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RFID

RFID steht für Radiofrequenztechnik zu Identifikationszwecken. Mit Hilfe von RFID lassen sich grundsätzlich die berührungslose Identifikation, Steuerung und Verfolgung beliebig vieler Waren und Objekte über die gesamte Wertschöpfungskette realisieren.

Funktionsprinzip von RFID-Systemen
Die RFID-Transponder bestehen aus einem elektronischen Speicher, einer Sende- und Empfangsantenne und einem Gehäuse bzw. Träger. Kernstück ist der Speicher, der als Informationsträger dient. Zur Lesung eines RFID-Transponders erzeugt das Lesegerät ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld. In der Antennenspule entsteht Induktionsstrom, sobald sie in die Nähe des Feldes gelangt. Der Induktionsstrom aktiviert den Mikrochip im RFID-Transponder und lädt bei passiven RFID-Tags einen Kondensator auf, welcher für die Stromversorgung des Chips sorgt. Bei aktiven RFID-Tags erfolgt die Stromversorgung durch eine eingebaute Batterie. Die Kommunikation zwischen dem Lesegerät und dem Transponder erfolgt über die so genannte Luftschnittstelle. Der Verzicht auf eine eigene Stromversorgung bei passiven Tags reduziert Kosten, Gewicht und Baugröße, gleichzeitig verringert es aber auch die Reichweite. Diese Art von RFID-Transpondern wird z. B. für Produktauthentifizierung bzw. -auszeichnung, Zahlungssysteme und Dokumentenverfolgung eingesetzt, da die Stückkosten pro Einheit hier ausschlaggebend sind.

RFID-Transponder mit eigener Energieversorgung erzielen eine erheblich höhere Reichweite und besitzen einen größeren Funktionsumfang, verursachen aber beträchtlich höhere Stückkosten pro Einheit. Deswegen werden sie dort eingesetzt, wo die zu identifizierenden oder zu verfolgenden Objekte eine lange Lebensdauer haben, z. B. bei wiederverwendbaren Behältern in der Containerlogistik oder bei Lastkraftwagen im Bereich der Mauterfassung. Über aktive RFID-Transponder können auch Sonderfunktionen, wie etwa Temperaturaufzeichnungen zur Dokumentation der Kühlkette realisiert werden. Die Vorteile von RFID-Transpondern gegenüber dem Strichcode liegen besonders in der hohen Zuverlässigkeit selbst bei extremen Umwelteinflüssen, dem nicht erforderlichen Sichtkontakt mit dem Lesegerät, der hohen Speicherkapazität und der Möglichkeit gleichzeitig mehrere Datenträger in einem Lesevorgang zu erfassen (Pulkerfassung). RFID-Transponder sind wiederbeschreibbar und können so wiederverwendet werden.

In der RFID-Technik unterscheidet man drei Frequenzen:

Niedrige Frequenzen (LF, 30 – 500 kHz)
Diese Systeme weisen eine geringe Reichweite auf, arbeiten in der am häufigsten verwendeten 64 bit Read-Only-Technologie einwandfrei und schnell genug für viele Anwendungen. Bei größeren Datenmengen ergeben sich längere Übertragungszeiten. LF-Transponder sind günstig in der Anschaffung, kommen mit hoher (Luft-)Feuchtigkeit und Metall zurecht und werden in vielfältigen Bauformen angeboten. Diese Eigenschaften begünstigen den Einsatz in rauen Industrieumgebungen, sie werden jedoch auch z. B. für Zugangskontrollen, Wegfahrsperren und in der Lagerverwaltung (häufig 125 kHz) verwendet.

Hohe Frequenzen (HF, 3 – 30 MHz)
Diese Frequenz eignet sich für kurze bis mittlere Reichweite, bei mittlerer Übertragungsgeschwindigkeit. Die Reichweite wird durch gesetzliche Bestimmungen be-schränkt. In diesem Frequenzbereich arbeiten sogenannte Smart-Tags (meist 13,56 MHz), die in eine günstige bis mittlere Preisklasse fallen. Durch eine metallische Umgebung können die Smart-Tags abgeschirmt werden. Die Smart-Tags sind nach ISO 15693 und ISO 14443-2 standardisiert.

Sehr hohe Frequenzen (UHF, 860 – 960 MHz)
Die UHF-Frequenz zeichnet sich durch hohe Reichweite (3 – 6 Meter für passive Transponder; 30 Meter und mehr für aktive Transponder) und hohe Lesegeschwindigkeit aus. Niedrige Preise für passive Transponder, demgegenüber stehen tendenziell hohe Preise für aktive Transponder. Nachteile bestehen durch schlechte Durchdringung von Flüssigkeiten und organischem Gewebe. Einsatz beispielsweise im Bereich der automatisierten Mautsysteme und Güterwagen-Erkennung und zur Kontrolle von Versand- und Handelseinheiten.

Die zunehmende Standardisierung der Datenstrukturen und Kommunikationsprotokolle führt zu einer größeren Investitionssicherheit für RFID-Lösungen (z. B. EPC GEN2 Standard in der Lieferkette).