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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

RFID

Was ist RFID?

Einfach ausgedrückt, ist die “Radiofrequenz-Identifikation” (RFID) ein Mittel, um Objekte über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, das Funkwellen verwendet, zu identifizieren. Diese Fähigkeit bringt für Anwendungen in verschiedenen Bereichen, angefangen vom Lieferkettenmanagement über das Asset-Tracking bis hin zur Authentifizierung von häufig gefälschten Pharmazeutika, verschiedene Vorteile und Errungenschaften.

Eine der ersten Anwendungen drahtloser Identifikation wurde im 2. Weltkrieg von Piloten eingesetzt, die damit feststellten, ob ankommende Flugzeuge Freunde oder Feinde waren.

Welche Vorteile bietet die RFID-Technologie?

RFID-Technologie kann das Leben der Verbraucher sowohl erheblich verbessern als auch schützen. Es revolutioniert auch die Art, wie Unternehmen Geschäfte abschließen. Zu den Vorteilen, die RFID-Technologie bietet, zählen:

die Identifikation der Herkunft von Produkten, wodurch ein intelligenter Rückruf von schadhaften oder gefährlichen Produkten möglich wird, wie verdorbene Lebensmittel, mangelhafte Spielwaren oder beeinträchtigte Arzneimittel
die einfache Überwachung von Artikeln mit Ablaufdatum
die Vermeidung von gefälschten Produkten in der Lieferkette
die automatische Aufzeichnung von Sportergebnissen bei Marathons
ein verbessertes Kauferlebnis für Verbraucher, mit weniger ausverkauften Artikeln und einfacheren Rückholaktionen
das automatische Management von Assets, wie Container und Fertigungsmaterial
die automatische Verwaltung von Personenzugangskontrollen
eine größere Transparenz der Lieferkette, was zu einer Erhöhung der Effizienz des Vertriebskanals und zu einer Senkung der Geschäftskosten führt
die Verringerung von Umsatzverlusten aufgrund von Diebstahl oder fehlerhaften Warenbuchungen
mehr zivile Sicherheit
eine effizientere Handhabung des Gepäcks am Flughafen

Wie ist ein RFID-System oder eine RFID-Lösung aufgebaut?

Ein typisches RFID-System besteht aus drei Hauptkomponenten:

RFID-Tags
RFID-Lesegeräte
RFID-Reader-Antennen

Was ist der EPC code?

EPC steht für den elektronischen Produktcode. Dieser Code enthält nur Informationen über das Produkt und über das Unternehmen, das das Produkt hergestellt hat. Ein EPC enthält keine persönlichen Informationen. Der EPC ähnelt dem UPC, der heutzutage für Barcodes verwendet wird. Ein EPC ist eine Nummer, die nur Bedeutung hat, wenn sie mit einer Datenbank abgeglichen wird, die Informationen für die Entschlüsselung enthält. Die unten stehende Skizze zeigt, wie der EPC aufgebaut ist.

Was ist Middleware?

Middleware ist der Begriff, mit dem die Branche die Software bezeichnet, die eine Verbindung zwischen untergeordneten Objekten, wie RFID-Lesegeräten und den Anwendungen, die sie unterstützen, herstellt. Für Anwendungen, die RFID-Technologie voraussetzen, sendet die Middleware Kontrollbefehle an die Lesegeräte und antwortet mit Tag-Daten, die sie von den Lesegeräten empfängt. Für diesen Zweck hat EPCgloba, mithilfe von Input aus der Branche, den LLRP (low-level-reader-protocol) Standard geschaffen. Das LLRP ist eine Spezifikation für die Netzwerkschnittstelle zwischen dem RFID-Lesegerät und seinem Controller.

RFID versus Barcode

RFID wurde mit elektronischen Barcodes verglichen, was zu einfach ist, da man ja auch nicht Kommunikationen mit einem String oder zwei Blechbüchsen mit einem Mobiltelefon vergleichen kann.
RFID-Technologie geht weit über die Fähigkeit passiver, nicht eindeutiger Druckgrafiken (Barcodes) hinaus, die eine Sichtlinie zum Lesegerät voraussetzen. Aufgrund mangelnder Interaktivität können Objekte nicht eindeutig identifiziert und leicht gefälscht oder auf andere Art beeinträchtigt werden.
Anders als Barcode-Tags sind RFID-Tags technisch ausgereifte, intelligente Geräte, die eindeutige, feld-aktualisierbare Informationen enthalten. Dank ihnen können nicht nur Zeiteinsparungen, sondern auch Einsparungen bei den Kosten und der Arbeitskraft verzeichnet werden und die Transparenz der Lieferkette ist größer als je zuvor. Dies sind nur einige Gründe, warum sich große Einzelhändler, staatliche Einrichtungen und andere kommerzielle Organisationen und Einrichtungen für den Einsatz von RFID-Technologie entschieden haben.

Warum ist RFID besser als Barcodes?

RFID-Technologie bietet im Vergleich zu Barcodes viele Vorteile, unter anderem:

RFID-Tags müssen beim Auslesen nicht in Sichtlinie sein, was bedeutet, dass gemischte Paletten ausgelesen werden können, ohne dass man sie auspacken muss.
Größere Tiefe der Serialisierung – Mit RFID ist es möglich, jeden individuellen Artikel einzeln zu identifizieren, und nicht nur den Produkttyp.
Viele RFID-Tags können gleichzeitig ausgelesen und beschrieben werden
Informationen, die in RFID-Tags enthalten sind, können im Feld aktualisiert werden, indem der Tag mit neuen Informationen beschrieben wird
Eindeutige Seriennummern ermöglichen Produktauthentifizierungen

On what frequencies do RFID systems work around the world?

RAIN RFID technology uses two major frequency ranges: 902-928 MHz and 865-868 MHz. Different countries use different frequency ranges. It is important that you match the region version of purchased reader with the local regulations of the region where your reader is being used. For more in depth explanation and an overview of regions see: https://www.cisper.nl/en/whitepapers/selecting-the-right-rfid-antenna-for-your-project

What is the relation between cable length and signal loss in antenna cables?

Every meter cable and every connector will result in more power loss. Approximately 0.5db per meter for a standard cable. But the real loss depends on the cable rate. Higher rated cables are thicker so harder to bend. Lower rated cables are more flexible but with more power loss.

For more detailed information see: https://www.cisper.nl/en/whitepapers/selecting-the-right-rain-rfid-antenna-for-your-project

RFID Tags and Labels

Wie funktioniert ein RFID-Tag?

Tags funktionieren auf dieselbe Art wie andere drahtlose Geräte, wie Ihr kabelloses Telefon oder Mobiltelefon oder WLAN: Eine Antenne, die mit dem elektrischen Schaltkreis des Tag-Chips verbunden ist, sendet elektromagnetische Wellen durch die Luft, und zwar so, wie dies ein bestimmtes Kommunikationsprotokoll festlegt. Im Falle von UHF RFID ist dieses Protokoll der EPCglobal UHF Gen2 Standard, der der einzige weltweit gültige Standard ist, der die Tag- und Lesegeräte-Kommunikationen definiert, die einen Frequenzbereich zwischen 860MHz und 960MHz nutzen. Die spezifische Frequenz dieser Wellen wird in Hertz (Zyklen pro Sekunde) ausgedrückt. Andere RFID-Technologien wie die Hochfrequenz(HF)-Technologie und die Niederfrequenz(LF)-Technologie nutzen 13.56MHz bzw. 125KHz.

Was ist ein aktiver RFID-Tag?

Ein RFID-Tag ist ein aktiver Tag, wenn er mit einer Batterie ausgestattet ist, die als teilweise oder vollständige Energiequelle für den Schaltkreis und die Antenne des Tags verwendet werden kann. Einige aktive Tags enthalten austauschbare Batterien mit einer jahrelangen Nutzungsdauer, andere sind versiegelte Einheiten.

Hinweis: Es ist also möglich, den Tag an eine externe Energiequelle anzuschließen

Was sind die wichtigsten Merkmale aktiver RFID-Tags?

Aktive RFID-Tags können einige oder alle der folgenden Merkmale aufweisen:

die größte Kommunikationsreichweite aller Tags
die Fähigkeit, unabhängige Überwachungen und Kontrollen durchzuführen
die Fähigkeit, Kommunikationen zu initiieren
die Fähigkeit, Diagnosen durchzuführen
die größte Datenbandbreite

Welche Vorteile bieten aktive RFID-Tags?

Die größten Vorteile von aktiven RFID-Tags sind:

Tags können aus einer Entfernung von hundert Metern oder mehr ausgelesen werden
Tags können andere Sensoren haben, die Elektrizität als Energiequelle verwenden können, beispielsweise:
- Temperatursensoren
- Feuchtigkeitssensoren
- Kippsensoren
Tags können von einer externen Quelle gespeist werden
Tags können verwendet werden, um die Position in einem Raum oder Bereich zu bestimmen

Welche Probleme und Nachteile gibt es bei den aktiven RFID-Tags?

Tags können nicht ohne Batterien arbeiten, was die Nutzungsdauer einschränkt
Tags sind standardmäßig teurer und kosten oft € 20 oder mehr pro Stück
Tags sind physikalisch größer, was die Anwendungsmöglichkeiten einschränken kann
Langfristig können die Wartungskosten größer sein als bei passiven Tags, wenn die Batterien ausgetauscht werden
Batterieausfälle können bei aktiven Tags zu teuren fehlerhaften Auslesungen führen

Was ist ein passiver RFID-Tag?

Ein passiver Tag ist ein RFID-Tag, der keine Batterie enthält. Die Energie liefert das Lesegerät. Wenn ein passiver RFID-Tag Funkwellen von einem Lesegerät empfängt, bildet die im Tag angeordnete Antenne ein magnetisches Feld. Der Tag bezieht davon Energie und versorgt die Schaltkreise im Tag mit Energie. Der Tag sendet dann die Informationen (Rückstreuung), die im Tag-Speicher verschlüsselt sind.

Welche Vorteile bieten passive Tags?

Passive Tags bieten folgende Vorteile:

Tags funktionieren ohne Batterie. Diese Tags haben eine Nutzungsdauer von 20 Jahren oder mehr
Tags sind normalerweise günstiger herzustellen
Tags sind viel kleiner
Tags bieten unendlich viele Anwendungsmöglichkeiten für Konsumgüter und andere Bereiche

Haben passive RFID-Tags Nachteile?

Tags können nur aus kürzeren Entfernungen ausgelesen werden (im Vergleich zu aktiven Tags)
Es ist schwieriger, Sensoren zu integrieren
Falls die Tags an den POS-Terminals nicht entsorgt werden, können sie für eine sehr lange Zeit lesbar bleiben

Aktive, passive und BAP-Tags - Was ist der Unterschied?

Aktive RFID-Tags haben einen Sender und ihre eigene Energiequelle (normalerweise eine Batterie). Die Energiequelle wird verwendet, um den Schaltkreis des Mikrochips zu versorgen und um ein Signal an das Lesegerät auszusenden (so wie ein Mobiltelefon Signale an die Basisstation aussendet).

Passive Tags haben keine Batterie. Stattdessen beziehen sie Energie vom Lesegerät, das elektromagnetische Wellen aussendet, die Strom in die Tag-Antenne induzieren.

Semi-passive Tags (oder BAP-Tags, batteriegestützte passive Tags) verwenden eine Batterie, um den Schaltkreis des Chips zu versorgen, kommunizieren jedoch, indem sie Energie vom Lesegerät beziehen.

Aktive und semi-passive Tags sind für das Tracking hochwertiger Waren nützlich, die über lange Strecken hinweg gescannt werden müssen, wie Schienenfahrzeuge auf einer Strecke. Sie sind jedoch teurer als passive Tags, was bedeutet, dass sie nicht für Artikel mit geringem Wert verwendet werden können.

Warum gibt es unterschiedliche RFID-Tag-Antennendesigns?

So angenehm dies auch sein würde, gibt es jedoch nicht das eine beste Antennendesign für eine bestimmte Anwendung in den verschiedenen Regionen der Welt. Unterschiedliche Antennendesigns optimieren die Leistung in verschiedenen Anwendungen. Aus diesem Grund gibt es für die unterschiedlichen Anwendungen spezielle Formen und Konfigurationen, wie palettierte Pakete kleiner Artikel. Einige Tags können für die Verwendung in einem bestimmten Frequenzbereich optimiert sein, während andere Tags so ausgelegt sein können, dass sie am leistungsstärksten sind, wenn sie an Materialien angebracht werden, die normalerweise nicht gut für drahtlose Kommunikation geeignet sind (bestimmte Flüssigkeiten und Metalle, beispielsweise). Einige Tags sind für allgemeine Anwendungen gedacht und funktionieren ordnungsgemäß in allen Frequenzbereichen, im freien Raum oder auch an einem Artikel befestigt.

Funkwellen, die von der Tag-Antenne empfangen werden, werden im Schaltkreis des Tags in elektrischen Strom zurückverwandelt. Der Tag verwendet seine eigene Antenne, um eine Antwort (Rückstreuung) zurückzusenden. Die Intensität der Antwort (Rückstreuung), die der Tag zurücksendet, hängt ab von:

dem Material des getaggten Produkts (die dielektrische Konstante)
der Größe der Tag-Antenne
der Oberfläche der Tag-Antenne
der Polarisierung der Tag-Antenne
der Polarisierung der Reader-Antenne

Wie werden RFID-Tags hergestellt?

Ein RFID-Tag enthält im Allgemeinen einen integrierten Schaltkreis (IC oder Chip), der auf einen flexiblen PET (Polyethylenterephthalat) oder Papierträger montiert wird, der mit leitfähiger Tinte bedruckt wurde (oder mit einem aufgeätzten, aufgestempelten oder aufgedampften Antennenmuster zusammengebaut wurde), dem jeweiligen Antennenmuster entsprechend. Das entstandene Inlay wird dann zwischen ein bedrucktes Etikett und seine selbstklebende Rückseite gelegt. So entsteht ein so genannter Smart Tag. Das Etikett kann dann mit einer eindeutigen Tracking-ID, dem so genannten elektronischen Produktcode (EPC), programmiert werden und an einem Artikel, einem Paket oder einer Palette befestigt werden. Für einige Anwendungen können Tag-Chips auch werkseitig programmiert werden, bevor sie zusammen gebaut werden.

RFID Readers

Was ist ein RFID Lesegerät und wie funktioniert es?

Das RFID-Lesegerät, auch Abfragegerät genannt, ist eine Hardwarekomponente, die die Verbindung zwischen den Tag-Daten und dem Softwaresystem des Unternehmens herstellt, das die Informationen benötigt. Das Lesegerät kommuniziert mit RFID-Tags, die innerhalb der Lesereichweite sind und führt eine Reihe von Aufgaben durch, unter anderem einfache Permanent-Inventarisierungen, Filterungen (Suche nach Tags, die bestimmte Kriterien erfüllen), Beschreibungen ausgewählter Tags, etc.

Das Lesegerät verwendet seine Antenne, um digitale verschlüsselte Informationen in angepasster Wellenform auszusenden, wie auch den Ton, den der Tag verwendet, um sich selbst betreiben Eine Empfangsschaltung auf dem Tag kann das angepasste Feld erfassen, die Informationen entschlüsseln und seine eigene Antenne verwenden, um eine Antwort (Rückstreuung) zurückzusenden.

Lesegeräte können stationär (Installationen am Ladetor oder auf den Regalen) oder mobil (auf einem Gabelstapler installiert oder in Form eines Handheld Lesegeräts) sein oder die Form eines Moduls in einem Drucker/Kodierer haben.

RFID Antennas

What are the different type of connectors used in RFID?

Typically, RP-TNC and SMA cables are used in RFID applications. RP-TNC Female connectors are often found on RFID readers, (RP= Reverse Polarity) and they typically do have a center pin. To connect to an antenna, the antenna cable requires a RP-TNC male connector.

SMA connectors are often used to connect cables to an antenna. SMA connectors are smaller than RP-TNC connectors and are available in male and female type. An RFID antenna often has an SMA female connector, which implies that the cable needs to have an SMA male connector on one side.

Therefore, RFID antenna cables are equipped with one RP-TNC Male connector and on the other end an SMA male connector.

Was ist eine RFID-Reader-Antenne und wie funktioniert sie?

Reader-Antennen, wie auch Tag-Antennen, können je nach Anwendung verschiedene Formfaktoren haben. Diese gilt für Antennen, die an Ladetoren installiert, in Regale oder Gestelle integriert werden, an einem POS-Terminal aufgestellt oder in Führungsschienen einer Förderanlage eingebaut werden. Einige Antennen sind für das Auslesen von Tag-Daten auf Tags bei Rennen oder Marathons bestimmt, andere Antennen können in Türrahmen installiert werden, um Tags auszulesen, die von Personen getragen werden, die einen Raum oder ein Festival betreten.

Wie funktionieren Reader-Antennen? Prinzipiell verwandelt eine Reader-Antenne elektrischen Strom in elektromagnetische Wellen, die dann in das Weltall ausgesendet werden (ähnlich wie bei einem FM-Radio), in einem bestimmten Muster und in einer bestimmten Intensität. Diese Funkwellen können von einer Tag-Antenne empfangen und wieder in elektrischen Strom zurückverwandelt werden. Der Tag verwendet seine eigene Antenne, um eine Antwort (Rückstreuung) zurückzusenden. Wenn der Tag antwortet, empfängt die Reader-Antenne die Informationen auf ähnliche Art und Weise.

Die wichtigsten Parameter für den Tag sind die Polarisierung (oder der elektrische Feldvektor der Welle der Reader-Antenne und die Richtung) und die Leistungsstufe der Übertragung. Eine linear polarisierte Antenne sendet komplett in einer Ebene in Richtung der Signalausbreitung, während bei einer zirkular polarisierten Antenne die Wellen zirkular rotieren (im Endeffekt in Form eines Korkenziehers, wenn man es zeitlich betrachtet), wobei innerhalb einer Welle eine komplette Drehung durchgeführt wird.

Welche Antennen-Konfigurationen sind möglich?

Die Systemleistung wird stark von der Konfiguration der Reader-Antennen-Anschlüsse beeinflusst (wo die Antennen am Lesegerät angeschlossen sind), wobei die Wahl der Konfiguration im Allgemeinen einen Kompromiss zwischen Kosten und Leistung darstellt. Zwei Wahlmöglichkeiten sind die monostatische und die bistatische Konfiguration

Ein monostatisches System verwendet eine einzige Antenne für die Übertragung und den Empfang und benötigt 4 Antennen
Ein bistatisches System verwendet separate Antennen für die Übertragung und den Empfang und erfordert 8 Antennen

Ein monostatisches System ist kostengünstig, einfach einzusetzen und verfügt im Vergleich zu bistatischen Lösungen über eine bessere Datensammlung und Prozesseffizienz. Zudem erleichtern monostatische Antennen die Erweiterung von UHF Gen 2 auf die Etikettierung einzelner Artikel (ILT) ungemein. ILT ist für bistatische Systeme schwierig und unpraktisch, da die Antennen für die Übertragung und den Empfang so nahe aneinander positioniert sein müssen, dass das Signal von der Übertragungsantenne zur Empfängerantenne zurückstreut. Der Grund, warum einige Lesegeräte bistatische Antennen verwenden, liegt darin, dass in typischen Portalanwendungen die Übertragungssignale von den Empfangssignalen isoliert werden sollen. Diese Isolierungen sind in ILT-Umgebungen nicht möglich. Kurzum, monostatische Lesegeräte sind für Etikettierungen auf Artikelebene besser geeignet.

Welche Antennen-Konfigurationen sind möglich?

For more detailed information see: https://www.cisper.nl/en/whitepapers/selecting-the-right-rain-rfid-antenna-for-your-project

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"I’ve worked with Cisper for many years now. They’ve always worked in a professional and timely manner and are highly respected in the RFID world, always there to support and deliver on their promises. They’re the "go to" distributor for all things RFID"

Adam Sharp

Director, Business Development - Xerafy

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