[Network] RFID, NFC 차이

 

 

 

⭐RFID와 NFC를 학습하기전, 먼저 RF에 대해 공부해두면 좋다! ⭐

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https://ballbigdiary.tistory.com/36

 

 

💡참고 자료

[삼성 뉴스룸]

[세상을 바꾸는 무선통신기술] 제 2탄. 무선주파수기술의 장거리선수! ‘RFID’

 

 

 

RFID란?

• RFID (radio frequency identification) 
• RF 대역을 통해 전자기적 또는 정전기적 결합을 사용하여 대상을 고유하게 식별하는 무선통신 기술
• 무선 주파수를 통해 물체나 사람을 식별하는 인식 시스템으로 바코드와 비슷한 역할을 한다.
• 바코드는 빛으로 제품을 인식하는 반면, RFID는 전파를 이용해 먼 거리에서도 태그를 인식한다
• 주파수를 이용하기 때문에 직접적인 접촉없이 먼 거리에서도 정보를 인식할 수 있다.
• 고속으로 움직이는 물체도 식별할 수 있다.

 

RFID의 시작

• RFID의 기원은 1939년 영국에서 개발된 피아식별장치, ‘IFF(Identification, Friend or Foe)’에서 시작되었다.
• 2차 세계대전 당시 비행기에 부착해 아군과 적군을 식별하기 위해 개발되었다.
• 초기에는 RFID의 핵심인 태그가 크고 비싸 상용화되지 못했지만, 반도체 기반의 집적회로(IC칩) 기술 발달로 점차 소형화, 고성능화 되며 현재는 다양한 분야에 적용되고 있다.

 

RFID 주파수 대역

출처 : https://ceyon.co.kr/ceyon/rfid/frequency.html

 

 

 

RFID 원리

• 구조
  • tag : RFID는 고유 정보를 담고 있다. IC칩에는 정보가 기록되어 있으며, 리더에 데이터를 송신하는 안테나가 내장되어 있다.
    

    

  • reader : tag의 정보를 읽는다.
  • antenna : RF데이터 송수신을 돕는다.
  • host : 분산된 리더 시스템을 관리한다.

 

 

=> RFID 태그와 리더가 안테나를 통해 데이터를 주고받고,

읽어 들인 데이터는 호스트에서 관리하는 구조이다!

 

 

 

 

RFID 방식

 

• (a) 상호유도 방식(Inductively Coupled)
  • 현재 대부분의 저주파 RFID에서 적용되는 방식이다.
  • 전원에너지 및 데이터 전송이 코일 루프 안테나 전류에 의해 형성되는 자계에너지에 의해 전송된다.
  • 구동전류에 의해 리더의 안테나에서 발생한 전력에너지는 자기장을 형성하고
    → 자기장 영역에 있는 태그는 자기장의 변화에 의한 전류가 유기되어 이로 인한 전압이 발생한다.
  • 태그에 흐르는 전류는 미약 전류이므로 리더에 전송하는 거리는 매우 근거리이다. 
• (b) 전자기파 방식(Electromagnetic-Wave)
  • RF전파 방식으로서 전파통신, 레이더와 같이 전파전송 원리를 응용한 것이다. 
  • 리더에서 마이크로파 전기장 신호를 태그로 전송하고, 해당 신호를 태그가 반사하고, 반사된 신호를 리더가 다시 받게 된다.
  • 태그는 수신된 리더의 반송파 주파수 신호를 태그의 ID 데이터 정보에 의해 변조하여 백스캐터(Backscatter)하여 반사시긴다.
  • 리더는 태그로부터 변조되어 수신된 신호를 복조하여 태그의 ID 정보를 해독한다.
  • UHF 이상의 RF 전파신호로서 데이터 전송속도가 높고 인식거리도 길다.

 

RFID 예시 - 톨게이트

출처 : https://www.news1.kr/

• RFID tag : 차량의 하이패스 단말기
• RFID reader : 톨게이트
  • 차량이 톨게이트로 진입하면, 리더가 안테나를 통해 차량의 하이패스(RFID 태그)로 무선주파수를 보낸다.
  • 차량 하이패스 tag의 안테나는 이 무선주파수에 반응해 차량 운행 정보가 담긴 데이터를 다시 안테나로 전송한다.
  • 안테나는 전송 받은 데이터를 디지털 신호로 바꿔 리더로 전달하고, 리더는 받은 데이터를 해독해 호스트 컴퓨터로 전달한다.

 

NFC란?

• NFC(Near Field Communication)
• 주로 짧은 거리에서 데이터를 주고받기 위해 사용된다.
• NFC는 보통 10cm 이내의 짧은 거리에서 작동한다.
• 사용자가 카드나 스마트폰을 단말기에 가까이 대기만 하면 즉시 통신이 이루어진다.
• 데이터 전송 속도가 빠르고 효율적이다.
• 주로 소규모 데이터 전송에 사용되며, 결제 시스템, 정보 교환 등 다양한 응용 분야에서 활용된다.
• 데이터 전송 중에 보안 기능을 지원하여, 민감한 정보나 결제 정보 등을 안전하게 전송할 수 있다.
• 동작을 위해 별도의 배터리를 내장할 필요가 없다.

 

NFC 모드

• 리더/라이터 모드 : 리더(읽기기)가 태그(쓰기기)를 인식하고, 데이터를 쓰거나 읽는 모드. 데이터를 쓰거나 읽음
  ex) NFC가 탑재된 스마트폰이 태그가 달린 포스터를 인식하고, 해당 포스터의 URL 주소를 읽어들여 해당 사이트에 연결하는 것
•  카드 에뮬레이션 모드 : 태그가 리더/라이터 역할을 하여, 카드를 에뮬레이션(모방) 하는 모드. 카드로 동작함.
  ex) NFC가 탑재된 스마트폰이 결제 시스템에 카드처럼 사용되어 결제를 진행하는 것
• 피어 투 피어 모드 : 태그와 태그 간의 무선 통신을 가능하게 하는 모드. 데이터를 교환함.
  ex) NFC가 탑재된 두 스마트폰이 서로의 데이터를 교환하는 것

 

NFC 모드 - 스마트폰

• 카드모드 : 외부 NFC 기기가 단말로 무선 접속할 수 있게 수신 대기 상태로 동작
  ex) 교통카드의 경우, 카드 리더기가 교통카드 NFC에 접속하여 데이터를 받아가는 형식으로, 이때 교통카드는 수신 대기 상태에서 동작한다.
• 기본 모드 : NFC 카드 + 읽기 + 쓰기 + 데이터주고 받기 등 NFC의 모든 기능을 사용할 수 있다.
  ex) 다른 NFC 기기와 데이터를 주고받는 P2P 즉, 양방향 통신모드 상태이다.

 

NFC 예시

 

 

 

• 버스에 설치된 리더기에 교통카드를 태그한다.
• 이 때, 교통카드에 내장된 칩이 리더기에 의해 읽히고, 카드에 저장된 정보(예: 잔액, 카드 유효기간 등)가 리더기로 전송된다.

 

 

RFID와 NFC의 차이

출처 : https://news.samsungsemiconductor.com/kr/

• 연결 범위
  
  • NFC는 13.56MHz로 주파수가 고정되어 최대 10cm로 거리가 다소 짧다.
  • RFID는 사용 주파수가 다양하며(125KHz~2.45GHz) 통신방식에 따라 최대 100m까지 사용 가능
    
• 리더와 태그
  • NFC는 자체적으로 데이터 읽기와 쓰기 기능을 모두 사용할 수 있기 때문에 별도의 리더가 필요하지 않다
  • RFID는 리더와 태그가 따로 구성된다.는
• 활용
  •  NFC는 암호화가 가능해 보안성이 높다 => 모바일 기기 등 개인 단말기에 자주 사용된다.
  • RFID는 장거리 통신이 가능하다 =>  개인뿐 아니라 물류 등 각종 산업에서 활발하게 이용된다.