Radiofrequenz-Identifikation (RFID) in der Industrie

Radiofrequenz-Identifikation (RFID)

Die Radiofrequenz-Identifikation (RFID) ist eine kurzreichweitige, automatische und kontaktlose Kommunikationsmethode, die elektromagnetische Felder nutzt, um Informationen über ein Objekt aus den auf einem Tag gespeicherten Daten zu empfangen und zu lesen.

RFID-Technologie wird häufig verwendet, um Vermögenswerte und Geräte mit Hilfe einer Antenne zu verfolgen und zu identifizieren. Die Reichweite von RFID beträgt 1 bis 12 Meter und die Übertragungsgeschwindigkeit 640 kbps. Es handelt sich um eine Form der drahtlosen Kommunikation, die schnell die kabelgebundene Technologie ersetzt und zum primären Kommunikationsmittel im Alltag, in Produktionsanlagen, Dienstleistungen und im kommerziellen Bereich wird.

RFID wird verwendet, um Daten zwischen zwei Einheiten auszutauschen – einem Lesegerät und einem Tag. RFID-Tags und Leser müssen auf die gleiche Frequenz abgestimmt sein, um eine gegenseitige Kommunikation zu ermöglichen.

RFID-Frequenzen

Derzeit nutzt die RFID-Technologie drei Frequenzstandards: LF, HF und UHF.

Niedrige Frequenz (LF)

Verwendet Frequenzen im Bereich von 30 bis 300 kHz. Ermöglicht das Lesen von Tags aus einer Entfernung von bis zu 10 cm.

Hohe Frequenz (HF)

Theoretisch deckt sie den Frequenzbereich von 3 bis 30 MHz ab, aber gemäß ISO-Standard verwendet die RFID-Technologie 13,56 MHz. Ermöglicht das Lesen von Daten aus einer Entfernung von bis zu etwa 1,5 Metern.

Ultrahochfrequenz (UHF)

Bereich von 300 MHz bis 3 GHz, in Systemen und Geräten liegt die Frequenz jedoch normalerweise bei 860 bis 960 MHz. Ermöglicht Lesen und Schreiben aus einer Entfernung von bis zu 15 Metern.

RFID-Standards

Es gibt mehrere RFID-Standards, die nach technischer Umsetzung unterteilt sind – Codierungstyp, Tag-Speichergröße, Übertragungsgeschwindigkeit, Unterscheidbarkeit von Tags im Lesebereich usw.:

• Iris – einer der ersten RFID-Standards; basiert auf FM-Übertragung. Hauptsächlich im Handel verwendet.
• Unique – der einfachste und am häufigsten verwendete Standard für Zugangskontrolle und Zeiterfassung.
• Q5 – verwendet programmierbare Tags, die beispielsweise auf ein bestimmtes Passwort reagieren.
• Hitag – für industrielle Anwendungen; ermöglicht das Schreiben und Lesen von Nachrichten auf Tags. Wird z. B. in Zahlungssystemen, Produktkennzeichnung und Tieridentifikation verwendet.
• Mifare – ermöglicht die Nutzung sowohl einfacher Speicher-Tags als auch hochkomplexer Tags mit Prozessoren für Verschlüsselung. Wird für Bankkarten, Ausweise und Tickets verwendet.
• Icode – zeichnet sich durch sehr flache Tags aus. Verwendet in Einzelhandel, Bibliotheken, Sendungsflusskontrolle und Bestandsverwaltung.

Funktionsprinzip eines RFID-Systems

RFID-Technologie ermöglicht das Lesen und Übertragen von Daten sowie die elektronische Versorgung von Chips und Tags, die Daten speichern. Das System erlaubt das Auslesen von Daten von Chips/spezialisierten Tags, die sich in einer bestimmten Entfernung vom RFID-Leser oder der Antenne befinden. Der Leser erzeugt über eine Antenne eine elektromagnetische Welle. Dieselbe oder eine andere Antenne empfängt dann die elektromagnetischen Wellen, die dekodiert und gelesen werden.

Ein einfaches RFID-System besteht aus:

• einem Leser mit Sender, Empfänger und Decoder;
• einer Sende-/Empfangsantenne oder zwei Antennen: Sender und Empfänger;
• einem System von Etiketten, genannt Transponder oder Tags, bestehend aus einer elektronischen Schaltung (integrierter Schaltkreis ohne Gehäuse) oder einer Antenne.

RFID-Anwendungen

Die RFID-Funkkommunikationstechnologie ist weit verbreitet und entwickelt sich ständig weiter, wobei sie immer mehr Bereiche unterstützt – nicht nur Industrie, sondern auch Handel, Dienstleistungen, Bauwesen und Heimgebrauch.

Handel

Die häufigsten RFID-Anwendungen im Handel betreffen die Verfolgung des Warenflusses vom Hersteller zum Kunden. RFID unterstützt das Supply-Chain-Management durch Identifikation von Produktsortimenten, Kontrolle von Lagerbeständen, Überprüfung der Platzierung von Waren im Regal und beschleunigt sowie erleichtert den Kundenservice an Kassen oder Self-Checkout-Stationen.

Management und Überwachung logistischer und Lagerprozesse

RFID-Lösungen werden auch im Transport, in der Lagerung und Verwaltung von Waren eingesetzt. Sie unterstützen die Überwachung von Standort und Warenfluss mithilfe spezieller RFID-Tags, z. B. an Fahrzeugen oder Produkten. Der Einsatz von RFID für Logistik und Lagerverwaltung beschleunigt das Be- und Entladen von Waren und überprüft Sortiment und Lagerbestände.

RFID-Systeme werden auch erfolgreich für das Management von Pfandverpackungen eingesetzt. Sie helfen, den Zustand von Paletten, Kisten, Bierfässern und anderen Containern zu überwachen sowie die Rückführung von Pfandverpackungen zu erfassen, z. B. bei Verlust, wodurch Kosten und Fehler bei der Erfassung von Waren und Lagerbeständen reduziert werden. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass RFID-Tags wiederverwendbar sind.

RFID in der Industrie

Viele industrielle Anwendungen nutzen RFID-Systeme in Produktionsprozessen, Synchronisation und Überwachung. Die Verwendung dieser Funkkommunikation ermöglicht die Automatisierung von Arbeit, z. B. durch Anbringen von RFID-Tags auf Produkten, Maschinen, Fahrzeugen und Werkzeugen zur schnellen Identifikation, Überwachung, Zählung usw.

Bauwesen und RFID-Systeme

Die häufigste Anwendung von RFID im Bauwesen ist die Überwachung wertvoller Baumaschinen. RFID-Tags auf Maschinen und Werkzeugen helfen, den Zustand der Ausrüstung zu überwachen und unerwünschte Vorfälle wie Diebstahl von Werkzeugen und Materialien zu verhindern.

RFID kann auch als persönliche Identifikatoren verwendet werden, z. B. Karten mit eingebettetem Chip (Zugangskarten, Stadtkarten, Parkkarten). Sie erfassen Aktivitäten, autorisieren Zutritt und identifizieren Karteninhaber. Diese Lösung wird häufig zur Zeiterfassung oder zum Schutz von Räumen, Ressourcen und Informationen vor unbefugtem Zugriff eingesetzt. Sie können auch den Fahrzeugverkehr auf Privatparkplätzen steuern, Tore öffnen und in Mautsystemen arbeiten – sodass Fahrzeuge ohne Anhalten durch spezielle Spuren fahren können.

RFID im medizinischen Bereich

Kontinuierliche Überwachung von Geräten, medizinischen Materialien, Dokumentation und Patienten.

RFID im IT-Sektor

Lokalisierung von IT-Ausrüstung, Servern, Computern usw. und Schutz vertraulicher Daten.

Vorteile, Nachteile und Risiken der Funkkommunikation

Trotz seiner Nützlichkeit und weit verbreiteten Nutzung in vielen Industriesektoren bleibt RFID eine umstrittene Lösung, die Sicherheits- und Datenschutzrisiken bergen kann, z. B. durch erleichterten Zugriff auf vertrauliche Kartendaten oder Verlust der Anonymität von Kunden.

Vorteile von RFID

• Kein direkter Kontakt zwischen Tag und Leser erforderlich – Fernlesen;
• Mehrere Tags gleichzeitig lesbar – sogar Hunderte innerhalb weniger Sekunden;
• Hohe Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit der Tags; resistent gegen raue Arbeitsbedingungen wie Schmutz, Staub und Sonnenlicht;
• Wiederverwendbare und editierbare Daten;
• Diskrete Position der Tags;
• Automatisierung von Prozessen; Überwachung.

Nachteile von RFID

• Kosten für Implementierung, RFID-Leser, Tags und Ausrüstung.
• Erforderliches Maß an Erfahrung und Wissen für effektive Implementierung und Betrieb eines RFID-Systems.
• Notwendigkeit der Verschlüsselung sensibler Daten – Sicherheitsrisiko.
• RFID ist unrentabel, wenn es z. B. zur Kennzeichnung kleiner und schnell verschleißender Gegenstände verwendet wird.

Wie bei jeder Technologie ist es wichtig, alle Vor- und Nachteile zu berücksichtigen: sich mit den Möglichkeiten von RFID vertraut machen, verfügbare Lösungen prüfen und die eigenen Bedürfnisse bestimmen, um letztlich zu entscheiden, ob diese Methode den Erwartungen entspricht.