5つの事実：アクティブRFIDテクノロジーとリアルタイムロケーションシステム
いつでも、どこからでも、資産の追跡と監視に関しては、アクティブ無線周波数識別（RFID）をリアルタイムロケーションシステム（RTLS）テクノロジーに組み込んだ屋内測位ソリューションの実装が急いでいます。
どうして？アクティブRFIDは確かに耐久性と信頼性が高く、読み取り範囲が比較的長く、データストレージ容量が堅牢であるためです。その上、それは一般的に手頃な価格であり、人間の介入をほとんどまたはまったく必要としません。
簡単に言うと、RFIDは、低電力の無線周波数波を使用してデータを送受信する無線通信の一種です。また、パッシブRFIDとアクティブRFIDの2つの基本的なタイプがありますが、リアルタイムの位置追跡の汎用性が高いため、主に後者に焦点を当てて説明します。
もちろん、テクノロジーに投資する前に、テクノロジーについてさらに学ぶことをお勧めします。そこで、はじめに、RFIDに関する5つの興味深い事実のリストをまとめました。
1）RFIDテクノロジーは、そのルーツを第二次世界大戦中のレーダーテクノロジーの出現にまでさかのぼる歴史を誇っています。
電波の概念は1800年代に電磁エネルギーに関する最初の理論で登場しましたが、RFID技術は、第二次世界大戦中にレーダーを使用して何マイルも離れたところから接近する飛行機に警告することで最初に登場しました。しかし、初期の形態では、この技術にはこれらの飛行機が誰に属しているかを特定する方法がありませんでした。
この課題を克服することを決意したイギリス人は、秘密の研究開発プロジェクトを立ち上げ、最初のアクティブな敵味方識別装置を生み出しました。 （IFF）システム。今日のRFIDテクノロジーと同じように、電波送信を使用して友好的な航空機を識別しました。これは、軍や民間の航空交通管制業務で現在も使用されている先駆的な発明です。
1950年代と60年代には、レーダーと無線周波数通信システムにいくつかの進歩が見られました。これには、RFエネルギーを使用してオブジェクトをリモートで識別する研究が含まれます。そして1973年、アメリカの発明家マリオカルドゥッロは、書き換え可能なメモリを備えたアクティブなRFIDタグについて米国で最初の特許を取得したとされています。
ほぼ同時に、ロスアラモス国立研究所は、核物質の輸送を安全かつ確実に追跡するためのシステムの開発に着手しました。これは、米国農務省の要請により、牛を追跡するために作り直された発明です。
これらの開発により、1980年代から90年代にかけてRFIDテクノロジーを採用して、道路通行料の徴収や鉄道車両の監視などの遠隔活動を実現する道が開かれました。
モノのインターネット（IoT）が1990年代後半に普及し始めたため、リアルタイムロケーションシステムでのアクティブRFIDの普及も進み、2000年までに1,000件を超える特許が提出されました。ZionMarketResearchによると、世界中でRFID機器市場は活況を呈し、2022年までに250億米ドル以上に達すると予想されています。
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2）アクティブなRFIDシステムは、デバイスの種類と複雑さの点で異なる場合がありますが、すべてに少なくとも3つのハードウェアコンポーネント（リーダー、アンテナ、タグ）があります。
アクティブRFIDシステムがどのように機能するかを理解する最良の方法は、人体のコンテキスト内でそのハードウェアコンポーネントを考えることです。
アクティブRFIDリーダー
読者（または時々呼ばれる質問者）は 頭脳です 電波を送受信してアクティブなRFIDタグと通信するという点で、操作の概要です。
その際、通常、1つまたは複数のアンテナと、リーダーから処理されるシステムに情報を転送するソフトウェアアプリケーション（一般にミドルウェアと呼ばれます）を使用します。ほとんどの場合、RFIDリーダーは、固定とモバイルの2つの異なるフォームファクタのいずれかで提供されます。
その名前が示すように、修正済み リーダーは1つの場所にとどまり、通常は壁、ポータル、または読み取りゾーンに適したその他の構造に取り付けられます。
通常、アクティブタグを正確に読み取るには外部アンテナが必要なため、必要なカバレッジエリアに応じて、1つ以上の追加アンテナを接続するための外部ポートが組み込まれています。
一方、モバイル RFIDリーダーは、アンテナが統合されているか外部に接続されている、特にコンパクトなハンドヘルドデバイスです。柔軟性で知られているため、ホストコンピュータやスマートデバイスと通信しながら、ほとんどどこにでも取り付けたり持ち運んだりできます。
アクティブRFIDタグ
電池式のタグは ハートとして機能します アクティブなRFIDシステムの物体に貼り付けられると、心臓が臓器の機能を維持するために体に血液を送り込むように、それらは継続的に独自の信号をブロードキャストします。
とはいえ、アクティブタグはこれらの信号を使用して、資産の場所をリアルタイムで追跡しながら、情報を非常に高速で記録します。そのため、移動中の貴重な資産を監視するのに特に適しています。
現在のところ、これらのタグにはさまざまなサイズと形状があり、通常、バッテリーの寿命は数年です。また、読み取り範囲が長い（300フィート以上）。視線は必要ありません。周囲の温度や湿度など、単純な測位以外のデータを生成できます。ただし、マイナス面として、コストはタグあたり約5ドルから最大20ドルまで大きく変動する可能性があります。
アクティブRFIDアンテナ
そして最後に、RFIDアンテナは、心臓との間で血液を運ぶ体の動脈と静脈に類似しています。そのことを念頭に置いて、これらはリーダーの問い合わせ信号を送信してタグを「ウェイクアップ」し、アンテナを介して一意の識別信号をリーダーに送り返すために使用されます。
アンテナには、さまざまな要因に応じて、さまざまなサイズとデザインがあります。手始めに、アンテナが取り付けられる場所（屋内または屋外）と同様に、環境条件（温度および/または湿度レベル）が重要です。同様に、読み取り範囲も重要です。たとえば、アンテナのサイズを大きくすると、読み取り範囲を長くすることができます。
3）アクティブRFIDには、ビーコン、トランスポンディング、インテリジェントの3種類があります。
アクティブRFIDには3つの特徴的なタイプがあり、それぞれがさまざまなユースケースに適しています。各タイプの基本は次のとおりです...
ビーコン技術
最も一般的なタイプのビーコンRFIDは比較的単純なシステムであり、バッテリー駆動のタグが暗号化された識別メッセージを100ミリ秒ごとから5秒ごとの速度でビーコンします。
コストと電力効率が低いことから、ほとんどの場合、Bluetooth Low Energy（BLE）テクノロジーを使用していますが、市場には同様に機能する独自のテクノロジーがいくつかあります。
コストが上がるにつれて、タグの価格は5ドル（基本的なビーコンの場合）から100ドル（ヘビーデューティーの種類の場合）の範囲になりますが、データ送信に関連する費用はリーダーの状態によって異なります。ビーコンRFIDシステムは、タグが移動したときにのみリーダーがデータを送信する場合に最も費用効果が高く、ブロードキャストされる情報の量が少なくなります。
転送
自動料金徴収システムは、アクティブRFIDをトランスポンディングする優れた例です。本質的に、これらのシステムは、パッシブリーダー、アンテナ、および無線信号を送信しないが受信する車両に取り付けられたアクティブなバッテリー駆動のトランスポンダーまたはタグで動作します。
そのため、車が収集レーンに入ると、パッシブリーダーはアクティブなトランスポンダーを「ウェイクアップ」する信号を発し、中央のコンピューターに一意のシリアルID番号をブロードキャストして、支払いを記録するために保存します。
このハイブリッド機能は、バッテリーの寿命を約10年以上に延長するだけでなく、最小限のインフラストラクチャも必要とします。このタイプのアクティブRFIDは料金徴収の標準になりましたが、長い読み取り範囲や一定の追跡を必要としない他の資産ロケーションソリューションでも機能します。
インテリジェントRFID
インテリジェントRFIDは、アクティブRFIDのビーコンとトランスポンディングを組み合わせたハイブリッドでもあります。このシナリオでは、インテリジェントアクティブRFIDタグは、確立された間隔でウェイクアップし、環境をスキャンして近くの固定基準点ビーコンを探し、位置を計算するために使用するように設計されています（「インテリジェント」機能）。次に、タグはこのデータをリーダーに送り返します。
これらのインテリジェントなアクティブRFIDシステムは、いくつかの説得力のある理由から、ビーコンRFIDよりも大幅に費用効果が高くなります。 （実際、Link Labsでは、これらの利点に非常に感銘を受けたため、AirFinderリアルタイムロケーションシステムをビーコンからインテリジェントRFIDに変換して、顧客のコストを削減しました。）
手始めに、これらのシステムは、場所の精度が高く、インフラストラクチャの負荷が少ない一方で、IT統合をほとんどまたはまったく必要としません。同様に、バックエンドを介して送信するデータは、アセットの場所と状態の変化のみです。 当然、データの負担が軽減されるため、タグのバッテリー寿命が大幅に延びます。
4）RFIDシステムは、電磁スペクトル内の3つの基本周波数（低、高、超高）で送信します。
低周波（LF）RFID
これらのRFIDシステムは、30〜300 KHzの一般的な周波数範囲で動作し、読み取り範囲は最大10センチメートルです。
これは、特に短い読み取り範囲、限られたメモリストレージ、およびより高い周波数の送信を備えたシステムよりも遅いデータ送信速度に変換されます。ただし、一方で、LFRFIDタグは金属や液体の周囲でより優れたパフォーマンスを発揮します。
タグあたりの平均コストが比較的低く（0.75ドルから5.00ドル）、低周波RFIDは主に動物の追跡（広大な牧場を考えてください）とアクセス制御（キーカードなど）に使用されます。ただし、より長い読み取り範囲を必要としない他のアプリケーションに展開できます。
高周波（HF）RFID
3〜30 MHzの一般的な周波数範囲と約30センチメートルの読み取り範囲を備えた、HF RFIDシステムは、電子チケットや支払いの転送、およびその他のタイプのスマートカードに適しています。
たとえば、HF RFIDに基づいた近距離無線通信（NFC）テクノロジは、ホテルのキーカードなどの一般的なアプリケーションによく使用されます。補足として、アセットの場所に関するRFIDとNFCの違いについて詳しく説明しました。
さらに、LFと同様に、HFは磁気結合を使用してRFIDタグとリーダーの間で通信します。したがって、これを電源として使用することにより、HFタグは、摩耗によって損傷しない限り、通常、アプリケーションの寿命の間機能し続けます。
また、タグをさらに魅力的にするために、これらのタグはタグあたり約0.35ドルから10.00ドルと比較的安価で、通常はサイズが小さくなっています。
極超短波（UHF）RFID
UHFアクティブRFIDシステムの周波数範囲は400MHz〜3 GHzで、読み取り範囲は30〜100メートル以上と、データ転送速度が速くなっています。さらに、インフラストラクチャのコストがかなり低く、メモリ容量が大きいです。
同様に重要なのは、タグが内部バッテリーから電力を供給され、所定の間隔でプロアクティブにビーコンを送信し、RFIDリーダーによって検出され、処理のためにホストシステムに渡されることです。
ただし、欠点として、UHF RFIDタグはタグあたり平均25ドルから50ドルの価格でより高く、金属、液体、電磁信号からの干渉にかなり敏感ですが、革新的な設計によってこれらの問題の一部が軽減されています。同時に、電池式であるため、これらのタグの寿命は3〜5年に制限されています。
アクティブなUHFRFIDアプリケーションは、モバイルアセット（貨物コンテナ、大型機器、車両など）や、建設ツールやレイダウンヤードなどの広いエリアに保管されている資材などのアセットを追跡するために一般的に使用されます。
5）RFIDテクノロジーは、過去20年間で、形式、機能、およびアプリケーションにおいて長い道のりを歩んできました。
IoTデバイスがますますユビキタスになるにつれて、アクティブなRFIDテクノロジーは、特にリアルタイムの資産追跡と追跡に関して、ますます高度になっています。実際、資産の可視性を24時間年中無休で維持することにより、あらゆる種類と規模の組織が収益を改善するだけでなく、人命を救い、危険なイベントを軽減し、負債を削減しています。
とはいえ、過去20年間で、アクティブRFIDテクノロジーには次のような進歩がいくつかありました。
- 温度、湿度、振動などの環境要因を監視するための革新的なセンサー技術を組み込んだアクティブRFIDタグ
- ますます小型化され、より薄く軽量で、より多くのメモリを備えたスマートRFIDタグ
- 読み取り速度（毎秒1,000〜1,200タグ）と感度が向上し、データ転送用の接続オプションが増えた、コストのかからないRFIDリーダー
- 軽量でかさばらない、さまざまな専用アンテナ
- データフローを管理するためのクラウドベースのアプリケーションとサービス。これにより、ITサポートをほとんどまたはまったく必要としないソリューションを作成します。
- インフラストラクチャの要件が少なく、電力効率とデータ効率がはるかに高いリアルタイムロケーションシステム。
もちろん、これらすべての進歩により、アクティブRFIDは、さまざまな貴重な資産を管理するために、AirFinderなどの革新的なBluetoothRTLSソリューションに複数の業界で展開されています。次にいくつかの例を示します。
ヘルスケアおよび緊急事態管理のためのRTLS
病院は、アクティブなRFIDタグとBLEセンサービーコンの組み合わせを活用するRTLSソリューションを使用して、部屋と床の間を移動する医療機器の位置と状態を追跡することにより、患者のケアを大幅に改善しています。
また、屋内と屋外の両方でシームレスな可視性を提供するAirFinder SuperTagの導入により、災害地域や大流行時に待望の緊急医療サポートを提供する移動式野戦病院にも同じメリットを提供できるようになりました。
ホスピタリティ業界の安全性
ホスピタリティの従業員を彼らが働く施設内で常に安全に保つ必要があることを考えると、AirFinderはRFIDテクノロジーとBluetoothおよび超音波を組み合わせて、軽量で簡単に着用できるホテルのパニックボタンシステムを作成します。各部屋のシンプルなプラグインデバイスを実行するように設計されており、遭難信号をすばやく送信して、従業員の正確な場所を登録します。
交通ハブでの貨物追跡
輸送ハブでのRFIDRTLSソリューションには多くの使用例がありますが、より一般的なもののいくつかは、移動中の大量のパレットの監視だけでなく、重要な貨物の場所の追跡を含みます。同様に、これらのソリューションを導入して、CoCを維持し、気候に敏感な資産が高温または湿度によって損傷する可能性のあるエリアに移動されないようにすることができます。
製造資産管理
運輸業界と同様に、あらゆる種類と規模の製造業務で、さまざまな重要な機能に対してより頻繁にアクティブなRFIDRTLSを実装しています。
確かに、彼らはこれらのソリューションを製造資産管理に採用し、建物内および建物内の機器と従業員の両方のリアルタイムの位置を追跡しています。原材料やその他の移動可能な在庫を保管するために使用されるパレットについても同じことが言えます。同様に、彼らは高価な機器に影響を与える可能性のある温度と動きの環境変動を監視しています。
最終的な考え…
IoTの不可欠なコンポーネントとして、アクティブRFIDテクノロジーは、RTLSソリューションをより簡単で、費用効果が高く、より信頼性の高いものにしました。しかし、ご想像のとおり、RFID市場が指数関数的に成長しているため、これらのシステムは今後も改善され続けるでしょう。ですから、基本的な知識が得られたことを願っていますが、RFIDのすべての詳細については、遠慮なくお問い合わせください。 
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