RFID Technik

Auch wir werden häufig gefragt: “Was macht Ihr denn sonst noch außer CD/DVD Roboter und Etikettendrucker?”.

Wie unsere regelmäßigen Leser und zahlreiche Kunden wissen, ist eines unsere Spezialgebiete auch RFID – also Lesegeräte, Türöffnungen, Zeiterfassungen und Sonderlösungen mit RFID Technik.

Und schon ist sie da – die Frage: Was ist RFID eigentlich?

RFID steht für Radio Frequenz Identifikation (Radio Frequence IDentification) und ist eine Form der automatischen berührungslosen Datenerfassung (Auto-ID) und Übertragung, bei der kleine Sender zum Einsatz kommen, die an Geräten, Menschen, Lebensmitteln oder irgendwelchen Objekten befestigte Etiketten (Tags), Armbänder oder Inlays erfassen können. Der aktuell populärste RFID-Chip ist heute im neuen deutschen Personalausweis zu finden. In Warenhäusern zur Warensicherung und einfachen Inventur werden ebenfalls gerne Transponder eingesetzt.
Transponder wird aus dem englischen Wort Transmitter (Sender) und Responder (Antworter) zusammengesetzt. Das RFID Lesegerät erzeugt ein elektromagnetisches Feld um Daten zu senden oder zu empfangen. Sobald ein Transponder in die Reichweite des Feldes kommt, wird dessen Energiespeicher aufgeladen. Dadurch kann der innere Microchip Befehle empfangen und senden. So wird eine Kommunikation hergestellt. Hier unterscheidet man zwischen induktiver und elektromagnetischer Kopplung:

Induktive Kopplung (Nahfeld): Die ausgestrahlten Felder und die Antenne im Transponder kommunizieren mittels Induktion, hier wird der Chip mit Spannung versorgt
Fernfeld (elektromagnetische Kopplung): Hierbei wird eine Dipolantenne genutzt, um die Energieversorgung sicherzustellen.

Für den Transponder, ähnlich wie bei den Lesern, gilt: je nach Frequenz ist sowohl die Bauform als auch die Funktionsweise unterschiedlich. Beim LF-(125 kHz) und HF-Bereich (13,56MHz) werden über eine Spule Informationen auf den inneren Chip übertragen oder versendet. Bei beiden Frequenzen liegt eine weltweit einmalige Nummer, die UID, im Speicher des Chips. Für diesen Bereich wird die induktive Kopplung genutzt. Im UHF-Bereich ist die Übertragung etwas anders, die Spule wird als Dipol-Antennenbauform verwendet und überträgt und sendet so Daten.

Mit RFID ist eine schnelle, automatische und sehr genaue Datenerfassung in zahlreichen Bereichen wie z.B. Produktion, Logistik und Besucherstrommessung möglich.
Neben Einsatzmöglichkeiten beim Warenfluss (Wareneingang, Warenausgang) sind aber auch Instandhaltungs-Informationen auf Tags speicherbar und sinnvoll einzusetzen. Technisch unterscheidet man heutige RFID-Systeme in der Frequenz und in der Bauweise des Tags.

Bei den Frequenzen werden hauptsächlich 3 Bereiche eingesetzt

  1. LF-Bereich mit 125KHz
  2. HF-Bereich (13,56MHz), auch Mifare-Bereich genannt ISO14443 stellt nur ein Kommunikationskanal dar und gibt keine Applikations-bezogenen Details. Speicherorganisation ist entweder IC-spezifisch oder von anderen Dokumente/Standards spezifiziert. In dem Fall (MF1S50YYX) ist es Chip-spezifisch.
  3. UHF-Bereich (865.6-867.6MHz). In der EU wird dieses 2MHz Frequenzband genutzt mit 4 Kanälen je 200KHz. Es sind maximal 2W ERP = 3,28W EIRP erlaubt, sowie Einzelnutzung der Kanäle oder Hopping. (ETSI 302 208)
RFID Frequenzen Europa

Die unterschiedlichen Frequenzbereiche haben auch unterschiedliche Einsatzgebiete. In der Sicherheitstechnik verwendet man häufig Tags mit 13,56MHz. Auch um z.B. Besucher auf Messen auszustatten ist dieser Bereich am beliebtesten, weil der Mensch als Träger ggf. auch abschirmen kann und so UHF Tags stört. Man muss also genau schauen welchen Bereich man abdecken möchte.
Bei ISO18000-6 wird eine sehr allgemeine Organisation vorgeschlagen (die ganz anders als es bei MIFARE Classic ausschaut). Industriestandards wie EPC Global geben eine sehr detaillierte Speicherorganisation.

Wenn du dir einmal unser Portfolio an RFID Hardware anschauen möchtest, so geh auf https://www.karley.de/rfid_technik

Eigenschaften
125 khz 13,56 Mhz 868 Mhz 2,45 Ghz (passiv/aktiv)
Praktische Reichweite 0,2m 1,7m 5m / 100m 3m / 300m
Baugröße klein bis sehr groß groß mittel / sehr groß klein / sehr groß
Pulkfähigkeit nein ja ja / nein derzeit nein / ja
Datenübertragungsrate niedrig hoch sehr hoch sehr hoch
Einfluss von Metall mittel hoch sehr hoch sehr hoch
Einfluss von Flüssigkeiten sehr niedrig niedrig hoch sehr hoch
UHF-Tags sind häufig die günstigsten Tags und werden für größere Warenströme genutzt.

RFID-Tags werden vorwiegend in einer passiven Bauweise verwendet. Sie werden also durch die Energie der Funkwellen des Lesegeräts gespeist. So lassen sich diese einfach in Papieretiketten (Label) oder Karten integrieren und benötigen keine externe oder eigene Stromversorgung. Es gibt aber auch aktive Tags, die mit einer gesonderten Batterie versorgt werden. Solche Tags weisen häufig eine höhere Reichweite auf. Systeme sind so z.B. zur Personenortung innerhalb eines Gebäudes einsetzbar. In den 80′er und 90′er Jahren kam RFID Technik hauptsächlich als Zugangskontrolle, Bezahlsystem für Mautstraßen, in Bibliotheken und bei der Identifikation von Tieren zum Einsatz. Ein aktueller Schwerpunkt liegt heute auch in der Lagerverwaltung. So macht es die günstige UHF Technik möglich z.B. jedes Kleidungsstück im Laden zu kennzeichnen und mit einem einfachen Durchgang so eine schnelle Inventur durchzuführen.

Heute werden Einsparungen häufig durch Prozessverbesserungen erzielt – und genau dort hilft RFID Technik. Per Knopfdruck einen Lagerort zu kennen oder die Lagermengen zu kontrollieren kann bei Einkaufs- und Verkaufsprozessen helfen und Einsparungen ermöglichen. Mehr Messen, mehr Wissen – das ist einer der wichtigsten Schlüssel um RFID-Technik ein zu setzen.