RFID徹底解説：仕組み・規格・導入の実務ポイントと今後の展望

2025年12月17日 最終更新日時 : 2025年12月17日 エバープレイ編集部

はじめに：RFIDとは何か

RFID（Radio Frequency Identification、無線周波数識別）は、電波を用いて物体に取り付けたタグとリーダー間で情報をやり取りする技術です。バーコードと異なり、非接触で複数タグを同時に読み取れる点や、保管状態や角度の制約が少ない点が強みです。小売、物流、製造、医療、公共交通など多岐にわたる分野で採用が進んでいます。

歴史と発展の概観

RFIDの起源は第二次世界大戦中のレーダー識別技術にさかのぼります。商用化は1970〜1990年代に進み、2000年代に入るとEPC（Electronic Product Code）やUHF帯の規格が確立され、サプライチェーンでの利用が加速しました。近年はNFC（Near Field Communication）やセンサ一体型タグ、低コストタグやチップレスRFIDの研究が活発です。

主な周波数帯と特徴

  • 低周波（LF、~125–134 kHz）: 読取距離は数センチ〜10センチ程度。金属や水の影響を受けにくく、動物識別や一部のアクセス制御で使用されます。
  • 高周波（HF、13.56 MHz）: 読取距離は数センチ〜1メートル程度。ISO 14443（交通系ICカード、NFC）やISO 15693（近接／非接触タグ）などの規格があります。スマートカードや図書館、決済などで広く使われます。
  • 超高周波（UHF、860–960 MHz帯）: 読取距離は数メートル〜十数メートル。高速で多数のタグを同時に読み取れるため、在庫管理・物流で主流。地域ごとに許可される周波数帯が異なります（例：欧州は865–868 MHz、北米は902–928 MHz）。
  • マイクロ波（2.45 GHzなど）: 高速通信が可能ですが、減衰や指向性の課題があります。特殊用途で利用されます。

RFIDの構成要素

  • タグ: チップとアンテナを備える部品。パッシブ（電源なし、リーダーの電波を利用）、セミパッシブ（バッテリで内部回路を動作）、アクティブ（バッテリ搭載で長距離通信が可能）があります。
  • リーダー（インタロゲータ）: 電波を発してタグに応答を求める機器。固定式リーダー、ハンドヘルドリーダー、ゲート型リーダーなどがあります。
  • アンテナ: リーダーとタグ間で電磁界を形成する要素。指向性や利得が読み取り範囲に影響します。
  • ミドルウェア／ソフトウェア: リーダーからの生データをフィルタリング、集約、管理システム（WMS、ERP）へ連携する役割を担います。

通信方式と主要規格

代表的な規格として、ISO/IEC 14443（NFCカード）、ISO/IEC 15693（近接タグ）、ISO/IEC 18000シリーズ（LF/HF/UHFの詳細仕様）、EPCglobal Gen2（UHF向けのEPC C1G2: ISO 18000-6C）が挙げられます。これらはタグの空中プロトコル、アンチコリジョン（複数タグ同時読み取りの衝突回避）、セキュリティ機能を規定しています。

原理：エネルギー供給と通信（バックscatterと誘導結合）

パッシブタグはリーダーからの電波で整流回路を動作させ、チップを動作させます。LF/HF帯は誘導結合（磁界結合）で動作し、リーダーとタグのアンテナが磁界を介してエネルギーをやり取りします。UHF帯ではバックscatter（反射変調）を用い、タグは受信した電波を部分的に反射して応答を返します。この差が読取距離やアンテナ設計に影響します。

性能指標と実測での注意点

  • 読取率（Read Rate）: 単位時間当たりに正しく読み取れる割合。現場では金属、液体、タグの向き、タグ密度、リーダーの出力・配置が影響します。
  • スループット: 同時に処理できるタグ数や1分間あたりの読み取り件数。大量読み取り時はアンチコリジョンアルゴリズムやチャネル設定が重要です。
  • 読み取り範囲: リーダーとタグの設計・出力、環境による。UHFで数メートル、HF/NFCは数センチ〜1メートルが目安。

導入時の実務ポイント

  • タグの選定: 用途（在庫管理、資産管理、アクセス制御）に合わせて周波数、耐久性、防水性、サイズ、オンメタル性能（金属面で動作するタグ）を選ぶ。
  • アンテナ配置とリーダー配置の設計: リードタイムの短縮と死角の抑制のためにフィールド測定（サイトサーベイ）を実施すること。
  • ミドルウェアの設計: フィルタリング、重複排除、イベント管理、ERP/WMS連携を考慮する。
  • 規制・周波数の確認: 国や地域で使用可能な周波数帯と最大出力は異なるため、ローカル規制に準拠すること。

セキュリティとプライバシー

RFIDは無線で情報がやり取りされるため、スキミング（不正読み取り）、クローン（複製）、中間者攻撃のリスクがあります。対策としては、アクセス制御・認証（チャレンジレスポンス）、タグ内のデータ暗号化、PIN保護、キルコマンド（タグを無効化する機能）があります。特に個人情報を含む用途では、プライバシー保護の設計（最小必要情報の保存、読み取り範囲の制御、セキュア要件の明文化）が必須です。

代表的な応用事例

  • 小売／在庫管理: 棚卸しの自動化、店舗での迅速な在庫確認、万引き防止との組合せ。
  • 物流／サプライチェーン: パレットやコンテナのトラッキング、入出荷の自動化、トレーサビリティ強化。
  • 資産管理: IT機器や医療機器の所在管理、耐久性の高いオンメタルタグによる資産追跡。
  • アクセス制御・認証: 社員証、入退室管理、機器制御。
  • NFCと決済・スマートポスター: スマートフォンによる支払いや情報取得、近接通信を活用したUX。
  • センサタグ: 温度や衝撃を記録するタグの組み合わせでサプライチェーンの品質管理を実現。

導入時に陥りがちな失敗と対策

  • 現場環境を軽視してタグを選ぶと読取不能が発生する → サイトサーベイと試験導入を行う。
  • ミドルウェアと業務システムの連携を後回しにすると運用負荷が増す → 早期にインタフェース設計とデータモデルを確定する。
  • セキュリティ要件が不備だと個人情報漏えいリスクが高まる → リスクアセスメントと暗号化・認証設計を実施。

コスト構造

コストはタグ単価、リーダー、アンテナ、ミドルウェア開発、インテグレーション工数、保守で構成されます。タグの大量購入や汎用タグの利用で単価は下がりますが、特殊環境（高温、金属面、極薄）では専用タグが必要になりコストが上がります。PoC（概念実証）を通じてTCO（総所有コスト）を評価することが重要です。

今後の技術動向

  • チップレスRFID: 印刷技術や反射パターンを活用し、さらに低コスト化する研究が進行中。大量消耗品や包装材への埋め込みが期待されます。
  • センサ一体型タグ: 温度、湿度、衝撃などを計測しブロックチェーン等の記録システムと連携する事例が増えています。
  • プライバシー強化技術: 応答に制限をかけたり、匿名化・トークン化する技術が求められます。
  • エッジコンピューティングとの結合: リアルタイムなイベント処理やフィルタリングをリーダー近傍で行うことで帯域と遅延の課題を解決します。

導入チェックリスト（実務向け）

  • 目的の明確化：何を測る／追跡するのか。
  • 現場調査：金属、液体、温度、遮蔽物の有無を確認。
  • タグと周波数の選定：読み取り距離と環境に合わせる。
  • リーダー配置設計と測定：サイトサーベイを実施。
  • セキュリティ設計：暗号化、認証、アクセス制御ルールの策定。
  • データ連携：ミドルウェアと業務システムの接続設計。
  • PoCとパイロット導入：段階的に拡張。

まとめ

RFIDは非接触で大量の物品を効率的に識別できる強力な技術です。適切な周波数・タグ選定、リーダー設計、ミドルウェア連携、セキュリティ対策を行うことで、運用効率や可視性を大幅に向上させられます。一方で環境依存性やプライバシー、規制への対応などに留意する必要があります。導入はPoCでの検証を重ね、スケールへ移行する段階的な計画を推奨します。

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