RFID Hintergrund - Informationen & Grundlagen

Was ist RFID?

RFID ist eine Technologie zur Datenübertragung mittels elektromagnetischer Wellen.

 

Die Abkürzung RFID steht hierbei für „Radio Frequency IDentifikation“, zu Deutsch Radiofrequenzidentifikation. Die Abkürzung zielt auf die Identifikation von Transpondern, bzw. das Auslesen einer eindeutiger, auf einem Transponder gespeicherten Identifikationsnummer mittels elektromagnetischer Wellen ab.

 

Ein Transponder ist ein aus einem Chip und einer Antenne bestehendes Funk-Kommunikationsgerät, welches externe Signale aufnehmen und automatisch beantworten kann.

 

Wichtigster Unterschied, zumindest für logistische Anwendungen ist es, dass RFID ermöglicht, mehrere Datenträger nahezu Gleichzeitig (Pulkerfassung) und das aus einer Distanz von wenigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern auszulesen.

 

Zum ersten Mal wurde diese Technologie im zweiten Weltkrieg zur Identifikation bzw. Unterscheidung von Flugzeugen eingesetzt.

Mittlerweile kommt RFID-Technologie in den verschiedensten Bereichen und Anwendungsgebieten zum Einsatz. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter dem Punkt Anwendungsgebiete.

 

 

RFID ist nicht gleich RFID. Im Groben kann nach der Art der Energieversorgung des Transponders und deren Frequenz unterschieden werden.

 

Art der Energieversorgung:

Damit der RFID-Transponder Daten senden kann, muss dieser mit Energie versorgt werden. Diese Energieversorgung kann entweder „aktiv“ über eine eigene Energieversorgung (Batterie) geschehen, oder „passiv“ über extern zugeführte Energie.

 

Sogenannte „aktive Transponder“ senden die gespeicherten Daten selbst in einem vordefinierten zeitlichen Abstand, wohingegen „passive Transponder“ zum Senden ihrer Daten angeregt werden müssen. Das heißt, dass sich ein passiver Transponder zur Übermittlung der Daten in einem Lesefeld (elektromagnetischer Bereich) befinden muss.

Beide Technologien haben Vor- und Nachteile und haben sich in verschiedenen Bereichen etabliert.

Aktive RFID-Transponder können sehr hohe Lesedistanzen (teilweise >>100m) überbrücken und mit entsprechender Infrastruktur in einem vorgegebenen Raum geortet werden.

Ein typischer Anwendungsfall ist beispielsweise die Ortung von Containern in Hafenanlagen.

Aufgrund der eigenen Batterieversorgung liegen die Transponder preislich weit über dem passiven Pendant, was deren Einsatz in vielen Projekten aus Kostengründen nicht zulässt. Zumal zu bedenken ist, dass die Transponder zu tauschen oder deren Batterien zu wechseln sind, sobald deren Ladezustand einen kritischen Wert erreicht.

 

Passive Transponder verfügen nicht über eine eigene Energieversorgung und sind darauf angewiesen, von außen mit Energie versorgt zu werden, um ihre Daten zu senden. Diese Energieversorgung kann zum einen von fest installierten RFID-Lesepunkten oder von mobilen RFID-Lesegeräten erfolgen. Feste RFID-Lesepunkte, oft RFID-Gates genannt kommen beispielsweise beim automatisierten Erfassen von RFID-Transpondern an Verladetoren zu Einsatz, wohingegen mobile Lesegeräte bei Inventuren oder Prüfprozessen Anwendung finden.

Passive RFID-Transponder können aufgrund ihrer extrem flachen Bauweise in normale Barcodeetiketten oder Scheckkarten integriert werden und sind bereits fester Bestandteil vieler logistischer Prozesse wie z.B. Teileverfolgung, Prozessüberwachung oder Sicherheitsanwendungen wie Zugangskontrollen oder Personalausweisen.

Aufgund der recht einfachen Bauform, liegen die Preise für passive RFID-Etiketten oft schon bei wenigen Cents, was die RFID-Technologie heute in unterschiedlichen Bereichen wie Industrie, Pharmazie oder Logistik zu einem weit verbreiteten Identifikationsmedium macht.

 

Unter dem Begriff RFID werden verschiedene Frequenzbänder mit unterschiedlichen Charakteristiken zusammengefasst:

 

LF-RFID: das Niederfrequenzband (Low-Frequency) arbeitet mit einer Wellenlänge von 125kHz, ist extrem Robust gegenüber externen Störeinflüssen (z.B. Wasser) und zeichnet sich durch eine sehr geringe Lesereichweite aus. Typische Anwendungsbereiche sind beispielsweise die Kennzeichnung von Tieren (Chip unter der Haut) oder die Identifikation von Werkzeugen in Maschinen.

Aufgrund des sehr geringen Speicherbereiches der Transponder beschränken sich die Anwendungen auf eine reine Identifikation.

 

HF-RFID: das Hochfrequenzband (High-Frequency) arbeitet mit einer Wellenlänge von 13,56MHz, ist robust gegenüber externen Störeinflüssen (z.B. Wasser) und bietet Lesereichweiten von wenigen Zentimetern und kann, je nach verwendeter Antenne auch etwas über einem Meter betragen. Aufgrund höherer Chipkapazitäten und verschiedener Übertragungsprotokolle kann die HF-Technologie z.B. für Sicherheitsanwendungen (Zugangskontrolle) oder bargeldlosem Bezahlen (NFC) genutzt werden. 

Erweiterte Speicher lassen zudem das Hinterlegen von Daten auf dem Chip zu. So kann beispielsweise eine Wartungshistorie direkt auf dem an der Maschine angebrachten Transponder gespeichert, oder die Medikamentierung eines Patienten auf dessen im Armband integrierten Transponder hinterlegt werden.

 

UHF-RFID: Das Ultrahochfrequenzband (Ultra-High-Frequency) arbeitet mit einer Wellenlänge von 850-950MHz. In Europa verwenden wir die Frequenz von 868MHz, wohingegen die USA 920MHz und Japan 950MHz für Ihre UHF-Anwendungen nutzt. Die UHF-Frequenz ist nur bedingt robust gegenüber externen Störeinflüssen, zeichnet sich dafür durch hohe Lesereichweiten (bis zu mehreren Metern) und einer sehr schnellen Erfassungsrate aus. Durch diese Eigenschaften lassen z.B. sich automatische Erfassungstore am Warenein- und Ausgang betreiben, die mehrere Transponder bei der Durchfahrt im Pulk erfassen. Weitere Anwendungsbereiche liegen in der Teilenach- und Rückverfolgung, der Logistik allgemein, der Laufzeiterfassung, im Bereich von Kanban-Lösungen sowie in der Inventarisierung und Warensicherung.

UHF-Transponder können neben einem reinen Identifikationsmerkmal, entweder der transpondereigenen UID (unique Identifieer, eindeutiges Identifikationsmerkmal), dem programmierbaren EPC (electronic product code, Elektronische Produktkennzeichnung) auch über einen Speicherbereich verfügen, auf dem sich weitere Daten wie z.B. Produktionsdatum, Chargennummer oder andere Eigenschaften hinterlegen lassen. Dieser ist im Standard allerdings recht begrenzt und dient i.d.R. nicht der Speicherung eines elektronischen Lebenslaufes oder größerer Datensätze.

 

 

Welche Arten von RFID gibt es?