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RFIDの基礎知識(技術編)

ここでは、RFIDに関する基礎知識として、その技術について解説しています。
  技術解説編  
RFIDとは...
RFIDは、Radio Frequency IDの略で、無線技術を使ってICチップの読み書きをする技術のことです。
インレットと呼ばれる薄いフィルムに、ICチップとアンテナが内蔵されています。
このインレットを、ラベルシールやプラスチックのカード、キーホルダーのようなタグに加工し、管理したいモノに貼り付けたり、人が携帯して使います。
この様なタグやカードを無線ICタグ、無線ICカードなどと呼びます。
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動作原理
RFIDの頭脳ともいえるICチップには、コイル状のアンテナが繋がっています。
このコイル状のアンテナに、リーダーライターから特殊な電磁波や電波を当てると電気が生じます。
この電気を使ってICチップが駆動し、リーダーライターから送られてくるデータを受信したり、自らのメモリに格納されている情報を無線で送信したりします。
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RFIDのデータ構造
RFIDのICチップには、メモリが内蔵されています。
このメモリには、通常、書き換えできないシステム領域と、書き換え可能なユーザデータ領域があります。(書き換え可能な領域を持たない製品もあります)
システム領域の情報は不変なので、偽造やコピーができません。イラストや写真
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RFIDで使う周波数
RFIDでは、数百キロヘルツの長波や、数十メガヘルツの短波、数百メガヘルツのUHF波、数ギガヘルツのマイクロ波など、様々な周波数が使われており、国によっても若干違います。
周波数によって、交信距離や指向性、通信速度やノイズや電波障害の特性が異なり、利用目的や周囲環境に合わせた選択が必要になります。
種類 長波帯
〜135kHz
短波帯
13.56MHz
UHF帯
950MHz
マイクロ波帯
2.45GHz
方式 電磁誘導方式 電波方式
国内利用可否 利用可能 利用可能 今後 利用可能
最大通信距離 1m程度 数十cm 数m 数m
通信速度
指向性
水分の影響
金属の影響
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他のID自動認識技術との比較
RFIDへの期待は大きいですが、万能ではありません。
様々なID自動認識技術の優劣を正しく理解し、適性に応じて採用すべきです。
種類 非接触ICタグ
(RFID)
バーコード 2次元コード 磁気カード
最大情報量 数キロバイト
程度
数十バイト
程度
数キロバイト
程度
100バイト
程度
書き換え 可能 不可 不可 可能
遮蔽時の通信 可能 不可 不可 −−
複数同時通信 容易 条件により可能 条件により可能 不可
偽造 困難 容易 容易 容易
コスト 高い 安い 安い やや高い
環境(汚れ) 強い 弱い 弱い やや弱い
環境(ノイズ) やや弱い 強い 強い 磁気に弱い
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使用上の留意点
金属や水の影響
周波数によっても違いますが、RFIDの電波は、金属や水に吸収されてしまうため、リーダーやICタグの近くに金属や水があると、ICタグの情報を読み書きできなくなることがあります。
これを解決するためには、邪魔になる物体を取り除くか、影響を受けない特殊なICタグや周波数を利用しなければなりません。
ノイズと干渉
電波は、似た周波数を持つ電波が周囲から発信されているときや、モーターなど強い電磁波が発生している場合、それらがノイズとなって、通信性能を劣化させることがあります。
また、同じ周波数のICタグが近くにある場合、同時に複数のICタグが通信をはじめようとして混信を招く場合があります。
これは、アンチコリジョン機能を持つICタグやリーダーを使うことで回避できます。
アンテナの向き
リーダーなどのアンテナとICタグの内部のアンテナやコイルの向きによって、通信状態が変化するため、読み取り可能な距離や通信速度が変わってしまうことがあります。
情報量と通信速度
ICタグに内蔵されるICチップによって、記録できる情報量や通信速度が異なります。
システムで必要とする記憶容量や通信速度を満たすICタグを使わないと、情報の書き込みが行えなくなったり、通信エラーが頻発することになります。
物理的損傷
フィルム状のインレットは、多少の曲げや圧力には耐えますが、やはり丁寧に扱うべきです。
強い衝撃を与えたり折り曲げたり、鋭利なモノで傷を付けると使えなくなります。
IDを発行するときは正常でも、運送中や使用者の不注意により、使用中に破損してしまうことがあります。
この場合、ICチップ内部の情報をバックアップしておく仕組みが無いと、2度と情報を復元できなくなることがあります。
盗聴、改ざん、コピーの危険性
無線通信ができるという利便性を持つ反面、簡単に盗聴されてしまうという危険性も持っています。
盗聴だけでなく、情報を改ざんされる可能性もあります。
重要な情報をICタグに格納する場合は、暗号化などの処理を行い、盗聴や改ざんへの対策を行う必要があります。
ICタグのシステム領域には、書き換え不可能なユニークな番号が格納されているので、偽物を作ることはできないと言われています。
ただし、ユーザ領域の情報だけを使ってシステムの制御を行うと、簡単にコピー(偽物)されて不正に使われてしまう可能性があります。
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さらに詳しく知りたい方は魅力編を参照下さい。

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