RFID 시스템의 구성 요소 및 원리
시스템 구성 요소
가장 기본적인 RFID 시스템 중 하나는 보통 정보 식별을 저장하는 칩으로 이루어진 전자 태그(Tag), 데이터 라벨을 쓰고 읽기 위해 사용되는 판독기(Reader, 일명 리더) 및 안테나가 포함됩니다. 라벨 데이터를 처리하기 위해서는 해당 컴퓨터 시스템의 지원이 필요합니다.
- 전자 태그(Tag, 즉 RFID 태그): RFID의 핵심 구성 요소로, 특정 개체에 디자인되어 이 개체에 대한 특정한 형식의 전자 데이터, 즉 이 개체에 대한 세부 정보를 저장합니다. RFID 태그는 바코드 기술에서의 바코드와 유사하지만, 저장된 정보가 자동으로 또는 반자동으로 방출되어야 한다는 차이점이 있습니다. 전자 태그는 태그 안테나와 태그 칩으로 구성되어 있습니다. 태그 칩은 단일 시스템(SOC)으로서 무선 수신 및 저장 기능을 갖추고 있으며, 이를 통해 데이터는 해당 개체를 고유하게 식별하기 위해 사용되는 합의된 형식으로 암호화됩니다. 이는 무선 주파수 식별 시스템의 데이터 항공모함이며, 스마트하게 읽고 쓰고 암호화 통신이 가능합니다.
- 리더(Reader): 자동으로 저장된 전자 데이터를 접촉 없이 읽을 수 있는 RFID 시스템의 정보 처리 및 제어 센터입니다. 판독기와 전자 태그 간에 통신 프로토콜이 있으며 서로에게 정보를 전송합니다. 판독기의 독자 범위를 통과하는 전자 태그가 있을 때마다 무선 파가 태그로 발사되고, 그 후 태그는 자체 저장된 객체 정보를 다시 판독기로 전송합니다. 이 과정은 접촉 없이 이루어집니다.
- 안테나 (Antenna): 전자 태그와 판독기 간의 RF 신호 전송을 담당합니다. 판독기에 연결된 안테나는 일반적으로 문 프레임 형태로 만들어져 측정 대상 상품의 입구에 배치되며, 한쪽은 무선으로 신호를 발생시켜 전자 태그를 활성화합니다. 다른 한쪽에서는 전자 태그에서 보내는 정보를 수신합니다. 또한 각 전자 태그에는 판독기와 통신하기 위한 자체 마이크로 안테나도 있습니다.
RFID 시스템의 작동 원리
RFID 시스템의 작동 원리는 다음과 같습니다. 이 작동 원리에 대한 다이어그램은 그림 1에서 찾을 수 있습니다. 일반적으로 전자 태그는 추적이 필요한 대상에 부착됩니다. 판독기는 안테나를 통해 무선 주파수 신호를 보냅니다. 전자 태그가 판독기의 범위로 들어가면, 태그의 마이크로 안테나가 유도 전류를 생성합니다. 전자 태그는 이를 통해 활성화되며 식별에 필요한 정보를 수신합니다.
태그는 이 정보를 해독하고, 이를 판독기로 전송합니다. 판독기는 받은 신호를 해독하고 제어 로직 및 명령어를 수행하여 미리 정의된 작업을 완료합니다. 이러한 작업에는 저장, 데이터 전송 또는 기타 활동이 포함될 수 있습니다.
판독기는 또한 태그에서 수신한 신호를 해독하고, 이를 컴퓨터 서버로 전송합니다. 컴퓨터 시스템은 다양한 활동, 처리 및 제어 설정을 기반으로 태그의 합법성을 평가합니다. 이후, 시스템은 해당 평가에 따라 신호를 발생시켜 적절한 조치를 취하게 됩니다.
RFID의 장점
RFID는 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다:
(1) 쉬운 읽기: 데이터를 “접촉”하지 않고 읽을 수 있으며, 빛이 필요하지 않고 외부 포장을 통해 실시할 수 있습니다. 효과적인 거리 식별은 자체 전원을 가진 라벨을 사용하여 30m 이상의 효과적인 인식 거리를 달성할 수 있습니다.
(2) 빠른 인식 속도: 전자 태그가 인식 영역으로 들어가면 즉시 정보를 읽을 수 있으며, 여러 전자 태그를 동시에 처리하고 일괄적으로 인식할 수 있습니다.
(3) 작고 다양한 형태 쉽게 달성 가능: 전자 태그는 읽을 때 크기와 모양에 제한되지 않습니다. 작은 크기, 쉬운 포장, 다양한 형태 (예: 카드, 반지, 단추, 펜 등)를 가지며, 재료나 제품에 숨기거나 삽입할 수 있어 상품을 미려하게 표시하기에 편리합니다. 다양한 행사에 적용할 수 있어 사용이 편리합니다.
(4) 데이터 용량이 큼: 일반적으로 2D 바코드의 데이터 용량이 가장 큽니다 (PDF417), 최대 2725 자를 저장할 수 있으며, 알파벳을 포함하면 저장 용량이 줄어듭니다. 현재 시장에서 생산되는 전자 태그 칩은 최소 17 비트의 이진수 데이터를 저장하며 바코드의 데이터 양보다 훨씬 큽니다. 미래의 상품에 필요한 데이터 양이 계속 증가함에 따라 메모리 기술의 발전으로 데이터 용량이 확장될 것으로 예상되며, 이러한 전자 태그는 제한받지 않을 것입니다.
(5) 침투력: RFID는 진흙, 먼지, 페인트, 오일, 나무, 시멘트, 플라스틱, 물 및 기타 비금속 재료를 통해 전자 태그를 직접 접촉하지 않고 읽을 수 있습니다. 고주파 대역을 사용하여 데이터 전송하므로 전자 태그는 종이, 나무 및 플라스틱으로 된 패키지 안에서도 통신을 수행할 수 있습니다.
(6) 환경에 대한 내성: RFID는 어두운 환경이나 더러운 환경에서도 데이터를 읽을 수 있습니다. 물, 기름 및 의약품과 같은 물질에 대한 강력한 내마모성이 있으며 먼지에 의한 손상이 보이지 않아서 힘든 환경에서 사용하기에 이상적입니다. 운영 온도는 -25 °C ~ +70 °C까지이며, 미지근하거나 극한 환경에서도 읽을 수 있습니다.
(7) 장수명 및 광범위한 응용: 전자 태그의 수명은 10년 이상이며 10만 번의 읽기 및 쓰기를 지원하며 기계적인 마모나 고장이 없습니다.
(8) 보안 강화: 전자 태그는 고유 번호로 식별되며 저장된 데이터에 대한 읽기 및 쓰기에 대한 비밀번호 보호를 설정할 수 있으며, 바코드를 방지하기 위해 식별 번호를 추가로 암호화할 수 있습니다. 네트워크 또는 다른 판독 및 스캔 장치를 통해 제품을 즉시 구분할 수 있습니다.
(9) 비용 효율적: RFID 라벨의 가격은 기술의 발전 및 생산 규모 확장에 따라 저렴해질 것으로 예상됩니다.
위조 방지 제품에 RFID 적용
반조 기본 원칙은 상품 식별 번호(ID), 즉 반조 번호(하드웨어 또는 소프트웨어 알고리즘을 통해 암호화된)가 RFID 칩에 기록되며, 이 ID는 생산 및 판매의 모든 측면에서 고유합니다. 이 칩은 전자 태그로 만들어져 상품에 부착되어 반조 상품의 필수 부분이 됩니다. 전자 태그가 상품에서 ‘떨어지면’, 상품의 ‘무결성’이 파괴되어 상품이 ‘소비’되었다고 간주되며, 반조가 끝납니다. 이와 관련하여 이 ID의 확인 프로세스는 다양한 기술 수단을 통해 보증되어 있으며, 위조 및 변조가 불가능합니다. 확인 메커니즘이 위조되면 위조품이 나타날 것이며, 확인 과정이 위조되면 진품이 ‘파출’되어 시장을 혼란스럽게 만들 수 있습니다. 따라서 생산 전체 과정, 상품 유통 및 소비까지 모든 단계에서 고유 ID에 의해 식별되는 상품이 하나뿐이기 때문에 위조 방지 목표를 달성합니다. RFID 전자 태그의 식별 ID 데이터는 읽기 전용이며 변경할 수 없습니다. 동일한 ID를 사용한 전자 태그의 위조를 방지하기 위해 위조 방지 레이블에 ID와 관련된 유일한 ‘키’ 비밀 정보를 작성할 수 있습니다. 따라서 고유한 ID가 있는 위조 방지 레이블, 칩 내의 고유한 인증 정보 및 엄격한 암호화 검증 메커니즘은 장기적으로 효과적인 위조 방지 기술을 만듭니다.
국내 소비자들은 대표적인 브랜드의 술, 화장품, 의약품 및 건강 관리 제품과 같은 상품을 사용하는 경우가 많습니다. 위조품 및 품질이 낮은 상품이 시장에 나타나면 이는 이러한 유명 브랜드의 신뢰성에 심각한 영향을 미치며 국가 경제의 구축에 영향을 미치므로 위조 방지가 필수입니다. RFID 위조 방지 기술은 과거의 위조 방지 기술의 개념을 깨고 위조를 어렵게 만들고, 식별이 용이하며, 정보 피드백, 비밀번호의 독점성, 비밀번호 보안, 일회용 사용 및 기타 특징을 실현하여 효과적인 방식으로 만들 수 있습니다. RFID 위조 방지 기술 사용 시 레이저 방지, 디지털 방지 기술 등과 비교하여 그 이점은 다음과 같습니다. 각 레이블은 고유한 번호를 가지며, 이 고유한 번호는 칩 제조 시 ROM에 기록되어 수정할 수 없으며 위조하기 어렵습니다. 기계적인 마모나 오염이 없으며, 읽기 기기에는 직접적인 물리적 인터페이스가 없어 자체 안전이 보장되며 데이터 보안 측면에서 전자 태그 비밀번호를 보호할 뿐만 아니라 일련의 알고리즘을 사용하여 데이터 관리를 보안할 수 있습니다. 읽기 및 전자 태그 간에 상호 인증 프로세스가 있습니다…
마무리
RFID 방지 기술을 적용하는 경우, 어떤 접근 방식이든 식별 장치의 안전을 보장해야만 위조 방지 기능을 실제로 수행할 수 있습니다. 이렇게 함으로써 우리는 진정한 의미에서 위조를 방지하는 역할을 수행할 수 있습니다. 현재 중국의 RFID는 주로 후방 관리, 의료 분야, 감독 및 물품 및 위험 물품 추적 및 모니터링, 시민 항공 수하물 및 다리 도로 무료 주차 요금 관리 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. RFID의 적용은 거대한 시장을 육성하고 새로운 경제 성장 지점을 만들 것으로 예측되며, 그 잠재력과 전망은 매우 매력적입니다. RFID 기술의 독특한 이점은 전 세계적으로 거대한 산업을 형성할 것이며 모든 분야에서 주목받을 자격이 있습니다.
Anten
