RFID –基本的な紹介と簡単なアプリケーション

いくつかの状況を考えてみましょう。

• あなたはたくさんのものを買うモールにいます、そして今あなたは長い間待ち行列で待たなければなりません、そしてあなたの時間が来るとき、カウンターの人はそのバーコードのために各アイテムをチェックし、それをスキャンし、そしてコンピュータはそれをゆっくりと処理します。全体として、それはあなたとカウンターの人の両方にとって非常に時間のかかる仕事です。
• あなたは、特定の日に存在する、学校や大学の学生、または任意の組織の従業員のデータベースを作成することになっています。各人のIDを手動でチェックし、データベースを作成し、更新するのは非常に手間がかかります。

それでは、モールから物を拾い上げ、スキャナーにバッグを置き、請求書を支払って出発するという代替案を検討してみてはどうでしょうか。また、各会員に​​IDタグを割り当てるだけの教育機関や団体では、IDタグで特定の日の出席状況を確認できます。

上記の代替案を実現するために使用されるソリューションまたはテクノロジーはRFIDです。

RFIDの定義：

RFIDまたは無線周波数識別システムは、タグとタグリーダーの間に視線を必要とせずに、オブジェクトに取り付けられたタグだけでオブジェクトを識別するのに役立つテクノロジーベースの識別システムです。必要なのは、タグとリーダー間の無線通信だけです。

基本的なRFIDシステム：

RFIDシステムの3つの主要コンポーネント

• RFIDタグ： これは、小さなアンテナに取り付けられ、基板に取り付けられ、プラスチックやガラスのベールなどのさまざまな材料でカプセル化され、背面に接着剤が付いたシリコンマイクロチップで構成されています。

  

  RFIDタグ

• 読者： 信号を送受信するアンテナを備えたスキャナーで構成され、タグとの通信を担当し、タグから情報を受信します。

RFIDリーダー

• プロセッサーまたはコントローラー ：リーダー入力を受信して​​データを処理するマイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラーを備えたホストコンピューターにすることができます。

2種類のRFIDシステム：

• アクティブRFIDシステム： これらは タグに外部電源ユニットやバッテリーなどの独自の電源があるシステム。唯一の制約は、パワーデバイスの寿命です。これらのシステムは、長距離の移動や、車両などの高価値商品の追跡に使用できます。
• パッシブRFIDシステム： これらは、リーダーアンテナからタグアンテナへの電力の転送を通じてタグが電力を取得するシステムです。それらは短距離伝送に使用されます。

ここでは、小売市場の組織などの通常のアプリケーションで最も広く使用されているパッシブRFIDシステムに主に関心があります。

パッシブRFIDシステムの仕組みに関する簡単なアイデア：

タグは、誘導結合法またはEM波捕捉法のいずれかを使用して電力を供給できます。これら2つの方法を使用したシステムについて簡単に説明します。

• 誘導結合法を使用したパッシブRFIDシステム： このアプローチでは、RFIDタグは誘導結合方式を介してリーダーから電力を取得します。リーダーは、AC電源に接続されたコイルで構成されており、その周囲に磁場が形成されます。タグコイルはリーダーコイルの近くに配置され、ファラデーの誘導の法則によって起電力が誘導されます。 EMFはコイルに電流を流し、コイルの周囲に磁場を発生させます。レンツの法則により、タグコイルの磁場はリーダーの磁場に対抗し、リーダーコイルを流れる電流がその後増加します。リーダーはこれを負荷情報としてインターセプトします。このシステムは、非常に短距離の通信に適しています。タグコイルの両端に現れるAC電圧は、整流器とフィルターの配置を使用してDCに変換されます。

誘導結合を使用したパッシブRFID

• EM波動伝搬法を使用したパッシブRFIDシステム： リーダーに存在するアンテナは、タグに存在するアンテナがダイポール間の電位差として受信する電磁波を送信します。この電圧は、DC電力を得るために整流およびフィルタリングされます。受信アンテナは異なるインピーダンスに保たれているため、受信信号の一部を反射します。この反射信号はリーダーによって受信され、それに応じて監視されます。

EM波伝送を利用したパッシブRFID

アクティブRFIDシステムの仕組みに関するアイデア：

アクティブRFIDシステムでは、リーダーはアンテナを使用してタグに信号を送信します。タグはこの情報を受け取り、メモリ内の情報とともにこの情報を再送信します。リーダーはこの信号を受信し、さらに処理するためにプロセッサに送信します。

アクティブRFIDシステム

RFIDアプリケーションの実用例–RFIDベースの出席システム

それでは、RFIDシステムを使用して、機関のメンバーのデータベースを維持およびチェックするという2番目の問題を解決するための実際的なアプローチを見てみましょう。

基本的な考え方は、IDカードを持っている機関の各人を含み、このカードがリーダーに対してスワイプされると、その人の情報がデータベース内の既存のシステムと照合され、彼/彼女の出席がマークされます。

実用的なRFIDベースの出席システム

システムのブロック図

システム全体で、誘導結合方式のパッシブRFIDシステムを使用しています。 RFIDカード（タグ）がRFIDリーダーに対してスワイプされると、125 KHzのキャリア信号がタグコイルに送信され、タグコイルがこの信号を受信して​​変調します。この変調された信号は、マイクロコントローラーに接続されたリーダーによって受信されます。マイクロコントローラはこのデータを受信し、既存のデータベースのデータと比較するようにプログラムされています。データが一致する場合、その特定の人物の関連する詳細がマイクロコントローラーに接続されたLCDに表示されます。

さて、RFIDシステムと簡単なアプリケーションについて簡単に説明しました。RFIDの他のアプリケーションについて考えて、入力してください。

フォトクレジット：

• によるRFIDリーダー Futurlec
• によるアクティブRFIDシステム epc-rfid