RFIDリーダーの種類と選択方法

25.1.2020
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RFIDリーダーを正しく選択するために

RFIDリーダーライター(一般的にRFIDリーダーと呼ばれますが書き込みも可能です)は、国内メーカーから海外メーカーと様々な種類があります。リーダーの特長を理解し、使用するアプリケーションに最適なものを選択することが重要です。スペック上同じように見えても、様々な観点から多くの異なる点がある場合もあります。

1.RFIDリーダーの種類

RFIDアンテナやRFIDタグと同様に、RFIDリーダーは各国の電波法に合わせた周波数帯で使用するように設計されています。

日本周波数(TELEC)(916.7~923.5MHz)
北米周波数(FCC)(902~928 MHz)
欧州周波数(ETSI)(865~868MHz)
など

システムを日本以外で運用する場合、 各国固有の規制ガイドを確認してください。

モバイルリーダー

ハンディターミナル型リーダー:モバイルコンピュータとRFIDリーダーが一体となったデバイス。リーダーが高い読取速度を維持しながら様々なプログラムを実行できるようにする様々な機能があります。

セパレート型/ジャケット型リーダー:Bluetoothや補助ポートを介してスマートデバイスに接続し、ダウンロードまたはカスタム開発されたアプリケーションを使用して機能する小型のリーダーです。

固定型リーダー

卓上型リーダー

固定型リーダー

2. 日本電波法によるカテゴリ

特定小電力タイプ

EIRPが500mW以下(27dBm以下)
アンテナ利得は3dBi 以下(絶対利得)
等価等方輻射電力が絶対利得3dBi の送信空中線に250mW の空中線電力を加えたときの値以下となる場合は、その低下分を送信空中線の利得で補うことができます。

構内無線局タイプ

EIRPが4W以下(36dBm以下)
アンテナ利得は6dBi以下(絶対利得)
等価等方輻射電力が絶対利得6dBiの送信空中線に1Wの空中線電力を加えたときの値以下となる場合は、その低下分を送信空中線の利得で補うことができます。

3. 電源オプション

ACアダプタ:固定型や卓上型のRFIDリーダーに電力を供給する最も一般的な方法は、コンセントから電源アダプタで接続することです。

PoE:RFIDリーダーに電力を供給するもう1つの一般的な方法は、PoE(Power over Ethernet)です。PoEはイーサネットケーブルを使用して、リーダーへの給電とデータの送受信の両方を行います。PoEを使用する利点は、リーダーの設置場所にコンセントが必要ないことです。

車載:車両にRFIDリーダーが必要なアプリケーション(トラック、フォークリフトなど)では、車載用に特化して開発されたリーダーを検討する必要があります。車載電源からRFIDリーダーに電力を供給することで、広いエリアを走行しながらRFIDタグを読み取り、フォークリフトが拾い上げてパレットを読み取るなどのソリューションです。

バッテリ:バッテリを使用するとコードレスで移動できる利点がありますが、連続使用した後に充電する必要があります。

4. インターフェース

WLAN:無線接続は、RFIDソリューションにコードレスで柔軟なオプションを提供します。WLANアクセスポイントとして動作するリーダーもあり、他のリーダーとルーターなしで接続できます。プリンターまたはその他のスマートデバイスをリーダーに接続することも可能です。

Bluetooth:Bluetoothを使用すると、リーダーはワイヤレスでホストコンピューターに接続できます。Bluetoothは一般に、携帯電話やタブレットなどのスマートデバイスに接続するために使用できます。

有線LAN:ネットワークに接続すると、リーダーはプログラムやその他の接続されたデバイスと通信ができます。

シリアル:シリアルポートは、9ピンシリアルケーブルまたはUSBケーブルを使用して、ホストコンピューターに直接接続します。シリアル接続はシンプルなアプリケーションに最適です。

5. アンテナポート

1ポートのものから2ポート、4ポート、8ポートや16ポートのものがあります。またマルチプレクサを使用することで1024個のアンテナを使用することが可能なものもあります。

6. GPIO

RFIDリーダーのGPIO(汎用入出力)接続は、モーション検出などのオプションのデバイスに使用されます。リーダーの読み取りのトリガーに使用したり、読取結果を緑色のライトで知らせるなどにも使用されます。補助デバイスの追加を決定する場合、効果的に動作するために必要な電圧の量を理解することが重要です。リーダーが供給できるよりもはるかに高い電圧を使用する場合もあり、GPIOボックス 補助デバイスに追加の電力を供給する必要があります。

入力:汎用入力デバイスは、デバイスがリーダーに信号を送信しソフトウェアがリーダーにアプリケーションに固有の機能を実行するように命令したりします。

出力:汎用出力デバイスは、リーダーが特定のタグを読み取った場合、ソフトウェアがライトをオンにするなどの特定の機能を実行するように補助デバイスに伝える電気信号を送信します。

7. 屋内仕様または屋外仕様

RFIDシステムでは、水やほこりに対する侵入保護のためにテストする必要があります。すべての電子機器は、IP 00からIP 69の範囲の米国IEC規格60529および英国規格EN 60529により、埃や水からの侵入保護等級(IP)で評価されています。

2つの数字でIPの省略形を表現します。第1の数字は、人体及び固形異物に対する保護を表わします。第2の数字は、水の侵入に対する保護について表わします。経年変化、温度変化や同様のものの影響を考慮しません。

人体及び固形異物に対する保護。

第一記号説明
0 = 無保護
1 = 直径50mmより大きい固形物に対する保護
2 = 直径12mmより大きい固形物に対する保護
3 = 直径2.5mmより大きい固形物に対する保護
4 = 直径1.0mmより大きい固形物に対する保護
5 = 塵挨の侵入の制限 (正常な動作や安全性を阻害するような粉塵の侵入に対する保護)
6 = 防塵 (塵挨に対する完全な保護)

水の侵入に対する保護

第二記号説明
0 =無保護
1 =鉛直に滴下する水に対する保護
2 =鉛直から 15°以内から滴下する水に対する保護
3 =鉛直から 60°以内からの散水に対する保護
4 =任意の方向からの散水に対する保護
5 =任意の方向からの水の噴流に対する保護
6 =任意の方向からの水の強い噴流に対する保護
7 =一時的な水没に対する保護
8 =加圧条件下での長時間の水没に対する保護

例として:
IP54 =塵挨の侵入の制限と任意の方向からの散水に対する保護
IP65 =防塵 (塵挨に対する完全な保護)と任意の方向からの水の噴流に対する保護

屋外、屋内、および極端な温度状況のアプリケーションでは、高いIP保護等級および/または広い動作温度範囲を持つリーダーが必要になります。

8. 価格

モバイルタイプで数万円~30万円程度。
卓上型や固定型は数万円~25万円程度。
ビームアレイタイプでは20~50万円程度。

中小企業者等の少額減価償却資産の取得価額の損金算入の特例も適用考慮できます。

9. その他のオプション

バーコード:1次元バーコードリーダーまたは2次元イメージャーも同時に利用できる場合、RFIDと組み合わせて利用することでRFIDタグが使用されていない場合に、従来のバーコードを使用することもできます。

GPS:GPS機能搭載のモバイルRFIDリーダーは、特に数百メートル規模で展開する際に非常に役立ちます。GPS座標は読み取られたタグに関連付けることができ、その場所の情報を管理できます。

カメラ:カメラ機能もタグの読み取りと写真、GPS座標などを組み合わせて利用すると検査記録などで利用する場合に便利です。

電話:電話機能を搭載したRFIDリーダーは、Wi-Fiやその他の方法で接続できないリモートサイトで使用されます。

10. オンボードコンピュータ(OS搭載)

プロセッサを搭載したスマートリーダーは、コンピューターで実行する代わりにリーダー内でアプリケーションを実行できます。オンボード処理を行うリーダーでは、メモリ容量がアプリケーションを開発するときに重要になります。タグの読み取りデータを保存およびバッファリングする機能は、ネットワーク接続が利用できない場合に大きな利点になります。データを保存することで、データを後でネットワークまたはホストコンピューターにアップロードできます。

11. 開発環境 SDK・API

API(アプリケーションプログラムインターフェイス)は、特にソフトウェアを開発する前、RFIDリーダーを購入する前に考慮する重要なものです。APIによりハードウェアとソフトウェア/ミドルウェア間のよりシームレスな通信が可能になります。各メーカーには独自のAPIがあるため、特定の開発環境に最適なAPIを調査することが重要です。メーカーなどのサイトに公開されている(ダウンロードできる)ことも多く、事前に調査可能です。

シェン・ヒーローは最適なリーダーをアンテナやシステムとともにご提案します。

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