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매거진 일상 속 기술로 만나는 모빌리티

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by ALIGN Mobility Jul 13. 2022

일상 속 기술로 만나는 모빌리티: RFID

교통카드는 어디에서 동력을 얻나요?

오늘은 우리 주변에서 볼 수 있는 또 다른 무선 통신 기술을 소개하고자 합니다. 바로 RFID입니다.

가장 가까이에서 만나볼 수 있는 RFID는 바로 우리 지갑 속 교통카드에 있습니다. 우리는 교통카드를 찍을 때 카드를 충전기로 충전하지 않고도 요금을 지불할 수 있습니다. 그것도 무선으로 말이죠. 실제로 교통카드 단말기에 카드를 완전히 밀착하지 않고도 결제가 이루어지는 것을 확인할 수 있습니다. 지갑이나 가방에 들어있는 교통카드를 찍는 것이 그 예시라고 할 수 있겠네요.

다른 대표적인 사례로는 서점 등에서 볼 수 있는 도난 방지 태그가 있습니다. 결제 처리가 제대로 이루어지지 않은 물품을 들고 가게 입구를 지나면 삐- 소리가 나면서 문제가 있다는 사실을 알려주는 것도 바로 RFID 기술을 활용한 것입니다.

빠르고 편리하게 사용할 수 있는 RFID의 원리와 종류에 대해 간단하게 대해 알아보고, RFID의 사례를 조금 더 살펴보도록 하겠습니다.

RFID란?

RFID는 Radio-Frequency IDentification의 약자로, 전파의 주파수를 활용한 ID를 인식하는 기술을 의미합니다. RFID는 기본적으로 태그와 리더기로 구성됩니다.

태그는 정보를 저장할 수 있는 칩과 정보를 특정 주파수로 송신하는 안테나로 이루어져 있습니다.

리더기는 태그가 송신하는 정보를 읽어 처리하는 역할을 수행합니다.

RFID는 다른 근거리 통신에 비해 거리와 장소가 비교적 자유로우며, 동시에 여러 태그를 인식할 수 있고, 데이터의 신뢰도가 높다는 장점이 있습니다.

하지만, 무선으로 통신하고, 최근에서야 암호화 기술이 도입되기 시작했기 때문에 보안에 매우 취약하다는 치명적인 단점이 있습니다. 한때는 지나가면서 태그의 정보를 훔치는 스키밍(skimming) 범죄의 타겟이 되기도 하였기 때문에 민감한 정보를 다루기에는 적합하지 않습니다.

동력에 따른 태그의 구분

RFID는 태그가 사용하는 동력의 원천에 따라 능동형(active)과 수동형(passive)으로 구분할 수 있습니다.

수동형 태그는 태그가 오직 판독기의 동력만을 이용해 동작하는 방식을 의미합니다. 즉, 태그가 리더기로부터 무선으로 동력을 전달받는다는 것을 의미합니다. 교통카드가 별도의 동력이 필요하지 않는 것처럼 보였던 이유는 바로 리더기에서 동력을 얻기 때문입니다.

수동형 태그가 리더기로부터 무선으로 동력을 얻는 원리는 전자기 유도를 이용한 것입니다. 전자기 유도는 자기장이 변하는 곳에 전위차가 발생하는 현상을 의미하는데요. 조금 쉽게 풀어서 설명하자면, 자석이 움직이면 근처에 전기가 발생한다 정도로 말할 수 있습니다.

이러한 원리를 이용하면, 교통카드 속에 코일을 넣은 후 단말기에 가져가면 코일을 통과하는 자기장이 변하면서 코일에 전류를 유도할 수 있습니다. 교통카드는 해당 전류로 칩을 작동시켜 요금을 정산한 후, 안테나로 송출하는 것이죠.

수동형 태그는 별도의 동력이 필요하지 않아 휴대성이 좋다는 장점이 있지만, 전자기 유도로 동력을 얻기 때문에 상대적으로 리더기와 가까운 곳에서 사용해야 합니다.

능동형 태그는 능동형 태그와 비슷하지만, 리더기로부터 동력을 얻는 것이 아니라 자체적으로 동력을 공급받는 태그를 의미합니다. 수십 미터 이상 더 멀리 통신할 수 있다는 장점이 있지만 케이블 등으로 전력을 공급받아야 하니 사용 목적에는 한계가 생깁니다.

RFID는 내구성과 편의성, 신뢰성, 유지보수 등을 고려하여 많은 산업에서 사용되고 있습니다. 이러한 특성이 모빌리티 산업에서는 어떻게 사용되고 있는지 살펴보겠습니다.

전자여권

먼저 교통카드와 더불어 가장 대표적인 사례는 바로 여권입니다. 여권의 맨 뒷장에는 민감한 전자칩이 내장되어있어 구기거나 접지 말라는 경고문을 볼 수 있는데요. 바로 이 곳에 RFID의 수동형 태그가 설치되어 있습니다. (여권 외에도 다양한 신분증 및 카드에 RFID가 활용되고 있습니다.)

전자여권의 칩에는 사실 종이로 인쇄된 정보가 그대로 들어있습니다. 칩이라고 특별히 다른 정보가 들어있는 것은 아니라는 것이죠. 하지만 여권 정보는 아주 민감한 개인정보에 속하기 때문에 각별히 취급에 주의해야 합니다.

전자여권의 경우에는 국제민간항공기구의 규정에 따른 보안 기술이 적용되어있습니다. 칩 정보를 읽기 위해서 여권의 종이 면에 인쇄된 정보의 일부를 활용하기 때문에, 여권이 닫힌 상태에서는 스키밍이 불가능하다고 합니다. 이러한 기술이 적용되면 상대적으로 단가가 높아지지만, 여권과 같은 특수한 경우에는 충분히 그럴만한 가치가 있겠죠?

하단의 외교부 관련 페이지를 통해 전자여권에 대한 더 자세한 정보를 확인할 수 있습니다.

외교부 여권안내 홈페이지

고속도로 하이패스

고속도로의 하이패스는 RFID의 능동형 태그를 활용하는 대표적인 사례입니다. 차량 내에 설치하는 하이패스 단말기는 일반적으로 시거잭이라 불리는 차량 내 포트에서 동력을 공급받습니다. 충분한 공급 동력과 송출 신호 세기 덕분에 차량이 움직이고 있지만 리더기는 단말기의 정보를 충분히 읽어들일 수 있습니다.

위 사진은 E-ZPass라는 하이패스 시스템을 응용하여 뉴욕 도심지의 교통량을 측정하는 시스템을 구축한 사례입니다. 교통량 측정을 위해 별도의 단말 태그 설치나 보급 없이 기존 시스템을 목적에 맞게 변형한 재미있는 사례라고 볼 수 있겠네요!

물류 운송

마지막으로 물류 창고 활용 사례입니다. 각 물류에 간편하게 부착가능한 RFID 스티커를 부착하여 입고와 출고, 재고를 관리하는 시스템을 구축할 수 있습니다. 이렇게 관리하면 인력의 공수를 크게 줄이고, 신속하고 자동화된 물류 관리 시스템을 구축할 수 있습니다. 또, RFID 리더기의 설치 위치와 시간 등을 활용하여 물류의 추적 및 위치까지 파악하는 시스템을 구축하기도 합니다.