RFID – Radio Frequency Identification Technology

Inhaltsverzeichnis

1. Was ist RFID?

2. Was ist ein RFID-System?

3. Vorteile der RFID-Technologie

4. Arten der RFID-Technologie

5. Verwendung und Anwendung von RFID

6. Leitfaden zur Auswahl eines RFID-Tags 

RFID  (Radio Frequency Identification), ist ein System zur Speicherung von Daten auf Etiketten, Karten oder Transpondern. Die RFID-Technologie zielt darauf ab, eine Karte oder ein Etikett (auch als Tag bezeichnet) über ein Lesegerät zu identifizieren.

Ein RFID-System basiert auf einem Lese-/Schreibgerät und einem Tag oder Transponder. Das Hauptziel ist die Übertragung von Daten durch den Tag (tragbares Gerät), der vom RFID-Lesegerät gelesen wird. Die übertragenen Daten hängen von der jeweiligen Anwendung ab. Die übertragenen Daten hängen von der jeweiligen Anwendung ab, können aber Informationen über den Standort des Produkts oder andere spezifischere Informationen weitergeben. Was ist ein Tag oder Transponder? Ein Tag oder Transponder ist eine passive Komponente, ohne Batterie, mit einem integrierten Schaltkreis (Chip) und einer Antenne. Es gibt auch aktive Tags, die eine integrierte Batterie für die Lebensdauer haben. Diese Art von Tag ermöglicht es, Informationen über große Entfernungen zu empfangen und zu senden. Die Tags haben einen internen Speicher, der je nach Modell von wenigen bis zu einigen tausend Bytes variiert. Sie werden in zwei Typen eingeteilt:

• Schreibgeschützt: Der Inhalt des Codes ist eindeutig und wird während der Produktion angepasst.
• Lesen und Schreiben: Alle im Tag gespeicherten Informationen können vom Lesegerät geändert werden.

Was ist ein Leser/Schreiber? Ein Lesegerät verfügt über einen integrierten Schaltkreis, der über seine Antenne elektromagnetische Energie aussendet, sowie über eine Elektronik, die für den Empfang und die Dekodierung der vom Tag erhaltenen Informationen zuständig ist. Das Ziel ist es, die Informationen an das Datenerfassungssystem zu senden.

2.1. Betriebsfrequenzen

Die RFID-Technologie kann nach verschiedenen Funkfrequenzen klassifiziert werden. Jede von ihnen hat ihre eigenen Eigenschaften und dient für einen bestimmten Anwendungsbereich:

• Niederfrequen
• Hochfrequenz
• Ultrahochfrequenz
• Aktiv

Niederfrequenz

Hochfrequenz (HF)

Ultrahochfrequenz (UHF)

3. Vorteile der RFID-Technologie im industriellen Bereich

Die Vorteile der Entwicklung einer industriellen Anwendung mit RFID-Technologie sind:

• Einsatz der RFID-Technologie für jede Branche
• Ermöglicht die Identifizierung und Steuerung von Objekten in einer Lieferkette
• Integration der RFID-Technologie mit anderen Systemen wie Video- und Ortungssystemen.
• Schnelles und genaues Auslesen des Inventars
• Reduktion von Lagerbrüchen
• Kontrolle der Regalauffüllung und damit Reduzierung durch schlechte Produktplatzierung
• Optimale Nachverfolgung von Waren auf Paletten und Trolleys
• Kontrolle von Produkten, die vom Markt genommen wurden.

4.1. Was ist MIFARE-Technologie?

Die MIFARE-Technologie ist weltweit am bekanntesten und am weitesten verbreitet. Er hat eine Lese- und Schreibkapazität und seine Arbeitsfrequenz beträgt 13,56 MHz. Diese Technologie respektiert die ISO-Normen für Proximity-Karten und verfügt über verschiedene Modelle, je nach der Menge der zu speichernden Informationen. Die auf der Karte gespeicherten Daten sind geschützt. Die Karte ist in Sektoren, Blöcke und Mechanismen unterteilt, um die Sicherheit bei der Identifikation zu gewährleisten. Der Prozess des Lesens der Karte mit dem Leser besteht darin, die Karte in die Nähe des Lesers zu bringen. Dieser wird aktiviert und initiiert den Informationsaustausch mit dem Lesegerät durch verschlüsselte Kommunikation. Der Lesevorgang zwischen Karte und Leser ist für alle Kartentypen gleich und bietet Schutz für die gespeicherten Informationen. Eine der häufigsten Anwendungen mit MIFARE-Technologie ist die Zugangskontrolle in Unternehmen oder Gebäuden. Hier wird die MIFARE-Karte als Identifikationskarte des Arbeiters oder Benutzers verwendet. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von MIFARE-Karten ist der öffentliche Nahverkehr. In den letzten Jahren wird das Taktsystem des öffentlichen Verkehrs auf Plastikkarten umgestellt und die Methode der Papiertickets verlassen. Diese Änderung bringt Vorteile mit sich, wie z.B. Zeitersparnis durch den Wegfall des Druckens von Tickets, weniger Warteschlangen und die Möglichkeit, jede Art von Benutzerinformationen auf der Karte zu erfassen. Diese Technologie ist eine der sichersten, zuverlässigsten und schnellsten auf dem Markt.

4.2. Was ist die MIFARE Ultralight-Technologie?

Diese Technologie ist besonders für Anwendungen geeignet, die geringe Investitions- und Wartungskosten erfordern. Mifare Ultralight hat eine Speicherkapazität von 512 Bit und folgt dem ISO 14443 Standard. Die Lesereichweite beträgt bis zu 10 cm und benötigt keine Batterie. Die Hauptunterschiede zur Mifare-Technologie sind, dass sie nur 512 Bit Speicher hat, keine Sicherheit bietet und kostengünstiger ist. Die häufigsten Anwendungen sind Kundenkarten, Akkreditierungskarten für Stadien und Messen, Karten für öffentliche Verkehrsmittel.

4.3. Was ist NFC-Technologie?

NFC (Near Field Communication) ist eine Nahbereichskommunikationstechnologie mit einer Frequenz von 13,56 MHz. Diese Art von Technologie wird für verschiedene Anwendungen eingesetzt:

• Transaktionen durchführen: Zahlungen wie Nahverkehr, öffentliches Parken.
• Austausch digitaler Inhalte: Zugriff auf Informationen und Dienste.
• Elektronische Geräte anschließen.

Es hat zwei Arten von Tranpondern:

• Aktive: Beide Geräte erzeugen ihr eigenes elektromagnetisches Feld, um die Daten zu übermitteln (Transponder benötigen eine Batterie).
• Passive: Nur der Empänger erzeugt das elektromagnetische Feld und der Tranponder nutzt die Ladung zur Übertragung der Daten.

Die Methode, um zwischen zwei Geräten zu kommunizieren, ist das Senden eines Signals durch das initiierende Gerät und eine Antwort vom Zielgerät, wenn diese zwei Antennen haben, die in der gleichen Weise wie die RFID platziert sind. Die verwendete Frequenz ist 13,56 MHz, ohne Einschränkungen oder Lizenzen für die Nutzung. Die NFC-Technologie wird verwendet, um schnell ein paar Bits an Informationen zu übertragen, damit Sie den Benutzer identifizieren und validieren können. Es gibt 4 Arten von Tags, die je nach Konfiguration, Speicher, Sicherheit, Datenerhalt und Schreibfestigkeit unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeiten und Kapazitäten bieten. Die mit NFC-Tags kompatiblen Geräte sind NXP Mifare Ultralight / Mifare Ultralight C, NXP Desfire-Chips. Alle diese Chips werden nach dem NFC-Standard hergestellt.

4.4. Was ist Active RFID-Technologie?

Die aktive RFID-Technologie überträgt Informationen durch Hochfrequenzsignale, die von aktiven Tags ausgesendet werden. Bei dieser Technologie wird das Radiofrequenzsignal von einem aktiven Tag ausgesendet und von einem aktiven RFID-Lesegerät gelesen. Beide Geräte haben die gleiche Frequenz. Aktive Tags sind solche, die unabhängig von einer Batterie betrieben werden. Die Batterie spielt eine wichtige Rolle, da sie die Tags mit Strom versorgt, um Informationen über die Antenne des Tags zu übertragen. Diese Informationen umfassen den Identifikationscode des aktiven Tags und zusätzliche Informationen, wie z. B. den Batteriestand, um die Batterie zu wechseln, bevor sie leer ist. Die Hauptanwendung dieser Art von Technologie ist die Identifizierung von Personen und Objekten. Das System zur Identifizierung des Benutzers ist mit dem aktiven Tag, den er hat. Der Tag wird vom Lesegerät erfasst, wenn er sich innerhalb des Lesebereichs befindet und den Benutzer identifiziert. Jeder der Tags sendet einen eindeutigen Code aus und kann somit jeden Tag einer Person oder einem Objekt zuordnen.

3. Vorteile der RFID-Technologie im industriellen Bereich

Die Vorteile der Entwicklung einer industriellen Anwendung mit RFID-Technologie sind:

• Einsatz der RFID-Technologie für jede Branche
• Ermöglicht die Identifizierung und Steuerung von Objekten in einer Lieferkette
• Integration der RFID-Technologie mit anderen Systemen wie Video- und Ortungssystemen.
• Schnelles und genaues Auslesen des Inventars
• Reduktion von Lagerbrüchen
• Kontrolle der Regalauffüllung und damit Reduzierung durch schlechte Produktplatzierung
• Optimale Nachverfolgung von Waren auf Paletten und Trolleys
• Kontrolle von Produkten, die vom Markt genommen wurden.

4. Arten der RFID-Technologie

4.1. Was ist MIFARE-Technologie? 4.2. Was ist die MIFARE Ultralight-Technologie? 4.3. Was ist NFC-Technologie? 4.4. Was ist Active RFID-Technologie?

4.1. Was ist MIFARE-Technologie?

Die MIFARE-Technologie ist weltweit am bekanntesten und am weitesten verbreitet. Er hat eine Lese- und Schreibkapazität und seine Arbeitsfrequenz beträgt 13,56 MHz. Diese Technologie respektiert die ISO-Normen für Proximity-Karten und verfügt über verschiedene Modelle, je nach der Menge der zu speichernden Informationen. Die auf der Karte gespeicherten Daten sind geschützt. Die Karte ist in Sektoren, Blöcke und Mechanismen unterteilt, um die Sicherheit bei der Identifikation zu gewährleisten. Der Prozess des Lesens der Karte mit dem Leser besteht darin, die Karte in die Nähe des Lesers zu bringen. Dieser wird aktiviert und initiiert den Informationsaustausch mit dem Lesegerät durch verschlüsselte Kommunikation. Der Lesevorgang zwischen Karte und Leser ist für alle Kartentypen gleich und bietet Schutz für die gespeicherten Informationen. Eine der häufigsten Anwendungen mit MIFARE-Technologie ist die Zugangskontrolle in Unternehmen oder Gebäuden. Hier wird die MIFARE-Karte als Identifikationskarte des Arbeiters oder Benutzers verwendet. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von MIFARE-Karten ist der öffentliche Nahverkehr. In den letzten Jahren wird das Taktsystem des öffentlichen Verkehrs auf Plastikkarten umgestellt und die Methode der Papiertickets verlassen. Diese Änderung bringt Vorteile mit sich, wie z.B. Zeitersparnis durch den Wegfall des Druckens von Tickets, weniger Warteschlangen und die Möglichkeit, jede Art von Benutzerinformationen auf der Karte zu erfassen. Diese Technologie ist eine der sichersten, zuverlässigsten und schnellsten auf dem Markt.

4.2. Was ist die MIFARE Ultralight-Technologie?

Diese Technologie ist besonders für Anwendungen geeignet, die geringe Investitions- und Wartungskosten erfordern. Mifare Ultralight hat eine Speicherkapazität von 512 Bit und folgt dem ISO 14443 Standard. Die Lesereichweite beträgt bis zu 10 cm und benötigt keine Batterie. Die Hauptunterschiede zur Mifare-Technologie sind, dass sie nur 512 Bit Speicher hat, keine Sicherheit bietet und kostengünstiger ist. Die häufigsten Anwendungen sind Kundenkarten, Akkreditierungskarten für Stadien und Messen, Karten für öffentliche Verkehrsmittel.

4.3. Was ist NFC-Technologie?

NFC (Near Field Communication) ist eine Nahbereichskommunikationstechnologie mit einer Frequenz von 13,56 MHz. Diese Art von Technologie wird für verschiedene Anwendungen eingesetzt:

• Transaktionen durchführen: Zahlungen wie Nahverkehr, öffentliches Parken.
• Austausch digitaler Inhalte: Zugriff auf Informationen und Dienste.
• Elektronische Geräte anschließen.

Es hat zwei Arten von Tranpondern:

• Aktive: Beide Geräte erzeugen ihr eigenes elektromagnetisches Feld, um die Daten zu übermitteln (Transponder benötigen eine Batterie).
• Passive: Nur der Empänger erzeugt das elektromagnetische Feld und der Tranponder nutzt die Ladung zur Übertragung der Daten.

Die Methode, um zwischen zwei Geräten zu kommunizieren, ist das Senden eines Signals durch das initiierende Gerät und eine Antwort vom Zielgerät, wenn diese zwei Antennen haben, die in der gleichen Weise wie die RFID platziert sind. Die verwendete Frequenz ist 13,56 MHz, ohne Einschränkungen oder Lizenzen für die Nutzung. Die NFC-Technologie wird verwendet, um schnell ein paar Bits an Informationen zu übertragen, damit Sie den Benutzer identifizieren und validieren können. Es gibt 4 Arten von Tags, die je nach Konfiguration, Speicher, Sicherheit, Datenerhalt und Schreibfestigkeit unterschiedliche Kommunikationsgeschwindigkeiten und Kapazitäten bieten. Die mit NFC-Tags kompatiblen Geräte sind NXP Mifare Ultralight / Mifare Ultralight C, NXP Desfire-Chips. Alle diese Chips werden nach dem NFC-Standard hergestellt.

4.4. Was ist Active RFID-Technologie?

Die aktive RFID-Technologie überträgt Informationen durch Hochfrequenzsignale, die von aktiven Tags ausgesendet werden. Bei dieser Technologie wird das Radiofrequenzsignal von einem aktiven Tag ausgesendet und von einem aktiven RFID-Lesegerät gelesen. Beide Geräte haben die gleiche Frequenz. Aktive Tags sind solche, die unabhängig von einer Batterie betrieben werden. Die Batterie spielt eine wichtige Rolle, da sie die Tags mit Strom versorgt, um Informationen über die Antenne des Tags zu übertragen. Diese Informationen umfassen den Identifikationscode des aktiven Tags und zusätzliche Informationen, wie z. B. den Batteriestand, um die Batterie zu wechseln, bevor sie leer ist. Die Hauptanwendung dieser Art von Technologie ist die Identifizierung von Personen und Objekten. Das System zur Identifizierung des Benutzers ist mit dem aktiven Tag, den er hat. Der Tag wird vom Lesegerät erfasst, wenn er sich innerhalb des Lesebereichs befindet und den Benutzer identifiziert. Jeder der Tags sendet einen eindeutigen Code aus und kann somit jeden Tag einer Person oder einem Objekt zuordnen.

5. Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen von RFID

5.1 Wofür wird die RFID-Technologie eingesetzt?

Die Hauptanwendung der RFID-Technologie ist die Identifizierung von Menschen, Tieren oder Gegenständen. Einige der Sektoren, in denen der Einsatz dieser Technologie am häufigsten vorkommt, sind:

• Einzelhandel
• Zeiterfasssung und Zutrittskontrolle
• Wäscherei
• Produktionssteuerung und -kontrolle

Der Einsatz dieser Technologie in verschiedenen Anwendungen sorgt für eine höhere Produktivität und eine Verringerung von Zeit und Fehlern.

• 5.2 Was sind die häufigsten Anwendungen?

  Die häufigsten Anwendungen mit RFID sind: Anwendungen zur Lager- und Bestandsverwaltung:

  • Radiofrequenzbasiertes RFID-System zur Lagerverwaltung und Inventarisierung von Beständ
  • Rückverfolgbarkeitskontrolle in einer Wäscherei

  Mietsystemanwendungen und Fahrzeugrückverfolgung:

  • Automatisches Fahrradverleihsystem
  • Rückverfolgbarkeit und Zugangskontrolle für Fahrzeuge mit aktivem RFID

  Anwendungen im Zahlungsverkehr:

  • Prepaid-RFID-Karten für zeit- und verbrauchsgesteuerte Dienste
  • Implementierung von kontaktlosen Bankkarten für Zahlungen in Vending- und Tpv-Anwendungen

  Andere Arten von Anwendungen mit RFID-Technologie:

  • Anwesenheits-, Zugangs- und Ressourcenkontrolle mit RFID-Assets
  • RFID-System für die Wäschekontrolle
  • Ortungssystem für Krankenhauspersonal mittels aktivem RFID

Um den RFID-Tag zu wählen, der am besten für die Anwendung geeignet ist, müssen bestimmte Aspekte berücksichtigt werden:

a. Frequenzbereich Es gibt verschiedene Arten von Frequenzen: niedrig, hoch, ultrahoch, aktiv. Die Wahl des Frequenztyps hängt von mehreren Faktoren ab:

• Art der zu entwickelnden Anwendung
• Art des Materials
• Installationsumgebung

b. Äußere Bedingungen

Der Standort des RFID-Tags/Lesegeräts beeinflusst die Eigenschaften des Produkts. Wenn die Anwendung extremen Temperaturbedingungen, Wasser, Sand, Schmutz oder Waschprozessen ausgesetzt ist, muss unbedingt ein Produkt gewählt werden, das an diese Bedingungen angepasst ist. c. Montagefläche Bei einer Anwendung mit RFID-Tags ist es notwendig, auf die Art des Materials zu achten, auf dem der Tag platziert wird. RFID-Tags funktionieren gut auf Materialien wie Kunststoff, Holz oder Karton. Bei Materialien wie Metall oder Glas müssen die Tags jedoch spezifische Eigenschaften aufweisen und sind in der Regel mit höheren Kosten verbunden. d. Größe und Art der Anbringung Je nach Anwendung und Platz zum Einsetzen des RFID-Tags spielt die Größe des Tags eine wichtige und entscheidende Rolle. Das Gleiche gilt für die Art der Befestigung des Tags am ausgewählten Material. Je nach Beschaffenheit der Oberfläche ändert sich das Material für die Anbringung des RFID-Tags. e. Anpassung des Drucks und der Codierung RFID-Tags können sowohl in der Codierung als auch im Druck auf der Rückseite des Tags angepasst werden. Es können zum Beispiel Logos oder Barcodes gedruckt werden.  

Zusammengefasst:

RFID ist ein Datenspeichersystem mit dem Ziel, eine Karte oder einen Tag durch ein Lesegerät zu identifizieren. Es gibt vier Arten von Frequenzen: niedrig, hoch, ultrahoch und aktiv. Das RFID-Lesegerät variiert je nach Einsatz und Art der zu integrierenden Funkfrequenz. Aber immer angepasst an die Bedürfnisse des Projekts. In Kimaldi vertreiben wir die folgenden Marken:

• Kimaldi: Eigene, selbst entwickelte Terminals. Wir sind Spezialisten für RFID-Technologien, Biometrie und OEM-Produkte.
• Suprema: Experte für Zutrittskontroll- und Anwesenheitskontrollsysteme mit RFID- und Biometrie-Technologie.
• HID Global: Entwickelt, fertigt und vermarktet Produkte und Dienstleistungen für alle Arten von Identifikationslösungen. Das Unternehmen vertreibt die Marken Omnikey, Sokymat und ACG.