RFID について紹介する短い記事

RFIDと言えば、聞いたことがない、または聞いたことはあるがそれが何なのか知らないという友人も少なくありません。私たちがスーパーマーケットでチェックアウトするとき、レジ担当者はバーコード スキャナーをかざすことで商品を識別できます。高速道路の料金所を通過すると、停止することなく自動的に料金が引き落とされます。図書館で本を借りるとき、管理者は軽くスキャンするだけで登録を完了できます。これらの共通の瞬間にはすべて、同じ「見えないヒーロー」- RFID が隠されています。

RFID は実際にははるか昔に誕生し、あらゆる分野のあらゆる分野で静かにサービスを提供しています。 RFIDはRadio Frequency Identificationの略で、中国語名は無線無線周波数識別です。簡単に言うと、人の手を介さずに情報識別を実現できる非接触自動識別技術です。-

RFIDの開発

RFID の応用は第二次世界大戦にまで遡ります。当時、米軍は友軍への誤爆を避けるために連合軍の航空機を識別するために RFID を使用していました。 1980年代から盛り上がり始め、徐々に成熟してきました。軍事に加えて、他の多くの産業でも、人々はさまざまな品目を識別する必要があります。そのため、商品には多くのラベルを貼り、ラベルに多くの情報を記入する必要があります。これは時間と労力の無駄であり、データエラー率も比較的高くなります。そこで、労力を節約し、手を解放するために、人々は自動的に識別できる方法を模索し始め、RFIDが登場しました。これは、遅い手入力速度、高いエラー率、高い労働集約、単純で反復的な作業などの多くの問題を解決するのに役立ちます。また、情報システムのリアルタイム性と精度も向上し、さまざまな業界の業務に大きな利便性をもたらします。-

RFIDの構成

RFIDの構成は非常にシンプルで、電子タグ、アンテナ、リーダーの3つのコンポーネントで構成されています。これらはすべて、RFID の機能を完了するために不可欠な部分です。

電子タグ

電子タグは、対象となる情報（ID、属性データなど）を記憶するマイクロデバイスであり、「無線IDカード」に相当します。その中心的な機能は、エネルギーを受信し、命令を解析し、データをフィードバックすることです。

アンテナ

アンテナは、リーダーとタグ間のエネルギーと信号の物理的な伝送チャネルです。その主な機能は信号を送信および受信することです。

 

リーダー

リーダーはデジタル トランシーバーであり、通信の開始、信号の処理、データ通信の管理を担当します。これは「ワイヤレス カード リーダー」に相当します。

 

RFIDの動作原理

RFIDの動作原理は複雑ではありません。 RFID とリーダー間の通信言語は電磁波です。リーダー、アンテナ、電子タグは、電磁波を介してエネルギーの転送とデータのやり取りを実現します。論理関係は次のように要約できます。リーダーはホストの制御下で命令を送信し、タグの戻り信号を受信します。アンテナは電磁波の放射と受信を担当し、電子タグは受動的または能動的に応答して情報をフィードバックします。

RFID 電子タグ

電子タグはRFIDの「身分証明書」に相当します。これには主に 2 つの記憶領域があります。- ID 領域には、誰も変更できない世界固有の「ID カード番号」(UID) が保存されます。ユーザー データ領域はメモ帳のようなもので、自由に書き込んだり描画したりできるため、誰もが必要な情報を保存できます。アンテナ
アンテナは RFID の「口」と「耳」に相当し、電磁波信号の送受信を担当し、RFID がリーダーと「チャット」できるようにします。リーダー
リーダはRFIDの「トランスレータ」に相当します。リーダーはまずアンテナを介して信号を送信します。 RFID はタグ内の情報を受信後、アンテナを介してリーダーに情報を送り返します。最後に、リーダーは情報をホストに送信して識別を完了します。

RFID周波数

RFID は、周波数に応じて、低周波、高周波、超短波、マイクロ波の 4 つのカテゴリに分類できます。-異なる周波数には異なる特性があり、異なるシナリオで独自の役割を果たします。

 

低周波（125KHz）-

動きの遅い人が静かに話すように、はっきりと聞こえるには読者が 1.2 メートル以内にいる必要があります。-ただし、貫通力が強く、金属以外の障害物にはブロックされないため、駐車場やアクセス制御などの近距離シーンに適しています。-

高周波（13.56MHz）

話すスピードが速い「マシンガン」のようですが、通信距離も約1.2メートルです。図書館の本の貸し出しや医療物流管理などでよく見られます。

超高周波（860～960MHz）-

「大きな声＋早口」で4メートル離れていても通信可能、独自電源（アクティブ）を搭載しており、生産ラインや容器管理など迅速な識別が必要なシーンに最適です。
マイクロ波（2.45GHz、5.8GHz）
「長距離走のチャンピオン」のように、最大​​ 100 メートル以上の通信が可能で、モバイル車両識別とリモート アクセス制御はこれに依存しています。

アクティブとパッシブ

情報の伝送距離は周波数だけでなく、他の多くの要因にも依存します。例えば、次に紹介するエネルギー供給方法も決め手の一つです。 RFIDはエネルギー供給方式によりアクティブRFIDとパッシブRFIDの2種類に分けられ、通信方式でもアクティブ方式(アクティブ)とパッシブ方式(パッシブ)に対応します。

 

低周波

低周波は一般にパッシブです。パッシブ電子タグには独自の電源がなく、エネルギー供給がありません。彼らは積極的に話すことができません。リーダーに電波を送信してもらう必要があります。彼らは受信した誘導電流を使用して、リーダーに情報を伝えます。彼らは受動的な家族に属しています。低音はゆっくりと静かに話しますが、その声は強く浸透します。金属を除く一般的な障害物は、リーダーとリーダーの間の通信を妨げることはできません。ただし、通信距離が限られているため、通常は長距離を必要としないペット管理やスポーツ馬術イベント運営などで活躍します。

 

高周波

高周波は一般にパッシブです。金属に加えて、信号はほとんどの物質も通過できますが、これらの障害物によって音の伝播距離が減少します。これらは、駐車場の自動充電、ホテルやコミュニティのアクセス制御、図書館の管理などで使用されています。

 

UHF

UHF は一般にパッシブであり、UHF 信号は金属を透過できません。金属は RFID UHF 信号に重大かつ強力な影響を及ぼし、UHF RFID アプリケーションにおける最も一般的な干渉源の 1 つです。 UHF は一般に、生産ラインの自動化、航空パッケージ管理、コンテナ管理、鉄道パッケージ管理、および高い伝送速度が要求されるその他の場所で使用されます。

 

アクティブとパッシブを区別する最も簡単な方法は、電子タグに独自の電源があるかどうかを確認することです。独自の電源を備えたタグはアクティブですが、電源を備えていないタグはパッシブです。

 

電子レンジ

マイクロ波は一般にアクティブであり、マイクロ波電子タグには独自の電源があります。比較的高い周波数の発話速度を達成するには、エネルギーを供給するための独自の電源が必要です。また、独自の電源があるため、リーダーに無線周波数信号を積極的に送信でき、独自の電源により信号をより遠くまで送信できます。マイクロ波 RFID は、移動車両の識別、電子リモコン、および伝送速度と伝送距離に高い要件が求められるその他の場所で、より広く使用されています。高速 ETC 車の自動料金収受を例に挙げます。-走行中は車両の動きが速くなるため、より速い発話速度のマイクロ波RFIDが必要となります。オーナーは車に電子レンジの電子タグを貼り付けます。マイクロ波電子タグは独自の電源を備えており、いつでもアンテナから電磁波を放射して位置をマークします。車両が料金所を通過すると、リーダーはアンテナを介して信号を送信し、車両情報を取得します。マイクロ波電子タグは車両情報をリーダーに送信します。リーダーは情報を受け取り、車種や距離に応じて支払う料金を計算し、処理した情報（料金）をマイクロ波電子タグに送信する。所有者が料金を支払った後、車両は通行可能になります。プロセス全体はわずか 2 秒で完了し、非常に効率的です。

RFIDアプリケーション

RFID テクノロジーの普及と応用により、あらゆる分野が多大な恩恵を受けています。たとえば、従来の小売業界は在庫管理にバーコードを使用しているため、各商品を手動でスキャンする必要があります。非効率であるだけでなく（1,000 平方メートルの大型スーパーマーケットの在庫には数時間、場合によっては 1 日かかることもあります）、スキャン漏れやスキャンミスにより在庫データが簡単に歪められ、結果として「在庫切れ」や「入荷待ち」の問題が発生します。 RFID テクノロジーの導入後、RFID タグは倉庫、棚、販売、返品などの商品のライフサイクル全体のデータを記録できるようになり、システムは在庫状況をリアルタイムで更新します。店舗は「どの商品が棚にあり、どの商品が倉庫にあり、どの商品が売り切れ寸前であるか」を正確に把握することができ、情報ラグによる「誤在庫切れ」（本当は商品が倉庫にあるのに棚にない）や過剰在庫を回避し、在庫回転率を20～50％向上させることができる。

 

倉庫業や物流業では、これまで荷物の入出庫には手動の計数や登録用紙が必要で、多くの人手と時間を費やしていました。 RFID テクノロジーが採用されたことで、フォークリフトは挿入と降ろしの間に貨物情報を迅速に読み取り、貨物の出入り情報をビッグデータ視覚化ボードに送信できるようになりました。工場の倉庫管理者はボードデータを通じて倉庫の稼働状況を一目で把握できます。
RFID技術は物流管理や倉庫管理システムに応用されており、精度と正確性は99％以上に達し、これまでの手動による視覚管理の精度よりもはるかに高く、企業のコストの無駄や荷物の配達エラーの現象を削減します。すべての商品物流は自動的に記録され、文書が生成されるため、追跡と識別をさらに最適化することが容易になります。

 

実際、RFID は私たちの生活のいたるところにあります。ホテルに宿泊するときにアクセスカードを使ってドアを開けるとき、従業員カードを使って会社に入るとき、カードをスワイプして図書館で本を借りるとき、そして駐車場を自動的に出入りするときに、この魔法のRFIDが機能します。上記の紹介を読んで、RFID についての理解は深まりましたか?

詳細については、お気軽にクリックしてくださいお問い合わせ。