RFID技術を理解するための3分間

RFID技術は実際には無線周波数技術を指します。その技術は主に磁場または電磁場の原理を利用して無線周波数を介してデバイス間の双方向通信を実現し、データ交換機能を実現します。この技術の最大の特徴は、非接触で互いを取得できることです。RFID情報、ETC、物流、図書館は、いくつかの典型的なアプリケーションシナリオです。RFID技術で一般的に使用される無線波周波数帯は、主に低周波、高周波、超高周波、マイクロ波周波数帯です。RFIDシステムの構成RFIDシステムは主に、リーダー、電子ラベル、データ管理システムの3つの部分で構成されています。

RFIDリーダー: リーダーとも呼ばれるこの装置は、主に電子タグ内の情報を読み取ったり、タグが必要とする情報をタグに書き込んだりするために使用されます。用途に応じて、リーダーは読み取り専用リーダーと読み書きリーダーに分けられ、RFIDシステムの情報制御および処理センターとなります。RFIDシステムが動作しているとき、リーダーは無線周波数エネルギーをある領域に送信して電磁場を形成し、その領域の大きさは送信電力に依存します。リーダーのカバーエリア内のタグはトリガーされ、リーダーの指示に従って保存されているデータを送信したり、保存されているデータを変更したり、インターフェースを介してコンピュータネットワークと通信したりできます。

RFIDタグ: 電子タグは主に特定のデータ情報を保存するために使用されます。同時に、リーダーからの信号を受信し、必要なデータをリーダーに送信します。電子タグは通常、物品に取り付けられたり固定されたりします。

データ管理システム： 主な業務は、リーダーから送信された電子タグデータを分析用に処理すると同時に、ユーザーが要求する機能を実行することです。例えば、システムフローは以下のようになります。

RFIDシステムの仕組み

RFIDタグがリーダーの認識範囲内にある場合、リーダーは特定の周波数の電波エネルギーを発信し、電子タグはリーダーから送信された無線周波数信号を受信し、誘導電流を生成します。電子タグはこの電流によって生成されたエネルギーを使用して、チップに保存されている情報を送信します。このような電子タグは一般的にパッシブタグと呼ばれます。また、タグが特定の周波数の信号をリーダーに能動的に送信する場合、このような電子タグは一般的にアクティブタグと呼ばれます。リーダーは電子タグから返された情報を受信すると、それを復号し、データ処理のために関連するアプリケーションソフトウェアまたはデータ管理システムに送信します。

RFID分類

RFID技術は、タグへの電源供給方法に応じて、パッシブRFID、アクティブRFID、セミアクティブRFIDの3つのカテゴリに分類できます。

1. パッシブRFID

パッシブRFIDシステムは、電磁誘導コイルを介してエネルギーを取得し、短時間だけ自身に電力を供給して情報交換を完了します。この実用新案は、構造がシンプルで、コストが低く、故障率が低く、耐用年数が長いという利点があります。ただし、パッシブRFIDの有効識別距離は通常短く、一般的には近距離での識別に使用されます。パッシブRFIDは主に125kHz、13.56MHzなどの低周波数帯域で動作します。パッシブRFIDシステムの代表的な用途としては、バスカード、第2世代IDカード、食堂の食事カードなどがあります。

2. アクティブRFID

アクティブRFIDシステムの研究開発は比較的遅れて始まったものの、様々な分野で応用されています。例えば、ETCはアクティブRFIDシステムを採用しています。アクティブRFIDは外部電源または内蔵バッテリーで駆動し、リーダーに能動的に信号を送信するため、伝送距離が長く、伝送速度も高速です。アクティブRFIDタグは100mの範囲内でリーダーとデータ通信を確立でき、読み取り速度は1700回/秒に達します。アクティブRFIDは主に900MHz、2.45GHz、5.8GHzなどの超高周波帯域およびマイクロ波帯域で動作し、複数のタグを同時に識別する機能を備えています。これらのアクティブRFIDシステムの特性により、高性能かつ大規模なRFID環境で広く利用されています。

3. セミアクティブRFID

パッシブRFIDシステムの有効識別距離は短い一方、アクティブRFIDの識別距離は十分長いものの、外部電源または内蔵バッテリーが必要で、サイズも大きくなるという矛盾を解消するために、セミアクティブRFIDシステムが誕生しました。セミアクティブRFID技術は、低周波アクティベーショントリガー技術とも呼ばれます。通常、セミアクティブRFIDタグは休止状態にあり、データを保持するタグの部分にのみ電力を供給するため、消費電力は少なく、長時間動作させることができます。タグがRFIDリーダーの識別範囲に入ると、リーダーはまず125kHzの低周波信号で狭い範囲でタグを正確にアクティベートして動作させ、その後2.4GHzマイクロ波で情報を送信します。つまり、セミアクティブRFID製品をアクティベートするために複数の低周波リーダーを異なる場所に配置することで、測位とデータ収集・送信の両方を実現できるのです。

RFID資産管理を実現するには、NB-IoTまたはLoRa技術を使用して、RFIDリーダーで収集したデータをリアルタイムでLoRa基地局に送信し、バックエンドにアップロードすることを検討できます。現在、一部の企業が既に試しており、RFIDを識別に、NBまたはLoRaを送信に使用しています。自分で開発する場合は、ハードウェアドッキングとデータドッキングを行い、その後バックエンドを作成する必要があります。市場には成熟したハードウェアソリューションがあるはずですが、ソフトウェアバックエンドは自分で開発する必要があります。一般的に、ハードウェア企業はSDKを提供します。現在、RFIDは広く使用されており、社会生活のあらゆる側面に関わっています。物流、小売、製造、衣料品業界、医療、本人確認、偽造防止、資産管理、輸送、食品、自動車、軍事、金融決済などの分野に適用できます。PFID技術は非常に有望な開発方向であるはずです。