Was ist RFID? Ein umfassender Leitfaden für Anfänger

Was ist RFID?

RFID ist eine Abkürzung für Radiofrequenz-Identifikation. Dies ist eine Technologie, die Funkwellen verwendet, um Daten zu übertragen. 

Damit es funktioniert, benötigen Sie ein vollständiges RFID-System, bestehend aus:

  • An RFID-Tag/ Etikette
  • Ein RFID-Lesegerät / Interrogator
  • RFID-Antenne

Das Etikett enthält verschlüsselte Informationen, die vom Leser erfasst werden können. Das Etikett muss sich jedoch in einem akzeptablen Abstand befinden, damit der Leser die Informationen erfassen kann. Diese Entfernung nennt man die Lesebereich

Wenn sich das Tag in einem guten Lesebereich befindet, erkennt es vom Leser erzeugte Funkwellen. Infolgedessen gibt es seine Informationen zur Analyse an den Leser weiter.  

So funktioniert die RFID-Technologie

Wie bereits erwähnt, besteht ein RFID-System aus folgenden Komponenten:

Die beiden Komponenten arbeiten zusammen. Daher müssen Sie immer sicherstellen, dass jeder von ihnen in ausgezeichnetem Zustand ist, wenn Sie die besten Ergebnisse mit Ihrem RFID-System erzielen möchten.

Alle Anwendungen konzentrieren sich auf die Identifizierung (die Möglichkeit, Daten elektronisch auszutauschen und zu authentifizieren).

Der RFID-Leser erzeugt Funkwellen und erzeugt so ein elektromagnetisches Feld. Wenn sich ein Tag ihm nähert, empfängt es die Wellen und gibt die auf dem Tag gespeicherten Informationen frei.

Eine kurze Geschichte von RFID 

Nachdem Sie nun die wichtigsten Arbeitsgründe der RFID-Technologie verstanden haben, fragen Sie sich möglicherweise, wie sie entstanden ist.

Wer hat die Technologie als erster eingesetzt und zu welchem ​​Zweck?

Nun, die RFID-Technologie ist relativ alt. Es stammt aus dem Zweiten Weltkrieg. Während dieser Zeit verwendeten die britischen, japanischen, amerikanischen und deutschen Armeen Radar, um feindliche Flugzeuge zu identifizieren, die sich ihrem Territorium näherten. 

Es gab jedoch eine Herausforderung, da niemand seine Flugzeuge von denen der Feinde unterscheiden konnte. 

Erst als die Deutschen erkannten, dass Piloten, wenn sie sich dem Radar näherten, ihre Flugzeuge rollten, würden sie unterschiedliche Signale senden. Diese einzigartigen Signale würden bedeuten, dass sich das Flugzeug unter einem deutschen Piloten befand. Diese Technik wurde das erste passive RFID-System. 

Die Briten stellten auch ein AIF-System (Active Identify Friend / Foe) her - dies wurde das erste aktive RFID-System. Die Soldaten befestigten einen Sender an den Flugzeugen. Dieser Chip / Sender würde Signale an das Radar zurücksenden, die das Flugzeug als freundlich oder gefährlich identifizieren. 

Bisher verwendet RFID dieselben Konzepte wie Deutsche und Briten. Das ist wie:

  • Passive RFID (wie der deutsche Ansatz im Krieg). Ein Tag sendet ein Signal an einen Transponder / RFID-Leser, das das Signal zum Weiterleiten von Informationen widerspiegelt. 
  • Aktives RFID (wie von den Briten verwendet). Ein Tag sendet ein Signal an den Transponder und sendet es, wodurch Daten ausgetauscht werden. 

Das erste Patent für die RFID-Technologie wurde jedoch am 23. Januar 1973 von Mario W. Cardullo erteilt.  

Eine eingehende Analyse der RFID-Technologie

Um Ihnen zu helfen, die Grundlagen der RFID-Technologie zu verstehen, werden wir ihre Hauptkomponenten im Detail besprechen. 

RFID-TAG

Was ist ein RFID-Tag? Nun, ein RFID-Tag ist eine der kritischsten Komponenten eines RFID-Systems. Das Tag speichert Informationen zu einer bestimmten Person oder einem bestimmten Vermögenswert.

Zum Beispiel,

In einem Tag können Ihr Name, Ihre Beschäftigungsnummer, Fingerabdrücke und andere zur Identifizierung nützliche Daten gespeichert werden. Darüber hinaus kann ein Tag Daten zum Standort eines Assets, zum letzten Servicetag und zu zusätzlichen Informationen speichern, die für die Nachverfolgung von Assets und die Bestandsverwaltung hilfreich sind. 

Ein Tag besteht aus zwei Hauptelementen, darunter:

  • Eine Antenne. Dies ist ein Abschnitt, der Signale empfängt und sendet. Wenn sich das Tag innerhalb der Lesereichweite des RFID-Lesegeräts bewegt, erkennt die Antenne die Signale und sendet die Daten zurück. 
  • Ein IC (IC) / RFID-Chip. Dies ist der Teil des Tags, in dem Daten gespeichert werden. Jeder IC verfügt über vier Speicherbänke - User, EPC, TID und Reserved. 

Das RFID-Tag kann in verschiedene Materialien eingebettet werden, darunter Karten, Armbänder, Mitarbeiterausweise und Schlüsselanhänger.

Darüber hinaus sollten Sie Ihr RFID-Tag immer direkt am Asset anbringen, wenn Sie es problemlos verfolgen / identifizieren möchten.  

Arten von Tags 

Es gibt drei Haupttypen von RFID-Tags. Sie beinhalten:

  • Aktiv. Dies sind potente Tags mit einem Sender und einer Batterie. Aufgrund dieser Merkmale sind sie normalerweise sperriger als passive. Sie bieten jedoch bessere Lesereichweiten (bis zu 100 Meter) und Übertragungsgeschwindigkeiten.  
  • Passiv. Im Gegensatz zu den aktiven Tags fehlt diesen eine Batterie. Als solche sind sie klein (1-10 Meter) und bieten eine begrenzte Lesereichweite. Sie sind auch langsam in der Datenübertragung. 
Arten von RFID

Es gibt auch eine verbesserte Version der passiven Tags. Die batterieunterstützten passiven Tags haben eine Lesereichweite von bis zu 30 Metern und relativ schnellere Datenübertragungsraten. 

So wählen Sie ein RFID-Tag aus

Bei der Auswahl Ihres RFID-Tags sollten Sie immer Ihre Anforderungen bewerten. Wenn Sie Objekte weit entfernt vom Lesegerät verfolgen möchten, sollten Sie ein aktives Objekt erwerben, da es eine Lesereichweite von bis zu 100 Metern hat. Weitere verfügbare Optionen sind passive, niederfrequente, hochfrequente und ultrahochfrequente Tags.

Weitere zu berücksichtigende Faktoren sind:

  • Preis. Die Kosten des Tags hängen von seiner Konstruktion und dem benötigten Volumen ab. Inlay-Tags kosten beispielsweise 0.09 bis 1 bis 75 US-Dollar, während Hard-Tags zwischen 1 und 20 US-Dollar kosten. Wenn Sie in großen Mengen kaufen, erhalten Sie einen besseren Preis. 
  • Umweltfaktoren. Ist das Etikett beständig gegen hohe Temperaturen, Wasser und Chemikalien? Bewerten Sie immer Ihre Umgebung und kaufen Sie nur ein Tag, das unter den gegebenen Bedingungen optimal funktioniert.
  • Einfache Anpassung. Sie sollten immer prüfen, ob das Tag schreibgeschützt (RO) oder schreibgeschützt (RW) ist. Mit RW können Sie die Daten regelmäßig ändern. Außerdem sollten Sie die Form und Größe Ihres idealen Tags überprüfen. 
  • Art der Befestigung. Welche Befestigungstechnik möchten Sie mit Ihrem RFID-Tag verwenden? Ist es Klebstoffe, Nieten oder Epoxid? Überprüfen Sie, ob das von Ihnen verwendete Tag mit Ihrer idealen Methode angebracht werden kann, ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen. 
  • RFID-Lesegeräte / Interrogatoren 

RFID Leser

Ein RFID-Lesegerät ist der wichtigste Bestandteil des RFID-Systems. Wenn dieses Teil defekt ist, funktioniert Ihr gesamtes RFID-System nicht. 

Diese Interrogatoren sind in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich:

  • Feste RFID-Lesegeräte. Wie der Name schon sagt, bleiben die festen Lesegeräte an einem Ort. Es wird normalerweise an einer Wand oder einer anderen Oberfläche montiert. Während die Lesegeräte über eine integrierte Antenne verfügen können, verfügen die meisten über einen externen Anschluss, an den Sie bis zu 32 Antennen anschließen können.  
  • Mobile RFID-Lesegeräte. Diese Geräte sind tragbar und können mit ihnen an verschiedene Orte verschoben werden. Sie eignen sich ideal für Geschäfte, in denen Sie RFID-Tags von versteckten Gegenständen scannen müssen. 

So wählen Sie einen RFID-Reader aus

Bei der Auswahl Ihres Lesegeräts sollten Sie die Anzahl der Antennen, die Konnektivität (LAN, Bluetooth, Aux-Port, Wi-Fi oder USB) und andere verfügbare Dienstprogramme (HDMI, USB, Kamera oder GPS) berücksichtigen. 

Darüber hinaus sollten Sie die Erschwinglichkeit überprüfen. Die Vernehmer kosten je nach Ausstattung zwischen 400 und 3000 US-Dollar. Zum Beispiel sind USB-Lesegeräte relativ erschwinglich und können ungefähr 400 US-Dollar kosten.

RFID-Antennen

RFID-Antennen sind dafür verantwortlich, die von einem Interrogator abgegebenen Signale in Wellen umzuwandeln, die später von RFID-Tags aufgenommen werden. 

Um die Funktionalität von Antennen zu verstehen, sollten Sie die folgenden Definitionen überprüfen:

  • Antennengewinn. Die Wirksamkeit der RFID-Tags, genügend Wellen zu erzeugen, um von Tags erkannt zu werden, wird als Antennengewinn bezeichnet. Je höher der Antennengewinn, desto leistungsstärker die Antenne. 
  • Antennenpolarität. Dies bezieht sich auf die Fähigkeit der RFID-Antenne, Funkwellen entweder vertikal oder horizontal zu senden. Eine Antenne kann horizontal linear, vertikal linear oder zirkular polarisiert sein. Ein zirkular polarisierter sendet Wellen, die sich kontinuierlich zwischen der horizontalen und der vertikalen Ebene drehen.

Um die besten Lesereichweiten zu erzielen, sollten Sie sicherstellen, dass die Polarität Ihrer Antenne mit der des RFID-Tags übereinstimmt. 

So wählen Sie eine Antenne aus 

Bei der Auswahl einer Antenne sollten Sie folgende Faktoren berücksichtigen:

  • Frequenzbereich. Es kann 860 MHz - 960 MHz, 902 MHz - 928 MHz oder 865 MHz - 868 MHz sein.
  • Polarität. Ihre Antenne kann linear oder kreisförmig sein. Wir empfehlen eine lineare, die an der Polarität Ihres RFID-Tags ausgerichtet werden kann. 
  • Lesebereich. Sie können je nach Bedarf entweder Fernfeld- oder Nahfeld-Lesebereiche auswählen.
  • Preis. Der Antennenpreis liegt zwischen 50 und 300 US-Dollar. Stellt sicher, dass Sie alle Funktionen erhalten, die Sie benötigen, bevor Sie den Preis berücksichtigen. 

Darüber hinaus sollten Sie sicherstellen, dass Ihre Antenne die ideale Größe hat und eine einfache Montage hat. 

RFID-Kabel 

RFID-Antennenkabel verbinden den RFID-Leser mit der RFID-Antenne. Wenn das Kabel defekt ist, wird das Lesegerät nicht mit Strom versorgt. Daher führt ein fehlerhaftes Kabel zu einem nicht funktionsfähigen RFID-System.

Bei der Auswahl der besten RFID-Kabel sollten Sie die folgenden Faktoren berücksichtigen:

  • Steckertypen. Sie müssen immer sicherstellen, dass Ihr Anschluss mit Ihrem RFID-Lesegerät kompatibel ist. Für ein RFID-Lesegerät mit einer RP-TNC-Buchse ist beispielsweise ein Kabel mit einem RP-TNC-Stecker erforderlich. 
  • Länge. Stellen Sie immer sicher, dass Ihr Kabel lang genug ist, um die optimale Funktionalität des Lesegeräts unabhängig vom Standort zu gewährleisten. Längere Kabel können jedoch zu einem übermäßigen Stromausfall führen. Die Lösung hierfür besteht darin, sicherzustellen, dass der RFID-Leser und die Antenne relativ nahe beieinander liegen, sodass Sie ein kürzeres Kabel verwenden können. 
  • Dicke und Isolationsbewertung. Je dicker das Kabel ist, desto höher ist die Isolierung. Sie sollten sicherstellen, dass Ihr Kabel gut isoliert ist, um Stromausfälle zu vermeiden. Je länger es ist, desto dicker sollte es sein. 

Arten von RFID-Übertragungen

Arten von RFID-Übertragungen

Die RFID-Technologie verwendet elektromagnetische Wellen (EW) zur Datenübertragung. Innerhalb des EW gibt es drei Hauptfrequenzbereiche. Sie beinhalten:

  • Niederfrequenz 
  • High Frequency
  • Ultrahochfrequenz

Niederfrequenzübertragungen

Dies ist die niedrigste Frequenzübertragung in der elektromagnetischen Welle. Es bietet einen relativ engen Lesebereich und eine niedrige Übertragungsgeschwindigkeit. Hier sind die wichtigsten Besonderheiten:

  • Arbeitet in einem Frequenzbereich von 30-300 kHz. Die meisten Tags haben jedoch einen festen Bereich von entweder 134 kHz oder 125 kHz.
  • Sie haben eine Lesereichweite von ca. 10 cm. Ein Etikett, das mehr als 10 cm vom Lesegerät entfernt ist, nimmt die Funkwellen des Lesegeräts nicht auf. 
  • Es kostet 0.75 bis 5 US-Dollar pro Tag und wird häufig für die Verfolgung von Tieren, den Schlüsselanhänger für Autos und die Zugangskontrolle verwendet. Sie eignen sich auch ideal für metallische Vermögenswerte und flüssige Umgebungen.

Niederfrequenz-Tags sind zwar relativ erschwinglich, bieten jedoch begrenzten Speicher und eine niedrige Datenübertragungsrate. Als solche sind sie nicht ideal, wenn Sie eine schnelle Datenübertragungsrate wünschen. 

Hochfrequenzübertragungen 

Diese Übertragungskategorie ist ideal, wenn Ihre Aufgabe eine relativ große Lesedistanz erfordert. Die Tags, die die Hochfrequenz verwenden, können Funkwellen von einem 30 cm entfernten Lesegerät erfassen. 

Ihr primärer Frequenzbereich ist 13.56 MHzund sie kosten zwischen 0.2 und 10 US-Dollar pro Tag. Diese Frequenz erfüllt alle globalen Standards und ist daher ideal für die persönliche Identifizierung, Bibliotheksverwaltung und Zugriffskontrolle.

Zusätzlich wird die Hochfrequenzübertragung in der Near Field Communication (NFC) -Technologie angewendet. 

Ultrahochfrequenz 

Trotz der Verfügbarkeit von Superhoch- und Extremhochfrequenzen ist die Ultrahochfrequenz die höchste in RFID verwendete Frequenz. Es funktioniert am besten in einem Frequenzbereich von 300-3000 MHz mit Primärfrequenzen von 860-960 MHz und 433 MHz 

Diese Häufigkeit kann weiter eingeteilt werden in:

  • Aktives RFID. Diese Tags verwenden einen Bereich von 433 MHz. In seltenen Fällen legt das aktive RFID einen extrem hohen Frequenzbereich von bis zu 2.45 GHz an. Es hat eine Lesereichweite von bis zu 100 Metern und kostet zwischen 25 und 50 US-Dollar. Die Lesereichweite ist ideal für die Verfolgung von Fahrzeugen und den Einsatz in der Bergbau- und Bauindustrie. In metallischen und flüssigen Umgebungen funktioniert es jedoch nicht gut. 
  • Passives RFID. Die Technologie verwendet 860 bis 960 MHz und hat eine Lesereichweite von bis zu 25 Metern. Es kostet 0.09 bis 20 US-Dollar pro Tag und kann in den Bereichen Fertigung, Pharma, Elektronik, Race Timing und Supply Chain eingesetzt werden. Sie haben eine hohe Datenübertragungsrate. 

RFID-Standards 

Das Verständnis der RFID-Standards hilft Ihnen bei der Auswahl des besten Produkts für Ihr Unternehmen. Es bietet auch nützliche Einblicke in die Vorschriften der Branche. 

Was sind RFID-Standards? 

RFID-Richtlinien sind die Standards, die es einem Hersteller ermöglichen, Produkte mit denen eines anderen Herstellers kompatibel zu machen. Beispielsweise sollte ein Etikett von Hersteller A gut mit einem Lesegerät von Hersteller B funktionieren. 

Die RFID-Richtlinien regeln auch, wie die Kommunikation zwischen dem Lesegerät und dem Tag erfolgt.

Bedeutung von RFID-Standards 

Standardvorschriften in der RFID-Branche erleichtern die Verwendung von RFID-Produkten. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile der RFID-Standardisierung:

  • Entwicklung von Ergänzungsprodukten. Alle RFID-Produkte werden nach denselben Standards hergestellt und ergänzen sich somit. 
  • Verbesserter Wettbewerb. RFID-Standards tragen zur Erweiterung des Marktes und zur Steigerung des Wettbewerbs bei. Infolgedessen sind die Preise für standardisierte Produkte fair. 
  • Steigert das Vertrauen der Benutzer. Wenn Sie ein standardisiertes Produkt verwenden, können Sie sicher sein, dass Qualität und Funktionalität erstklassig sind. 

Wer legt die RFID-Vorschriften fest? 

Zwei internationale Organisationen regulieren die RFID-Industrie. Sie beinhalten:

  • Internationale Normungsorganisation (ISO)
  • Elektronikproduktcode Global Incorporated (EPCglobal)

1996 arbeitete ISO mit der International Electrotechnical Commission (IEC) zusammen, um den Einsatz von RFID-Technologie zu regulieren. Später bildete die ISO / IEC das Joint Technical Committee (JTC). 

Das Komitee wurde beauftragt, verschiedene RFID-Probleme zu lösen, einschließlich Luftschnittstelle und zugehöriger Protokolle, Dateninhalt und Formatierung sowie Konformitätstests. 

Neben diesen internationalen Regulierungsbehörden gibt es regionale und nationale Ausschüsse für die RFID-Normung. Die wichtigsten sind:

  • ETSI

ETSI steht für das European Telecommunications Standards Institute. Das Gremium hat das Mandat, Standards für Funkwellen-Kommunikationskanäle in Europa festzulegen. 

  • FCC 

FCC steht für die Federal Communications Commission. Die Behörde ist für die Regulierung der Verwendung von Funkwellen für die Kommunikation in den Vereinigten Staaten zuständig. 

Da Europa und die USA die Pioniere bei der Regulierung der RFID-Technologie waren, haben die meisten Länder ihre Standards übernommen. Nur wenige Staaten wie Armenien haben ihren unabhängigen Standard entwickelt. 

RFID-Anwendungen 

RFID-Anwendungen

Die RFID-Technologie hat viele Anwendungen. Es ist hauptsächlich ein wesentliches Element der Verteidigungssysteme in vielen Regierungen weltweit. Andere wichtige Anwendungen sind:

  • Bestandsverwaltung. Es spielt keine Rolle, ob Sie einen Supermarkt, eine Produktionsstätte oder ein Einzelhandelsgeschäft leiten. Die RFID-Technologie vereinfacht die Bestandsverwaltung! 
  • Nachverfolgung von Gütern. Mit der RFID-Technologie können Sie Ihren Standort verfolgen. Auf diese Weise können Sie feststellen, wann sie sich aus den zulässigen Bereichen herausbewegen und so den Diebstahl eindämmen.
  • Personalverfolgung. Personalmanager verwenden RFID, um ihre Mitarbeiter zu verfolgen. Sie können problemlos Daten zu Anwesenheit, Leistung und vielen anderen Elementen abrufen. 
  • Access Control. Wenn Sie die Anzahl der Personen begrenzen möchten, die auf einen bestimmten Raum zugreifen können, können Sie die RFID-Technologie verwenden. Alle autorisierten Mitarbeiter erhalten ein Tag, mit dem sie auf den Ort zugreifen können. 
  • Identifizierung. Die RFID-Technologie wird in Bibliotheken, Regierungsbüros und vielen anderen Institutionen zur leichteren Identifizierung eingesetzt.
  • Tierverfolgung. Die Niederfrequenz-Tags haben eine weltweite Standardanerkennung für die Verwendung bei der Verfolgung von Nutztieren. Sie haften gut am Gewebe der Tiere und sind somit die besten Tracking-Tags.
  • Fälschungssicherheit. In der Pharmabranche nutzen Hersteller die RFID-Technologie, um ihre Produkte zu authentifizieren. 

Andere Anwendungen der RFID-Technologie umfassen Supply Chain Management, Race Timing, Trolling, Ereignisbesuchsverfolgung, Fahrzeugverfolgung und Echtzeitortung. 

Sie können andere RFID-Geräte in Betracht ziehen, einschließlich RFID-Portale, RFID-Drucker, RF-Leistungszuordnungen und GPIO-Adapter. 

Wichtige Informationen vor dem Kauf eines RFID-Systems

Die Investition in das richtige RFID-System kann kostspielig sein. Sie können am Ende bis zu $ ​​3500 ausgeben! Daher sollten Sie umfangreiche Bedarfsuntersuchungen durchführen, um sicherzustellen, dass das System Ihrem Unternehmen zugute kommt.

  • Betrachten Sie den Return on Investment. Ist die Installation eines RFID-Systems eine Notwendigkeit für Ihr Unternehmen? Steigert es den Umsatz und verbessert die Wirksamkeit? Bevor Sie mit dem Installationsprozess beginnen, sollten Sie eine Anwendungs- und Kosten-Machbarkeitsstudie durchführen. Kaufen Sie es nur, wenn Sie davon überzeugt sind, dass Sie über einen Bereich verfügen, der groß genug ist, um mit der Technologie verwaltet zu werden. Auf diese Weise wird Ihnen eine Kapitalrendite garantiert.
  • Betriebskosten. Sie sollten sowohl feste als auch wiederkehrende Ausgaben bewerten. Zu den Fixkosten kann der Kauf eines RFID-Lesegeräts, von RFID-Tags und von RFID-Druckern gehören. Andererseits können wiederkehrende Ausgaben aus dem Kauf von Druckerbändern, RFID-Inlay und Software-Erneuerung bestehen. Nachdem Sie auf alle Ihre Kosten zugegriffen haben, sollte der Bericht nachweisen, dass die Investition rentabel ist. 
  • Überprüfen Sie Ihre Umgebung. RFID-Systeme können von Ihrer Umgebung beeinflusst werden. Stellen Sie vor der Installation von RFID sicher, dass es mit Ihrer Umgebung kompatibel ist. Auf diese Weise vermeiden Sie den Kauf von RFID-Komponenten, die nicht optimal funktionieren. Beispielsweise funktionieren einige RFID-Tags auf metallischen Oberflächen nicht gut. Daher sollten Sie dies vermeiden, wenn Sie einen metallischen Vermögenswert verfolgen möchten. 
  • Personalbedarf berücksichtigen. Denken Sie daran, dass die Wirksamkeit Ihres RFID-Systems davon abhängt, wie gut der Datenaustausch zwischen einem Tag und einem Lesegerät ausgeführt wird. Daher sollten Sie einen Fachmann beauftragen, die besten Standort- und Installationsprotokolle für das Gerät zu testen. Darüber hinaus sollten Sie sich von einem Experten über die besten Techniken beraten lassen, um sicherzustellen, dass die Technologie optimal funktioniert. 

Die Investition in ein RFID-System kann eine entscheidende Rolle spielen. Ob Sie die Vorteile nutzen, hängt jedoch davon ab, wie gut Sie das Projekt ausführen. 

Da die RFID-Technologie für viele Menschen relativ neu ist, haben wir diesen umfassenden Leitfaden für Anfänger erstellt, der Sie bei jedem Schritt der Implementierung eines RFID-Systems unterstützt.