HDG解説：RFIDとは？仕組み・種類から活用事例まで徹底解説

RFID（Radio-Frequency Identification、無線周波数識別）技術は、私たちの生活のあらゆる場面に浸透しています。社員証、店舗で購入する商品、さらにはペットの体内にまで埋め込まれています。シンプルでありながら巧妙なこの技術は、あらゆるものがデジタル化されていく現代社会で、その真価を発揮しつつあります。第二次世界大戦の時代から使われてきた歴史ある技術であることを考えれば、その進化は目覚ましいものがあります。

だからこそ今こそ、RFIDとは何なのか、そして現在どのような用途で活用されているのかを理解しておく絶好のタイミングだと言えるでしょう。

RFIDシステムの物理的な構成要素

RFIDシステムは主に2つの要素で構成されています。1つ目はRFIDタグ本体です。ここにはID情報が格納されており、通常は外部の大規模データベースへの参照情報として機能します。2つ目はRFIDリーダーです。これはタグに保存された情報を読み取る装置です。

この技術は電波を使って情報の送受信を行うため、タグとリーダーの両方に何らかのアンテナが必要になります。

RFIDタグは集積回路（IC）とアンテナで構成されています。つまり内部に電子部品を持つマイクロチップであり、そのICに小さなアンテナが接続されているのです。これらの構成要素はすべてのRFIDタグに共通していますが、用途によってサイズや形状、外観は実にさまざまです。

例えば、ドアの開錠に使われる社員証では、RFIDがプラスチックの板の間に挟み込まれています。また、生物に埋め込む場合は、RFIDチップが生体適合性のあるガラスカプセルの中に収められています。ほんの一例ですが、用途に応じて多様な形態が存在するのです。

RFIDチップの中のデータ

RFIDタグの記憶容量はごくわずかです。多くのタグは96ビット程度しかなく、最大でも2000ビットほどしか格納できません。

拡張ASCII文字セットでは1文字に8ビットを使用することを考えると、決して余裕のある容量とは言えません。この限られたスペースには、名前や電話番号程度の情報なら保存できます。しかし実際には、RFIDチップ内のデータが外部データベースのレコードを参照する形で運用されるのが一般的です。

さらにRFIDチップには、読み書きの可否が異なる複数のメモリタイプがあります。最も多いのは読み取り専用タイプで、出荷時にデータが書き込まれ、後から変更できません。RFIDに保存された番号は任意のデータベースエントリと紐付けできるため、大量のタグを低コストで運用できる人気の方式です。シリアル番号が一意で改ざんできない点も大きな利点です。薬瓶など大量生産品に貼られるのは、この種のタグです。

そのほかにも、1度だけ書き込みが可能な「フィールドプログラマブル」と呼ばれるワンタイム書き込み型のチップがあります。こちらは小規模な用途に便利です。そして、必要に応じて何度でも上書きできる読み書き両用タグも存在します。

アクティブ型とパッシブ型RFIDタグの違い

RFIDタグには主に2つの種類があります。一般の人がよく目にするのはパッシブ型です。パッシブ型タグは自前の電源を持たず、アンテナを通じてRFIDリーダーから供給されるエネルギーを使い、わずかなデータを送信します。

パッシブ型タグのメリットは数多くあります。メンテナンスや電源が不要なため、物体に恒久的に埋め込むことができ、破損からの保護や隠蔽も容易です。

一方でデメリットは、アクティブ型に比べて通信距離が短いことです。アクティブ型は内蔵電源により、常時または一定間隔で信号を発信できます。RFID技術は消費電力が非常に少ないため、アクティブ型でも充電や電池交換なしに長期間動作させることが可能です。

RFIDの周波数帯域

RFIDタグは複数の異なる周波数帯域で動作します。

• 低周波（LF）：30kHz～500kHz。通信距離は非常に短く、通常は数センチ程度。
• 高周波（HF）：3MHz～30MHz。通信距離は数センチから数十センチ程度。
• 超高周波（UHF）：300MHz～960MHz。平均して約7.6m（25フィート）の範囲。
• マイクロ波：2.45GHz。10m（30フィート）以上の範囲に対応。

パッシブ型タグは主に低周波または高周波で使用され、超高周波やマイクロ波帯のタグは動作にアクティブな電源を必要とします。

RFIDとスマートフォンのNFC

比較的新しいハイエンドスマートフォンの多くには「NFC（Near Field Communication、近距離無線通信）」という機能が搭載されています。これはRFIDと同じプロトコル（いわば共通言語）を使用する無線通信機能です。

大きな違いは、NFCデバイスがRFIDリーダーとしても、RFIDタグのエミュレーターとしても使える点です。「タッチで決済」に代表される非接触モバイル決済はその代表例です。また、2台のNFCデバイスは、触れ合うほど近づければ相互にデータを送受信できます。

ただしNFCは万能なRFIDシステムではありません。13.56MHzの高周波RFID帯域のみで動作するため、設計上ごく短距離での通信に限定されます。

RFIDブロッキング

RFID信号は、適切な素材を使えば遮断することができます。パッシブ型タグはリーダーにかなり接近しないと動作しないため、銀行カードへの採用が進みました。多くの国では、カード端末にかざすだけで支払える「タッチ決済」が利用できます。しかし一方で、財布越しにカードを読み取って少額を盗むという新しい手口の犯罪も生まれました。

また、不正なリーダーを使ってRFIDタグを密かに複製されるリスクもあります。スマートフォンのNFC機能は、その手法のひとつになり得ます。

こうした背景から、RFIDブロッキング対応の財布が人気を集めています。RFID技術を含むカードを専用ポーチに収納すれば、所有者に知られずにカードを読み取られることを防げます。

RFIDの多彩な活用事例

RFID技術の最も古く有用な用途のひとつが、家畜の追跡でした。現在では、製品や部品、その他あらゆる移動体の管理にも広く使われています。RFID技術があれば、製造工場から販売店まで、商品の流れを一貫して追跡できます。

前述のとおり、RFIDは銀行カードやスマートカード、各種認証システムにも採用されています。IoT（モノのインターネット）の普及に伴い、物理的な物体のデジタル化において不可欠な存在になりつつあります。

ペットや一部の人間にもRFIDタグが注入されています。ペットの場合は、迷子になった動物を見つけ出す手段となります。人間の場合は医療分野での応用も期待されており、一部のRFIDシステムにはセンサー機能も組み込むことができます。

RFIDあるいはそれに類する技術は、現実世界の物体や存在にデジタルアイデンティティを与えるうえで、間違いなく重要な役割を果たすでしょう。あらゆるものが自動化されていく未来において、「どこに何があり、それに何が起きているのか」を正確に把握するための、事実上唯一の確実な手段となるのです。