RFID für die Optimierung von Geschäftsprozessen

7 Auto-ID/RFID-Infrastruktur (S. 145-146)

7.1 RFID Tags

7.1.1 RFID Tag und Antenne

RFID Tags, auch RFID-Transponder genannt, bestehen aus einem elektronischen Speicher- Chip und einer Antenne. Sie haben viele unterschiedliche Merkmale, die für den jeweiligen Einsatzzweck von Bedeutung sind. Ein wesentliches Kriterium ist die Frequenz, die sich nach heutigem Stand zwischen 125 kHz (LF: Low Frequency) und 5,8 GHz (SHF: Super High Frequency bzw. Mikrowelle) bewegt und einen wesentlichen Einfluss auf die Bauform der Antenne hat. Die folgende Betrachtung bezieht sich vor allem auf Tags mit Frequenzen von 13,56 MHz (HF: High Frequency, siehe Abbildung 7-1) bzw. auf den Frequenzkanal zwischen 860 und 960 MHz (UHF: Ultra High Frequency, siehe Abbildung 7-3). Der UHF-Kanal wird von EPCglobal bevorzugt, weil er die für logistische Zwecke wichtige größere Lesereichweite hat.

HF Tags werden hauptsächlich für die Identifikation von einzelnen Teilen (Items) verwendet. Für logistische Zwecke dagegen werden hauptsächlich UHF Tags eingesetzt. Beide Tag-Versionen können in großen Mengen als Einwegtransponder hergestellt werden. Diese Tags sind passiv, das heißt, sie können keine eigenständigen Signale aussenden. Aktive Tags, die über eine eigene Stromversorgung verfügen, werden im Abschnitt 7.1.3 beschrieben. Leistungsparameter der RFID Tags sind vor allem:

- Lesereichweite
- Übertragungsgeschwindigkeit (Datenrate)
- Pulk-Lesefähigkeit,
- Beeinflussung durch umgebende Objekte

Die Lesereichweite, die Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen und die Pulkfähigkeit der RFID Tags werden von der Frequenz, der Feldenergie der Reader-Antenne (Wattstärke), ihrer Ausrichtung in Bezug auf das Reader-Antennen-Feld sowie von Form und Größe der Tag-Antenne bestimmt. Die Frequenz und das entsprechende Übertragungsprotokoll einschließlich des Antikollisionsalgorithmus entscheiden über die Datenübertragungsrate bzw. Lesegeschwindigkeit im Pulk. Ein Pulk ist immer dann vorhanden, wenn mehrere Objekte mit RFID Tags gleichzeitig ein Antennenfeld passieren. Das elektromagnetische Feld zwischen Reader und Tag-Antenne wird Air Interface oder Luftschnittstelle genannt, die notwendigen Modalitäten des Datenaustausches als Air Interface Protokoll (siehe Abschnitt 7.2). Dies alles ist Gegenstand des Generation-2-Standards von EPCglobal..

Die herstellungstechnische Vorstufe von RFID Tags sind Inlays. Sie bestehen aus einem Chip und einer Antenne, die auf einer Trägerfolie aufgebracht sind. Für den Gebrauch wird diese Folie zum Beispiel in Hartplastik eingekleidet, damit eine Smart Card entsteht. Oder das Inlay wird auf die Rückseite eines Etikettes aufgeklebt, das an einem Produkt, einem Karton oder einer Platte befestigt und auf der Vorderseite mit Klarschrift oder Barcode beschriftet wird.

Inlays für passive RFID Tags mit einer Frequenz von 13,56 MHz (HF) sind in Abbildung 7-1 dargestellt. Bei dieser Frequenz wird das Signal über Magnetfelder übertragen, deswegen haben die Antennen die Form von Spulen (wie ein Transformator). Abbildung 7-2 zeigt ein weiteres Beispiel eines HF Tags. Er hat die Form eines Hosenknopfes mit 2 mm Dicke und 8 mm Durchmesser. Auch in seinem Gehäuse sind Chip und Antenne verborgen. Diese in Kunststoff eingebettete Bauart dient zum Beispiel dazu, technische (metallische) Ersatzteile zu kennzeichnen. Auf der Abbildung ist der Tag neben einem Typenschild angebracht. Der Leseabstand dafür liegt im Bereich von Millimetern, was für diesen Zweck ausreicht.