RFIDの基礎と最新動向（2）：RFIDのしくみ（その1）さまざまなRFIDタグ

RFIDタグ

RFIDシステムのキーとなるデバイスがRFIDタグです。JISによる正式名称は「RFタグ」（RF：Radio Frequency、無線周波数）ですが、一般書やニュースなどでの使用例はあまり多くないようです。他には、RFIDタグ、ICタグ、無線ICタグ、電子タグなどの呼称が使用されています。なお、本連載では、最も的確に内容を表していると思われる「RFIDタグ」を使用します。

最も構造のシンプルなパッシブ型RFIDタグの場合は、ICチップ、アンテナ、パッケージから構成されます（図2）。

図2 パッシブ型RFIDタグの基本構造

RFIDタグは、対応周波数、形態、内蔵電源の有無、書き込みの可否、付加機能などによって分類することができます。

【１】RFIDタグの形態

RFIDタグの形態としては、ラベル形、カード形、コイン形、円筒形など各種の形態があります。一般的には、用途やRFIDタグを取り付ける対象に応じて使用するRFIDタグの形態を選びます。代表的な用途や取り付ける対象は次の通りです。

(1) ラベル形：商品に貼付する
(2) カード形：人が携帯する
(3) コイン形：商品や部品に取り付ける
(4) 円筒形（ガラス封入）：家畜の体内に挿入する
(5) その他：チケットや紙幣に漉き（すき）込む

【２】RFIDタグの内蔵電源の有無

(1) パッシブ型：電源を内蔵しない
(2) アクティブ型：電源を内蔵する
(3) セミアクティブ型：通常はパッシブ型として動作し、RFIDリーダー／ライターからの呼びかけがあったときだけ、内蔵電源を使用して電波を発信する。

パッシブ型の場合、RFIDタグの情報を読み取る際にリーダー／ライターから必要な電力を供給しますが、その電力を供給する方法の違いによって、さらに次の3種類に分類できます。

(i) 電磁誘導方式：RFIDリーダー／ライターのアンテナ付近に発生する誘導電磁界により電源を供給。135kHz以下と13.56MHz帯で使用。
(ii) 電磁結合方式：RFIDリーダー／ライターに送信用コイルと受信用コイルの両方を設けて、送信用コイルからの誘導電磁界によって電源を供給。広義の電磁誘導方式。
(iii) 電波方式：RFIDリーダー／ライターからの電波によって電源を供給。UHF帯と2.45GHz帯で使用。

【３】RFIDタグへの書き込みの可否

(1) リードオンリー：読み出しだけが可能
(2) リード／ライト：読み出しと書き込みが可能
(3) ライトワンス：読み出しと1回だけの書き込みが可能

【４】RFIDタグの付加機能

アクティブ型RFIDタグの場合、温度センサー、湿度センサーなどのセンサー機能を内蔵する場合があります。これにより、センサーネットと同等の機能を実現することも可能になります。

また、アクティブ型RFIDタグにLED（発光ダイオード）やブザーを内蔵させて、特定のRFIDタグにLED点灯やブザー鳴動の指示を与えることで、RFIDタグを取り付けた対象の所在を確認する用途などに使用できます。

写真1 パッシブ型RFIDタグ（13.56MHz帯）

写真2 アクティブ型RFIDタグ（315MHz帯）

コラム

UWBを使用したアクティブ型RFIDタグ「UWB Dice」（仮称）

2006年7月4日、YRPユビキタス・ネットワーキング研究所（代表：東京大学 坂村健教授）と日立製作所中央研究所は、UWB（Ultra Wide Band、超広帯域無線）を使用する電源を内蔵した（アクティブ型）RFIDタグ「UWB Dice」（仮称）を共同開発したと発表しました。

UWB Diceは、4.1GHzを中心周波数として1.4GHzの帯域を使用します。インパルス型UWBとして標準化の進められているIEEE 802.15.4a規格を採用し、2 ns（ナノ秒）という短いパルスを30 nsの間隔で送信します。そして、5分に1回の間欠動作を行った場合、約9年に渡って内蔵の電池を交換・充電することなく使用できます。

UWB Diceの本体は1cm角の立方体で、UWBを使用する通信機としては世界最小のサイズを実現しています（写真）。温度センサーを内蔵しているほか、各種センサーを接続できます。

写真 UWB Dice（仮称）

用途としては、誤差30cmの高精度測位機能を利用して、UWB Diceを取り付けたモノや人の位置情報を取得したり、または温度管理の必要なモノに取り付け、内蔵の温度センサーを利用して温度管理を行うなどが考えられます。

※UWBについては本サイトの連載記事「活発化する電波／周波数の割り当て」の第1回もご参照ください。