Dipl.-Ing. Markus Bamberg (TU) Grundlagen Identifikationssysteme

Dipl.-Ing. Markus Bamberg (TU)

Grundlagen Identifikationssysteme

20.03.2008 Markus Bamberg Seite 2

Joanna Rachel

Was ist Identifikation ?

Namensgebung: Wiedererkennen eines definierten Einzelobjektes


Warum Identifikation?

Ziel:

Wiedererkennen eines definierten Einzelobjektes mit dem Ziel der eindeutigen Zuordenbarkeit von Daten und Prozessen zu diesem Einzelobjekt.

Folgerung:

Individualisierung und Dokumentierbarkeit des Einzelobjekts im Prozessgefüge.

Erzeugung von Fertigungsvarianten im gegebenen Prozessumfeld.


Klassifizierung von ID-Applikationen

Direkte Identifikation Indirekte Identifikation

Direkte DatenhaltungAm Objekt

alle Daten verfügbar

Am Hilfsträger alle Daten zum eigentlichen

Objekt

Indirekte DatenhaltungAm Objekt

Verweis zu allen Daten

Am Hilfsträger Verweis zum begleitenden

Objekt


Direkte Identifikation

Vorteile• Eindeutige Beziehung zwischen

Objekt und Datenträger • Hohe Zuordnungssicherheit• Durchgängige Objektbegleitung

L0 L1 L2 L3 L5 L6 L7 L8

Nachteile• Logistik um den Datenträger

notwendig• Montageposition nicht in allen

Teilprozessen günstig


Direkte Identifikation

BeispielAutomobilindustrie


Indirekte Identifikation

TrolleyL0 Sling Window sling

L1 L2 L3 L4 L5 L6

Vorteile• Keine logistischen Maßnahmen für

Datenträger notwendig• Gut applizierbar• Wiederholbarkeit an allen ID-Orten

hoch• Meist geringe R/W Abstände

notwendig

Nachteile• Verweis auf Objekt über

Verbindung von Objekt zu Hilfsträger

• Maßnahmen bei Ein/Ausschleu-sungsvorgängen notwendig

• Kopieren von Datenträgerinhalten bei Hilfsträgerwechsel


Indirekte Identifikation

BeispielHerstellung von Kupplungsausrücklagern


Direkte Datenhaltung (Datenträger)

Bearbeitung 1 Bearbeitung 2 Bearbeitung 3 Bearbeitung 4

Datenfluss Datenfluss

Prozesssteuerung

Direkt: Daten werden lokal im Datenträger abgelegt

+ Daten am Objekt verfügbar+ Bei gleichzeitiger Verknüpfung mit zentraler Datenbank:

Ausfallkonzept „en passant“± R/W-System notwendig– Hohe Speicherdichte notwendig– Längere Übertragungszeiten und mehr Kommunikation

Materialfluss


Direkte Datenhaltung

BeispielWerkzeugmanagement


Indirekte Datenhaltung

Materialfluss

Bearbeitung 1 Bearbeitung 2 Bearbeitung 3 Bearbeitung 4

Prozesssteuerung

Datenfluss

Indirekt: Verweis (ID) zum Zugriff auf zentrale Datenbank

+ Fixcode System einsetzbar+ Kurze Lesezeiten / Hohe Zuverlässigkeit– Daten nur über zentrale Datenbankabfrage verfügbar


Indirekte Datenhaltung

BeispielSchlauchbahnhof


Verschiedene Identifikationssysteme

Bar Code/Data Matrix

Magnetstreifen„Lochkarten" Chip

Visuell VMTOCRBiometrisch• Fingerabdruck• Sprache...

Elektromagnetisch


Verschiedene Identifikationssysteme

Lochkarten Magnetstreifen Chip Bar Code Data Matrix Elektromagn.

Datenmenge 16-64 kB 1-100 Bytes bis zu 172 kB bis zu 32 kB

Datendichte gering mittel hoch gering hoch sehr hoch

Energiebedarf nein nein nein nein nein nein/ja

Beschreibbar nein ja ja Nein nein nein/ja

Leseabstand < 150 mm Kontakt Kontakt < 1 m < 1 m bis zu 5 m

Vorteil sehr robustSchreib-/

Lesesystemweit verbreitet billig

billig hohe Datendichte

Nachteilgeringe

Kodiermög-lichkeiten

mach. Belastbarkeit

HandlingSchmutz

empfindlichschmutzempfind-

liches Visionsystem


Elektromagnetische Identifikation

Vorteile

robust

unempfindlich gegenüber negativen Umwelteinflüssen

hohe Funktionssicherheit

Fixcode- oder Schreib-/Lesesystem

hohe Schreib-/Leseabstände

dynamischer Lesevorgang

dynamischer Schreibvorgang (Mikrowellen-Identifikation)


RFID – Frequenzbänder


RFID – Frequenzbänder (ITU)

z.B.• LF 119...148,5 kHz• HF 13,56 MHz• UHF 865...868 MHz (Europa) 902...928 MHz (USA) 952...955 MHz (Japan)• 2,4...2,483 GHz

Region 2 Region 1

Region 3

ITU: International Telecommunication Union (Genf)• Unterorganisation der Vereinten Nationen• Zuweisung von Frequenzbändern


Frequenzeigenschaften

• Höhere Frequenzen bedeuten ...– gerichtete Ausbreitung– hohe Übertragungsraten– aktives Zurücksenden (Backscatter)– hohe Wirbelstromverluste in leitenden Flächen– hohe Absorptionsrate bei Nichtleitern

(Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante , Wasser)– Reflexionen und Interferenzen (Nullstellen im Feld)– geringere Dämpfung im Fernfeld (-20 dB/Dekade)


Nah- und Fernfeld

Frequenz Wellenlänge rF = /2

125 kHz 2400,00 m 382,00 m

13,56 MHz 22,00 m 3,50 m

868 MHz 0,35 m 0,06 m

2,45 GHz 0,12 m 0,02 m

Klaus Finkenzeller: RFID-Handbuch, 79

Energieaufwand FeldstärkeGrenze


Bisherige Auswahl eines Systems

1. Funktionsprinzip/Reichweite

2. Geschwindigkeit/Preis

3. Datenmenge, Multiple Tag, Batterie, Speichermedium, …

Induktiv Mikrowelle

Identifikation

System MTSystem MVSystem IVSystem IP

UHF


InduktivInduktiv

Funktionsprinzip


Funktion – Querschnitt

Code- oder DatenträgerSchreib-/Lesekopf

Codeträgerspule

Ferritkern

Empfangsspule

Sendespule

Ferritkern


Funktion – Energieübertragung

• Maßgeblich entscheidend für die Signalübertragung ist die magnetische Feldstärke H

• Induktive Systeme arbeiten im Nahfeld (*r/c << 1) Energieübertragung möglich

• Im Nahfeld ist H 1/r2


Funktion – Frequenzproblem

• Datenübertragung erfolgt mittels transformatorischem Prinzip

u1 = (R1 + jL1) i1 + jM12i2

u2 = jM12i1 + (R2 + jL2)i2

• Die Gegeninduktivität beeinflusst die Übertragungsfrequenz

→ Eine Abfrage der aktuellen Übertragungsfrequenz ist nicht ausreichend, um zwischen den logischen Zuständen „0“ und „1“ unterscheiden zu können

Anteil durch Gegeninduktion


Bündiger/Nichtbündiger Einbau

• Bündiger Einbau (in leitendes Material) Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste.

• Code-/Datenträger mit Ferritkern Ummagnetisierungsverluste größtenteils vermieden

• Wirbelstromverluste sind abhängig von der Leitfähigkeit des Materials: hohe Leitfähigkeit hohe Verluste/hohe Einbußen geringe Leitfähigkeit geringe Verluste/geringe Einbußen

Einbau in nichtleitendes Material Einbau bündig in Stahl


Erfassungsbereich (125 kHz)

IPH-FP-V1 #126055IPC03-58 auf Stahl

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Versatz [mm]

Ab

stan

d [

mm

] Minimum

Maximum

Mittelw ert

Spez 99%

Spez 99,9%


Erfassungsbereich

• 50% der Fläche des Code- oder Datenträgers müssen innerhalb des Erfassungsbereiches sein

• Erfassungsbereich und max. Geschwindigkeit des Objektes sind abhängig vom

• Typ des Schreib-/Lesekopfes• Typ des Code-/Datenträgers• Montageart

(bündiger/nichtbündiger Einbau)


Erfassungsbereich

t

sv

optimaler Abstand:d = 65 mm s = 125 mm

d = 35-95 mm s = 100 mm

IVH-FP with ICC-50 in air

0

20

40

60

80

100

120

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80

offset [mm]

distan

ce [m

m] d = 55 - 80 mm s = 120 mm

In 30% - 80% desmax. Leseabstandesgilt die Faustformel:

Breite des Lesebereiches Durchmesser des Schreib-/Lesekopfes


Dynamisches Auslesen

• Ausführungszeiten für System IV:Read Fixcode: 14 msRead Data (2 Byte): 15 msWrite Data (2 Byte): 150 ms

• Geschwindigkeit (1 Schreib/Lesekopf aktiv): v = s/t mit s = Durchmesser des Kopfesund t = 2 x Ausführungszeit

• Das Beschreiben sollte statisch erfolgen!

• Anmerkung: Die Köpfe werden multiplext, d.h. bei 4 aktiven Köpfen v(4K) = ¼ (1K)

t

s


Wie funktioniert Induktive Identifikation eigentlich?


Induktive Identifikation – Systemunterschiede

System IV System IP

Arbeitsfrequenz 200 ... 300 kHz 125 kHz

Modulation FSK ASK

Datenmenge 1 kBit, 32 kByte28 Bit Fixcode

928 Bit32 Bit Fixcode

Leseabstand bis zu 100 mm bis zu 80 mm

Schreibabstand bis zu 80 mm bis zu 45 mm

Transferrate 7,8 kBit/s 2 kBit/s

max. Transponder-geschwindigkeit zum Lesen

9 m/s 1 m/s

in Metall einbaubar möglich nicht möglich

Code und Datenträger von anderen Herstellern lesbar


Funktion – Datenübertragung Amplitudenmodulation

ASIC

Steuer-logik

7 V 3,5 V

Aussendung

Empfang

geringere Amplitude

125 kHz

125 kHz

Sende-und

Empfangs- Spule

Steuer-elektronik

zur

Au

sw

ert

ee

inh

eit

Lastmodulation ==> Amplitudenmodulation


Funktion – Datenübertragung Amplitudenmodulation

… 0 1 1 0 …

Beispiel eines Bitcodes

listen word

acknowledge

no acknowledge


Systemstruktur System IP

Code-/Datenträger

Feldbus

seriell

Auswerteeinheit(Buskoppler)

SP

S

Schreib-/Lesekopf


Überblick System IP – Schreib-/Lesestation

• Kompatibel mit Code-/Datenträgern anderer Hersteller

• Modularer Aufbau im Feldgehäuse

• Auswerteeinheiten im Unterteil für• RS 232C• RS 422A• RS 485• P2P• Interbus-S• PROFIBUS-DP


Überblick System IP – Code-/Datenträger

• 125 kHz Technologie kompatibel mit anderen Herstellern

• Ohne Batterie• Mehr als 100.000 Schreiboperationen• Beidseitig lesbar• Viele Sonderbauformen verfügbar,

z. B. für höhere Temperaturen oder chemische Beständigkeit

• Details:Fixcode 40 Bit (total: 64 Bits) Speicherkapazität 928 Bit (bis 116 Bytes)Leseabstand bis 80 mmSchreibabstand bis 45 mmDatentransferrate 2 kBaudGeschwindigkeit max. 2 m/s


Überblick System IP - Zubehör

• Handheld Schreib-/Lesegeräte

IPT-HH9IPT-HH6

IPT-HH20


Funktion – Datenübertragung Frequenzmodulation

Steuer- logik

Chip

Empfangsspule

Sendespule

Steuer-elektronik

zur

Au

sw

ert

ee

inh

eit

Aussendung

Empfang

niedrigere Frequenz

niedrige Frequenz

hohe Frequenz


Funktion – Datenübertragung Frequenzmodulation

Befehl Impulsserie

0

RST

1

zwei mögliche Antworten


Systemstruktur System IV

Code-/Datenträger

Schreib-/Lesekopf

Schreib-/LesekopfFeldbus

seriell

Au

swer

teei

nh

eit

(Bu

sko

pp

ler)

SP

S

Schreib-/Lesekopf

Schreib-/Lesekopf


Überblick System IV – Auswerteeinheiten

• Modulares Klemmengehäuse

• Anschluss von bis zu 4 Schreib-/Leseköpfen

• Auswerteeinheiten im Unterteil für• Seriell• PROFIBUS-DP• Interbus-S• Parallel• Relais

• Schutzart IP20

• Versorgungsspannung 24 V DC

• Diagnose-LED für Schreib-/Leseköpfe


Überblick System IV – Schreib-/Leseköpfe

• Arbeitsfrequenz 250 ... 300 kHz

• Verschiedene Bauformen:

– zylindrisch Ø 18 mm oder 30 mm

– VariKont-M Gehäuse

– FP Gehäuse (für große Abstände)

– F61 Gehäuse (flache Bauform)

• Diagnose-LED

• Schutzklasse IP67


Überblick System IV – Code-/Datenträger

• Ohne Batterie

• Viele Sonderbauformen verfügbar, z. B .– mit Gewinde – mit Montagebohrungen– für hohe Temperaturen bis 130° C

• Fast alle Bauformen für bündigen Einbau in Metall verfügbar

• Details:Fixcode 28 Bit (total: 64 Bits) Speicherkapazität bis 1 kB (8 kB SRAM)Schreib-/Leseabstand bis 100 mmDatentransferrate 7,8 kBaudGeschwindigkeit max. 10 m/s


Überblick System IV - Zubehör


IVT-HH9 IST-HH20

• DeviceNet BuskopplerIPG-G4-B7-V15


Funktionsprinzip

MikrowelleMikrowelle


Schreib-/LesekopfS

end

ean

ten

ne

Em

pfa

ng

san

ten

nn

e

TxRx

Sende-antenne

ASK-Modulator

Frequenz-teiler

Verstärker

TxD

IQ-Demodulator

Empfangs-antenne

RxD

Spannungs-gesteuerterOszillator

Tiefpaß-filter

Phasen-detektor

Referenz-frequenz

Poarisierungsrichtung

Elektronikplatine

Tx Rx


Datenträger – Querschnitt

ZF+Digital-Elektronik

Kunststoff-Gehäuse

Antenne und HF-Elektronik

Polyurethanschaum

Batterie


Datenträger – Blockschaltbild

Zirkular polarisierteSende- und Empfangsantenne

SendediodeEmpfangsdiode

Signalverstärkung

Aufweckschaltung

Modulator

Lit

hiu

mb

atte

rie

RAM-SpeicherMikrocontroller


Kommunikation

• Über die Antenne wird Hochfrequenzleistung abgestrahlt, die vom Datenträger empfangen wird

• Bei der Datenübertragung von der Antenne zum Datenträger wird die Hochfrequenz im Rhythmus der Daten getaktet (an/aus)

• Anschließend schaltet die Antenne auf Dauersignal

• Der Datenträger antwortet durch Anpassung oder Fehlanpassung der Impedanz (back scattering) im Rhythmus der Daten

• Daraus folgt

– sehr kleines reflektiertes Signal bei Anpassung

– größeres reflektiertes Signal bei Fehlanpassung


Kommunikation – Backscatter


Erfassungsbereich

Datenträger

Antenne

Erfassungsbereich

Leitendes odernichtleitendesObjekt

- Leitende Objekte reflektieren das Mikrowellensignal- Nichtleitende Objekte absorbieren das Mikrowellensignal


Kommunikation mit zirkular polarisierten Wellen

AntenneSchreib-/Lesekopf

Datenträger

Welle

vom

Schreib/Lese

kopf

Reflekti

erte W

elle

vom Transp

onder

• für optimale Feldstärke (Montagerichtung)


Kommunikation mit zirkular polarisierten Wellen

AntenneSchreib-/Lesekopf

1. Reflexion

2. Reflexion

2fach re

flektie

rte

Welle

Welle

vom

Schreib/Lese

kopf

• Zur Erkennung von Störungen (Reflexionen)

1. Reflexion wird vom Datenträger ignoriert, da falsche Polarisation

2. Reflexion wird vom Datenträger verarbeitet, da wieder richtige Polarisation

seltener Fall

nur durch Zirkulation können Reflexionen erkannt werden


Kommunikation – räumliche Reflexionsvermeidung

ErfassungsbereichSchreib-/Lesekopf

Datenträger

L

> 2L


Kommunikation – räumliche Reflexionsvermeidung

Schreib-/Lesekopf

Schreib-/Lesekopf

L

> 4L

- Interferenzen sind zu vermeiden- Abhilfemaßnahmen bei Interferenzproblemen:

a) Verringerung des Abstandesb) „verdrehen“ der Antennenc) Schirmung


Mikrowellen-Identifikation - Systemunterschiede

System MV System MT

Arbeitsfrequenz 2.45 GHz 2.435 ... 2.465 GHz

Schreib-/Leseabstand < 4 m < 4 m

Anzahl der Kanäle 1 100

Speicherbaustein SRAM SRAM(auch Fixcode)

max. Geschwindigkeit < 100 km/h ?


Kommunikation – Elektronische Vereinzelung

Ohne besondere Maßnahmen ist nur ein Datenträgerinnerhalb des Erfassungsbereiches der Antenne erlaubt


No. of tags in the read area1 2 3 4

200

400

1000

800

600

1200

tags (ms)Std (>63 % of cases)

Average

Time toread all

ID tag 1

ID tag 2

Collision

(strong)

(weak)

OK OK OK OK

OK OK OK OK

Time

Multitag Funktion


Kommunikation – Antikollisionsverfahren

• time domain multiple access (TDMA)• frequency domain multiple access (FDMA)

Antikollisionsverfahren

räumlich(SDMA)

zeitlich(TDMA)

Frequenz(FDMA)

Kodierung(CDMA)

System MT- hoher Aufwand in des Lesegeräten

System MV


Kommunikation – Antikollisionsverfahren

1. Anfrage in den Raum Betrieb

System MV


Multitagfähigkeit

mehrere Tagsund Antennen

ErfassungsbereichBewegung

2.45 GHz 100 Kanäle

Geschwindig-keitserfassung

Temperatur-resistent

Mikrowellen-datenübertragung

System MT


Systemstruktur System MV

DatenträgerA

usw

erte

ein

hei

t Schreib-/Lesekopf

Schreib-/Lesekopf

seriell


Überblick System MV - Auswerteeinheiten

MVI-D2-2HRX

MVI-F57-2HB12

• Anschluss max. 2 Schreib-/Leseköpfe

• Geeignet als Stand-alone System

• bis zu 16 Einheiten• bis zu 32 Schreib-/Leseköpfen• Kabellänge bis 1200 m

• Schnittstellen im Buskoppler:• Seriell• Ethernet• PROFIBUS• Allen Bradley Remote I/O

• Schutzart IP20

• Einfache Diagnose mit Befehlen und LEDs


Überblick System MV - Schreib-/Leseköpfe

Anschlusskabel an die Auswerteeinheit

LED: TX

LED: OK

• Arbeitsfrequenz 2,45 GHz

• Große Abstände

– zwischen 2 Antennen min. 5 m

– zwischen 2 Datenträgern min. 5 m

• Anzeige-LED

• Schutzklasse IP65


Überblick System MV - Datenträger

• Wechselbare BatterieLebensdauer:• 5 Jahre ohne Zugriff• 15 Millionen Schreib-/Leseoperationen

(64 Byte Daten pro Zugriff)• Schutzart IP65• Datenübertragungsanzeige durch LED

(abschaltbar über Software)

• Details:7552 Byte frei Schreib-/Leseabstand bis 4 mDatentransferrate 76,8 kBaudGeschwindigkeit 30 m/s


Überblick System MV - Zubehör


MVT-HH12

• Schutzhaube

MVC-SH


Systemstruktur System MT

Datenträger

I/O-Block

Prozessorblock

Mikrowellenantennenblock

2,45 GHz

Power RS232 a DTMF/LED Opto. I/O

RS485 RS232 b Relay


Überblick System MT - Schreib-/Lesestationen

MTT-S3

Antenne

MTT-F52-S3

• 2,435 - 2,465 GHz, 100 ID Kanäle einstellbar, Kanaltrennung 300 kHz

• zirkular polarisierte Wellen

• Leseabstand 0 - 4 m

• Schreibabstand < 0,5 m

• verschiedene Schnittstellen (RS232, RS485)

• zusätzliche Eingänge/Ausgänge

• programmierbar über C-Compiler => Stand-Alone-Lösung möglich

Prozessor and I/O block

MTT6000-F51-S3


Schreib-/Lesegerät MTT6000

• Arbeitsfrequenz:2,402 ... 2,482 GHz

• 93 Kanäle

• Serielle Schnittstellen

– RS 232

– RS 485

• Ethernet-Schnittstelle mit TCP/IP

• USB-Schnittstelle für PC-Anschluss

• Stand-alone Funktionalität

• Wiegand / MagnetstreifenMTT6000-F120-B12-V45


• Antenne:2,435 GHz - 2,465 GHz, Breitband-Reflexion

• Permanent-Datenspeicher: (Code und Datenträger) 8-stellige Dezimalzahl + 32 Bit Prüfsumme (eindeutige Zahl)

• wiederbeschreibbarer Speicher: (nur Datenträger)574 Bit + 32 Bit Prüfsumme

• Statusregister:7 Bit (niedriger Batteriestand, erfolgreicher Schreibversuch ...)

• Batterielebensdauer:ca. 6 Jahre unabhängig von der Anzahl der Schreib-/Lesevorgänge

Überblick System MT – Code-/Datenträger


Typenschlüssel

IPC IDCICC

MVC MTOMTM

IPT IVH MVH MTT

U-P

IVIIRI

MVI


Auswahl des „richtigen“ Systems

inductiv microwave

Identification


induktiv Mikrowelle

Identifikation



Die Lösung: IDENTControl

Data Matrix

ODT

Optisch

BarcodeVB

verschiedene Busanbindungen durch modulare Unterteile

Induktiv 125 kHz

250 kHz 13,56 MHz IQH

ISHIPH

IV..IP..

Mikrowelle2,45 GHz MVHMV..


Die Lösung: IDENTControl

• Optional Multiplex/Parallel-Modus– weniger Störungen zwischen

den Köpfen– geringer Montageabstand

• hohe EMV-Resistenzin Verbindung mit Bluetooth und WLAN

• Anschluss beliebiger Trigger-Sensoren möglich(max. 2 Trigger-Sensoren)

• ... (Produktinformation)


AS-InterfaceGateway

Microwelle

IDENTInd.

AS-InterfaceModule

Internet

EtherNet

kein

e E

chtz

eit-

anfo

rder

ung

Sen

sor/

Akt

uato

rE

bene

Ste

ueru

ngs-

eben

eM

anag

emen

t-eb

ene

Ech

tzei

tanf

orde

rung

AS-Interface

EtherNetSwitch

IDENT Control – schematische Ethernet-Anbindung


System IDENTControl

keine „Systeme“ mehr FREQUENZEN

MTT6000-F120-B12-V45


System-Übersicht

Vergleich Datenrate (in Luft ohne Protokoll):

System (Arbeitsfrequenz)

Datenrate

IP (125 kHz): 2 kBit/s

IV (250 kHz): 7,8 kBit/s

IS (250 kHz): 20 kBit/s

IQ (13.56 MHz): 26 kBit/s

MV (2.45 GHz): 75 kBit/s

Lesekopf Lesen Fixcode

Lesen 4 Byte

Lesen 112 Byte

ISH-FP-V1 10 m/s (24 Bit)

3 m/s 0,12 m/s

IQH-FP-V1 1,3 m/s (64 Bit)

2 m/s 0,2 m/s

IPH-FP-V1 2 m/s (40 Bit)

0,7 m/s 0,05 m/s

Vergleich Vorbeifahrgeschwindigkeit

für verschiedene Frequenzen:


Schreib-/Leseköpfe 125 kHz

IPH-L2-V1• 4 helle, rundum sichtbare

Dual-LEDs an den Ecken• Um 90° drehbarer Kopf • Robustes Metallunterteil

IPH-F15-V1 / MVH2000-F15-V1• Edelstahlmontagerahmen

mit 2-Punkt-Befestigung• Dual-LED-Anzeige

IPH-18GM-V1 / IPH-18GM-V1• Kreuz-LED

IPH-F61-V1• Flache Bauform

IPH-FP-V1• Hoher Schreib-/Leseabstand


Schreib-/Leseköpfe 250 kHz

ISH-18GM-V1• Kreuz-LED

ISH-F61-V1• Flache Bauform

ISH-FP-V1• Hoher Schreib-/Leseabstand

Datenträger:

• alle existierenden ICC/IDCaußer IMC-..

• Neue Funktion “Fixcode”


Schreib-/Leseköpfe 13,56 MHz

IQH-18GM-V1• Kreuz-LED

IQH-FP-V1• Hoher Schreib-/Leseabstand

IQH-F100-V1• Höchster Schreib-/Leseabstand

Datenträger :• bekannte Gehäuseformen• nur 6 Windungen:

gedruckte Labels möglich

günstige Labels möglich(Zielpreis 5 Ct)

ex. Bücherei Wien


Datenträger 13,56 MHz

IQC20-.. nur für das Lesen der UID (Unique IDentifier) der verschiedenen Transponder

IQC21-.. PhilipsChipbezeichnung: I-Code SLI (nicht zu verwechseln mit dem I-Code 1)Speichergröße: 8 Byte Fixcode (UID) + 112 Byte R/W

Neu: IQC21-30P Schreib-/Lese – Datenträger bis 200°C: IQC21-50F-T10

IQC22-.. Texas InstrumentsChipbezeichnung: Tag-it HF-I (nicht zu verwechseln mit dem Tag-it 1)Speichergröße: 8 Byte Fixcode (UID) + 256 Byte R/W

IQC23-.. InfineonChipbezeichnung: my-D ChipsSpeichergröße: 2 kBit

IQC24-.. InfineonChipbezeichnung: my-D ChipsSpeichergröße: 10 kBit

Bei Bedarf:• ‚Postkartentag‘ IQC21-F??• Laundry-Tag: IQC22-22


Verbindungsleitungen zu Schreib-/Leseköpfen(Induktiv + Mikrowelle)sowie Triggersensoren (nur Port 3+4), geschirmt:

BestellbezeichnungLänge 5M: V1-G-5M-PUR ABG-V1-W, #127065Länge 10M: V1-G-10M-PUR ABG-V1-W, #127064 Länge 20M: V1-G-20M-PUR ABG-V1-W, #127861Oder konfektionierbare Stecker + Buchsen M12 geschirmt:V1-W-IVH (#048305), V1-G-IVH (#042751), V1S-G-IVH (#129449), V1S-W-IVH (#129450)

Steckerverbinder für Energieversorgung:Standardkabel, ungeschirmtBestellbezeichnungLänge 2M: V1-G-2M-PUR, #109434Länge 5M: V1-G-5M-PUR, #034442 Länge 10M: V1-G-10M-PUR, #103082Oder: V1-G, #117051

Serielle Schnittstelle BestellbezeichnungM12 Anschlussbuchse:Kabelstecker M12, geschirmt, konfektionierbar: V1S-G-IVH, V1S-W-IVHAdapter mit SUB-D Stecker auf M12 Stecker: V1S-G-0,15M-PUR-SUBD,#132347Sub-D Nullmodemkabel: IVZ-K-R2, #032765

Profibus Schnittstelle: BestellbezeichnungKabeldose / -stecker M12, B-codiert, geschirmt, konfektionierbar: V15B-G (#128585) und V15SB-G (128586)Anschlussleitung Profibus, M12, mit 0,6m PUR Leitung, geschirmt: V15B-G-0,6M-PUR ABG-V15B-G, #181219Anschlussleitung Profibus, M12, mit 5m PUR Leitung, geschirmt: V15B-G-5M-PUR ABG-V15B-G, #128299 Anschlussleitung Profibus, M12, mit 10m PUR Leitung, geschirmt: V15B-G-10M-PUR ABG-V15B-G, #128308T-Stück zur Weiterverbindung ICZ-3T-V15B, #126294Y-Anschlusskabel zur Weiterverbindung (nur bis 1,5MBd !) ICZ-3T-0,2M-PUR ABG- V15B-G, #128856Abschlusswiderstand am Ende der Profibus-Leitung ICZ-TR-V15B, #127860

EtherNet Schnittstelle: BestellbezeichnungPatchkabel, 10m: V45-G-10M-V45-G, #128823 Abdichtung IP67: ICZ-V45, #124157

Demo- und Parametriersoftware

Bestellbezeichnung:IDENT 2005

Anschlussleitungen und Zubehör


Handhelds

• Neues Handheld

IPT-HH20

IST-HH20

IQT-HH20

mit– USB und Bluetooth

– Speicher: 4 MByte

– Integrierte Echtzeituhr


HH20-Zubehör

Typ Teile-Nr. Beschreibung LP Euro

ODZ-MAH-CAB-B14 191789 USB – Kabel, Länge ca. 180cm 39,00ODZ-MAH-R6 191639 PS2 – Kabel (PC-Tastatur) 39,00ODZ-MAH-R2 191790 RS 232 – Kabel 39,00ODZ-MAH-B15-R2 194272 Bluetooth Modem steckbar, Anschluß über

RS 232, USB oder PS2 299,00ODZ-MAH200-B15-B14 182050 Bluetooth-Modem, USB-Stick 110,00


PC-Demo-Software

Für S7 stehen auch Beispielprogramme für Busankopplungen zur Verfügung

Einfache Inbetriebnahme aller Systeme


Technologien

0,25

[m]

0,6 10 302Short- Mid- Long-

E+Caktiv

E+Cpass iv

E: aktivC:pass iv

LF <135 kHz

HF: 13,56 MHz

MW: 2,45 GHzUHF: 860 – 960 MHz

5,4GHz2,45 GHz 868 / 915 MHz(EU / US)

Preis

Reichweite


Neue Frequenz – Neue Assoziationen

Superschnell

Smart LabelsISO 15693

billig

Große Reichweiten

13,56 MHz


Neue Produkte – Neue Möglichkeiten

Vergleich zu System P

• Schneller? Ja – besonders bei größeren Datenmengen. Das Lesen eines Fixcodes dauert z.B. etwas länger bei IP Beim Lesen von 112 Byte ist IQ mehr als Faktor 6 schneller

• Billiger? Ja – wenn für die Anwendung einfache Bauformen genügen z.B. Scheckkarten ca. die Hälfte, Klebe-Labels oder laminierte Tags ca. 1/4 Industrietaugliche Bauformen sind preisgleich!

• Größere Reichweite? Ja – bei entsprechend großer Antenne, z.B. IQH-F100-V1:

30 x 30 cm Fläche -> 30 cm Leseabstand

• Einschränkungen: Bei 13,56 MHz noch mehr Reichweitenverlust in metallischer Umgebung


Technologien

0,25

[m]

0,6 10 302Short- Mid- Long-

E+Caktiv

E+Cpass iv

E: aktivC:pass iv

LF <135 kHz

HF: 13,56 MHz

MW: 2,45 GHzUHF: 860 – 960 MHz

5,4GHz2,45 GHz 868 / 915 MHz(EU / US)

Preis

Reichweite


UHF-Bereiche

Europe

860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960850

Japan

Allocated ( 950 - 956MHz)

USA

( 865 - 868MHz)

Korea

( 908.5 - 914MHz)

( 952 - 954MHz)

Usable band width

( 902 - 928MHz)

( 917 - 925 MHz)

ChinaEuropa

860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960850

Japan

Zugewiesen 950...956 MHz

USA

(865...868 MHz)

Korea

(908,5...914 MHz)

(952...954 MHz)

Nutzbare Bandbreite

(902-928MHz)

(917...925 MHz)

China


Merkmale UHF

• “Backscatter”• Dipol-Antennen• Reichweite bis zu einigen m• Antikollision:

typ. 100 - 500 IDs / stheor. über 1000 IDs /s

• Luftschnittstellen:standardisiert und proprietär

• Speicher:r/o 8 Byter/w, lock 12 Byte (EPC) bis 256 Byte


Anwendungen UHF

• Vergleich der Lesefelder


Anwendung 868 MHz passiv


Typische Anwendungen je Frequenzband

100 - 134 KHz• Wegfahrsperre• Tierident• Eventsteuerung

13,56 MHz• ePassport• Bibliotheken• Ticketing• Zutrittskontrolle• Pharmalogistik

868 MHz passiv• Handelslogistik

• Low Cost Behältermanagement• Palettenmanagement

868 MHz aktiv• Behältermanagement• PKW/LKW-Logistik

• Personentracking in Sicherheitsbereichen

2,45 GHz

• Produktionsteuerung Automobilindustrie• Maut-Systeme


Transponder LF – HF – UHF

LF

UHF

HF


Anwendungen 125 kHz

• Transponder für Montage auf Metall z. B. EHB


Anwendungen 125 kHz – DaimlerChrysler, Mannheim


Anwendungen 125 kHz – DaimlerChrysler, Mannheim


Anwendungen 125 kHz - Danish Crown in Dänemark

• Logistik für Schlachtereien und Fleischverarbeitung

Hängeförderer mit Datenträger


Anwendungen 125 kHz – AGA Gas in Schweden

Füllprozess Gasflaschen


Anwendungen 125 kHz – Werkzeugidentifikation

• ISO 69873Werkzeuge und Spannzeuge mit Datenträgern – Maße für Datenträger und deren Einbauraum


Anwendungen 125 kHz/13,56 MHz – Tieridentifikation


Anwendungen 13,56 MHz

• Aufklebbare Label

• Büchereien

• Reisepässe


Anwendungen 13,56 MHz – ISO-Karten

• ISO/IEC 14443 Proximity cards

– Part 1: Physical Characteristics

– Part 2: Radio frequency power and signal interface

– Part 3: Initialization and anticollision

– Part 4: Transmission protocol


Anwendungen UHF – Supply Chain

• Warenwirtschaft / Supply Chain Management

– Reader-Gate mit 4 Antennen

– Multitag-ErkennungAntikollision

– Leserate wesentlich < 100%


Anwendungen im 2,45 GHz-Bereich

• Fertigungssteuerung in der Automobilfertigung


Wettbewerber

Wichtige Wettbewerber:

• SIEMENS

• BALLUFF

• BAUMER

Weitere Wettbewerber:

• DEISTER (Tieridentifikation/Projektlösungen, z.B. junk autos)

• Escort Memory Systems (data logic)

• Euchner (IDENT Sicherheitstechnik)

• AEG Identifikation Systeme

• Texas Instruments

• Götting


ABBAudiBASFBMWBoschDaimlerChryslerDanish CrownDell ComputerDelphi AutomotiveDÜRRDynamit NobelEisenmannFordGMHonda

HyundaiIBMJohn DeereMagnaPhilipsPorscheToyotaVartaVolvoVWWalt DisneySiemensSwisslogThyssen

Referenzen


Referenzen

• Finkenzeller, Klaus: RFID-Handbuch, 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 1998

• Hawkes, Peter: Singing in Concert, GLOBAL technology update, AIM International, Inc. 1997/98

• von Weiss, A.: Die elektromagnetischen Felder, Vieweg, Braunschweig/Wiesbaden 1983

• Pepperl+Fuchs GmbH: Mikrowellenidentifikationssystem, Handbuch, Mannheim 1995

• Versuch 17: Auswahl von Identifikationssystemen,Produktionstechnisches Labor II, IFL, Universität Karlsruhe (TH)

• VDI-Verlag: Physik für Ingenieure,Düsseldorf 1989

• Mitarbeiter von Pepperl+Fuchs GmbH:Dieter Schneider, Erwin Schmidt, Konrad Kern, Patrick Lerévèrend, Jürgen Warkus, Matthias Padelt u.a.

• Teilnehmern der Transponder Roadshow 2007

Documents

Dipl.-Ing. Markus Bamberg (TU) Grundlagen Identifikationssysteme