このページの内容は，Software Design 2004年11月号 pp.88-99に掲載された， 「RFIDを使ってみよう 概要編」をHTML化したものです．分量が多いため，三つのページに分割してあります．本文中の「現在」などは「2004年9月」を指します．

ここでは，RFIDの基本について説明します．

• 第一回: RFIDを使ってみよう概要編
  • RFIDの基本
    1. はじめに
    2. RFIDの概要
    3. RFIDタグの動作原理
  • RFIDの種類
  • RFIDの展望
• 第二回: RFIDを使ってみよう実践編1
• 第三回: RFIDを使ってみよう実践編2

最近，「RFID」（「無線ICタグ」，「ゴマ粒チップ」）といった言葉が一般の新聞や雑誌の見出しを頻繁に躍らせるようになって来ました．みなさんもこれらの言葉を耳にしたことがあるかと思います．しかし，RFIDという言葉や大まかなイメージは知っていても，その技術的な特徴や具体的なインパクトについてはなかなか知る機会がないのではないでしょうか．まして，直接生のRFIDタグを手にしたことがある方は，職業的にRFIDシステムの研究・開発を行っていない限り，ほとんどいないのではないかと思います．

RFIDは，一言で言うなら，現実世界の様々なモノに電子的なIDを割り当て，デジタル情報と結びつけることができるシステムです．基本的な機能はとてもシンプルですが，このIDをネットワーク上のデータベースと結びつけることで，モノを一意に特定できるため，さまざまな応用が可能になります．

たとえば，物流業界では，RFIDを高機能なバーコードとして期待しており，物流を効率化し，コストを削減する手段であると考えています．また，RFIDを用いた電子乗車券・電子マネーシステムであるJR東日本のSuicaは，既に800万人以上に普及しています．

さらに，RFIDの可能性は，こうしたバーコードやチケットの代替だけには留まりません．RFIDを用いて日常生活のさまざまなモノを電子的にリンクすることで，現実世界と仮想世界を結びつけた新しいインタフェースやサービスを提供できる可能性があります．筆者は，人々の生活を直接的に豊かにする可能性を持つ，この第三の応用分野に特に注目しています．

こうした新しい応用分野を切り開くためには，RFID技術が多くの人々に認知されると共に，開発者の裾野を増やしていく必要があります．実際に，ソフトウェアの世界では，多数の個人レベルの開発者の活躍により，ユニークなソフトウェアが多数生まれています．その一方，RFIDシステムを個人レベルで開発するためのリソースは今のところほとんど見かけられません．そこで，本連載ではRFIDシステムを実際に開発するための実践的な情報についても，適宜まとめていきます．

本連載は全三回を予定しており，初回となる今回は，RFIDについての基本的な概念や，技術的な要素，及びその発展性などについて，幅広く説明します．次回以降は，RFIDを利用した具体的なシステムについて，実際に読者が手元で試せる形で紹介していく予定です．

RFID(Radio Frequency IDentification)とは，「カード状またはタグ状の媒体に、電波を用いてデータを記録または読出しを行い、アンテナを介して通信を行う認識方法」(日本自動認識システム協会の定義より引用)のことです．一言でいうなら，「通信媒体に電波を用いたIDシステム」ともいえます．

RFIDシステムは，「タグ」と「リーダ/ライタ」を中心として構成されます(図1)．

タグは，主に0.4〜1mm角程度の小さな半導体チップとアンテナから構成されます(図2)．半導体チップにはメモリが搭載され，特定のIDなどを格納する媒体として機能します． RFIDタグには，電池を内蔵しないパッシブタイプと，電池を内蔵するアクティブタイプが存在する他，無線周波数帯や機能，形状などの面で，さまざまな種類があります．こうしたRFIDタグの種類については，RFIDの種類で詳しく説明します．

リーダ/ライタはタグ内のメモリからIDなどの読み取り/書き込みを行うための装置です．通信処理を行う半導体チップや，電波を通して通信するためのアンテナ，及びPCなどの上位のシステムと接続するためのポート（シリアル，USB，無線LANなど）から構成されます．

リーダ/ライタから，アンテナを介してタグに無線でコマンドを送信することで，タグ内のメモリに対してデータ（IDなど）を読み込み/書き込みすることができます．

実際に，リーダ/ライタがタグのIDを読み取る流れは以下のようになります．ここでは，電池を内蔵しないパッシブタグの場合について説明します．

1. コンピュータなどの上位システムから，リーダ/ライタにコマンド[タグIDの連続読取]を送る．
2. タグがリーダ/ライタの発生する無線フィールド内に入ってくる．
3. 無線信号により，タグに電力が供給される．
4. 無線信号を介してコマンドが送信され，タグはコマンドを受け取る．
5. タグがコマンドを解釈し，自分の持っているIDデータを無線信号で送信する．
6. リーダ/ライタはIDデータを受け取り，コンピュータに送信する．
7. コンピュータでは，そのIDデータを内部のテーブル（あるいはネットワーク上のデータベース）と照合し，特定の操作を実行する．

こうした手順を繰り返すことで，リーダ/ライタとタグの間でデータ通信が行われます．

一連の流れはそれほど複雑なものではありませんが，「RF信号により，タグに電力が供給される」部分については，電気的な知識がないと疑問を感じる部分かもしれません．次に，RFIDタグがなぜ電池なしで動作するのかについて，説明をします．

タグがRF信号から電力を供給される原理は，使用する周波数帯によって異なります．（RFIDタグの周波数帯については，RFIDの種類で詳しく説明します．） 13.56MHｚ以下の低い周波数では「電磁誘導方式」を，UHF帯や2.45GHz帯では「マイクロ波方式」を利用します．

「電磁誘導」方式では，コイル間の誘導起電力を用いて，電流を発生させます．まず，リーダのアンテナ（コイル）に電流が流れると，コイルに対して垂直方向に磁界が発生します．次に，この磁界をタグ側のアンテナ（コイル）が受けると，コイルに起電力が発生し，電流が流れます．さらに，リーダから送られる電磁波には，特定のデータ(コマンド）が変調されて載せられており，タグはアンテナで発生した電流で半導体チップを駆動し，データ成分を取り出します．

「マイクロ波方式」の場合は，アンテナを利用して電流を発生させます．この動作は，「鉱石ラジオ」（電池を内蔵しないのにラジオが聞ける装置）とよく似ています．鉱石ラジオでは，アンテナで空気中の電波を拾い，そこから電流（音声信号）を取り出します．マイクロ波方式のタグでは，鉱石ラジオとは異なり，一定の周波数帯の電波のみを受信するようになっています．そして，受信した電波から電流（データ信号）を取り出し，半導体チップでデータ成分を取り出します．

次に，RFIDタグのさまざまな種類について説明します．