Leistungsstarke RFID-Technologie von Phoenix Contact.
RFID steht für Radio-Frequency-Identifikation und bedeutet, dass Objekte kontaktlos und ohne Sichtkontakt identifiziert werden können. Ein RFID-System besteht aus dem Transponder und der Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher RFID-Systeme auf dem Markt. Alle haben jedoch drei gemeinsame Eigenschaften:
Daraus ergeben sich Grundfunktionen, die jedes RFID-System erfüllen muss. Je nach Anwendungsgebiet können die RFID-Systeme vielfältige weitere Funktionen aufweisen.
Arten von RFID-Systemen
Funktionsprinzip RFID
Das Transportmedium für den Austausch von Daten zwischen Transponder und Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit sind Funkwellen. Bei RFID-Systemen werden verschiedene Frequenzbereiche verwendet.
Niedrigfrequenz (NF) | Hochfrequenz (HF) | Ultrahochfrequenz (UHF) | Mikrowellenfrequenz (SHF) | |
---|---|---|---|---|
Frequenz | 30 - 500 kHz | 13,56 MHz | 850 bzw. 950 MHz | 2,45 bzw. 5,8 GHz |
Reichweite | bis 1,2 m | 0,01 - 0,3 m | 2,5 m | bis 300 m |
Lesegeschwindigkeit | langsam | je nach ISO-Standard | schnell | sehr schnell (aktive Transponder) |
Typische Transponder | Smart Label, Transponder in Kunststoffhüllen, Kartentransponder | Smart Label | Smart Label | großformatige Transponder |
Es gibt zwei grundlegende Arten von RFID-Transpondern: Aktive Transponder haben eine eigene Energieversorgung. Sie werden erst aktiviert, wenn eine Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit innerhalb der Transponderreichweite Befehle sendet.
Passive Transponder werden von der Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit mit Energie versorgt. Diese Energieversorgung kann durch eine induktive Kopplung oder durch das Backscatter-Verfahren erfolgen. Bei der induktiven Kopplung induziert das elektromagnetische Feld der Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit eine Spannung an der Antenne des Transponders. Die Gleichrichtung dieser Spannung erfolgt im zweiten Schritt.
Systeme mit hohen Reichweiten setzen häufig das Backscatter-Verfahren ein. Hierfür benötigen sowohl der Transponder als auch die Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit eine Dipolantenne mit Resonanzverhalten für die jeweilige Frequenz des RFID-Systems. Wenn die Antenne der Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit eine Sendeleistung abstrahlt, steht diese an der Transponderantenne als Hochfrequenzspannung zur Verfügung. Der Transponder nutzt sie durch eine Gleichrichtung zur Stromversorgung.
Transponder für die industrielle Kennzeichnung weisen ebenfalls eine Vielzahl unterschiedlicher Bauformen auf, z. B.:
Kopplungselemente wie Spulen oder Antennen an Transponder und der Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit ermöglichen eine Datenübertragung zwischen den beiden Komponenten.
Die Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit erzeugt ein hochfrequentes, elektromagnetisches Wechselfeld. Befindet sich ein Transponder innerhalb dieses Felds, kann eine Kommunikation stattfinden. Die Induktion erzeugt in der Transponderspule eine Spannung. Dadurch generiert die Elektronik des Transponders ein weiteres Signal, das als Antwort an die Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit zurückgesendet wird.
Für die Datenübertragung zwischen Transponder und Lese- bzw. Lese-/Schreibeinheit werden verschiedene Betriebsarten unterschieden.
Vefahren | Energieübertragung | Datenübertragung |
---|---|---|
Vollduplexverfahren (FDX) | kontinuierlich | Gleichzeitiger up- und downlink der Daten |
Halbduplexverfahren (HDX) | kontinuierlich | Sequentieller up- und downlink der Daten |
Sequentielle Verfahren | sequentiell | Sequentieller up- und downlink der Daten |
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