RFID - Was ist das?

RFID (= Radio Frequency Identification) ist eine automatische kontaktlose Kommunikationstechnologie für Sender-Empfänger-Systeme, die Informationen von Lebewesen, Waren und Gütern überträgt.

Das RFID-System besteht aus folgenden Elementen:

  • Datenträger/Transponder bzw. RFID-Tag:
    Der Transponder ist das Kernstück eines RFID-Systems. Er besteht üblicherweise aus einem elektronischen Microchip, einer Antenne und einem Träger oder Gehäuse. Der Transponder wird an dem zu kennzeichnenden Objekt angebracht. Die Bauformen und Funktionsweisen unterscheiden sich je nach Frequenzbereich.
  • Schreib- bzw. Lesegerät (Reader):
    Dieses liest die vom RFID-Transponder gespeicherten Daten kontaktlos aus oder schreibt darauf. Die Geräte sind als mobile und stationäre Versionen erhältlich und unterscheiden sich durch unterschiedliche Lesereichweiten.
  • Rechnersystem (z.B. PC):
    Dieses entschlüsselt die vom Lesegerät kommenden Daten und wertet sie im Anschluss aus.
RFID-Tag RFID-Tag

Wie funktioniert RFID?

Der Reader erzeugt über eine Antenne ein elektromagnetisches Feld. Sobald ein Transponder in dieses Magnetfeld gelangt, wird der Mikrochip des Datenträgers mit Energie versorgt und kann so kontaktlos Daten and das Lesegerät senden bzw. neue Informationen auf den Chip speichern.

Sobald der Transponder das Magnetfeld verlässt, wird die Verbindung zum Reader getrennt. Die gespeicherten Daten bleiben erhalten.

Komplexe RFID-Lesegeräte können mehrere Datenträger gleichzeitig bearbeiten. Das sogenannte "Antikollisionsverfahren" (gesonderte Ansprache der Transponder) verhindert die Kollision von Daten. 

Bekannte RFID Scanstationen sind z.B. Antennen, Tunnels und Kabinen.

Meist genutzte Sendefrequenzen:

  • Niederfrequenz / Low Frequency (LF): 100 - 135 kHz Verwendung: z.B. Zugangskontrolle, Lagerhaltung, Identifikation von Nutz- und Haustieren
  • Hochfrequenz (HF): 13,56 MHz Verwendung: z.B. Erfassung von dicht gepackten Medikamenten oder Dokumenten
  • Ultrahochfrequenz (UHF): 860 - 960 MHz Verwendung: z.B. Erfassung von Gütern auf Paletten
  • Mikrowelle: 2,45 GHz, künftig auch 5,8 GHz

Die erlaubten magnetischen Feldstärken der Lesegeräte liegen in 10 Meter Abstand bei 66 dBµA/m (135 kHz) bzw. 60 dBµA/m (13,56 MHz). Im UHF-Bereich ist eine maximale Sendeleistung von 2 W ERP (Effective Radiated Power = effektive Strahlungsleistung) zulässig, im Mikrowellenbereich (2,45 GHz) von 4 W ERP (in geschlossenen Räumen).

Die Reichweite von RFID-Systemen erstreckt sich von wenigen Millimetern (LF-Bereich, passive Transponder) bis hin zu über 10 Meter (Mikrowellenbereich, aktive Transponder).

RFID-Anwendungen

Üblicherweise werden RFID-Systeme an die individuellen Anforderungen angepasst, um den bestmöglichen Nutzen aus der Technik zu ziehen. In folgenden Anwendungsgebieten wird zunehmend auf RFID-Technologien gesetzt:

Produktion

In der Industrie wird RFID insbesondere für die Automatisierung von Produktions- u. Datenerfassungsprozessen verwendet, um für eine erhöhte Transparenz, Flexibilität und Effizienz zu sorgen. So werden z.B. Bauteile oder ganze Maschinen vor Plagiaten geschützt.

Handel & Logistik

Die Einsatzmöglichkeiten von RFID-Systemen sind in diesem Bereich besonders vielfältig und reichen von Produktionsstätten über Logistikzentren bis hin zum Einzelhandel (Versandlogistik, Inventory Management etc.). Hierbei liefert diese Technologie einen besonderen Vorteil für die Analyse des Kundenverhaltens und trägt somit einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung von neuen Produkten und Marketing- u. Verkaufsstrategien bei.

Gesundheitswesen

Auch in diesem Bereich bietet die RFID-Technologie einige Vorteile. So werden beispielsweise Medikamente nicht nur identifiziert und lokalisiert, sondern können auch fälschungssicher gemacht werden. Mithilfe von Asset-Tracking ist es möglich, markierte Objekte (z.B. Kleidung, Rollstuhl, medizinische Werkzeuge) zu verfolgen und zu orten.

E-Mobilität

Mit einer RFID-gesicherten Wallbox wird die Ladefreigabe für Elektrofahrzeuge nur dem gewünschten Personenkreis erteilt.

Zutrittskontrolle

Sensible Zonen, wie etwa in Banken oder Krankenhäusern, erfordern zuverlässige Sicherheitssysteme und Schutz vor unbefugtem Zutritt. Kontrollsysteme auf Basis der RFID-Technologie bieten komfortable Lösungen.

Vorteile der RFID-Technologie

Lagerraum - RFID-Technologie
Zutritt - RFID Card Reader Bezahlung - RFID
  • Kontaktlose Datenerfassung
  • Zeit- und Kostenersparnis entlang der gesamten Lieferkette
  • Nachvollziehbarkeit & Transparenz (Track and Trace, Chargennummer, Verfallsdatum)
  • Eindeutige Identifizierung: Höhere Fälschungssicherheit durch EPC (Electronic Product Code)
  • Hohe Sendereichweite
  • Kostenreduktion für die Warensicherung, Reduktion von Diebstahl
  • Funkverbindung: Signale durchdringen verschiedenste Verpackungsmaterialien sowie LKW-Planen
  • Robustheit: Selbst bei Nässe und großen Verschmutzungen kann der RFID-Tag ausgelesen werden.
  • Vermeidung von Diebstählen
  • Prozessbeschleunigung durch Pulkerfassung: Gleichzeitiges Auslesen mehrerer RFID-Transponder in einem Arbeitsschritt möglich

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Welche Transponder-Arten gibt es?

  • Passive Transponder (ISO 14443, ISO 15693): Diese beziehen die nötige Energie ausschließlich aus jenem magnetischen Feld, das vom Lesegerät erzeugt wird. Im Vergleich zu aktiven Transpondern ermöglichen diese nur eine geringe Reichweite und sind dementsprechend preiswerter als aktive Tags.
  • Semi-aktive Transponder: Diese verfügen über eine interne Stützbatterie, die zur Stromversorgung des Chips dient. Für das Senden gespeicherter Daten nutzen sie das Energiefeld, welches durch das Lesegerät erzeugt wurde.
  • Aktive Transponder: Diese verfügen über eine eingebaute Batterie, die den Mikrochip sowie den Datensender mit Energie versorgt und können Daten über eine größere Entfernung übertragen.
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Häufige Fragen zur RFID-Technologie

Die Reichweite ist hier ein wesentlicher Faktor. Während Barcode-Reader Informationen nur im Nahbereich auslesen, unterstützen RFID-Tags deutlich größere Distanzen. 

Zudem sind RFID-Chips äußerst widerstandsfähig, langlebig und sind selbst vor äußeren Umweltverschmutzungen geschützt. Informationen können aktualisiert und mit hoher Sicherheit verschlüsselt werden. Bei einem Barcode ist es hingegen nicht möglich, zusätzliche Informationen hinzuzufügen. Das Papier des Strichcodes kann leicht beschädigt werden, wodurch das Auslesen der gespeicherten Informationen erschwert bis unmöglich gemacht wird.

Die Scaneffizienz für Barcodes ist gering - es kann jeweils nur ein Barcode gelesen werden. RFID-Reader können mehrere Tags gleichzeitig identifizieren und auslesen. 

NFC (Near-Field-Communication) basiert auf RFID-Protokollen und ermöglicht den Datenaustausch zwischen zwei Geräten. So ist es etwa möglich, mit dem Smartphone oder der Smartwatch an Kassen kontaktlos/bargeldlos zu bezahlen. Außerdem schafft diese Technologie die Möglichkeit, Bluetooth Geräte miteinander zu koppeln, um Dateien zu senden oder Smartphones ohne Passworteingabe mit einem Router zu verbinden. 

Die Lesereichweite ist im Gegensatz zu RFID allerdings auf wenige Zentimeter begrenzt.

Kontaktlose Chipkarte / Transponderkarte: Die kontaktlose Chipkarte findet Anwendung beim bargeldlosen Bezahlen, im öffentlichen Nahverkehr, Besuchermanagement, als Tankkarte, Mitarbeiterausweis u.v.m.

Smart Labels / Smart Tags: Dies sind ultraflache Selbstklebeetiketten, die insbesondere in der Versand-Etikettierung oder in der Textilindustrie verwendet werden.

Plastikgehäuse-Transponder: Für anspruchsvolle Bereiche, wie etwa in der Automobilindustrie, oder als Schlüsselanhänger in der Zutrittskontrolle, eignet sich ein Transponder mit einem belastbaren Plastikgehäuse.

Disk-Transponder: Durch seine kompakten Abmessungen und der robusten Ausführung eignet sich der Disk-Transponder ideal für raue industrielle Umgebungen.

Glas-Transponder: Ist eine Identifikation von Textilien, Behältern, Paletten, Werkzeugen, Tieren oder ein Eigentumsnachweis von Gegenständen notwendig, so eignet sich der Einsatz von Glas-Transpondern.

Keyfob / Smart Key / Schlüsselanhänger: Dieser Transponder ist kompakt und robust, und wird häufig zur Personenidentifikation bzw. für Zutrittskontrollen und zur Zeiterfassung eingesetzt. 

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