RFID-Einsatzin metallischer Umgebung · PDF fileRFID –Gebräuchliche passive...

© Prof. Dr.-Ing. habil. Michael SchenkFraunhofer IFFMagdeburg, 2007

Vortrag

»RFID-Einsatz in metallischer Umgebung«

zum Workshop »Identifikationstechnologien & Sensorik – Stand und Anwendungen« im AZM Erfurt

27.03.2007

Dipl.-Inform. Andreas Mähnzandreas.maehnz@iff.fraunhofer.de

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Gliederung

• Übersicht RFID-Technologien

• Störeinflüsse

• Lösungsmöglichkeiten

• Anwendungen

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RFID – Gebräuchliche passive Technologien

3 – 8 m60 – 80 cmwenige cmReichweite

UHF 868 MHzHF 13,56 MHzLF 125 kHz

schnellmittellangsamDatenübertragung

klein, bis zu 256 Bytes

groß, bis zu 64 kBytes

klein, oft nur ID (read only), teils bis zu 256 Bytes

Speicher auf Transponder

ObjektidentifikationWarenidentifikation im Einzelhandel, Daten am Objekt

Zugangskontrollen, Wegfahrsperren, Tieridentifikation

Anwendungs-gebiete

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RFID – HF 13,56 MHz

• Prinzip der induktiven Kopplung (LF und HF)

• Transponder sendet selbst kein Feld aus

• Moduliert seine Antwort auf das elektromagnetische Feld des Lesers

• Funktioniert im magnetischen Nahfeld des Lesers �Welle noch nicht von der Antenne gelöst � Feldschwächung an Sender detektierbar

• Häufige Antennenform:

Resonanzspule

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RFID – UHF 868 MHz

• Nutzt das elektromagnetische Fernfeld des Lesers

• Wellen des Lesers werden absorbiert oder möglichst stark reflektiert (Backscattering)

• Häufige Antennenform: Dipol, Patch

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RFID – Störeinflüsse

• Ungünstige Umgebungsbedingungen je nach Einsatzgebiet und Transpondertechnologie:

– Störfrequenzen

Einfluss durch gesetzliche Regulierungen, Synchronisierung oder »Listen Before Talk« beim Lesegerät vermeidbar

– Wasser

– Metall

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RFID – Störeinflüsse durch Wasser

• Absorption hoher Frequenzen (UHF) bei Nichtleitern mit hoher Dielektrizitätskonstante, z.B. Wasser

• Durchdringung nichtmetallischer Stoffe stark materialabhängig

• Störfaktor Mensch im Antennenfeld

• Kaum Einflüsse bei niederen Frequenzen

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RFID – Störeinflüsse durch Metall

• Interferenzen und Reflexion

• Induzierte Wirbelströme beim Auftreffen der elektromagnetischen Welle auf ferromagnetischesMaterial wirken entgegen dem magnetischen Fluss

� Energieverluste (verstärkt bei höheren Frequenzen)

• Ferritabschirmung bei Smartlabeln bzw. Ferritkerne bei Glasröhrchen-Transpondern helfen

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Lösungen

• Transponder mit Abstand zum Objekt

– Fähnchen (Flag Tag)

– Abstandshalter aus Kunststoff (Spacer)

• Liqualloy-Folien / Ferrite zwischen Transponder und Objekt

• Spezialtransponder für Einsatz auf / in Metall

• Gewollte Reflexion, Modenrührerprinzip

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Spezialtransponder – Auswahl

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Modenrührerprinzip

• Modenverwirbelungskammer: elektromagnetisch geschirmter Raum � verwirbelte Felder durch Mehrfachreflexionen an Wänden und einem rotierenden »Rührer«

• Homogenes elektrisches Feld entsteht

• Test der Störfestigkeit elektronischer Geräte

• Gegensatz: Absorberhalle mit absorbierenden Wänden

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Modenrührerprinzip – Modenverwirbelungskammer

Quelle: http://www.uni-magdeburg.de/iget/forsch/folab_moden.htm

Labor der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg

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Modenrührerprinzip und RFID

• Überwachung hochwertiger Güter mittels UHF

• Pulkerkennung von Objekten in einem metallischen Transportbehälter � Permanentinventur

• Verknüpfung mit Ortungsinformationen, Sensorik, elektronischem Schloss mit Personenauthentifizierung

• Ladungsträgerverfolgung und –steuerung

verknüpft mit Inhaltsinformationen

• Anwendung vom Fraunhofer IFF geschützt

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Weitere Anwendungen

• Anlagenmanagement: Stillstandszeit senken, Produktivität steigern

• Instandhaltung, Wartungsinformationen

• Lagerverwaltung, Kommissionierung

• Gesteuerter Materialfluss � Objekt kennt sein Ziel

� RFID im industriellen Umfeld

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Danke

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!