무선주파수 인식(RFID) 시스템의 활용

 

Radio Frequency Identification

1. RFID 개요

 □ 정의

  RFID(Radio Frequency IDentification)는 제품에 붙이는 tag에 생산, 유통, 보관, 소비의 전 과정에 대한 정보를 담고 자체 안테나를 갖추고 있으며, reader로 하여금 이 정보를 읽고, 인공위성이나 이동통신망과 연계하여 정보시스템과 통합하여 사용되는 활동, 또는 칩을 말한다.

 □ 개요

  RFID Tag는 전원 공급의 유무에 따라 전원을 필요로 하는 active 형과 내부나 외부로부터 직접적인 전원의 공급 없이 리더기의 전자기장에 의해 작동되는 passive 형으로 구분된다. active 형은 reader기의 필요전력을 줄이고 리더와의 인식거리를 멀리 할 수 있는 장점이 있으나, 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 작동시간의 제한을 받으며 passive 형에 비해 고가인 단점이 있다. passive 형은 active형에 비해 매우 가볍고, 가격도 저렴하며 반영구적으로 사용이 가능하지만, 인식거리가 짧고 reader기에서 많은 전력을 소모한다는 단점이 있다.

 

□ RFID TAG 기술의 원리

  ○ 안테나는 태그에 전력을 공급하며 태그는 그 응답으로 데이터를 되돌려 주며, 자기장을 이용하는 방식과 전파를 이용하는 방식이 주로 이용됨

    - Inductive Coupling 방식

     ․ 안테나에서 강한 고주파를 발생시켜 생성된 자기장이 TAG의 안테나 코일을 통과함으로써 생기는 전류에 의해 작동되는 원리

     ․ 30MHZ이하의 주파수(125KHZ, 134KHZ, 13.56MHZ)대역에 사용

     ․ 자기장에 금속에 흡수되는 성질이 있음

    - Backscatter Coupling 방식

     ․ 레이다 기술과 비슷하게, 안테나에서 전파를 보내면, 태그에서 받아 파워로 사용하는 원리

     ․ 100MHZ이상의 주파수(900MHZ, 2.45GHZ)대역에 사용

     ․ 금속은 반사, 물에는 흡수되는 성질이 있음.

2. 추진목표 및 전략

 □ 추진목표

  ○ '05년까지 433MHz 기술시준 제정 및 모바일 RFID를 개발·보급하고, '07년까지 RFID 칩 등 관련 핵심기술 개발 완료 목표

 □ 추진전략

  ○ 433MHz 기술기준을 조속히 제정하여 항만, 텔레매틱스, 홈 네트워크 등 다양한 분야의 서비스 활성화 추진

  ○ 이동통신과 RFID를 결합한 모바일 RFID 개발·보급을 통해 유비쿼터스 정보단말을 실현하고, 물품의 세부 정보제공 등 다양한 응용서비스를 활성화

  ○ 태그, 리더, 미들웨어는 민간중심으로 개발, 조기 상용화하고 연구소는 유비쿼터스 네트워크 관련 센서노드기술 등 차세대 핵심기술개발에 중점

3. 국내․외 기술동향

  ○ RFID용 차세대 암호 알고리듬의 프로토타입 기술개발

    - 2005년 10월 20일, 고려대학교 정보보호기술연구센터는 국가보안연구소, 한국 정보보호진흥원(KISA)과 공동으로 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 통신보안을 가능케 하는 RFID용 차세대 암호 알고리듬의 프로토타입인 ‘KB1’의 기술 개발에 성공하였다. RFID용 암호 알고리듬은 벨기에 COSIC연구소가 개발하여 전세계 암호표준 알고리듬으로 통용되고 있는 AES의 뒤를 이을 차세대 글로벌 암호 표준 기술로 전세계 보안 전문가들이 주목하는 분야로서, 전세계적으로 상용화 사례가 없었기 때문에 이번 프로토타입을 상용화 기술로 발전시킬 경우에, 국내 독자 기술이 보안 분야 국제 표준규격으로 채택될 가능성이 높다. 그래서, 연구팀은 정보통신부가 추진 중인 ‘u코리아 보안’프로젝트의 일환으로 RFID/USN포럼과 함께 그 암호알고리듬 프로토타입이 국제 표준으로 채택될 수 있도록 규격을 최적화하는 작업을 벌이고 있으며 2006년 말까지 상용화 기술을 내놓을 예정이다.

  ○ RFID 기반 물류정보화 연구프로젝트 실시

    - 2005년 10월 19일, 산업자원부가 주관하고 동국대학교에서 주도하는 ‘RFID 기반 물류정보화 연구프로젝트’에 동양시스템즈가 진출하였다. 그 프로젝트는 총 4개의 과제로 구분하여, 각 세부 과제별로 해당 분야에서 각 민간 기업들이 동국대와 산학 협력 방식으로 연구활동을 전개한다. 특히, 동양시스템즈는 4개의 세부과제 가운데 ‘RFID기반 금융거래 플랫폼 개발 분야’에 참여하여 제조ㆍ유통ㆍ물류 부문에서 발생하는 다양한 금융거래 및 결제를 통합ㆍ관리하는 솔루션 개발을 맡고, 총 3년의 연구기간 동안 연구사업비가 약 25억 원에 규모이다.

  ○ USN 응용 서비스 모델 발굴을 위한 현장시험

    - 20005년 10월 19일, 한국전산원은 USN 응용 서비스 모델 발굴을 위한 현장시험이 연구과제 선정작업에 착수하였으며, 현재 ①USN 기반 제주연안 해양환경 정보수집 시스템 구축(시스네트), ② USN을 이용한 교통안전관리 및 환경요인 모니터링 현장시험(브이에스에스티), ③ 군부대특정지역(이동부대, 탄약과, 야적보급소), USN 응용 서비스 실증시험(인포텍), ④ 건설현장 콘크리트 구조물 양생 이력 검사를 위한 USN적용시험(케이앤아이), ⑤ 농산물 품질 향상을 위한 USN기반 재배환경 모니터링(동부정보 기술), ⑥ RFID를 활용한 자동화 게이트 현장시험(동아대산학협력단), ⑦ USN모바일 기능을 적용한 생산정보화(에이시에스), ⑧ 혈액 및 항생제제 USN적용을 위한 실증실험(연세대 산학협력단) 등 8개 과제가 심사 중이다. USN은 IPv6를 기반으로 다양한 센서 기술의 개발을 통해 사회의 유비쿼터스화를 가속화하기 위한 기반 인프라망이다. 모두 4개의 모델이 선정되며 지원 금액은 민간 매칭펀드로 4억 5000만원 수준으로 비교적 소규모이지만 현장시험 결과 센서 적용 수요와 실효성이 클경우 경우 향후 USN시범사업 과제 채택 가능성이 높다.

  ○ 극초단파(UHF) 대역에서 사용할 수 있는 전자태그(RFID) 리더 개발

    - 2005년 10월 17일, 미네르바코리아는 극초단파(UHF) 대역에서 사용할 수 있는 전자태그(RFID) 리더를 개발하였다. 그 리더는 EPC global이 개발해서 국제표준화기구(ISO)에 제출한 ‘Gen2’와 ISO18000 프로토콜을 동시에 지원하고, RFID 주파수 전송 방식 중 미국식인 ‘주파수 호핑 방식(FHSS)’과 유럽식인 ‘LBT(Listen Before Talk)’프로토콜을 동시에 수용하면서 호스트(Host) 인터페이스도 RS-232CㆍUSBㆍTCP/IP를 비롯하여 무선랜 기능도 지원한다.

  ○ 무선센서 네트워크 통신 모듈 개발

    - 2005년 10월 11일, 맥스포는 한국전자전 2005에서 ‘무선센서 네트워크 통신 모듈’을 출품했는데, 이 제품은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 센서 네트워크에 관한 것으로 2.4GHz 대역의 송수신 세라믹 칩 안테나를 채택해 기존의 패턴 안테나보다 송수신을 향상시킨 것이다. 또한, 간편하게 프로그램을 내려받을 수 있는 USB 포트와 프로그래밍 보드 및 센서 노드를 일체형 또는 분리형 모듈로 구성해 별도의 프로그래밍 보드와 연결 케이블 없이 센서 노드의 USB 포트를 관리 시스템에 직접 연결해 프로그램을 내려받을 수 있도록 한다. 맥스포의 통신 모듈은 운용 시스템과 조도ㆍ온도ㆍ습도 등의 감지와 멀티 네트워크 연계 등에 강점을 갖추고 있고, 현재 미국 및 유럽 지역의 세계 유수 정보 통신업체들은 지능형 공간 컴퓨팅 센서 네트워크 통신 인프라 구축을 위해 초소형, 저가, 저전력의 무선 센서 통신 모듈 및 네트워크 인터페이스 모듈의 기술개발을 활발히 진행하고 있다. 이 제품은 IT와 접목하여 스마트홈, 물류ㆍ유통, 헬스케어, 로봇, 공장자동화 등 향후 무선 센서 네트워크가 필요한 매우 넓은 산업 분야에서 사용될 수 있다.

  ○ USN용 응용개발 도구인 ‘나노 에스토(Nano Esto)’ 개발

    - 2005년 9월 27일, ETRI는 가스 안전사고 및 소방방재 시스템과 같은 각종 재난방지 시스템에 활용할 수 있는 소프트웨어(SW)인 USN용 응용개발 도구인 ‘나노 에스토(Nano Esto)’를 홈페이지(www.qplus.or.kr)를 통해 공개하고, 비영리 목적으로 하는 사람은 누구든지 다운로드를 받아 사용할 수 있도록 조치하였다. 이러한 ‘나노 에스토’는 USN용 응용프로그램을 쉽고 빠르게 개발하도록 해주는 개발 도구로서 기존 여러 개의 툴을 선택적으로 찾아 써야 하는 불편함을 해소시켜 줄 것으로 보인다. ETRI의 ‘나노 에스토’는 개발에 필요한 모든 기능을 갖추고 있어서 USN 분야의 국내 사용자 저변확대는 물론 이 분야 활성화를 위한 발판마련과 관련 연구가 활발해질 것으로 기대하고 있다. 또한 USN 시장 규모는 세계적으로 2010년 40억 달러에 이를 것으로 전망된다.

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  ○ RFID에 저장된 콘텐츠를 읽을 수 있는 휴대폰을 국내 최초로 개발

    - 2005년 8월 31일, CDMA 단말기 전문업체인 유존와이어리스가 이동통신 단말기의 차세대 애플리케이션으로 주목받고 있는, RFID에 저장된 콘텐츠를 읽을 수 있는 휴대폰을 국내 최초로 개발되었다. 유존와이어리스가 RFID 기능을 휴대폰에서 구현하면서 모바일 RFID Application 및 다양한 콘텐츠를 적용할 수 있는 기반이 마련되었을 뿐 아니라, 메이저 휴대폰 업체들의 RFID 단말기 개발에도 가속도가 붙을 전망이다. 유존와이어리스는 2005년 4월부터 RFID 리더업체인 코리아센서닷컴과 전략적 제휴를 체결하여 RFID 휴대폰을 공동으로 개발해 왔고, 이 제품은 휴대폰 배터리 부위에 장착된 기존의 모네타/적외선(IR) FM 안테나를 이용해 음성통화를 위한 주파수와의 간섭을 최소화한 것이 특징이다.

  ○ RFID를 활용한 시스템 인프라 구축관련 기술 개발

    - 삼성SDS는 현재 기술연구소 산하에 20여명의 전담인력을 두고 RFID 기술 자체보다는 RFID를 활용한 시스템 인프라 구축에 초점을 맞추어 기술 개발을 추진하고 있다. 이를 통해 성공적인 RFID시스템 구축을 위한 RFID 기술 적용 전략컨설팅 및 비즈니스 프로세스 재설계(BPR) 컨설팅 능력을 확보한 상태이며, 유통ㆍ물류ㆍ 의료ㆍ자산관리 등 산업별 비즈니스 모델을 발굴하고 있다. 또한, RFID 및 웹서비스, 홈네트워크와 같은 핵심 기술을 확보하여 차세대 유비쿼터스 컴퓨팅 사업으로 확대해 나갈 방안이며, 삼성전자의 RFID칩, 삼성테크윈의 태그 기술 등과 연계해 이 사업의 시너지 효과를 더욱 높여갈 계획이다.

  ○ 능동형 RFID 칩 개발

    - 2005년 7월 11일, 에이디칩스가 3년의 개발 기간과 1년의 실용화 단계로 구성 하여 총 4년 동안 연간 40억 원, 총 160억 원이 투입될 프로젝트를 ETRI와 공동으로 추진하고 있는데, 그것은USN용의 칩으로서 자사 코어인 EISC를 기반으로 한 CPU와 주파수 변복조(모뎀), 무선 주파수(RF) 송수신, 노드 기능 등이 통합된 능동형 RFID 칩을 개발한다. 그렇게 개발 될 능동형 전자태그는 도달거리가 70미터까지인 2.4GHz의 ISM밴드를 사용하여 인공지능 빌딩, 산불 감시, 교량의 기간 시설물 유지보수에 활용할 수 있다. 이 과제를 구성하는 제1단계에서는 32비트 EISC 기반의 CPU 코어를 내장한 센서 노드 전용 초전력형 마이크로프로세서유닛(MCU)을 개발하고, 제2단계에서는 개발된 MCU에 베이스밴드 모뎀, 아날로그 모뎀, 고주파(RF) 송수신 부분을 하나로 통합하는 작업을 수행하고 최종 제품을 내놓을 계획이다.

  ○ RFID 기반 항공수하물 추적 통제 시스템 도입

    - 아시아나 IDT는 아시아나항공의 항공산업 인프라와 노하우에 RFID 기술을 적용하여, 신속ㆍ정확한 수하물처리를 통한 비용 절감과 공항 대외신인도 향상, 보안검색 강화 및 수하물 사고 예방 등 고객 서비스를 강화하는 시도와 함께 자체 RFID 기술력 확보에 주력하고 있다. 특히 RFID 기반 항공수하물 추적 통제 시스템 프로젝트를 적극적으로 추진하고, 한국공항공사와 함께 전파를 이용해 항공수화물의 이동경로를 추적할 수 있는 ‘RFID 기반 항공수하물 추적 통제 시스템’을 김포ㆍ부산ㆍ광주ㆍ대구ㆍ청주의 국내 5개 공항에 처음 도입하였다. 이는 항공승객들의 수하물에 RFID를 부착하고 이를 이용해 수화물의 이동경로를 실시간 추적해 항공기 수하물의 분실 및 도난 방지는 물론 수화물 취급시간을 대폭 단축하도록 하였다.

  ○ USN을 활용한 교통정보 시스템과 통신기술을 연계한 사업 모델개발

    - 2005년 7월 5일, KT는 건설교통부가 주관하는 ‘차세대 국가 교통정보 시스템 개발 및 시범 사업’을 한국도로공사, 아시아나IDT, 한국건설기술연구원, 세연 테크놀로지, 자바정보 기술들과 함께 정부의 지원을 받아, 향후 2년간 국가 교통 정보 관리 시스템을 구축하고 RFID를 활용한 교통정보를 수집하게 되는 주관 사업자로 선정되었다. 여기에서, KT는 소형 센서를 이용해 정보를 전달하는 통신망 기술인 USN를 활용하여 교통정보 시스템과 통신 기술을 연계한 새로운 사업 모델을 개발할 계획이며, 특히, ① 국가 교통정보 통합 관리 시스템 혁신 기술 개발, ② RFID를 활용한 교통정보 수집 기술 개발, ③ 사생활보호, 표준화 등 법제도 정비 방안, ④ 통신망 구축 방안, ⑤ 시범 지역 운영 및 시스템 구축의 5가지 과제에 집중하기로 하였다.

4. 시장현황 및 전망

 □ 시장현황

  ○ RFID시장은 세계시장의 경우 2005년 30억불 규모에서 2010년에는 100억불 규모로, 국내시장은 2003년 660억원 규모에서 2007년 3,180억원 규모로 성장할 것으로 예측 (RFID시장이 1996년 6억달러에서 매년 25%이상 성장한 추세를 반영하여 추정)

 □ 전망

  ○ RFID는 높은 인식률, 비 접촉형 인식매체, 도달거리, 다른 통신망과의 연계 및 통신 가능성 등의 확장성으로 인해 특히 물류/유통, 군사, 식품/안전 등 비즈니스 영역에 킬러 애플리케이션으로서 막대한 파급효과를 끼칠 전망.

  ○ 바코드나 Smart Card에 비하여 우수한 특성에 의해 다양한 응용이 가능하며, 향후 900MHZ 대역 제품이 현재의 13.56MHZ 대역을 대신하여 주력 제품이 될 것임

  ○ 국내 RFID 기술 표준화의 프로젝트 그룹은 국제 표준화 그룹을 통해 완료된 RFID Tag, Reader와 Reader사이의 Air Interface, 데이터 문법 등을 국내에 수용하고, RFID-IPv6, WiBro를 네트워크와의 연동 분야의 표준 선도를 모색하며, 유통을 비롯한 교통, 건설 등 분야별로 다른 RFID코드를 연동하는 연계 표준의 작성에도 주력할 방침이다.

  ○ 정보통신부는 ‘U-센서네트워크 구축 기본계획’에서 2007년까지 세계 1위의 U-Life 기술을 확보하는 것을 목표로 세계 RFID 및 U-센서 네트워크 시장의 5%(약 9.5억 달러)를 점유하고 실생활에서의 적용을 위해 기반 구축을 완료한다는 계획을 가지고 있으며, 2010년에는 세계 RFID 및 U센서 네트워크 시장의 7%(53.7억 달러)를 점유한다는 목표를 가지고 있음.