 400MHz이며, 일반적인 주요 사양은 ISM 대역입니다 이 주파수 대역의 태그는 여전히 주로 수동적이며 에너지 공급 및 데이터 전송도 유도 결합을 통해 수행됩니다 이 주파수 대역에서 가장 큰 응용 프로그램은 우리가 익숙한 비접촉식 스마트 카드입니다 저주파와 비교할 때 전송 속도는 일반적으로 100kbps 이상으로 빠르며 여러 개의 태그를 식별 할 수 있습니다 (각 국제 표준에는 성숙한 방지 메커니즘이 있습니다) 이 주파수 대역의 시스템은 비접촉식 스마트 카드의 애플리케이션 및 인기로부터 혜택을 받고 있으며 시스템도 상대적으로 성숙하며 장비를 읽고 쓰는 가격은 상대적으로 낮습니다 이 제품은 128 비트에서 8k 이상의 바이트 범위의 스토리지 용량을 갖춘 가장 풍부하며, 가장 간단한 쓰기 잠금에서 스트림 암호화에 이르기까지 매우 높은 보안 기능을 지원할 수 있으며 암호화 공동 프로세서도 통합됩니다 일반적으로 신원 인식, 라이브러리 관리, 제품 관리 등에 사용됩니다 보안 요구 사항이 높은 RFID 애플리케이션의 경우이 주파수 대역이 현재 유일한 선택입니다

2 3 초 고주파 :

사용되는 주파수 대역은 400MHz ~ 1GHz이며 공통 기본 사양은 433MHz, 868 ~ 950MHz입니다 이 주파수 대역은 전자기파를 통해 에너지와 정보를 전달합니다 이 주파수 대역에서 활성 및 수동 응용 프로그램이 모두 일반적입니다 수동 태그의 읽기 거리는 약 3 ~ 10m이고 전송 속도는 빠르며 일반적으로 약 100kbps에 도달 할 수 있습니다 또한 안테나는 에칭 또는 인쇄로 제조 될 수 있으므로 비용은 상대적으로 낮습니다 읽기 거리, 빠른 정보 전송 속도 및 동시에 많은 태그를 읽고 식별하는 기능으로 인해 물류 및 공급망 관리와 같은 분야에 특히 적합합니다 그러나이 주파수 대역의 단점은 금속 및 액체 물체에 대한 적용이 이상적이지 않으며 시스템이 성숙하지 않다는 것입니다 읽기 및 쓰기 장비의 가격은 매우 비싸고 응용 프로그램 및 유지 보수 비용도 높습니다 또한이 주파수 대역의 보안 특성은 평균이며 보안 요구 사항이 높은 응용 프로그램에는 적합하지 않습니다

2 4 전자 레인지 : 사용 된 주파수 대역은 1GHz 이상이며 공통 사양은 2 45GHz 및 5 8GHz입니다 마이크로파 밴드의 특성 및 응용은 약 2 미터의 읽기 거리를 갖는 UHF 대역의 특성 및 응용과 유사하지만 환경에 더 민감합니다 그 주파수는 UHF의 주파수보다 높기 때문에 태그의 크기는 UHF의 크기보다 작을 수 있지만, 물에 의한이 주파수 대역의 신호 감쇠는 UHF의 신호보다 높고 작동 거리는 UHF보다 작습니다

일반적으로 수하물 추적, 품목 관리, 공급망 관리 등에 사용됩니다

2 5 응용 프로그램에 따라 적절한 주파수 대역 RFID 기술을 선택하십시오.

이전 부분에서는 각 주파수 대역에서 RFID 기술의 특성을 간단히 소개했습니다 이 부분에서는 적절한 RFID 기술을 선택하는 방법에 중점을 둘 것입니다

먼저 RFID 시스템의 비용에는 하드웨어 비용, 소프트웨어 비용 및 통합 비용이 포함됩니다 하드웨어 비용에는 독자 비용과 태그의 비용뿐만 아니라 설치 비용도 포함됩니다 대부분의 경우 응용 프로그램 및 데이터 관리 소프트웨어 및 통합은 전체 애플리케이션의 주요 비용입니다 비용을 고려하면 태그 가격과 같은 하드웨어뿐만 아니라 시스템의 전체 비용을 고려해야합니다 여기서 우리는이 문제 의이 부분을 더 이상 논의하고 분석하지는 않지만 독자들은이를 이해하고 이해해야합니다 아래에서 우리는 주로 기술적 인 관점에서 적절한 주파수 대역을 선택하는 방법에 대해 논의합니다

둘째, 우리는 동일한 주파수 대역의 RFID 시스템에도 통신 거리가 매우 다르다는 것을 알고 있습니다 통신 거리는 일반적으로 안테나 설계, 독자의 출력 전력, 태그 칩의 전력 소비 및 리더의 감도 수신에 의존하기 때문에 특정 주파수 대역에서 RFID 시스템의 작동 거리가 다른 주파수 대역에서 RFID 시스템의 작동 거리보다 크다고 가정 할 수는 없습니다

셋째, 이상적인 RFID 시스템은 긴 작동 거리, 높은 전송 속도 및 저전력 소비를 가지고 있지만 그러나 실제로 이러한 이상적인 RF 시스템은 존재하지 않으며, 높은 데이터 전송 속도는 비교적 가까운 거리에서만 달성 될 수 있습니다 반대로, 통신 거리를 늘리려면 데이터 전송 속도를 줄여야합니다 따라서 통신 거리가 긴 RFID 기술을 선택하려면 의사 소통 속도를 희생해야합니다 주파수 대역을 선택하는 프로세스는 종종 타협 프로세스입니다

넷째, 통신 거리를 고려할뿐만 아니라 RF 시스템을 선택할 때 일반적으로 메모리 용량 및 보안 기능과 같은 요소도 고려합니다 이러한 애플리케이션 요구 사항에 따라 적절한 RFID 주파수 대역 및 솔루션을 결정할 수 있습니다 기존 솔루션에서 UHF 및 마이크로파 RFID 시스템은 가장 큰 작동 거리 (3 ~ 10 미터에 도달 할 수 있음)를 가지며 통신 속도가 빠르지 만 태그 칩의 전력 소비 및 복잡성을 줄이기 위해 복잡한 보안 메커니즘을 구현하지 않으며 쓰기 잠금 및 비밀번호 보호와 같은 간단한 보안 메커니즘으로 제한됩니다 더욱이,이 주파수 대역의 전자기 파 에너지는 물에서 심하게 감쇠되므로 동물 (신체에 50% 이상의 물 함유) 및 액체를 함유 한 의약품을 추적하는 데 적합하지 않습니다 저주파 및 고주파 시스템의 읽기 및 쓰기 거리는 일반적으로 1 미터 이하입니다 고주파 대역은 성숙한 비접촉식 스마트 카드에서 사용되며, 이는 큰 메모리 용량과 복잡한 보안 알고리즘을 지원할 수 있습니다 앞에서 언급했듯이 통신 속도 및 보안 요구 사항으로 인해 비접촉식 스마트 카드의 작업 거리는 일반적으로 약 10cm입니다 고주파 대역의 ISO15693 사양은 통신 속도를 줄임으로써 통신 거리를 증가시킵니다 대형 안테나와 고출력 독자 및 작가를 사용하면 작업 거리가 1 미터 이상에 도달 할 수 있습니다 저주파 대역은 낮은 캐리어 주파수로 인해 통신 속도가 가장 낮으며 이는 고주파 13.56MHz보다 100 배 이상 낮으며 일반적으로 여러 태그의 판독을 지원하지 않습니다

3 사례 분석

3 1 동물 추적 관리

전통적으로 동물 추적 및 관리는 저주파 RFID 기술을 사용하며 코딩 및 공간 신호 인터페이스에 대한 국제 표준이 있습니다 해당 국제 표준은 ISO11784 및 ISO11785입니다 고주파 및 저주파 RFID 기술에는 고유 한 장점과 단점이 있기 때문에 현재 동물 추적 및 관리의 빈도 대역에 대한 논쟁이 있습니다 저주파 기술 솔루션의 사용을 지원하는 주된 이유는 다음과 같습니다.

(1) 국제 표준 및 호환성 요구 사항이 실제로 존재합니다

(2) 단일 안테나 솔루션이 사용되는 경우, 저주파 시스템의 판독 및 쓰기 거리는 일반적으로 고주파 시스템보다 20% ~ 30% 더 큽니다 저주파 시스템의 데이터 속도가 낮기 때문에 태그 칩의 전력 소비는 마이크로 캣츠보다 작을 수 있습니다

(3) 신호의 강도를 고려할 때 저주파 시스템의 데이터 전송 속도는 낮지 만 실제 응용 분야에서는 판독 효율이 낮지 않습니다

(4) 저주파 시스템은 동물 조직에 침투 할 수 있으며 이식 가능한 전자 태그의 유일한 주파수 옵션입니다

고주파 기술 솔루션을 지원하는 이유는 다음과 같습니다

-(1) 국제 표준 ISO11784의 동물 코딩 방법은 고주파 및 초고주 밴드 솔루션에서 완전히 구현 될 수 있습니다 응용 프로그램과 시스템 수준에는 차이가 없습니다

-(2) 주파수 차이로 인해 태그 안테나를 형성하기 위해 와인딩 인덕터로 저주파 태그가 감겨 있어야하며 태그 제작 비용은 고주파 태그보다 높습니다 신용 카드 크기의 고주파 태그의 경우 일반적으로 약 3 배만 감고 저렴한 인쇄 프로세스를 사용할 수 있습니다 고주파 태그의 전체 비용은 낮습니다 이것은 인식 된 사실입니다

-(3) 합리적으로 구현 된 경우, 고주파 시스템은 저주파 시스템과 비슷한 판독 및 쓰기 거리를 달성 할 수 있습니다 또한 고주파 리더는 게이트 안테나를 통해 동작 범위를 제어 할 수 있으며, 이는 정확하고 빠른 데이터 수집에 도움이됩니다.

-(5) 고주파 주파수의 사용은 전 세계 통합 표준이되었으며 고주파 시스템의 사용은 전 세계적으로 호환성 문제에 직면하지 않을 것입니다 편집자는 RFID 이식이 필요하지 않은 돼지와 같은 동물의 추적 및 관리에서 고주파 기술 솔루션을 사용하는 것을 선호합니다 주된 이유는 시스템 비용 고려 사항을 기반으로합니다 우리나라의 농산물의 가격과 이익률은 매우 낮습니다 돼지와 같은 동물의 추적 및 관리에서 하드웨어 소비 비용은 주로 태그에서 비롯됩니다 비용 의이 부분을 줄이려면 고주파 기술을 사용해야합니다 동시에, 돼지 농업과 같은 생산 단위는 일반적으로 광대역 연결이 없다는 것을 고려할 때 전자 태그는 라벨 정보뿐만 아니라 특정 관련 데이터를 저장할 수 있습니다 고주파 솔루션의 일반적인 저장 공간은 1K 이상에 도달 할 수 있습니다 둘째, 우리나라의 현재 주요 RFID 인프라는 고주파 기술을 기반으로하며 호환 가능한 기술 시스템의 사용은 설치 비용 및 신뢰성에있어 장점이 있습니다 칩, 태그 포장, 읽기 및 쓰기 장비, 시스템 통합 및 기타 측면의 관점에서 볼 때, 우리나라는 수백 개의 고주파 기술 공급 업체를 보유하고 있으며, 이는 저주파 기술과 타의 추종을 불허합니다 또한 돼지 관리와 같은 응용 분야에서 이식 가능한 전자 태그가 필요하지 않으며 동물 귀 태그를 사용할 수 있습니다 물론 동물 추적 관리에 사용되는 고주파 기술 솔루션은 기존의 고주파 무선 주파수 시스템과 다릅니다 환경이 운영 거리에 미치는 영향을 줄이고 특수 읽기 및 쓰기 장비를 개발하기 위해 연구 개발 작업을 수행하여 고주파 기술이 작동 거리 및 신뢰성 측면에서 시스템 요구 사항을 충족시킬 수 있도록해야합니다

3 2 약물 관리

오늘날에도 2006 년에도 전문가들은 여전히 ​​소비재 부문의 품목 수준 추적 및 관리가 달성하는 데 3 ~ 5 년이 걸리는 목표라고 생각합니다 그러나, 비교적 고 부가가치 약물의 단일 항목 관리를 달성하기 위해 무선 주파수 식별 기술을 사용하는 것은 이미 현실입니다 미국 식품의 약국 (FDA)은 2007 년 원료에서 가정용 의학 캐비닛에 이르기까지 단일 약물의 전체 프로세스 추적 및 관리를 요구합니다 약물 관리의 단일 항목 관리를 위해, 고주파 기술의 사용은 특히 더 포괄적 인 이점을 가지고있는 것으로 보입니다.

(1) 고주파 및 초고 주파수는 전자기장을 통한 에너지 및 신호 전송을 달성하는 반면, 초고 주파수는 전기장을 통한 에너지 및 신호 전송을 달성합니다 시스템은 일반적으로 먼 분야에서 작동합니다 매우 가까운 단일 항목의 경우 태그의 분해로 인해 태그 (항목)가 누락됩니다 고주파 시스템은 근거리에서 작동합니다 (즉, 전자기장은 여전히 ​​시스템 내부에 묶여 있으며 전자기파가 방출되지 않습니다) 에너지와 신호는 자기장을 통해 전달됩니다 시스템 내부의 태그는 정확하게 식별 될 수 있으며 (물론, 작업 거리는 1 미터 내에 불과하며, EMI (Anti-Electromagnetic Interference) 능력이 향상됩니다

(2) 액체와 금속의 영향 초고 주파수와 비교하여, 물에서 고주파 신호의 감쇠는 더 작으며 액체를 함유 한 용기에 더 적합하며 의약품의 상당 부분은 액체 형태입니다

(3) 저장 용량 고주파 태그의 저장 용량은 8K 바이트에 도달 할 수 있으므로 전자 번호가 아닌 "모바일 데이터베이스"를 실현하기 위해 더 많은 정보를 태그에 저장할 수 있습니다 현재 초고 주파수 솔루션에는 이러한 대용량 전자 태그가 없습니다

(4) 고주파 13.56MHz는 국제적으로 사용되는 ISM 주파수 대역이며 호환성 문제가 없습니다 그러나 지금까지 세계의 모든 지역에서는 초고 주파수를 사용할 수 없습니다 우리나라의 초고 주파수 대역은 공식화되고 있습니다

4 요약

요약하면, RFID 기술의 각 주파수 대역에는 고유 한 특성이 있습니다 동일한 주파수 대역의 RFID 시스템의 경우에도 통신 거리가 크게 다릅니다 특정 주파수 대역에서 RFID 시스템의 작동 거리가 다른 주파수 대역에서 RFID 시스템의 작동 거리보다 크다고 가정 할 수는 없습니다 실제로 RFID 시스템을 선택할 때는 RFID 시스템의 전체 비용과 메모리 용량 및 보안 기능과 같은 요소를 고려하고 이러한 요소를 기반으로 적절한 RFID 주파수 대역을 선택해야합니다.