RFID 기술 2005. 8 모바일와이드 / 모바일유 박정현
RFID 의이해 전파식별이란무엇인가? RFID 시스템의구성요소 RFID 태그의종류주파수대역별특징 RFID 동작원리
전파식별 (RFID) 이란무엇인가? RFID 는라디오주파수를이용하여움직이는물체 ( 인식, 추적, 분류목적의..) 와인식기간의데이터통신을하는 ADC(Automatic data Collection) technology 이다. RFID 는빠르고, 신뢰성있고, 노출되어있지않고가려져있어나이동중에있어도통신이가능하다. 바코드와달리인식을위해직접조준할필요가없으며, Tag 의데이터변경및추가가자유롭고일시에다량의 Tag 판독이가능하며, 냉온, 습기, 먼지, 열등의열악한판독환경에서도판독율이높다. RFID Tag 은위조가불가능하며반영구적이고, 재사용이가능하다. 국내에서는현재, 상거래와는크게관계가없는버스카드, 출입구보안및출결카드등근접식 RFID 만주로활용되고있으나, 물류유통분야로빠르게확산될것이다.
RFID 시스템의구성요소 RFID 시스템은태그와안테나와리더기로구성된다. Applications Tags Antenna Readers Integration Software 대용량데이터처리를위한시스템통합구현이중요
RFID 태그종류
주파수대역별특징 Frequency Capabilities Applications 125 khz 13.56 MHz 860-960 MHz 2.45 GHz 인식거리 50 Cm 정도 물, 금속이있는환경에강함 데이터전송속도낮음 비교적가격비쌈 No Anticollision( 동시다량판독안됨 ) 인식거리 - 최장 1 m 물이있는환경에강함, 금속환경에약함. 데이터전송속도양호 Anticollision (10-40 tags / sec) 인식거리 3 ~ 8 m 빠른데이터전송속도 금속환경에적합, 물이있는환경에서는반사 Anticollision (50 tags / sec) 인식거리 90 Cm 정도 태그사이즈가작아서유리 금속환경에적합, 물이있는환경에서는반사 빠른데이터전송속도 Anticollision (50 tags / sec) 출입통제맥주 Keg 가축관리차량원격시동 리사이클용기스마트 ( 교통 ) 카드도서관, FA 재고관리 유통물류분야 상품관리차량통제
Passive Technology Active Technology How far 3 meters How far 100 meters How fast 10 mph How fast 35 mph How much 256 bits How much 256 bytes How many 500 tags/second How many 500 tags/minute 860-960 MHz EPC C1G2 433 MHz Technology EPC Class II Technology EPC Class IV EPC Class III ISO/IEC 18000-7 ISO/IEC 18000-6 RFID 의문제점 - 인식거리가제한적이고, 방향성에따라인식율이영향을받으며출력이작고외부영향에의해쉽게차단되며, 태그가인접되면문제가있다.
RFID 동작원리 RFID 동작원리 RFID 기본구성 3 4 1 Tag Reader Antenna Host Computer 5 RF Module Reader /Writer Antenna 2 RFID Tag 1 2 3 4 5 Reader/Writer기기를통해 Tag의메모리에정보저장 ( 암호화된방식 ) 안테나전파영역내에 Tag 진입 Tag의칩에전원공급 (passive RFID tag의경우 ) Tag의메모리에저장된정보를 Reader기에전송 Reader는정보처리시스템 (computer) 에전달 자체 battery 내장유무에따른 RFID tag 구분 - 액티브태그 ( 배터리내장 ) - 패시브태그 ( 배터리없음 )
RFID 의응용분야 RFID 활용분야 표준화동향
RFID 활용분야 RFID는이미다양한분야에서사용되고있으며, 특히유통 / 물류분야는자동인식기능으로가시성 (Visibility) 을확보하여전체공급망관리 (SCM) 의효율성과경쟁력을극대화시켜줄수있는기술로부상하고있음. KBS 뉴스동영상 환경분야폐가전제품회수회수,, 오염물오염물, 폐기물, 폐기물관리 약품분야약품약품안전성안전성및부작용부작용감시감시처리 고령자,, 장애자대책분야 식품분야식품의식품의원산지원산지증명,, 식품식품안정성안정성Tracking 교육분야 RFID TAG 소매분야상품관리 (( 검품검품, 재고, 재고관리관리,POS,,POS, 도난방지 )) 그림 1. 산업별적용분야 도로도로,, 교통분야 로보트분야분야 물류분야 SCM, SCM, WMS,RTLS, CPFR,Anti-theft 금융분야증서증서,, 화폐화폐위조방지스마트카드 정보정보,, 가전분야외부에서의접속접속및 Control, 인증인증 출처 : 후지종합연구소 2003.9 제조 물류 (DC/3PL) 판매 조달생산창고도매물류소매서비스 Recycle 재고관리 창고관리 물류 / 운송 고객서비스관리 자산추적 (Tracking) 제조품질관리 Trace 거래자금관리 조달 VMI 기타주로제조업의 SCM분야 제조, 물류, 판매는 Crossover 그림 2. 제조 / 유통 / 서비스분야 지불자동화 Maker 직송 재고부족방지 도난방지 진부화제품관리 주문 / 납품관리 고객인사이트 수급계획 CPFR 기타 주로유통 서비스업의 SCM + CRM 분야 출처 : Accenture, 2003 년 5 월
유통물류분야 사업모델의개념도복수의공급협력업체의 Case나 Pallet에 RFID Tag을부착하여, 협력업체의납품에서부터유통업체물류센터를거쳐판매점의창고입고까지의 Supply chain을대상으로평가 ( 성과 ) 지표에따라각종실험결과와효과를측정 / 반영한다. 납입요청, 재고정보 협력업체 차량및물류단위의 Tag 부착 통합 DSC 배송요청, 재고정보 RFID 게이트통과 Tag 부착 납입 Tagging( 출하예정 ) 정보출하정보 (Door 지시 ) 입고 Tag 검수입고실적처리 매장 Tag 검수, 입고실적 출하실적정보 배 송 Tag, Pallet 보충 출하 Tag 판독출하실적처리 배송정보 Tag, Pallet 회수
유통물류 RFID 시스템주요장비기능
RFID 표준화동향 ISO/IEC JTC1/SC31의 Working Group 4 에서표준화제정을연구하고있음. 금년상반기에표준으로채택될것으로예상됨. ( RFID 단품관리에대한 RFID (RFID for Item Management) : RFID Air Interface, 데이터구문, UID, 응용조건등 ) 2 차세계대전에서최초사용 ㅇ영국자국전투기자동식별용으로개발ㅇ고가 Tag: 경제성이없어일반보급안됨ㅇ 70 년대가축관리, 철도차량식별등연구개발ㅇ 80 년대부터특정응용분야에서한정적보급 특정분야에서표준화작업 ㅇ가축관리 (ISOTC23) ㅇ컨테이너 (ISOTC104) ㅇ IC 카드 (ISOJTC1/SC17): 2000 년경부터표준제정ㅇ IC 카드응용분야에서보급기반구축 IC 저가회로폭발적수요기대 ㅇ반도체기술의발전으로보급의 key factor 인 IC 의저가화실현, 향후저가화더욱가속ㅇ주파수대역, 데이터처리등국제표준화필요ㅇ유통물류, FA, 서비스분야등신수요기대 표준화에의한환경정비 (Air Interface 표준화완성 ) ㅇ자동인식 (ISO JTC1/SC31) 분야에서표준화착수ㅇ 2004 년초까지표준제정 - UHF(860-930MHz) 등다양한주파수대역에서국제표준제정ㅇ표준화및수요증대 : RFID 시장의전환기도래 출처 : 국제표준화동향. 권영빈. 2003
RFID 표준화동향
RFID 표준화동향 The Layers of Logistic Units (Radio Frequency Identification - RFID) Layer 5 (5.8-5.9 GHz) ISO TC 204 ISO 15627 - Data Link Layer ISO 15628 - Application Layer ISO 18253 - DSRC Res Mgr Layer 4 (UHF) ISO TC 104 (ISO 10374) ISO TC 104 (ISO 18185) Container (e.g., 40 foot Sea Container) Movement Vehicle (truck, airplane, ship, train) Layer 3 (UHF) ISO TC 122 (TBD) ANSI MH10.8.4 AIAG (TBD) EIA (TBD) EAN.UCC GTAG Unit Load Pallet Unit Load Pallet Layer 2 (UHF) ISO TC 122 (TBD) ANSI MH10.8.4 AIAG (TBD) EIA (TBD) EAN.UCC GTAG Transport Unit Transport Unit Transport Unit Transport Unit Layer 1 (None) Pkg Pkg Pkg Pkg Pkg Pkg Pkg Pkg Layer 0 (None) Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item Item
EPC Network EPC Network Platform ONS Server PML Server Savant EPC Code 체계
전산업다양한분야에적용 Agro- Chemical OEMs Semi- Conductor General Merchandise Retail and Apparel Aerospace Trans & Log Providers Telecom Electronic Mftg Services EPC Network Consumer Electronics Electronic Components Info Tech Distributers Gen Mdse Retail Chemical Pharma- ceuticals Food & Beverage Auto Govern- ment Grocery & Foodservice Music Furniture Hardlines CPG Media/ Publishing
EPC Network 구성요소 EAN & UCC는 EPCGlobal 을설립하여전세계어서디서 EPC코드가내장된태그를부착한제품은표준화된리더를통해실시간으로제품의상태및이력을추적할수있는 EPC Network을구현을추진하고있다. EPC EPC Network 에서기본이되는코드체계 거의무한한자원으로 object 가생산되거나이미존재하는 Object 들에게주어지는일련번호 RFID Reader 무선으로 object 에붙어있는 Tag 의정보를읽고이를 SAVANT 에서인식할수있는데이터형식으로변경한다. ONS Server PML Server 의위치정보를 SAVANT 에게리턴해주는역할 PML Server Product 에대한정보와 Product 에관련된기타정보등을 XML 형태로저장 SAVANT EPC Network 에서모든구성요소와연결되어원활한데이터이동과 AUTO-ID 에서일어나는수많은일들을처리한다.
epc - How it works 자주사용하는 ONS 정보를저장. ONS 에 ONS 정보를등록 Application 에 ONS 정보를제공 ONS (cache) Enterprise Applications 모든제품에대한정보저장 제품에관한정보를제공하는 Simple Web Server PML 문서형태로데이터를주고받음 요청한데이터를 PML 형태로구성해전달 EPC 이벤트를처리및관리 데이터캡쳐 & 모니터링 캡쳐한데이터전송을담당 PML Service ( EPC Database ) Savant Event Data Additional Data Event Data DataBase (ERP) Business Transaction Enterprise Applications - Inventory Management - Supply Chain Management - Planning - Merchandising - Transportation - etc.. Tag 에서이벤트데이터캡쳐 간단한필터링기능 Reader Local Applications - Warehouse Management - Point-of-Sale Systems epcs epc Data 전송 Tag Tag Tag
ONS (Object Naming Service) ONS Static ONS EPC 를 PML Server IP Address 로변환 (Manufacturer PML Server) Dynamic ONS Supply Chain 을따라이동하는 Object 의 PML Server 들의 IP 로변환 A 사 B 사 ONS (Cache) 조회 조회 Points to PML Server PML Data 조회 기업정보시스템 기업정보시스템 PML Data 조회 Event Data SAVANT Data 조회 내부 Database 내부 Database Data 조회 Filter 된 Event Data Filter 된 Event Data Reader Reader Reader
PML Server EPC Information Service Identifier.xsd SAVANT I/F XML Parser Processing Module Enterprise Application I/F Import PMLCore.xsd Tracking Packing PML Data PML Data Auto Identify Sensor Positioning Sensor Environmental Sensor Barcode RFID 온도 습도 GPS
SAVANT ONS EPC Info Service Another Savant Other Service Other Services 는늑정한별도처리모듈에의해 Interface Savant Reader Reader Reader Interface 사용자정의 Processing Module Processing Module Processing Module Application Interface Enterprise Application Enterprise Application 표준 Processing Modules Processing Module Processing Module Processing Module Container 각 Processing Module 에서정의된 API 에의한모듈간통신
EPC-96: GTIN Examples 2005 년부터본격적인보급에나서는계획을세우고있다. Element Header EPC Manager Object Class Serial Number Bits 8 34 20 34 Value 10 001 0093624 81420 0-17,179,869,174 [inc0] GTIN 0 0093624 81420 Element Header EPC Manager Object Class Serial Number Bits 8 34 20 34 Value 10 001 9311789 39221 0-17,179,869,174 [inc2] GTIN 2 9311789 39221
EPCGlabal Standards & Specification Object Name Service (ONS) Specification 1.0 PML Core Specification 1.0 Savant Specification 1.0 Reader Protocol Specification 1.0 EPC Tag Data Standards Version 1.1 Rev.1.24 SGTIN-64 사용 항목 Header Filter Value Company Prefix Index Item Reference Serial Number 비트수 2 3 14 20 25 비트수 10 Actual Value 8 Decimal Capacity 16,383 Decimal Capacity 1,048,575 Decimal Capacity 33,554,431 Decimal Capacity Filter Value : EAN.UCC의 Global Trade Item Number (GTIN), Serial Shipping Container Code (SSCC), Global Location Number (GLN), Global Returnable Asset Identifier (GRAI), Global Individual Asset Identifier (GIAI) 등의구분 Company Prefix index : EAN-UCC Company Prefix Index Item Reference : Indicator digit + Item Reference
RFID 미들웨어 RFID 미들웨어기술동향 RFID 미들웨어응용
RFID 미들웨어기술동향 RFID 미들웨어? 이기종 RFID 환경에서발생되는대량의태그데이터를수집또는필터링하여의미있는정보로요약하여응용시스템에전달하는시스템소프트웨어 RFID 미들웨어의만족요건 - 이기종 RFID 리더시스템지원및관리 - RFID 태그데이터처리 - 응용시스템과연동
모바일미들웨어계층적구조
RFID 미들웨어표준화동향 EPCglobal - EPCNetwork 중심으로진행 - MIT Auto-ID 센터에서개발한 RF 기반의자동인식시스템기술을표준화 / 상용화를위해조직된비영리기구 (2003 년.10 월에설립 ) - 기술의표준화, 상용화및 EPC 코드의보급과관리 EPCNetwork - EPC 기반의 Internet of Physical Objects 를구성위한기술집합 - RFID 미들웨어및네트워크시스템과관련된 S/W 인터페이스와표준은 SAG 에서제정을진행 - 관련분야별 WG 7 개. Reader Protocol, Reader Management,. Filtering & Collection, EPCIS, ONS,. Tag Data Translation, Security
EPC 측면네트워크측면에서 Auto-IS 표준과 EPCglobal 표준의차이점
EPC EPC Accessing App App ERP Internal EPC EPC Enabled Repository EPCIS EPC EPC Capturing App App Application Level Level Events Events ALE ALE ERP ERP Partner Partner Accessing App App ERP ERP External ONS ONS Object Object Name Name Service Service EPC EPC Discovery Discovery Service Service Security MiddleWare Reader Protocol EPC EPC business business Logic Logic Management Management & & Provisioning Provisioning Reader Protocol/ Management Interface RFID Tag Tag Reader <EPC Network 구조 > Tag Protocol(Gen2)/ Tag Data Std
RFID 미들웨어솔류션동향 EDS : 솔류션통합전략 - 파트나사위임 SUN : Java System RFID S/W - 대량데이터축약및 H/W 관리특징 - H/W : Alien, Middleware : Connecterra - N/W : Verisign, SCM : Manhattes - S/W : Provia 등 Oracle : Sensor-based Service, APP 11i.10 에리더와통신기능 SAP : NetWeaver 과같은통합플랫폼 Accenture : VF Corporation 과공동프로젝트 ETRI : REMS
ETRI 의 REMS(RFID 미들웨어 ) Enterprise Applications Real-Time Business Process Trigging System Object Naming Server 태그가부착된객체에대한정보제공하는서비스위치정보제공 Application Interface Component APP 통신 정제, 요약된태그데이터 APP 에전달 Event Management Component Task Management Component 이력관리일괄처리 Reader Interface Component Diverse RFID Readers Alien Matrics.
RFID 미들웨어응용 국외 유통 : Wal-Mart(US), Metro AG(Germany), TESCO(UK) 등 항만 : Smart & Secure Tradelanes(US) 등 조달 : DoD( 국방조달, US) 등 패션및의료 : PRADA(US), NARIA e-airport(japan) 등 식료체인 : Safeway(US), Sushi 레스토랑 (Japan) 등 국내 정부주도의선도시범사업이 2004 년부터추진중
힝공수하물관리시스템
항만게이트반출입관리 미들웨어