パッシブRFIDタグとは何か、どのように機能するのか - JIA RFID｜産業用RFIDタグメーカー

LFパッシブRFIDとは、一般に300kHz以下で動作するシステムを指す。最も一般的な2つのLF周波数は、125 kHzと134.2 kHzである。125 kHz は、古い入退室管理システムやレガシー識別アプリケーションで広く使用されている。134.2 kHzは、多くのISOベースの家畜システムで使用されている周波数であるため、動物識別に強く関連しています。同じ近辺で関連する周波数も見かけますが、125 kHzと134.2 kHzがLFを理解するための実用的なアンカーです。.

技術的には、LFはニアフィールドで動作し、誘導結合に依存する。リーダは磁界を作り出し、タグはコイル・アンテナを使ってそのエネルギーを採取する。これが、LFタグが物理的にコイル構造を含むことが多い理由であり、ガラスカプセルの中に巻かれたコイルとして、または耳タグやカプセル化されたハウジングの中に成形されたコイルアセンブリとして。エネルギー伝達は磁気的で近接場であるため、LFシステムは長距離読み取り用に設計されていません。LFの価値は、動物組織のような含水率の高い物質の周囲で、より予測可能な挙動を示す傾向があることである。.

高周波パッシブRFID

HFパッシブRFIDの中心は以下の通りである。 13.56 MHz, 実際には、HFはほとんど常に13.56MHzを意味する。この帯域は、カード、ラベル、リストバンド、埋め込みタグを含む幅広いパッシブ・タグ形式に使用されます。の基盤でもありますが、NFC は単なる周波数ラベルではありません。NFC は13.56 MHz HF 技術の上に構築されたプロトコル群です。.

HFも主に近接場で動作し、LFと同様に誘導結合を使用するが、周波数ははるかに高い。タグ・アンテナは通常、インレイまたはカード内部に印刷またはエッチングされた平らなコイルであるため、HFタグは一般的に薄くて平面的です。制御された読み取り環境では、HF は長距離 UHF よりも読み取りゾーンをよりよく制御して短距離識別をサポートするため人気があり、これは入退室管理、発券、図書館システム、および認証ワークフローに役立ちます。.

しかし、13.56MHzが自動的に万能互換性を意味するわけではない。HFには、同じ周波数を共有しながらも、タグの通信方法やサポートするものが異なる、広く使われている複数の規格があります。例えば、ISO 14443 は一般的に次のようなものです。近接カードと多くのセキュアカードの実装がある一方で、ISO 15693 は、少し長い作動距離と異なるユースケースを目指すことが多い周辺型 HF タグに一般的です。2つのタグがともに13.56MHzであっても、プロトコルファミリーがリーダがサポートするものと一致しなければ、同じシステムで読み取ることはできません。.

UHFパッシブRFID

UHFパッシブRFIDは、一般的に860～960MHz領域で動作するタグを指す。LFやHFとは異なり、UHFは地域規制の影響を大きく受けるため、正確な動作帯域はシステムが配備される場所によって異なります。例えば、北米ではFCC規則により902～928MHz帯が一般的ですが、欧州ではETSI規則により865～868MHz帯が多く使われています。その他の地域では、860から960の範囲内で異なるスライスを使用しています。.

UHFパッシブRFIDは通常、遠距離電磁結合を使用し、後方散乱によって通信を行う。リーダはRFエネルギーを送信し、タグはそのチップに電力を供給するために少量のエネルギーを獲得し、そしてタグはリーダの信号の反射を変調するためにアンテナインピーダンスを変化させることによって応答する。UHFは遠距離で後方散乱をベースとしているため、LFやHFよりもはるかに長い読み取り距離を達成することができ、同じ読み取りゾーンに多くのタグが存在する可能性のある物流、倉庫追跡、小売在庫、および高スループット識別に広く使用されています。.

UHFパッシブタグは通常、ダイポールのようなアンテナを薄いインレイにエッチングまたは印刷したもので、これがUHFタグがラベルやハングタグであることが多い理由です。UHF帯が金属表面で直接動作する必要がある場合、金属はアンテナのチューニングを乱し、収穫電力を低下させる可能性があるため、通常、間隔、シールド、または専用に作られたオンメタルハウジングなどの特別なタグ構造を必要とします。また、サプライチェーンや在庫におけるUHFパッシブRFIDは、ISO 18000-6Cとしても知られるEPCクラス1 Gen2との関連が最も一般的です。多くの実際のシステムでは、誰かがUHFパッシブRFIDと言うとき、それは暗黙的にGen2とそのアンチコリジョン動作、メモリ規約、リーダーコマンドを意味している。.

パッシブRFID読み取り距離

パッシブRFIDの読み取り距離は周波数によって大きく異なる。パッシブタグは完全にリーダーからのエネルギーに依存しているため、達成可能な距離はカップリング方式と動作帯域に密接に結びついている。.

LFパッシブRFID読み取り距離

125 kHzまたは134.2 kHzで作動するLFパッシブRFIDシステムは、短距離識別用に設計されている。典型的な読み取り距離は、ハンドヘルド・リーダーと標準タグ・サイズで3～10cmです。.

134.2kHzの耳タグを使用した家畜識別システムでは、リーダーアンテナのサイズやタグの構造にもよるが、実用的な読み取り距離は5～20cmであることが多い。ガラスカプセルのトランスポンダーは一般に、コイル形状が小さいため、大型のモールド耳タグよりも短い距離を実現します。.

HFパッシブRFID読み取り距離

13.56MHzのHFパッシブRFIDは、ほとんどのカードおよびラベルベースのシステムにおいて、通常2～30cmの読み取り距離をサポートする。.

ISO14443近接カードは一般的に10cm以下に制限されており、これは安全なアクセス制御や決済システムにとって意図的なものである。.

ISO 15693 周辺タグは読み取り距離をさらに伸ばすことができ、最適化されたアンテナ条件下では通常最大1メートルに達します。しかし、多くの商業的な配備は、制御された読み取りゾーンを維持するために、その最大値以下で運用されています。.

UHF パッシブ RFID 読み取り距離

860～960MHzで作動するUHFパッシブRFIDは、著しく長い読み取り距離をサポートします。標準的なEPC Gen2ラベルタグは、通常の固定リーダーセットアップにおいて、通常の規制電力制限下で3～10メートルを達成する。.

最適化されたアンテナと組み合わされた高性能タグは、制御された環境下で10～15メートルに達することができる。.

ハンドヘルドUHFリーダは、アンテナの利得とタグの感度にもよるが、通常1～5メートルを達成する。.

UHFは、パッシブRFID技術の中で最も読み取り距離が長く、マルチメーターの読み取りが必要な物流、倉庫管理、在庫システムで広く使用されている。.

パッシブRFIDタグの種類

パッシブRFIDタグは一般的にLF、HF、UHFシステムに分類される。これらの帯域にわたって、最も一般的なフォームファクターは、インレイまたはラベル、およびインレイとチップを保護するように設計された頑丈なハードタグです。.

LFパッシブRFIDタグ

低周波タグは通常、巻線コイルアンテナを含む。低周波は十分なエネルギーを採取するために比較的大きな誘導コイルを必要とするため、LFタグは高周波タグよりも厚く、剛性が高いことが多い。.

一般的なLFタグの形には以下のようなものがある：

- 動物移植に使用されるガラスカプセルのトランスポンダー
- コイルが埋め込まれたプラスチック製イヤータグ
- カプセル化されたキー・フォブとアクセス・タグ

タグのハウジングが透明であれば、コイル・アンテナは通常内部で見える。家畜用耳タグでは、コイルは湿気や機械的ストレスから保護するため、密閉されたプラスチックボディの中に埋め込まれています。.

LFタグは、コイル構造が体積を必要とするため、極薄ラベルとして生産されることはほとんどない。.

高周波パッシブRFIDタグ

HFタグは、平面基板上にエッチングまたは印刷された平面コイルアンテナを使用する。アンテナは巻線ではなく二次元であるため、HFタグは一般的に薄くて平らである。.

一般的なHFタグの形式には以下のようなものがある：

- PVCスマートカード
- 紙またはプラスチックの粘着ラベル
- リストバンド
- ライブラリーのタグ
- 書類やチケットにインレイを埋め込む

HFアンテナは通常、露出すると渦巻き状または長方形の印刷トレースとして見える。そのフラットな構造は、カードベースやラベルベースのフォーマットに適しています。.

UHFパッシブRFIDタグ

UHFタグは通常、薄いアルミニウムまたは銅の層にエッチングまたは印刷されたダイポール型アンテナを使用する。アンテナは遠視野で動作するため、軽量のインレイとして実装することができます。.

一般的なUHFタグの形状は以下の通り：

- 薄型粘着ラベル
- アパレル用ハングタグ
- 紙ベースのスマートラベル
- 硬質プラスチック工業用タグ
- スペーサー構造のオンメタルタグ

UHF帯のインレイは非常に薄くフレキシブルであることが多い。ダイポールアンテナパターンは一般的に細長く、対称的である。金属表面で使用される場合、UHFタグはアンテナの離調を防ぐためにより厚いハウジングや一体型スペーサーで作られています。.

パッシブRFIDタグの用途

パッシブRFIDタグは、識別、追跡、データ関連付けのために、さまざまな業界で広く使用されている。特定のアプリケーションは、周波数の選択、読み取り距離の要件、および環境条件によって異なります。.

家畜の識別

134.2kHzのLFパッシブRFIDは、動物の識別に一般的に使用されている。牛、羊、ヤギ、コンパニオンアニマルには、電子耳タグと注射可能なガラストランスポンダーが配備されている。タグには、農場または国のデータベースにリンクする固有の識別番号が格納されている。読み取り距離が短く、動物組織の周囲で安定した性能を発揮するLFは、この目的に適しています。.

アクセス制御と認証

13.56MHzの高周波パッシブRFIDは、入退室管理カード、IDバッジ、輸送チケット、安全な証明書などに広く使用されている。制御された短い読み取り距離は、セキュリティに敏感なシステムで重要な、意図的なユーザーとの対話をサポートします。多くの HF 導入は、互換性とデータ構造のために ISO 14443 または関連規格に依存している。.

ライブラリーとドキュメントのトラッキング

HFパッシブRFIDは、図書館、ファイル管理システム、文書追跡にも使われている。薄いラベルスタイルのタグが本やフォルダーに埋め込まれる。適度な読み取り距離により、制御された読み取りゾーンを維持しながら効率的なスキャンが可能です。.

小売および在庫管理

UHFパッシブRFIDは、小売の商品レベルのタグ付け、倉庫管理、およびロジスティクスで一般的に使用されている。粘着ラベルタグは、商品、カートン、パレットに取り付けられます。複数メートルの読み取り距離により、固定またはハンドヘルドリーダーを使用して、複数のタグ付きアイテムの迅速な一括スキャンが可能です。.

資産追跡と産業利用

UHF帯パッシブRFIDは、工具、機器、通い箱、産業資産の追跡用に展開されている。保護ハウジングを備えたハードタグは、屋外や過酷な環境で使用されます。オンメタルタグデザインは、導電性表面への直接取り付けが必要な場合に適用されます。.

パッシブRFIDタグのコストは？

パッシブRFIDタグのコストは、周波数、チップタイプ、アンテナ設計、材料、注文量によって異なる。マイクロチップそのものは総コストの一部に過ぎない。パッケージング、カプセル化、耐久性の要件は、しばしば価格に大きな影響を与える。.

LFパッシブRFIDコスト

動物の識別や入退室管理に使用されるLFパッシブタグは、コイルアンテナ構造やモールドハウジングのため、一般に薄型UHFラベルよりも高価である。.

一般的な価格帯：

ガラスカプセルLFトランスポンダー：約 $1～$3/台 音量による
成形ハウジング付きLF家畜用イヤータグ：通常 $1.50～$4/台 チップの種類とカスタマイズによる

カスタム印刷、レーザーマーキング、または事前エンコードにより、コストが増加する場合があります。.

高周波パッシブRFIDコスト

13.56MHzの高周波タグは、一般にカードやラベルのインレイとして製造される。.

一般的な価格帯：

HFラベル・インレイ：約 $0.20～$0.60/台 量的に
高周波PVCカード：通常 $0.50～$2/台, メモリの種類とセキュリティ機能によって異なる

暗号化機能を備えたセキュアチップは、単純なメモリのみのタグに比べてコストが高くなる。.

UHFパッシブRFIDコスト

UHF帯パッシブRFIDタグは、特にサプライチェーンアプリケーション向けに大量生産される場合、一般的に単位当たりのコストが最も低い。.

一般的な価格帯：

UHFラベル・インレイ：約 $0.05～$0.20/台 大量に
UHFハードタグ：通常 $0.50～$3/台 ハウジングと耐久性による
オンメタル工業用タグ：多くの場合 $2～$10/台 性能要件による

特殊な工業用タグや高温用タグは、これらの範囲を超える場合があります。.

パッシブRFIDタグとアクティブRFIDタグ

パッシブRFIDタグとアクティブRFIDタグは、主に電源の供給方法と通信方法が異なる。内部電源の有無は、読み取り距離、サイズ、コスト、メンテナンス要件、および展開シナリオに影響する。.

パッシブRFIDタグ

パッシブRFIDタグは内部にバッテリーを内蔵していない。パッシブRFIDタグはリーダの電磁場からエネルギーを採取して作動し、通電されたときのみ反応する。パッシブRFIDタグは自ら信号を生成しないため、一般的に小型、薄型、低コストです。パッシブタグは、リーダーインフラが存在する識別システムや在庫システムに広く使用されています。.

アクティブ RFID タグ

アクティブRFIDタグは、チップと送信機に電力を供給する内部バッテリーを含む。アクティブタグは、リーダーからのハーベスト・エネルギーに頼らずに信号をブロードキャストすることができる。このため、システム構成にもよるが、数十メートル以上という非常に長い通信距離が可能になる。バッテリーはまた、センサー統合や定期的なビーコン送信などの追加機能を可能にします。.

主な違い:

特徴	パッシブRFID	アクティブRFID
電源	内蔵バッテリーなし	内蔵バッテリー
信号伝送	リーダーからの通電時のみ反応	単独で送信可能
標準的な読み取り距離	センチメートルから数メートル	数十メートル以上
サイズ	小さくて薄い	バッテリーにより大型化
タグあたりのコスト	低い	より高い
メンテナンス	バッテリーのメンテナンスが不要	バッテリー交換が必要
代表的な使用例	小売、物流、家畜ID、アクセスコントロール	リアルタイム追跡、資産監視、センサーシステム

よくある質問

パッシブRFIDタグはどこまで読み取れるのか？

読み取り距離は周波数によって異なる。LFタグは通常、数センチ以内で読み取る。HFタグは通常、数センチメートル以内で動作し、構成によっては1メートル程度まで動作します。UHFタグは通常、標準的な規制電力制限下で数メートルの読み取り距離をサポートします。実際の性能は、システム構成や設置条件によって異なります。.

パッシブRFIDタグとはどのようなものですか？

パッシブRFIDタグは、その周波数や用途によって外観が大きく異なりますが、常にアンテナに接続された小さなマイクロチップを含んでいます。LFタグはしばしば厚みがあり、動物埋め込み用のガラスカプセルや、コイルが埋め込まれた成型プラスチックの耳タグのように見えるかもしれません。HFタグは通常、平らなカード、ステッカー、またはリストバンドのような形をしており、内部に目に見えるスパイラルアンテナパターンがあります。UHFタグは一般的に、細長い金属アンテナ・デザインの薄い粘着ラベルまたは吊り下げタグであり、産業用バージョンは耐久性のために硬質プラスチック・ハウジングに封入されている場合がある。.

パッシブRFIDタグは書き換え可能か？

パッシブRFIDタグの中には、読み取り専用メモリーをサポートするものもあれば、データの書き込みや更新が可能なものもあります。多くのUHF EPC Gen2タグはユーザーメモリの書き込みを許可しており、プログラミング後にロックすることもできます。HFタグはチップタイプによって異なるメモリ構造をサポートする場合があります。タグが書き換え可能かどうかは、チップの仕様によります。.