나는 오늘도 학교를 가기 위해 학교 버스를 탄다. 가방 속에 있는 나의 지갑 속 교통카드. 지갑채로 교통카드 리더기에 가져다 댄다. 삑 소리가 나고 자리에 앉는다. 버스는 정문을 지나면서 정기권 카드를 이용해 삑 소리와 함께 정차없이 지나간다. 도서관을 가서 스마트 학생증을 찍으면 삑 소리가 나고 내 자리를 선택한다.
우리가 흔히 알고 있는 바코드도 없는데 나를 어떻게 알았지? 작고 얇은 카드 하나로 나를 어디까지 기억하고 있을까?
앞으로 무한한 가능성을 가진 인식장치! RFID에 대해 알아보자.

RFID란?
‘RFID(Radio Frequency Identification)’는 비접촉식 무선인식장치로서 무선 주파수(RF, Radio Frequency)와 칩을 이용하여 사물의 정보를 인식하는 기술이다.
RFID의 초기 도입 국가는 미국, 핀란드, 네덜란드 등이다. 이들은 동물을 식별하는 용도로 RFID 기술을 사용했다.
1990년대부터는 거리적 한계와 휴대성을 보완하여 교통카드, 보안 시스템 등 조금 더 일상에 가까운 기술로 발전을 거듭하고 있다.

RFID의 구성
RFID는 리더(Reader)와 태그(Tag)로 구성돼 있다.
리더는 태그에서 보낸 정보를 해독하는 장치로, 태그의 인식을 위해 전자기파를 방출하는 역할을 한다. 또한 안테나 및 RF 회로 등으로 구성돼 있다.
태그는 트랜스폰더(Transponder)라고도 불리며 물체에 부착돼 물체에 관한 정보를 저장하고 있다가 리더로부터 전자기파가 수신되면 저장 된 정보를 리더로 방출하는 역할을 한다. 여기서 태그는 또 다시 안테나와 IC칩으로 나눠 볼 수 있다. IC칩 내부에는 정보를 저장하기 위한 메모리와 전원을 얻기 위한 정류회로, 정보 신호를 생성하기 위한 구동회로가 들어있다.

RFID의 작동 원리와 분류
RFID는 리더와 태그가 연쇄적으로 반응해 작동된다. 태그가 부착된 물체가 리더의 인식 범위에 놓이면 태그는 IC 칩에 저장 된 정보를 리더로 보낸다. 신호를 받은 리더는 신호를 처리하는 호스트에 정보를 전달한다. 호스트에 연결됨으로써 태그로부터 수신한 정보를 인터넷 망으로 연동해 응용 서비스를 제공 받을 수 있다. RFID의 형태는 관리 대상이 되는 물체에 따라 용도에 적합하도록 제작되는데, 보통 신호 전달의 동작 원리와 전원 공급 방식에 따라 분류된다.
리더와 태그 사이의 신호 전달의 동작원리에 따라서 크게 ‘유도결합형’과 ‘전자파후방산란형’으로 나뉜다.
유도결합형 RFID는 리더와 태그 사이의 자기장을 태그가 보유한 정보에 따라 변조하여 태그의 정보를 리더로 전달하는 방식이다. 인식거리가 1m 내의 근거리용으로 사용된다. 신호원으로는 저주파인 125kHz와 고주파인 13.56MHz를 사용한다. 저주파를 사용하면 전력 소모가 낮고 고주파대로 갈수록 전력 소모량이 높은 반면, 데이터의 전송 속도가 빠르다.
전자파후방산란형 RFID는 리더로부터 송출된 전자파를 태그가 산란시켜 리더에게 되돌려 보내고, 이때 산란되는 전자파의 크기나 위상을 변화시켜서 태그에 저장된 정보를 보내는 방법이다. 인식거리는 수 미터로 장거리 인식용으로 사용된다. 433MHz, 900MHz와 300MHz~3GHz(UHF 대역)의 전자기파를 사용한다.
RFID는 태그에서 응답신호를 발생하기 위해 전원을 공급하는 방식에 따라 수동형, 능동형, 반수동형으로 분류한다.
수동형 RFID는 별도의 전원장치를 갖지 않고 리더로부터 받은 전자기파를 정류해 전원으로 사용한다. 따라서 리더로부터 송출돼 태그에 도달하는 전자파의 세기에 의해서 태그의 인식 범위가 제한된다.
능동형 RFID는 태그 내에 건전지가 내장 돼 있어서 전원을 발생해 사용한다. 따라서 태그로부터 리더로 보내는 응답신호의 세기가 강해서 수동형에 비해 비교적 인식거리가 길다. 보통 수동형 RFID에 비해 2배 정도 먼 거리의 인식이 가능하다. 하지만 건전지를 전원으로 사용하기 때문에 일정 주기마다 건전지를 교체해야 하는 단점이 있다. 이때 사용하는 건전지는 0.6mm 정도의 두께로 매우 작은 전지를 사용한다.
최근 많이 사용되고 있는 반수동형 RFID는 수동형 RFID와 능동형 RFID를 결합한 방식이다. 수동형 RFID와 같이 전건지를 통하지 않고도 전원을 생산 할 수 있고, 능동형 RFID의 원리처럼 인식거리가 먼 신호에 대해서는 건전지를 전원으로 사용하기도 한다.

RFID 기술의 활용과 전망
RFID 기술은 기록물의 관리, 제약과 주류 등의 유통에 많이 활용되고 있다. 국가기록원은 95% 이상의 기록물에 대해 RFID를 적용했다. 또한 오·남용되기 쉬운 약물에 RFID 태그를 부착함으로써 약물의 추적이 가능해진다.
이 밖에도 RFID 기술은 우리의 생활 가까이에서도 많이 적용돼 이미 사용하고 있다. 하이패스도 RFID 기술의 하나이고, 출입의 통제를 하는 보안 시설에도 RFID가 사용된다. 전주시에서는 음식물 쓰레기 용기에 RFID 태그를 부착해 배출량 만큼의 요금을 부과하고 있다. 정부는 이 기술이 음식물 쓰레기 처리비용의 절감을 가져올 것으로 기대해 적용 지역을 확대할 예정이다.
최근에는 이동통신기기에도 ‘모바일 RFID’ 기술이 적용되고 있다. 모바일 RFID란 리더에 이동성을 부여해 언제 어디서든 사용자와 사물과의 정보교환을 가능하게 한 것이다. 전문가들은 이 기술이 유비쿼터스 시대를 주도할 핵심 기술 중 하나라고 입을 모으고 있다. 모바일에 RFID 리더 기술을 적용해 사용자들이 태그가 부착 된 상품에 모바일을 접근시키면 상품 정보를 확인해 구매를 결정할 수 있어 소비 패턴에도 큰 변화를 가져올 것으로 보인다.
최윤진 기자 dbswls@snut.ac.kr
이룡 인턴기자 lrlovingu@snut.ac.kr

Interview

이성호 전자정보공학과 교수

바코드와 RFID 시스템의 차이점은 무엇인가요?
바코드와 RFID가 모두 물체에 관련된 정보를 비접촉식으로 인식하는 방법이지만 동작원리에 큰 차이가 있습니다. 바코드는 물체에 관한 정보를 막대형 부호로 인쇄한 상태를 가리키며, 판독기는 여기에 빛을 쬐여서 정보를 인식하게 됩니다. 따라서 수cm의 가시거리에서만 사용이 가능할 뿐 아니라 빛이 차단되는 물체의 내부에 설치하여 사용할 수 없습니다.
반면에 RFID는 RF 주파수를 이용하기 때문에 빛이 차단된 상태에서도 사용할 수 있고, 수m 정도의 먼 거리에서도 사용이 가능합니다. RFID 교통카드나 출입문 보안장치를 사용할 때 지갑 속에 있는 채로 사용할 수 있는 것은 이런 원리 때문입니다.
무선으로 정보를 주고받는 면에서 블루투스와의 차이점은 무엇인가요?
블루투스와 RFID가 모두 무선주파수를 사용한다는 점에 있어서는 공통점이 있다고 볼 수 있지만 사용분야와 기능에 차이가 있습니다.
블루투스는 근거리에 놓여 있는 컴퓨터, 이동단말기 등을 무선으로 쉽게 연결하여 쌍방향으로 실시간 통신하기 위한 것으로 양방향 통신을 실시할 수 있는 무선통신장치의 한 형태입니다.
RFID는 물체를 자동으로 인식하는 센서기술입니다. 태그에 기록된 정보는 임의로 변경할 수 없고, 리더로부터 해당 RF신호가 수신될 때 태그는 저장된 데이터를 리더 쪽으로 보내주는 역할을 합니다.

RFID 기술이 적용됨에 따라 사생활 침해와 같은 문제가 발생하지 않을까요?
만일 개인의 주요정보를 기록하고 그 태그가 부착된 옷이나 팔찌를 착용하고 있다면 그 사람의 이동경로 뿐만 아니라 태그에 저장된 개인 기록이 다른 사람들에게 노출될 수도 있습니다. 이러한 문제를 방지하고자 2005년도 당시 정보통신부에서 RFID 프라이버시 가이드라인을 만들어 공포하여 개인정보 기록 금지, RFID 태그의 부착 표시, RFID의 인체 이식 등을 금지했습니다.
RFID 기술의 활용분야가 넓어짐에 따라 프라이버시 보호에 관한 규제내용과 방지 대책도 앞으로 계속 강화될 것으로 보입니다.