製品・サービス

RFID

ICタグを用いて非接触での読み書きを可能とするソリューション

RFIDとは

RFID(Radio Frequency Identification)とは、ICタグとリーダー(読み取り装置)の間で電磁波や電波を用いて、ICタグの情報を非接触で読んだり書き換えたりするテクノロジー(自動認識技術)です。

複数のICタグを離れた位置から一括で読み取り、瞬時に個体を識別できるのが特徴です。

ICタグ・RFタグの基本構造

ICタグ・RFタグの基本構造

ICタグおよびRFタグは、ICチップとそれに接続したアンテナで構成されています。これをインレットと呼びます。

ICタグ・RFタグはインレットのみで使用されることはほとんどなく、用途に応じてさまざまな保護素材で加工することで、ICカードやラベルタグとして利用されます。

ICタグの基本構造

ICチップとアンテナを保護素材で加工したものが「ICタグ」です。
RFIDとは、このICタグだけでなくRFIDリーダー等の機器を含めた総称のため、「RFIDタグまたはRFタグ」はICタグと同義で使われています。

RFIDでできること

倉庫のアイテム管理を例にすると、これまで商品や箱に貼り付いているバーコードを読み取る際には、該当品のバーコードを1つずつスキャンする必要がありました。場合によっては箱や棚から取り出さなければならず、作業に時間がかかるだけでなく、読み取り漏れが発生するケースもあります。

RFIDの特徴として、複数のアイテムタグを一括スキャンすることが可能です。また、距離が離れている場合や視認ができない状況でも電波が届く範囲であれば読み取りが可能な点もRFIDの大きなポイントです。
棚の高い位置にあるアイテムやダンボール箱の中に入っているアイテムのタグも読めるため、大幅な作業時間の短縮と正確なチェックを可能とします。

ICタグ・RFタグの種類

バッテリー搭載による分類「パッシブタグ」と「アクティブタグ」

バッテリー搭載の有無による分類では、「パッシブタグ」、「アクティブタグ」、「セミアクティブタグ」の3種類があります。
現在、広く一般的に使われているのは、バッテリーを持たない「パッシブタグ」です。

IC タグの種類 概要
パッシブタグ RFIDリーダーからの電波をエネルギー元として動作するICタグ。
アクティブタグと比べて通信距離は短くなるが、アクティブタグより安価で導入が可能。
主な用途:物流管理やアパレルなどの商品管理など
アクティブタグ 電池(電源)を内蔵したタイプのICタグ。
通信距離はパッシブタグと比べ長くなるが、電池の管理が必要になる。
主な用途:温度管理やコンテナ管理
セミパッシブタグ
(セミアクティブタグ)
パッシブタグとアクティブタグの両方の特徴を併せ持つICタグ。通常はパッシブ型として動作し、
RFIDリーダーからの呼びかけ(電波照射)があった時だけ、内臓電池を使用して電波を発信する仕組み。
主な用途:スマートメーターなど

周波数の違い

米国国内で使用される周波数帯には、LF帯(135KHz以下)、HF帯(13.56MHz帯)、UHF帯(900MHz帯)、マイクロ波帯(2.45GHz帯)の4種類があります。非接触による読み書きを行う際は、それぞれの周波数に合わせてICタグとRFIDリーダーを選ぶ必要があります。
現在、広く利用されている交通系カードや電子マネーはNFCの仲間で、HF帯に分類されます。
UHF帯は他の周波数帯に比べて長距離の通信に優れており、流通の分野でよく利用されています。

なお、周波数は国によって規格が異なるため、北米で販売、利用されているUHF帯RFIDリーダーを海外(日本など)でも使用したいという場合は注意が必要です。RFIDリーダーの機種によっては、北米および海外の周波数・規格に対応しているものもあり、その場合は米国内で使用しているRFIDリーダーや運用システムを海外の拠点でも使用することができます。

周波数帯 周波数 特徴 通信距離 通信範囲 通信速度 複数認識 金属※1 用途
LF帯
(長波)
135KHz以下 環境に
左右されにくい
3~30cm前後 △ △ △ 〇 〇 キーレス
HF帯
(短波)
13.56MHZ帯 水の影響を
受けにくい
1~50cm前後 △ 〇 〇 〇 △ 電子マネー、
個人認証
UHF帯
(UHF)
900MHz帯 通信距離が
長い
1cm~20m前後 〇 〇 〇※2 △ △ 物流、在庫管理
マイクロ波帯 2.54 GHz帯 アンテナが
小型
1~2m 前後 △ 〇 〇 × 〇 書類管理

※1.タグを金属面に直接付けると交信できないのは共通
※2.周波数帯域(バンド幅)の差によって異なる

世界のUHF帯(RFID)周波数割当て状況

ISO18000-63で標準化されているRFID周波数帯は、その多くが国際的に共通仕様になっています。
ただし、UHF帯は地域によって周波数帯域や出力に差があります。

RFIDアンテナの偏波特性とは?

偏波とは、RFIDリーダーのアンテナから照射される電波の振動方向のことを示します。

大きく分類すると「円偏波」「直線偏波」の2種類が存在し、それぞれの電波の届き方が異なるため、
利用目的に適した偏波特性を持つRFIDリーダーを選択することで、より効率的にRFIDのポテンシャルを発揮させることが可能です。

読取範囲の広い 「円偏波」

「円偏波」はアンテナから電波をらせん状に照射します。「直線偏波」と比べて通信距離は短くなりますが、ICタグの読み取り漏れが比較的少ないのが特徴です。
ICタグの取り付け方の影響を受けづらく、RFIDリーダー(アンテナ)に対してICタグが正面を向いている場合はもちろん、逆を向いている、上を向いている、他のものと重なっている場合でも、安定して読み取ることが可能です。

読取距離が長い「直線偏波」

「直線偏波」はアンテナから電波を波打ち状に直線方向に照射します。「円偏波」と比べて読み取り範囲はせまくなりますが、アンテナの指向性があり利得が高い為、ICタグの読取距離が長いのが特徴です。
RFIDタグが必ず同じ面に張られていて読み取りする際もRFIDタグに対して必ず正対した同じ方向から読み取る必要がある為、ピンポイントで読みたい・読取距離を伸ばしたい・同じ向きに貼られている運用に最適です。

RFIDタグの通信距離

RFIDの通信距離(読取可能な範囲)は、
RFIDリーダーのアンテナ性能や送信する電波出力、ICタグの大きさによって変わります。
電波出力は強いほどその距離は長くなります。

RFIDリーダーを使用する際は、目的や用途に応じて電波出力を調整することで、
RFIDの強みを最大限に発揮することができ、業務時間の短縮に貢献します。

アンテナ性能とICタグの大きさに影響する通信距離

読取距離や読取範囲は、RFIDリーダーのアンテナ性能とICタグの大きさによって変化します。
通常、RFIDリーダーの通信距離はアンテナサイズに影響しますが、アンテナが小さくても指向性や電波の送受信能力が高いものでは読み取り距離が長くなります。また、ICタグ・RFタグは本体(アンテナ)の大きさに比例して通信距離が伸びる傾向にあります。

ただし、RFIDの導入メリットは通信距離だけではありません。
小型のRFIDリーダーは手に持ちやすく、小さなICタグなら対象物のサイズに関わらず貼れるため、実際にはRFIDを利用する環境や作業のしやすさ、導入効果のバランスを見ながら環境にあったRFIDの検討を進めてください。

電波出力によって変化する通信距離

電波の送信出力は、RFIDリーダー本体の操作または連携するアプリの制御によって、その強さを調整することができます。
電波出力は下記の単位で表現されます。 W(ワット) mW(ミリワット) dBm(デシベルミリ)

調整できる範囲は、「特定小電力」および「高出力」の送信出力の上限、またはRFIDリーダーの種類によって異なります。
利用するシーンに合わせて電波出力をコントロールすることで、スムーズな読み取りが可能です。

またRFIDリーダーから照射される電波の出力を調整することで、照射範囲をコントロールできます。

長距離・広域

電波出力を強くすると、読み取りできる距離が長くなります。 米国の電波法における最高電波出力は「4W」です。
RFIDリーダーの機種によっては通信距離が10メートル以上になるため、
手の届かない場所にあるICタグも読み取ることが可能です。
また、電波出力を強くすることで、電波の照射範囲も比例して広がるため、広い範囲での読み取りが可能になります。

近距離・狭域

電波出力を弱くすると、読み取りできる距離は短くなり、範囲も狭くなります。
RFIDリーダーの機種や電波出力の調整の仕方によっては、約1センチメートルまで読み取る範囲を制限できます。

例えば、商品タグを自動で読み取るセルフレジの場合は、他の商品まで読まないように電波出力はある程度弱く調整されています。
また、ICタグにコード情報を書き込む際も、特定のICタグ以外への書き込みを防止するために電波出力を弱くします。

書き込み(エンコード)

書き込まれるメモリ領域

ICタグ・RFタグを識別するためのコード情報は、タグの中にあるICチップのメモリ領域(EPCメモリ)に書き込まれます。
ICタグのメモリ領域は全部で4種類から構成され、このうち、コード情報が書き込まれる領域は「EPCメモリ」と呼ばれます。

書き込めるコード情報

数字とアルファベット(A〜F)を組み合わせたコードを書き込むことができます。ひらがなや記号は使用できません。

また、書き込めるコードの桁数は4の倍数という制限があります。なお、書き込みできる最大桁数はICタグによって異なり、書き込み領域を超える記入はできません。

メモリ構造について

ICタグ・RFIDタグのメモリ構造

ICタグ・RFタグの中にあるICチップには、
「EPCメモリ」「USERメモリ」「TIDメモリ」「RESERVEDメモリ」の4つのメモリ領域が用意されています。

ICタグを使ったアイテム管理を行う上で重要な領域は
「EPCメモリ」と「USERメモリ」となります。

EPCメモリ

ICタグを識別するためのコード情報を格納する領域です。EPCメモリは主に3つの領域で構成されています。

UII/CRC/PC領域

CRC/PC領域も存在しますが、普段使用する領域ではないため、基本的には意識する必要はありません。

UII領域

ユーザーが自由に読み書きできる領域です。利用シーンに合わせて「EPC標準識別コード」または「企業が独自に採番したユニークなコード」を格納することで、ICタグを織別します。

CRC領域

ICタグのコード情報が正しく読み書きできたかどうかを検証するための領域です。

PC領域

ICタグの種類や通信方式に関する各種制御情報を格納する領域です。

USERメモリ

EPCメモリと同様に、ユーザーが自由にデータを読み書きできる領域です。
「EPCメモリに格納したものとは別のコード情報も格納したい場合」や「EPCメモリの容量では賄えないコード情報を格納したい場合」など、EPCメモリの補助的な役割で使用します。

TIDメモリ

「TIDメモリ」はICタグの製造時にメーカーによって書き込まれる領域で、
チップセットや製造業者の情報が保存されます。
このTIDメモリ領域は基本的にユーザーによる書き込みができず、
読み取りのみが可能です。

RESERVEDメモリ

ICタグの「ロック機能」や、ICタグの「無効化(Kill)機能」で
使用されるパスワード情報を保存するための領域です。
下記の2つの領域で構成されています。

Access Password Kill Password領域

ICタグ・RFIDタグの制御

ロック機能

ICタグのメモリ領域を意図しないアクセスから保護するための機能。RFIDにある4つのメモリ領域「EPC」「USER」「TID」「RESERVED」それぞれに対して、個別にロックを設定することができます。またロックは任意に解除することができます。

なお、書き込みに対するロックであり、読み込みに対する制限はできない仕組みとなっています。

無効化(Kill)機能

ICタグの情報を不必要に読み取られることを防ぎ、プライバシー保護するため、ICタグの機能を止めて読み取れないように無効化(Kill)することが可能です。

無効化されたICタグは、解除を行うことはできず、二度と読み取りや書き込みができなくなります。
主にRFIDを破棄したい場合に使用する仕組みとなります。

RFIDタグの使用方法

書き込みの方法

ICタグは購入した時点ではコードが書き込まれていない状態、もしくは重複したコードが書き込まれている状態となります。
そのため、使用する前に必要な情報を書き込む必要があります。

ICタグへの書き込み方法

RFIDリーダーとアプリで書き込む

RFIDリーダーと、スマートフォンなどの端末にインストールしたアプリケーションを使って書き込みます。アプリ画面に書き込むコードを入力し、書き込みしたいICタグにRFIDリーダーを近づけて1つずつ書き込みを行います。

RFIDプリンターで書き込む

RFIDプリンターを使用することで、ICタグへのコード情報の書き込みと、ラベル部分への管理番号やバーコードの印字を、同時に連続して行うことが可能です。
書き込むICタグの数が多い場合や、ラベル印刷も並行して行いたい場合に用います。

書き込みができるのはラベルタグに限定されますが、近年RFIDタグにはさまざまな基材があり、RFIDプリンターで使用できるようにラベル状になった金属対応タグや水滴に強いタグなどもあります。

RFID 採用のメリット

Merit01

非接触で読み書き可能

バーコードのようにスキャンを正確に当てる必要がなく、
高い場所にあるアイテムも取り扱いが容易。

Merit02

一括読み取り可能

一度の読み取りで複数のタグを認識でき、
バーコードのように1つ1つスキャンする必要がない。

Merit03

隠れていても認識可能

以下のような場合も読み取り可能。
・対象物が見えない
・梱包されたアイテム
・表面に汚れが付着

Merit04

データの書き換え可能

活用シーンに応じて情報の追加や変更が可能。
通い箱やトレースデータを追加したい場合も
タグを付け替える必要がない。

Merit05

高いセキュリティ性

タグは複製が困難なため、偽造防止効果があります。

複数のアイテムを一括で読み取る
(アンチコリジョン、マルチリード)

RFIDリーダーからICタグへ電波を照射すると、読み取り範囲内にある複数のICタグを一括で処理することができます。
作業スタッフが1名の場合でも、大量の商品の読み取り作業を短時間で終えることが可能。

電波の照射範囲内にあるICタグの情報を
一括で読み取り可能(透過して読み書き可能)

RFIDは目に見えない場所にあるICタグでも読み取ることが可能。例えば、ダンボール箱に入った商品をスキャンする場合、バーコードは一度商品を箱から取り出す必要がありますが、RFIDは箱の外側から読み取ることができるため、ダンボールを開封せずに作業可能。

電波の照射範囲内にある
ICタグを探索ができる(場所の特定)

探したいICタグだけを限定して読み取ることが可能。RFIDリーダーと対象物との距離に比例して電波の受信感度が変化するため、
読み取りの反応がより強い方向へRFIDリーダーを向けて近づいていくことで、ICタグの位置を特定することが可能。
紛失物の捜索やピッキング・補充などで効果を発揮します。

汚れに強い

RFIDは電波を使ってICタグの中のコード情報を読み取っています。そのため、バーコードで発生する印字部分の汚れやかすれによる
読み取り不良、誤読といった事象が、RFIDでは発生しません。

非接触で読書きができ、
繰返し使用(再利用)可能

格納できる情報量が多く、また書き換えが可能
(読み取り専用の製品あり)

RFID 採用のデメリット

水や金属の影響を受けやすい

水が入ったペットボトルや金属製品にICタグを貼付した場合、電波が吸収・拡散されてしまうため読み取りできなくなります。
そのため、対象部分から少し離した位置にICタグを貼付する、飲料や金属対応のICタグを使用するなどの対策が必要になります。

金属対応のICタグを使う事で金属への影響を受けにくくなるが、読み取り距離が短くなる・貼り方を気を付けるなど、使用上の制限が発生する事及び通常のRFIDよりコストが増加する。(RFIDの電波特性の弱点を補う、金属・耐水性能のある専用タグが存在)

RFIDタグのコスト(価格が高い)

バーコードラベルと比べ、RFIDタグはコストが高い。RFIDで管理を行う場合、RFIDリーダーのほか、管理するアイテムと同数のICタグを用意すると、バーコードに比べて導入コストが高くなります。
しかし、RFIDの導入によって作業が効率化されることで作業時間や人件費が削減できるため、結果的にトータルコストで見ると経費削減につながります。

RFID バーコード QRコード
複数同時認識 〇 △条件によっては可能 △条件によっては可能
遮蔽時の認識 〇 × ×
汚れへの耐久 〇 × ×
データの書き換え 〇 × ×
コスト 導入時が高い
(イニシャルコスト)
人件費が高い
(ランニングコスト)
人件費が高い
(ランニングコスト)

バーコード、2次元コード、RFIDの比較

バーコード 2次元コード RFID
データ量(byte) ~ 数10 ~ 2K ~ 4Kなど
データ書き換え 不可 不可 可能
大きさ 小さい 極めて小さい 比較的大きい
耐環境性(汚れ) 極めて弱い 弱い 強い
遮蔽物の透過 不可 不可 可能
複数同時認識 不可 不可 可能
価格 安価 安価 高価


データの書き換え

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

RFIDはデータの書き替えが行えることが、大きな特徴

書き込み上限回数
10万回~10億回
データ保持期間
7~10年間

RFID導入のお手伝い

当社では北米の現場で抱えているさまざまな運用の疑問や課題に対して、専任担当者がサポートしながらRFIDの導入を支援します。
RFIDは用途に合わせた、正しい機器やRFIDラベル・システムの選定が重要です。

北米での導入実績に基づいた知識と経験をもとに、お客さまの既存業務のヒアリングや現場確認、
現状の課題の洗い出しやシステム要件定義を行い、仕様を検討します。
ご予算に応じてテスト運用から本格導入までワンストップでRFID導入をサポートします。

物流の課題解決は
私たちにお任せください

Contact

お問い合わせ

お問い合わせや資料請求はお問い合わせフォームよりお願いします。
※お急ぎの方はフォームに内容をご記入の上、下記電話番号までご連絡ください。

Tel. 310-787-3460[受付時間]西海岸時間 9時00分~17時30分 / 
月~金(土日祝日除く)
お気軽にお問い合わせください
お問い合わせメールへ

Tel. 310-787-3460

Page top
Contact