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RFID 기술 개요 목 차 RFID 개요 RFID 란 RFID 동작 원리 RFID 태그 구분 경쟁기술 비교 RFID 시스템 RFID 시스템 구성요소 RFID 시스템 주요 검토사항 RFID 시스템 문제점 Auto-ID 센터 시스템 히다찌 μ-chip 시스템 RFID 표준화 주요 응용 서비스 개관 출입통제 시스템 농축산물 생산 이력관리 기계 / 시설물 RFID 명판 RFID 시장 RFID 사업의 Vlaue Chain 2002 년 세계 시장규모 RFID 기술 개발현황
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RFID 개요 RFID 란 RF (Radio Frequency) + ID (IDentification) Tag 카드, 태그, Label, Coin 등 다양한 형태의 제품이 있으며, Transponder, Smart Label 이라고도 불린다. cf. IC 카드, 스마트 카드, SIM (Subscriber IDentification Module) 70 년대 탄도 미사일 추적을 위하여 개발된 기술임. 현재 바코드를 대체하여 물류 혁명을 가져올 기술로 주목을 받고 있음. 유통 / 물류 분야, 산업분야 ( 공정관리, 창고관리 ), 금융분야 ( 전자화폐, 신용카드 ), 공공분야 ( 도서관리, 주차관리 ), 교통분야 등 산업 전반에 걸쳐 응용이 가능함. RFID 방식은 비접촉식으로 여러 Tag 를 동시에 인식할 수 있고, 이동 중 인식 가능, 장애물 투과, 반영구적인 사용, 대용량 데이터 반복저장 가능, 인식 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
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RFID 개요 - 히다찌의 μ-chip 소형사이즈 (0.4mm*0.4mm) 거의 모든 종류에 tagging 할 수 있으며 종이 안에 삽입 가능함 내장형 안테나 ■밀착형 내장형 안테나 m-chip ●칩 내부에 안테나 삽입 시킴 ●칩으로만 실행 가능함 ●커뮤니케이션 거리 : 매우 근거리 ■밀착형 내장형 안테나 m-chip ●칩 내부에 안테나 삽입 시킴 ●칩으로만 실행 가능함 ●커뮤니케이션 거리 : 매우 근거리 외장형 안테나 ■근접형 외장형 안테나 m-chip ●칩에 외장형 안테나가 연결됨 ●커뮤니케이션 거리 : 근거리 ■근접형 외장형 안테나 m-chip ●칩에 외장형 안테나가 연결됨 ●커뮤니케이션 거리 : 근거리 회선 해독 안테나 회선 ROM m-chip
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RFID 동작 원리 상호 유도 (Inductively Coupled) 방식 : 수동형 태그 전자기파 (Electromagnetic Wave) 방식 : 능동형 태그
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RFID 동작 원리 - 수동형 RFID Tag 와 리더기 간 동작 흐름 1. 리더기는 연속적으로 RF Carrier 사인파를 발생하면서, 사인파 신호에 변조가 일어나는 항상 감시한다. 변조가 일어났다는 것은 Tag 가 존재한다는 의미. 2. Tag 가 리더기에 의해 발생된 자기장 내에 들어간다. Tag 가 정상 동작할 수 있을 정도의 충분한 에너지를 공급받으면, Tag 는 캐리어 주파수를 분주, Clock 신호로 사용하여 코일 입력단에 연결된 TR 에 데이터 값을 출력함. 3. Tag 의 출력 TR 은 메모리로 부터 흘러나오는 데이터에 따라 순차적으로 코일을 단락시킴. 4. 코일의 단락은 캐리어 사인파의 진폭에 약간의 변동을 순간적으로 야기 시킨다. 5. 리더기는 진폭의 미세한 변동을 감지하고 정해진 부호화방식에 따라 비트열을 추출한다.
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RFID 구분 RFID 태그 구분 및 특징 분류기준구 분특 징특 징 전원 여부 수동형 태그 내장 배터리나 외부 전원 필요 없음 구조 간단, 비용 저렴, 반영구적 수명 짧은 인식 거리 (1.8m 이하 ) 높은 출력의 리더기 필요 보통 32~128 비트 Read-Only Tag 가 많음. 능동형 태그 내장 배터리 사용 읽기 / 쓰기 가능한 다양한 크기의 메모리 사용 최장 사용시간 10 년 30~100m 인식 거리 주파수 대역 저주파수 대역 (100~500KHz) 저가형, 느린 인식 속도 짧은 인식거리 (1.8m 이하 ) 사용분야 : 보안, 자산관리, 동물 식별 중주파수 대역 (10~15MHz) 중간 인식거리, 중간 비용, 중간 인식 속도 사용분야 : 보안, 스마트 카드 고주파수 대역 (860~930MHz, 2.4GHz) 30m 이상 장거리, 고비용, 빠른 인식 속도 사용분야 : 철도, 차량, 컨테이너 추적, 자동통행료 징수 시스템 기타 메모리 크기 (25 비트 ~512KB), 형태 (Read-Only, Read/Write, OTP) 메모리 종류 (EEPROM, FRAM, SRAM), CPU, COS, 암호 프로세서 채용여부
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경쟁 기술 비교 바코드자기 카드접촉식 IC 카드 RFID 인식 방법비접촉식접촉식 비접촉식 인식 거리 0~50cm 리더기 삽입리더기에 삽입 0~27m 인식 속도 4초4초 4초4초 1초1초 0.01~0.1 초 인식률 95% 이하 99.9% 이상 투과력불가능 가능 ( 금속제외 ) 사용 기간 - 1 만번이내 (4 년 )1 만번 (5 년 )10 만번 (60 년 ) 저장 데이터 1~100Byte 16~64KB 64KB 이하 데이터 쓰기불가능가능 손상률매우 잦음잦음 거의 없음 비용가장 저렴저렴높음 (10$ 이상 ) 보통 (0.5~1$) 보안 능력거의 없음 복제 불가 재활용성불가능 가능
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경쟁 기술 비교 - 2 차원 바코드, 칼러 코드 1 차원 바코드에 비해 100 배이상의 고밀도 정보를 2 차원 십볼 형태로 코드화함. 정보가 손상되더라도 상당부분 복구가 가능 함. 국제 표준 규격화되었으며 4 종의 KS 규격이 있고, 이중 QR code, PDF417 은 한글 표기 가능함. 최근 지로용지, 스포츠 신문, 광고 전단지 등에 인쇄되어 사용되기 시작함. 2 차원 바코드 칼러코드, 아이콘 국내에서 개발된 기술로 인터넷상의 컨텐츠를 연결시켜주는 역할 PDA, 휴대폰 모바일 상거래에 적합 별도의 전용 스캐너가 필요 없다. 저렴한 PC 카메라, 휴대폰 카메라 사용
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RFID 시스템 - 구성요소 RFID 시스템 구성요소 Tag (Transponder) : 제품 / 상품 / 동물 / 인간 등의 고유 정보 저장 안테나와 IC 칩으로 구성되며, 응용분야에 따라 여러가지 형태가 있다. 리더기 (Interrogator) : 판독 및 해독 기능을 하는 무선 송수신기 수동형 Tag 의 경우 Tag IC 칩 동작에 필요한 에너지 공급 서버 (Host Computer) 응용 프로그램 : ERP (Enterprise Resource Planning), SCM (Supply Chain Management) CRM (Customer Relationship Management) 네트워크 : LAN, 인터넷
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무선 주파수 자원 -> 적용 국가 전파법, RFIC 칩 / 안테나 선정 국제 표준화 -> RFID 가 일반 유통, 수출입 분야에 적용되기 위해서는 필수적 ID 코드, 데이터 프로토콜 응용 요구 사항 인식 거리 : Freq, 코일 성능 / 방향, 캐리어 V 레벨, 수신감도, 부호화 / 변조, 데이터 크기, 주변환경 리더기 형태 : 고정형 / 휴대형 / 이동형 /PCMCIA, 멀티 밴드 / 프로토콜 보안성 : 상거래 응용 응용 데이터 포맷, 데이터 처리 분배를 위한 지능형 에이전트 또는 미들웨어 등 검토 RFID 시스템 주요 검토 사항 RFID 시스템 - 주요 검토사항 RFID 시스템 문제점 낮은 인식률 : 장애물 등 주변 여건에 따라 신호가 왜곡되거나 잡음의 영향으로 아직은 바코드에 비해 뒤떨어짐 여전히 높은 가격 : RFID 칩당 가격이 20~30 센트 정도이며 (Tag 당 1500~2000 원 정도 ) RFID 에 맞게 전산 시스템에 투자도 필요하다. 사생활 침해 : 소비자 단체 들은 소비자의 위치, 행동반경, 구매습관 등이 파악되어 데이터베이스화 되는 것을 우려함.
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RFID 시스템 - Auto-ID Auto-ID 센터 시스템 RFID 리더기 (AP) ONS RFID 정보 제공 (ASP) 근거리무선통신 인터넷통신 96 bits, 4 파티션의 EPC
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RFID 시스템 - 히다찌 운반물품 ・・・ 안테나 reader 응답 (answering μ-ID) 외장형 안테나 μ-chip Header -ID (128 bits) 마이크로웨이브 (2.45GHz) BackendFrontend 서비스 ID 실행 데이터 히다찌 μ-chip 시스템
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RFID 표준화 860~930MHz, 433MHz 는 이동통신 주파수 대역과 겹쳐기 때문에 한국과 일본 반대 2004 년 국제 표준 제정과 더불어 국내에서도 RFID 의 KS 제정 준비 중 910~914MHz 시티폰 대역을 사업자 또는 비사업자용으로 배정하는 방안 검토 * 국제표준 진행 순서 : WD->CD->DIS->FDIS->IS (International Standard)
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RFID 표준화 - 표준 프레임워크
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주요 응용 서비스 - 개관
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주요 응용 서비스 - 출입 통제 시스템 - 현재 저주파수 (125KHz) 에서 13.56MHz RFID 로 발전 - 2006 년 출입통제 시장 RFID 관련 제품 80% 차지 (Frost & Sullivan 사 ) - 주로 직원 신분증 카드 형태 열쇠고리형 등 다양한 형태 - 13.56MHz RFID 특징 최대 2000 비트 데이터 (125KHz 64 비트의 30 배 ) 다양한 보안 솔루션 수용 인식거리 40% 증가 복수 RFID 동시 인식 ( 간섭현상 해결 ) 국제표준 ISO 15693 개방표준 무선지불 ISO 14443 준수 -> 출입카드로 금전거래 可 RFID Read/Write 카드 사용 可 태그 가격 : 1$ 이하
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주요 응용 서비스 - 농축산물 생산 이력관리
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주요 응용 서비스 - 기계 / 시설물 RFID 명판 > a) 기계, 시설물의 명판은 납품 시 뿐만 아니라 설치 / 시운전, 중간점검, 중고품 매매 시에도 유용한 정보를 제공함에도 시각적으로 확인하기 힘든 경우가 많음. b) 설치한 후 중간 점검 시 명판 정보를 확인할 필요가 있을 경우 쉽게 눈으로 확인할 수 없는 위치에 부착되어 있을 경우가 많음. c) GIS 시스템과 연동하여 관리할 필요성이 많아지나 현재의 명판으로는 위치정보까지 관리할 방법이 없다. RFID 기술의 경우 설치한 후 그 지점의 위치정보를 칩에 써넣을 수 있고 GIS 시설물 관리 시스템에서 그 위치정보를 그대로 데이터베이스화하여 관리할 수 있게 된다.
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RFID 사업의 Value Chain 밸류체인생산자소비자 분야별 응용 (Savant) 인프라 사업 (ONS, ASP 등 ) 역할분담반도체 생산자제품 생산 및 판매자 S/W 개발 업체 e-Biz 업체 및 네트워크 사업자 응용분야 - 태그 (s-Tag, c- Tag) - 칩 - 뱃지 ( 센서포함 ) - 대형마트 - 도서관 - 박람회장 - 놀이공원 - 생산프로세스 - 서비스 - 물류 관리 - 프로세스 관리 - 회계 관리 - 모니터링 - 상황통보 - 위치추적 ( 트래킹 ) -RFID Reader or AP -ONS - 분야별 관리 시스템 사업자 - 히다찌 등 - 월마트 ( 미 ), 매트로 ( 독 ) 등 - ㈜앨릭슨 등 -AutoID -IBM, HP, 엑센추어 - 유비쿼터스 ID 센터 2002 년 세계 RFID 시장 규모 ( 출처. VDC January 2003) 총 매출액 : 9.6 억 $ H/W : 73% S/W, 서비스 : 27% 구분 2002 년 ( 백만 $) Transponder463.1 (48.0%) Reader239.8 (24.9%) Sofrware54.9 (5.7%) Service206.7 (21.4%) 합계 964.5 (100%)
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국내 기술 개발 현황 RFID 관련 리더기, 안테나, Tag 용 칩 등에 대한 해외 의존도가 높다. 핵심 칩 해외 수입 >> 칩 (Flip Chip 기술 ) 재가공 >> RFID 시스템 도입 운영 사업화 감사합니다 !!! 발표자 : 김활 hkim@mjtele.com 정부 주도 기술 개발 현황 정보통신부 : 유비터쿼스 환경 구현의 핵심인 RFID 를 ‘IT 신성장동력 ’ 중점 사업으로 선정 차세대 이동통신, 텔레매틱스 분야 주요 추진 사업 선정 산업자원부 : RFID 핵심 부품 개발 사업 지원 과학기술부 : 유비터쿼스 컴퓨팅 프론티어 개발 사업에서 RFID 가 주요 사업 분야임. 문화관광부 : RFID 를 활용한 도서관리 자동화 사업 추진 보건복지부 : 장애자를 위한 길안내 등의 RFID 활용 검토 국방부 : 비밀문서 관리에 RFID 활용 추진 중
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