Hausarbeit im Rahmen der Veranstaltung

Identifikationssysteme in Produktion und Logistik

Thema:

In Europa werden HF-Anwendungen (passiv, 13,56 MHz) seit Jahren erfolgreich genutzt.

Gibt es eine Chance für RFID im HF-Bereich auch zukünftig gegen UHF zu bestehen?

Welche Vorteile / Nachteile bietet der HF-Bereich für RFID?
Wo wird HF-RFID heute eingesetzt (Branchen / Regionen)?
Welche Erfolgschancen gibt es für HF außerhalb von Europa?
Sommersemester 2006

von:

Thorsten Wüst

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG  3

2 GRUNDLAGEN HIGH FREQUENCY  4

3 VORTEILE / NACHTEILE VON RFID - SYSTEMEN IM HF BEREICH  5
3.1 VORTEILE VON RFID - SYSTEMEN IM HF BEREICH  5
3.2 NACHTEILE VON RFID - SYSTEMEN IM HF BEREICH  7

4 BRANCHEN UND REGIONEN  9
4.1 BRANCHEN  9
4.2 REGIONEN  11

5 CHANCEN AUßERHALB EUROPAS  12

1 Einleitung

Die RFID - Technik wird seid mehr als fünfzig Jahren eingesetzt, erlebte aber gerade in den letzten Jahren einen Boom. Kaum eine Logistik - Fachzeitschrift erscheint mehr ohne mindestens einen Artikel zum Thema RFID.

Radio Frequency IDentification (RFID) ist eine Technologie zur eindeutigen und kontaktlosen Identifizierung von Objekten jeglicher Art. Sie ermöglicht eine schnelle und automatische Datenerfassung mittels Radiowellen.¹ Die Frequenzbereiche sind weltweit durch regulierte Bestimmungen festgelegt. Diese fallen aber für jedes Land anders aus. In Deutschland sind die favorisierten Frequenzbereiche 13,56 MHz (HF) und 868 MHz (UHF). Beide Frequenzbereiche haben verschiedene Vor- und Nachteile.

Im nächsten Kapitel wird kurz auf die Grundlagen von HF RFID – Systemen eingegangen. Die Vor- und Nachteile der HF Frequenz 13,56 MHz werden im dritten Kapitel näher beleuchtet. Das vierte Kapitel gibt einen Überblick über die Branchen und Regionen, in denen mit RFID - Anwendungen im HF Bereich gearbeitet wird. Im fünften Kapitel werden die Erfolgschancen der HF Frequenz außerhalb Europas beleuchtet und die Chance von HF Anwendungen diskutiert, zukünftig gegen UHF Anwendungen bestehen zu können.

2 Grundlagen High Frequency

Die meisten RFID Systeme im 13,56 MHz Bereich arbeiten derzeit passiv, d. h. ohne eine integrierte Batterie zu benötigen. Dies wirkt sich positiv auf Kosten, Lebensdauer und Umwelt aus. Außerdem fallen sie Aufgrund der nicht vorhandenen eigenen Stromversorgung nicht unter das Elektro- und Elektronikgerätegesetz (ElektroG). Die Grundfunktionsweise von passiven 13,56-MHz-RFID-Systemen besteht in der Energie- und Datenübertragung durch induktive Kopplung.²

Die induktive Kopplung wird bevorzugt bei Systemen mit Betriebsfrequenzen unter 30 MHz eingesetzt. Von der Antennenspule des Lesegerätes wird dazu ein starkes hochfrequentes, elektromagnetisches Feld erzeugt, welches den Querschnitt der Spulenfläche und den Raum um die Spule durchdringt. Ein geringer Teil des ausgesendeten Feldes durchdringt die Antennenspule des Transponders, welcher sich in einiger Entfernung zur Spule des Lesegerätes befindet. Durch Induktion wird dadurch an der Antennenspule des Transponders eine Spannung Ui erzeugt. Diese Spannung wird gleichgerichtet und dient der Energieversorgung des Datenträgers (Mikrochip).³ Dies entspricht der Energieübertragung zwischen den Spulen eines Transformators. Mit zunehmender Frequenz kann die Anzahl der Windungen der Antennenspule auf dem Tag verringert werden. Ein Tag, der im 135 kHz Frequenzbereich betrieben wird, hat dabei 100 bis 1000 Windungen, ein Tag im 13,56 MHz Frequenzband kommt mit 3 bis 10 Windungen bei gleicher empfangener Leistung aus. Dieser Effekt, kombiniert mit Niedrigenergie-Mikrochips, erlaubt die kostengünstige Fertigung von RFIG – Tags, die wenig Rohstoff benötigen.⁴

 Abbildung 1: Quelle: RFID-Handbuch von Klaus Finkenzeller, 2003

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1 http://www.seeburger.de/info/de/index3.php?mk=pl_rfid_allgemein&url=info

2 RFIDCharacteristics, Eigenschaften von RFID-Systemen, AIM Inc. Frequency Forum White Paper

3 RFID-Handbuch, Klaus Finkenzeller, 2003

4 RFID 2004 - Logistiktrends für Industrie und Handel, Fraunhofer IML