4.3 RFID 구성요소 기술

RFID의 하드웨어 구성은 리더기, 태그로 구성되어 있지만, 기술적으로 보면 태그기 술, 리더기술 및 리더기와 태그 간의 인터페이스 기술로 나눌 수 있다.

 

4.3.1 태그 기술

 

태그는 다양한 물품에 부착된다. 부도체는 물론 깡통이나 도체판 위에도 부착된 다. 이러한 태그는 안테나와 칩(chip)으로 구성된다. 칩에는 사물을 식별하는 코드나 정보를 저장하는 장치 및 리더로부터 조정 혹은 태그 스스로 자신의 정보를 전송하 는 역할을 할 수 있는 장치가 탑재되어 있다.

 

(1) 안테나 기술

 

태그 안테나는 리더기로부터 전달되는 자계 혹은 전자파에너지 및 신호를 받는 장치 이다. 태그의 목적상 소형화 된 안테나가 필요하며, 목적에 따라 전방향성 특성을 갖도록 설계되어야 한다. 태그 안테나는 주로 얇은 폴리머(polymer) 재질 위에 도체 전극을 발라서 저렴한 가격으로 양산할 수 있는 형태를 지니고 있다. 리더기 안테나는 원편파(CP)를 적용하지만 태그 안테나는 소형화 및 저가 실현을 위해 선형 편파 (LP)를 적용한다.

 

(2) 정류 기술

리더기로부터 자체 혹은 전자마에너지가 경 송됐면, 일품 명수 직함이로를 거쳐서 정유 리모로 좋어오게 된다. 정퓨회로는 데그에 필요한 전원을, 전자파에니지로부터 만들어 내는 회로이다. 따라서 정류효용 즉, 고주파에너지로 바꾸는 효율이 가장 중요한데, 현재의 효율은 대략 15~20% 정도에 불과하다.

 

(3) 신호검출 기술

 

태그는 리더로부터 데이터를 받아서 명령 신호를 검출하여야 한다. 리더로부터 변조된 신호는 ASK 혹은 FSK 변조되어 있으므로 이들로부터 복조를 하여 원하는 신호를 검출하는 기술이 바로 신호검출기술이다.

 

(4) 변조 기술

 

메모리로부터 태그의 고유 ID나 전송하고자 하는 데이터를 리더기로 보내도록 변조하는 기술이다. 이는 리더기에서 처리할 기술과 동일하도록 맞추어 변조하여야 한다.

ASK의 경우 안테나 정합회로에 ON/OFF 소자를 두어 데이터에 따라 스위칭을 시키면 정합회로의 임피던스가 변화됨으로써 반사파의 진폭이 바뀌어 ASK가 되도록 한다.

 

(5) 부호 기술

 

태그에 있는 ID 혹은 정보 데이터를 바로 변조할 경우 주파수대역이 넓어지므로 리더에서의 인식률이 저하되며, 여타의 시스템과 간섭이 발생하기 쉽다. 따라서 2개 주파수 스펙트럼이 발생되는 Bi-phase 맨체스터 코드 혹은 FMO 코드를 만드는 기술 이다. Exclusive OR gate의 논리회로로 구성된다.

 

(6) 충돌방지 기술

 

리더기는 여러 혹은 수많은 태그를 인식해야 한다. 이때 태그는 태그끼리 충돌해서는 안 되므로 리더가 일괄 인식하기 위해 충돌방지 기술이 필요하다. 무선통신에 적용되는 Aloha 프로토콜 기술을 적용한다. 태그 IC회로에 임의 숫자발생기를 구성하여 리더기로부터 에너지를 받아 태그가 동작할 때 바로 데이터를 출력하지 않고, 생성된 숫자만큼 지연시켜 송출하게 함으로써 충돌을 방지한다. 또는 리더로부터 silent 명령을 받아 다음. 명령이 있을 때까지 silent mode로 들어가서 충돌을 방지하는 기술이 있다.

 

 

(7) 초기화 기술

 

리더기로부터 받는 전자파에너지는 일정하지 않고 근처 여건에 따라 매우 불규칙하다. 따라서 불규칙한 전원에 의해 회로가 오동작하여 잡음성 데이터를 송출할 수 있 다. 이러한 잡음성 데이터는 다른 태그의 통신에 장해를 주게 된다. 그러므로 태그전원이 어느 이상 전압이 되면 태그회로가 리셋되어 초기화되도록 하고, 더불어 임계 (threshold)전압 이하가 되면 태그회로를 정지시키는 기술이다.

 

(8) 메모리 기술

 

태그에 태그의 고유 ID나 사용자 정보를 담고 있는 기술로, 기록이 되면 읽기만 가능 한 read only(ROM )방식과 읽기와 쓰기가 가능한 EPROM 방식이 있다. 낮은 전압과 저 소비전력이 요구되는 기술이다.

 

(9) 오류감지 기술

 

리더로부터 명령 혹은 데이터를 수신하였을 때 완전하게 명령을 받았는지, 혹은 데 이터를 받았는지를 검증 • 감지하는 기술이다. 리더에서 데이터 다음에 CRC 데이터 를 첨부하여 보내고, 태그가 CRC 확인을 위해 비교계산을 하는 기술이다.

 

4.3.2 리더 기술

 

리더기의 명칭은 interrogator이다. 수동태그의 경우 태그에 에너지를 공급하여 활성화시키고, 능동태그의 경우 신호를 보내어 저전력모드에서 깨어나도록 활성화시키며, 시퀀스를 구성하여 적용 SW와 태그 간 데이터를 전송시키는 역할을 한다.

 

(1) 안테나 기술

 

리더기 안테나는 RFID 사용 대역에 따라 다르다. 125 KHZ 및 13.56 MHZ 대역과 같이 비교적 낮은 주파수는 전자파를 담당하는 안테나라기보다는 자계를 발생시키는 인덕터라고 말하여도 무방하다. 즉, 인덕터에 발생하는 자계로 리더와 태그 간의 인 터페이스 되도록 하고 있다. 이는 파장에 비해 크기가 무척 작기 때문에 안테나로 동작한다고 말할 수 없기 때문이다. 이 대역에 대한 기술은 뒤에 언급하기로 한다.

이에 반해 UHF, 2.45 GHZ 대역에서는 안테나가 필요하다. RFID 시스템은 태그가 방향과 무관하게 배열되어 있기 때문에 선형 편파를 사용하면 자칫 통신이 불가하게 된다. 즉 옷과 같은 상품에 태그가 붙어있을 경우, 옷의 진열에 따라 방향이 달라질 수 있다. 이러한 경우 편파가 상이하게 됨으로써 리더와 태그 간의 통신이 불가하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위하여 리더기 안테나는 수직 및 수명편파 성분을 모두 갖는 원편파CP, Circular Polarization)를 적용하고 있다.

원편파의 발생은 일반 안테나에 비해 복잡하다. 그러나 마이크로스트립 패치 안테 나의 경우 비교적 쉽게 원편파를 발생시킬 수 있으므로 리더기 안테나는 대부분 패 치 안테나를 적용하고 있다.