전북대학교 IT 응용시스템공학과 김 형 진 교수 RFID/USN 기술 및 사례. 22 목 차 I.RFID/USN 개요 II.RFID/USN 적용사례.

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1 전북대학교 IT 응용시스템공학과 김 형 진 교수 RFID/USN 기술 및 사례

2 22 목 차 I.RFID/USN 개요 II.RFID/USN 적용사례

3 정의  가정의 정보ᆞ가전기기를 네트워크로 연결  언제 어디서든 이용자에게 초고속정보통신 서비스를 제공하는 미래형 서비스 산업 주문형 비디오, 인터넷, 원격교육, 정보가전 제어 등  넓은 의미 : 유무선 네트워크 장비뿐 아니라 정보기기 사이의 통합과 운영을 위한 소프트웨어와 서비스 등을 포함 홈 네트워크

4 요구 조건  고속의 데이터 전송을 위한 공통 접속 규격과 원하는 장소에 설치할 수 있도록 이동이 간편  기존의 전화선이나 전력선 등을 적극 활용하고 새로 건설되는 주택은 미래를 대비한 표준 홈 네트워크를 설치  연결하는 각종 장비는 복잡한 설정 과정 없이 연결과 동시에 사용 가능  기간 망과 연결되는 가입자 망으로부터 분리, 독립적으로 동작  통신 변화에 유연하게 대처 방송과 통신의 결합, 멀티미디어 서비스의 제공, 유선과 무선의 결합 등 홈 네트워크

5 홈 네트워크 환경

6 개념  유비쿼터스 컴퓨팅은 ‘ 언제, 어디서나 ’ 사용하는 컴퓨팅 환경을 지칭  다양한 종류의 컴퓨터가 사람, 사물, 환경 속에 내재되어 있고, 이들이 서로 연결되어, 필요한 곳에서 컴퓨팅을 구현할 수 있는 환경  유비쿼터스 컴퓨팅이 지향하는 궁극적인 모습은 컴퓨팅의 유틸리티화  ‘ 장소에 구애받지 않는 컴퓨팅 ’, ‘ 자연스러운 컴퓨팅 ’, 자율적 컴퓨팅 ’  현재의 컴퓨팅은 계산이 중심이며, 기계를 사용하기 위해 사용자가 기계를 배워야 하는 구조  유비쿼터스 컴퓨팅은 기계가 사용자의 행동을 배워 필요한 솔루션을 제공하는 개념 유비쿼터스

7 배지 태그 센서 칩 MEMS GIS 위치 인식 IPv6 고유성 식별 이동성 극복 자동성 실현 광대역 모바일 무선 위성 유비쿼터스 환경

8 8 RFID 의 정의  RFID (Radio Frequency Identification)  무선통신 (Radio Frequency) 방식  데이터를 자동으로 인식 / 처리  바코드를 대체하는 기술  태그, 판독기로 구성된 무선 통신 시스템  사용 주파수 대역 : 125KHz, 13.56MHz, 433MHz, 900MHz, 2.45GHz

9 9 RFID 의 역사  RFID 기술은 2 차 세계대전 중 영국이 자국 전투기 식별로 개발하여 사용한 것이 최초.  비용이 고가였기에 수십년간 시장에 사용되기 어렵다가 실용화를 위한 연구개발이 시작됨  70 년대 → 자동차 제조 공정관리, 가축관리, 철도차량식별에 활용  80 년대 → 제조현장에서의 물류관리자동화 등에 응용시작  90 년대 → 국제표준화기구 (ISO) 에서 국제 표준화 논의  2000-01 년 관련규격 (ISO/IEC 14443 시리즈 제정 )

10 10  배터리 내장 여부 ( 전원 여부 ) 에 따른 분류 구 분능 동 식 (Active) 수 동 형 (Passive) 특 징 태그에서 자체 RF 신호 송신 가능 배터리에서 전원 공급 판독기의 신호를 변형 반사 판독기의 전파 신호로 전원 공급 장 점 장거리 (3M) 이상 전송가능 센서와 결합 가능 배터리 없으므로 저가격 구현가능 배터리 교체 비용 없음 단 점 배터리에 의한 가격 상승 동작시간 제한 장거리 전송 제한 센서 류의 모듈 추가 제한 적용분야환경 감시, 군수, 의료, 과학 분야물류 관리, 교통, 보안, 전자 상거래 분야 RFID Tag 종류

11 11  주파수 대역에 따른 분류 주 파 수주 파 수특 징 Low (150Khz 이하 ) 가장 먼저 도입된 주파수대 리딩거리가 짧고, anti-collision 기능이 없음 주로 출입통제, 동물인식 등에 활용되고 있으며 자동차 키용으로도 많이 판매 13.56MHz 스마트 카드와 동일 주파수로서 현재 가장 광범위하게 활용되고 있음 통상 읽기 / 쓰기가 가능하며. 초당 20 여개의 태그를 동시 인식 UHF (300M~1GHz) 전자기파 방식을 이용 중장거리 판독이 가능하고 고속 전송이 가능 안테나 크기를 13.56MHz 태그에 비해 대폭 줄일 수 있다는 장점 사용 칩이 단가가 높은 편 2.45GHz UHF 와 대체적으로 비슷한 장단점을 갖는다 초소형 RF 태그 구성이 가능 RFID Tag 종류 ( 계속 )

12 12  Tag 로부터 정보를 받아 사용자가 저장하고 사용하는 장소로 정보를 송신  리더기는 Tag 에게 정보를 보내도록 명령  리더기는 안테나 이외에 논리 회로 와 프로토콜로 구성됨  리더기는 리더를 통제하는 소프트 웨어 프로그램을 보유한 컴퓨터에 연결됨  리더기는 일정 거리 하에서 Tag 감지가 가능  리더기는 일정한 규칙에 의해 Tag 를 읽음  리더기 설치 장소 : 출입구 / 판매장소 / 창고 RFID 리더 기능

13 13  태그 신호 충돌방지 (anti-collision) 알고리즘 채용으로 현재 초당 100 개까지 인식이 가능하나 수백 개를 목표로 기술 개발 중  13.56MHz, 900MHz, 2.4GHz 대역이 혼합하여 사용될 가능성이 있으므로 여러 대역의 주파수 인식이 가능한 다중 대역 (multi-band) 리더 개발 요구 됨  현재 RFID 리더는 안테나 성능 및 주변 환경에 의해 인식거리, 검출 정확도의 영향을 받아 적용 범위 제한 〓〉 인식 성능을 높이기 위하여 2~4 개의 안테나를 배열하여 사용  향후 주변 환경에 적응하여 빔을 제어할 수 있는 빔 성형 (beam forming) 안테나 기술이 적용될 전망  인접한 리더들간 신호 충돌방지 문제 연구 필요. RFID 리더 관련 기술

14 14 USN 의 개념  USN (Ubiquitous Sensor Network)  브로드밴드 (broadband) 를 통하여 동영상을 이용하는 정보량이 풍부한 통신  모바일 단말기를 통한 ‘ 언제 어디서나 ’ 의 실현  상시접속에 의한 자연스러운 통신  배리어프리 (barrier-free) 인터페이스로 어린이, 고령자, 장애인 모두 쉽게 이용  IPv6 를 채용하여 ID 가 부여된 단말기 수의 대폭적 증가

15 15 USN 기술

16 16 광대역 통합망 (BcN)  차세대인터넷 프로토콜 (IPv6)  2013 년경 IPv4 주소의 고갈이 예상

17 17 RFID 시스템 순서  시스템의 인식순서 ① 태그 아이템 제품의 주파수를 리더기가 읽음. ② 태그 안에 있는 전자적 정보를 미들웨어가 읽고 수집하여 이 자료들을 분리, 분류. ③ 수신된 EPC 데이터를 인식 ( 결함이 있거나 문제가 있는 제품을 쉽게 회수할 수 있음 ) ④ 수집된 정보들을 통계화 시켜 시스템으로 보냄.

18 18 RFID 시스템 구성도

19 1919 13.56Mhz (ISO 18000-3) 433.92MHz (ISO 18000-7) 960MHz (ISO 18000-6) 2.45GMhz (ISO 18000-4) 125KHz,134KHz (ISO 18000-2) 860MHz Global Passport, ID card ID card Name: Rei Itsuki No.: 00012345 Div.: Mu VC Company: Hitachi, Ltd. Embedded μ-chip POST CARD Invitation for Hitachi Exhibition 2002 ( Contactless SmartCard – ISO 14443 A/B, ISO15693, Felica-Suica) -13.56MHz 대역은 주로 Card 형태 - 스마트카드와 공통부분 주파수 대역별 표준

20 20 주요 무선주파수 대역의 통신거리

21 21 태그 (Tag)  태그는 각각의 개체에 대한 정보를 나타낼 수 있음  각각의 태그에는 RFID Chip 이 설치되어 각각의 고유번호를 가지고 있으며 제품에 따라 정보를 저장할 수 있는 메모리 영역을 가지고 있음

22 22 구 분구 분분 야분 야주 요 내 용적용 기술 물류 / 유통 제조업 부품에 부착, TQM 및 부품조달 (JIT) UHF 물류관리 팔레트, 화물, 컨테이너 등에 부착, 비용절감 및 배송정보 제공, CRM 데이터 수집 UHF,433MHz 지불 주유, 통행료 등 비현금 지급 소요 시 자동계산 13.56MHz 소매업 상품검색 및 진열장소 검색, 재고관리, 도난방지, 차별화 광고 등 UHF, 13.56MHz 선적 / 수령 팔레트 또는 컨테이너, 각 상품에 부착, 선적과정 및 포장시간 단축 433MHz 창고업 개별화물 조사 및 오류발생 감소, 노동력 절감 UHF 건강관리 / 식품 제 약제 약 시각장애인을 위해 약품용기에 처방, 투약방법, 경고 등의 정보 넣은 RFID 태그를 부착하여 판도기 통해 정보를 음성으로 변화하여 전달 UHF, 13.56MHz 건강관리 제약 위 / 변조 방지와 시설이용을 위한 식별수단 제공. 알츠하이머 환자 수용시설 및 의약품 / 의학용 소모품에 부착 UHF 축산업 유통관리 가축의 출생시점에 RFID 태그 부착을 권장하여 사육과정 및 도살 후 유통 과정의 정보를 중앙 데이터베이스에 저장 125KHz, 134KHz 신원확인 / 보안 / 지불 놀이공원 / 이벤트 방문자에게 RFID 칩 내장된 팔찌나 ID 태그 부착, 위치추적 및 미아 방지, 그룹간 위치확인 서비스 13.56MHz, 433MHz 도서관, 비디오 대여점 책과 비디오테이프에 RFID 칩 부착. Check-in 및 Check-out 관리. 도난방지 13.56MHz, UHF 보 안보 안 개인 ID 태그로 활용. 변조방지 신분확인 및 출입통제, 추적대상 또는 도난 방지 대상이 되는 물건에도 부착 가능 13.56MHz,2.45GHz 지불 신용카드, 선불카드, 전자상품권, 입장권, 고속도로 통행료 징수등 자동 지불수단 및 출입통제 수단 13.56MHz 운 송운 송 교통 차량에 RFID 태그를 부착하도록 하여 차량관리 ( 등록여무, 보험 등 ) 및 교통통제. 대중교통 실시간 상황 모니터링 및 관리 433MHz, UHF 2.45GHz RFID 적용분야

23 23 리더기  RFID 리더는 응용프로그램을 수행하는 PC 혹은 기타 단말기와 SERIAL 혹은 랜 통신 (TCP/IP) 으로 연결되며 RFID 신호를 ENCODING/DE-CODEING 하는 역할을 수행

24 24 안테나  RFID 안테나는 리더기에서 보내온 신호를 공간을 방사하는 역할 및 TAG 에서 보내온 시그널을 수신하여 리더기로 보내는 역할을 수행

25 25 RFID 는 유통물류 분야를 중심으로 다양한 분야에 적용되고 있음. SCM 창고관리 RFID 적용분야

26 26  유통, 물류 분야  물류 운송  놀이 공원과 이벤트 사업  산업 분야  공정관리 및 SCM  창고 관리 RFID 적용분야 SCM 창고관리

27 27  금융 분야  신용카드  전자상거래  전자화폐  공공 분야  도서관리  주차관리  교통요금 결제  수목관리 RFID 적용분야

28 28  기타 분야  건강 관리  애완견 관리  제약 관리  도난 방지 RFID 적용분야

29 29 RFID 적용분야 ( 유통, 물류 )

30 30 RFID 적용분야 ( 식품분야 응용 )

31 31 RFID 적용분야 ( 금융 / 위조방지 )

32 32 RFID 적용분야 ( 의료 / 약품 )

33 33 RFID 적용분야 ( 항공 · 수화물 관리 )

34 34 RFID 적용분야 ( 모바일 RFID)

35 35 생산자판매 집하 소비자배송 INTERNE T o 재배환경 정보 및 생장 정보 제공 o 출하 및 판매 상황 조회 o 생장, 출하 정보를 바탕으로 하는 개체 인증 o 판매현황과 실시간 연계된 JIT 출하 체계 o 타임 바코드를 이용한 판매유효 기간 관리 생산자 생산지 농작물 재배방식 환경정보 비료 농약 수확일 집하책임자 집하일 집하장정보 농가원물 입하 저온저장 입 / 출고 선별 / 세척 / 건조 출하 전 저장이력 배송책임자 배송기간 배송환경 입하책임자 입하일 매장판매환경 판매기간 농작물 의 관련 정보 조 회 및 구 매 … Web RFID/Barco de Reader 배송기간 배송환경 품질지표 변화 저온저장 입 / 출 고 선별 / 세척 / 건조 출하 전 저장이 력 소비자 구매 관련 정보 판매 상황 정보 매장판매환경 판매기간 o 소비자의 요구를 반영한 생장기법 개발 및 적용 o 농산물 가치를 극대화시키는 집하 / 배송 / 판매 체계 농산물이력 정보 제공 생산 이후의 이력 피드백  시스템 구성도 RFID/USN 적용사업 계획

36 36 RFID/USN 적용사업 계획  기대효과  축적된 데이터를 통해 외출 시에도 이상징후 알림 기능과 자동제어 기능 제공으로 고효율형 재배환경 제공  생장 모니터링 시스템 강화를 통한 생산환경의 최적화와 품질 향상 확보  IT 기술을 활용한 생산, 유통, 판매 전 과정의 이력정보관리 및 추적시스템으로 제품 안전성 확보  출하, 물류, 유통 전반에 걸친 가시성의 확보를 통해 신선 농작물 제공 및 시장 수요 예측 가능  추진상 애로점  전용센서 개발에 따른 예산 과다 소요

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