RFID FAQ

RFID

Automatisch Identifizieren

FAQ

Antworten auf häufig gestellte Fragen zu RFID.

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WAS IST RFID ?

RFID steht für Radio Frequenz IDentifikation und ist eine Technik für berührungsloses Identifizieren über Funkwellen von Objekten, Waren, Behältern und Personen, die mit einem Transponder, auch Chip oder Tag, ausgestattet sind.

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WAS IST EIN RFID-TRANSPONDER ?

Ein Transponder ist ein mobiler Datenträger, der aus einem Chip und einer Antenne besteht. Der Begriff Transponder ist zusammengesetzt aus den Begriffen Transmitter und Responder.

Transponder gibt es in verschiedenen Ausprägungen als Klebeetikett und in einem Gehäuse als sogenanntes Hard-Tag. Grundsätzlich wird zwischen passiven und aktiven Transpondern unterschieden. Transponder sind ein entscheidendes Element in der RFID Technik.

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WIE FUNKTIONIERT RFID ?

RFID Technik funktioniert auf zwei unterschiedliche Arten: induktiv (Magnetfeld) und über elektromagnetische Wellen.

Die Frequenzen 125 kHz (LF) und 13,56 MHz (HF) übertragen die Daten induktiv und erreichen dadurch nur begrenzte Reichweiten. Bei der UHF-Frequenz (860–960 MHz) erfolgt die Datenübertragung mit elektromagnetischen Wellen.

Eine UHF-RFID-Infrastruktur besteht aus einem oder mehreren UHF Lesegeräten (Readern) mit einer oder mehreren Antennen, die die Transponder „lesen“.

Damit die Daten der Transponder von IT-Systemen oder SPSen verarbeitet werden können, ist eine sogenannte Systemintegration (Middleware) erforderlich.

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WELCHE VORTEILE BIETEN RFID-TRANSPONDER GEGENÜBER BARCODES

RFID-Transpondern (UHF) bieten u. a.:

  • Transponder sind lesbar auch ohne direkte Sichtverbindung
  • Transponder sind unempfindlich gegen Verschmutzung
  • Es können mehrere Transponder gleichzeitig gelesen werden (Pulk-Lesen)
  • Die gespeicherte Information kann bei Bedarf angepasst werden
  • Größere Informationsmenge, als bei normalem Barcode (1D)
  • Spezielle Transponder können auch bei sehr hohen Temperaturen eingesetzt werden (250 °C)
  • Spezielle Transponder können in metallische Objekte integriert werden.
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WAS BEDEUTET "PASSIVE" UND "AKTIVE" TARNSPONDER ?

Die Unterscheidung wird bei UHF Transpondern gemacht. Passive Transponder haben keine eigene Energiequelle, sondern beziehen die komplette Energie für das Rücksenden ihrer Kennung (Backscatter) aus dem elektromagnetischen Feld der Antenne. Sie antworten nur, wenn sie gefragt werden, d. h., wenn und solange sie in einem Antennenfeld sind. Die mögliche Reichweite beträgt bis über 20 Meter und ist von vielen Faktoren abhängig.

Aktive Transponder haben eine integrierte Batterie und senden i. d. R. ihre Kennung permanent in parametrierbaren Intervallen, unabhängig davon, ob ein Lesegerät „zuhört“. Die mögliche Reichweite beträgt bis zu 500 Meter.

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GIBT ES "DEN" EINEN RFID TRANSPONDER FÜR ALLE ANWENDUNGEN ?

Nein. Die Materialeigenschaft des zu kennzeichnenden Objekts beeinflusst die Antenne des RFID Transponders. Das Antennendesign muss auf das Material abgestimmt sein. Desweiteren sind die Einsatzbedingungen des Transponders wie Hitze, mechanischer Stress, chemische Substanzen etc., zu berücksichtigen. Und schließlich hat auch die gewünschte Lesereichweite Einfluss auf das Antennendesign (je kleiner ein Transponder ist, umso kürzer ist die mögliche Lesereichweite).

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WELCHER ON-METAL TRANSPONDER IST GEEIGNET?

Grundsätzlich sind für die direkte Montage auf Metall besondere, speziell für diesen Zweck gefertigte, Transponder erforderlich.

Die Auswahl eines geeigneten Transponders für eine bestimmte Anwendung hängt von vielen Faktoren ab. So spielen die erforderliche Lesereichweite und die mögliche Baugröße des Transponders eine wichtige Rolle. Zusätzlich haben mechanische, thermische und chemische Belastungen, denen ein Transponder im praktischen Einsatz ausgesetzt sein kann, einen Einfluss auf die Entscheidung, welcher Transponder für die eine Anwendung die erforderliche Prozesssicherheit unterstützt.

Als weitere Kriterien können der Stückpreis und die Befestigungsart wichtig sein. Glücklicherweise ist heute eine breite Vielfalt an Transpondern für die direkt Montage auf metallische Oberflächen verfügbar, dennoch können auch Kompromisse erforderlich sein: eine hohe Lesereichweite und ein kleines Transponderbaumaß z. B. schließen sich aus.

Eingesetzt werden sollte der Transponder, der unter gegebenen Einsatzbedingungen die höchste Prozesssicherheit liefert. Ggf. sind Tests unter realen Einsatzbedingungen erforderlich.

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WODURCH WIRD DIE LESEREICHWEITE ZWISCHEN RFID-READER (ANTENNE) UND TRANSPONDER BEEINFLUSST ?

Zahlreiche Faktoren haben Einfluss auf die tatsächlich erzielbare Leseentfernung. Einige Beispiele:

  • Abgestrahlte Leistung des RFID Lesegerätes (RFID Readers)
  • Eignung des Transponders für das Material
  • Lage des Transponders zur Reader-Antenne
  • Anzahl der Transponder in der Umgebung
  • Geschwindigkeit des Transponders beim Passieren der Antenne
  • Witterung bei Außeneinsatz (Regen, Schnee)
  • Leistung und Güte von Lesegerät, Antenne und Transponder
  • Qualität der Installation der RFID Technik

Angaben zur Lesereichweite bei Transpondern beziehen sich i. d. R. auf optimale Bedingungen, d. h. frei Sicht von Transponder zur Antenne sowie volle Leistung des Lesegeräts im gesetzlichen Rahmen (in Europa 2 Watt E.R.P. – ETSI EN 302 208).

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WARUM WEICHT DIE LESEENTFERNUNG EINES TRANSPONDERS IN DER PRAXIS VON DEM WERT IM DATENBLATT AB?

Die in Datenblättern angegebene Lesereichweite von Transpondern wird üblicherweise unter optimalen Bedingungen ermittelt: Der Transponder befindet sich in direkter Sichtlinie und in paralleler Ausrichtung zur Antenne. Es befinden sich keine Hindernisse zwischen Transponder und Antenne. Die abgestrahlte Leistung entspricht den in Europa erlaubten 2 Watt.

Da diese Bedingungen in der Praxis fast nie vollständig gegeben sind, liegt die reale Lesereichweite von Transpondern unter der in Datenblättern angegebenen Entfernung. In metallischen Umgebungen kann es jedoch durch Reflexionen der elektromagnetischen Welle zu Überreichweiten kommen, die zu ungewollten Transponderlesungen führen.

Zum Vergleich von Transpondern sind die Angaben in den Datenblättern zur Lesereichweite jedoch durchaus geeignet.

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WARUM KANN METALL STÖREN?

Ein Transponder muss nicht auf Metall montiert sein, um Störungen durch Metall zu erfahren. Transponder, die z. B. vollständig von Metall umschlossen sind, können nicht von außen gelesen werden, da Metall die elektromagnetischen Wellen abschirmt.

In metallreicher Umgebung kann es zu ungewollten Überreichweiten durch Reflexionen der Funkstrahlen am Metall kommen. Dabei können z. B. auch Flurförderzeuge Reflexionsobjekte darstellen. In metallischen Umfeld ist die Auswahl, Platzierung und Parametrierung der RFID-Antennen besonders sorgfältig vorzunehmen.

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WAS SIND "STATISCHE TAGS" ?

Statische Tags sind RFID-Transponder an Waren/Behältern, die neben z. B. RFID-Gates stehen. Sie verfälschen das Leseergebnis bei einer Tordurchfahrt, da sie ebenfalls gelesen werden, obwohl sie das RFID-Gate nicht passieren.

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KANN EIN HOCHTEMPERATUR-TRANSPONDER UNTERSCHIEDLICHE HOCHTEMPERATUR-ANWENDUNGEN ABDECKEN?

Normalerweise nicht, da es feuchte und trockene Hitze gibt. Ein Transponder, der trockener Hitze widersteht, kann für die Anwendung in einem Autoklaven, in dem heißer Dampf unter hohem Druck wirkt, ungeeignet sein. Auch kann ein Transponder für hohe Temperaturen geeignet sein, widersteht jedoch nicht den gleichzeitig wirkenden chemischen Elementen.

Wir empfehlen in Zweifelsfällen immer einen statistisch relevanten Test unter realen Einsatzbedingungen, um die Eignung eines Transponders für die fragliche Anwendung nachzuweisen.

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WANN SIND RFID-READER UND TRANSPONDER KOMPATIBEL?

Bei der RFID-Technik gibt es zwei grundlegende Kriterien, die für eine Kompatibilität von RFID-Lesegeräten und Transpondern entscheidend sind: die Übertragungsfrequenz und das Protokoll der Luftschnittstelle.

Für RFID-Anwendungen gibt es drei Frequenzbereiche: Low Frequency (LF, 125/134,2 kHz), High Frequency (HF, 13,56 MHz) und Ultra-High Frequency (UHF, Bereich 860-960 MHz, wobei 868 MHz in Europa und 915 MHz in USA gilt).

Bei UHF wird noch zwischen passiven und aktiven Transpondern unterschieden. Aktive Transponder haben eine integrierte Spannungsversorgung und arbeiten überwiegend bei 433 MHz. Aktive und passive UHF-Systeme sind normalerweise nicht kompatibel.

Die Luftschnittstelle beschreibt die „Sprache“, in der RFID-Reader und Transponder miteinander kommunizieren.

Im Bereich HF-RFID gibt es die Standards ISO 14443 und ISO 15693, sie sind nicht kompatibel (so wie z. B. Deutsch und Chinesisch). Im Bereich UHF wird das Protokoll nach ISO/IEC 18000-6 verwendet

Nutzen RFID-Lesegerät und RFID-Tag dieselbe Frequenz UND dasselbe Protokoll für die Luftschnittstelle, werden die Tags gelesen, wenn sie sich im Bereich des Lesefeldes vom Reader befinden.

Stimmen die Frequenzen nicht überein, ist es so, als würde man FM-Radio mit einem AM-Gerät hören wollen, was nicht funktioniert. Darum gibt es bei UHF-RFID sogenannte Breitband-Transponder, die weltweit bzw. in USA und Europa gelesen werden können; Tags für Europa (ETSI) und Tags für USA (FCC) sind NICHT kompatibel, da unterschiedliche Frequenz.

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WAS IST DER EPC ?

EPC steht für „Electronic Product Code“ und ist ein weltweit standardisierter, überschneidungsfreier Zahlencode zur eindeutigen Kennzeichnung von Objekten, wie z. B. Einzelstücken, Kartons, Umkartons, Paletten, Transportbehälter etc. Mittels des EPC und RFID-Technik können die Objekte entlang der Versorgungskette (Supply-Chain) jederzeit eindeutig identifiziert werden. Der EPC wird auf einem kompatiblen RFID-Transponder gespeichert. Für Anwendungen in der Produktion werden heute fast ausschließlich EPC-kompatible Transponder eingesetzt.

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WAS IST EPCGLOBAL ?

EPCglobal ist eine Non-Profit-Organisation, die Standards für die einheitliche Nutzung von RFID Technik für den grenz- und branchenüberschreitenden Warenverkehr entwickelt. Unternehmen können bei der Organisation EPCs beziehen.

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WAS IST DER STANDARD EPCGLOBAL CLASS 1 GEN 2 ?

Der Standard EPCglobal Class 1 Gen 2 beschreibt die Luftschnittstelle zwischen passiven RFID-Transpondern und RFID-Readern im UHF-Bereich. Das Schnittstellenprotokoll wurde von EPCglobal definiert.

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GIBT ES GESUNDHEITLICHE RISIKEN BEIM EINSATZ VON RFID-TECHNIK ?

RFID Technik im UHF-Bereich arbeitet mit Funkwellen, die elektromagnetische Felder (EMF) erzeugen, vergleichbar mit Mobil-Telefonen und anderen funktechnischen Geräten. Studien z. B. der Weltgesundheitsbehörde (WHO) haben ergeben, dass der Einsatz der RFID Technik unterhalb der empfohlenen EMF-Grenzwerte liegt und keine bisher bekannten negativen Gesundheitseffekte gezeigt hat.

So stellen auch GS1 Germany und AIM Deutschland in einer gemeinsamen Information über gesundheitsrelevante Aspekte für den unbedenklichen Einsatz der RFID Technologie fest, dass nach heutigem Stand von Wissenschaft und Technik, bei Einhaltung bestehender Grenzwerte, Beachtung der Geräteherstellerempfehlungen und sorgfältigem Umgang von keinen gesundheitlichen Gefährdungen durch RFID Systeme auszugehen ist.

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