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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Aufgabenstellung
1.3 Überblick
2 Analyse der Randbedingungen und Anforderungen
2.1 Technische Sicht
2.2 Wirtschaftliche Sicht
3 Stand der Technik
3.1 RFID-Systeme
3.1.1 Module
3.1.1.1 Reader
3.1.1.2 Antennen
3.1.1.3 Transponder
3.1.2 Frequenzbereiche
3.1.2.1 LF - Niederfrequenz
3.1.2.2 HF - Hochfrequenz
3.1.2.3 UHF - Ultrahochfrequenz
3.1.2.4 MW - Mikrowelle
3.2 RFID-Systeme auf Gabelstapler
3.2.1 Warenidentifikation
3.2.2 Tracking der Staplerbewegungen
4 Konzeption des RFID-Gabelstaplersystems
4.1 Entscheidung für den Ultrahochfrequenzbereich
4.2 Standards für die UHF-Radiofrequenzidentifikation
4.3 Ausgewählte Komponenten
4.3.1 Reader
4.3.1.1 OEM-Modul: SkyeModule M9
4.3.1.2 Integriertes System: Sirit Infinity 510
4.3.2 Antennen
4.3.2.1 Patch Antenne GP-ANTU-PATCH25
4.3.2.2 High Gain Patch Antenne GP-ANTU-PATCH-63-09
4.3.3 Tags
4.3.3.1 Avery Dennison - 612
4.3.3.2 Alien Technology - 9338 (Squiggle 1.1)
4.3.3.3 X-ident Technology TTF-Label 12x180-PH46
4.3.3.4 Wisteq
4.3.3.5 Texas Instruments TX-LABU-4x2-PET-MONZA2
5 Machbarkeitsuntersuchungen und Umsetzung/Implementierung
5.1 Reader- und Antennenintegration
5.2 Feldtests
5.2.1 Tests mit Sirit Infinity 510 Reader
5.2.2 Tests mit SkyeTek M9 Modul
5.2.3 Zusammenfassung der Testergebnisse
6 Fazit
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung eines RFID-basierten Systems zur automatischen Identifikation von Wareneinheiten auf Gabelstaplern. Durch die Integration moderner RFID-Technologie soll ein bisher fehleranfälliges Barcodesystem ersetzt und der innerbetriebliche Warenfluss effizienter gestaltet werden.
- Analyse technischer und wirtschaftlicher Anforderungen an RFID-Systeme im industriellen Umfeld.
- Vergleich und Auswahl geeigneter Reader, Antennen und Transponder (Tags) für den UHF-Bereich.
- Entwicklung eines modularen Softwarekonzepts für die Integration der RFID-Hardware in ein linuxbasiertes Bordrechensystem.
- Systematische Durchführung von Feldtests zur Ermittlung des Erfassungsbereichs in metallischer Umgebung.
- Konzeptentwicklung zur Lastwechselerkennung mittels ergänzender Sensorik.
Auszug aus dem Buch
3.1 RFID-Systeme
Unter Radio Frequency Identification (RFID), also Identifizierung über Radiowellen, versteht man die berührungslose Übertragung von Daten unter Verwendung von Hochfrequenz. Dieses Verfahren wird hauptsächlich genutzt um Objekte zu identifizieren oder zu lokalisieren. Dabei wird der gewünschte Gegenstand mit Hilfe eines elektronischen Datenträgers - dem Transponder, oder auch Tag genannt - markiert und somit eindeutig identifizierbar gemacht. Der Anwender kann unter Verwendung eines Lesegeräts dann die auf dem Transponderchip gespeicherten Daten auslesen.
Die Energieversorgung des Datenträgers sowie der Datenaustausch zwischen Datenträger und Lesegerät erfolgt jedoch nicht durch galvanisches Kontaktieren, sondern unter Verwendung magnetischer oder elektromagnetischer Felder[Fin02].
Anders als beim Musikradio, bei dem der Radiosender so genannte Long Range Device Radiowellen über Kilometer hinweg in den Äther ausbreitet, fallen RFID-Systeme aufgrund der im Meterbereich liegenden Reichweite unter die Kategorie der Short Range Devices[FC05].
Ein RFID-System besteht aus folgenden Komponenten:
• Reader
• Antenne
• Transponder
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel motiviert die Thematik, verdeutlicht die Problemstellung durch Fehlerquellen beim Barcodesystem und definiert die Zielsetzung der Arbeit.
2 Analyse der Randbedingungen und Anforderungen: Hier werden die technischen Voraussetzungen für den Outdooreinsatz sowie die ökonomischen Aspekte und Integrationsmöglichkeiten auf unterschiedlichen Gabelstaplertypen beleuchtet.
3 Stand der Technik: Dieses Kapitel liefert eine theoretische Einführung in RFID-Systeme, erläutert verschiedene Frequenzbereiche und diskutiert Ansätze zur Warenidentifikation sowie zum Tracking.
4 Konzeption des RFID-Gabelstaplersystems: Es werden Entscheidungen für den UHF-Bereich und Standards wie EPCglobal Gen 2 begründet und eine Auswahl an geeigneten Readern, Antennen und Tags präsentiert.
5 Machbarkeitsuntersuchungen und Umsetzung/Implementierung: Das Kapitel beschreibt die Entwicklung eines modularen Software-Konzepts sowie die systematische Durchführung und Analyse umfangreicher Feldtests zur Erfassungsbereichsermittlung.
6 Fazit: Das Kapitel fasst die gewonnenen Erkenntnisse zusammen und bestätigt die technische Machbarkeit der RFID-Integration auf Gabelstaplern unter Verwendung eines modularen Konzepts.
Schlüsselwörter
RFID, Gabelstapler, UHF-Technik, Warenidentifikation, Warentracking, EPCglobal Gen 2, Antennenintegration, Feldtests, Logistik, Transponder, Reader, Intralogistik, Software-Integration, Prozessoptimierung, Feldcharakteristik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und der prototypischen Realisierung eines RFID-basierten Systems zur automatischen Warenidentifikation, welches direkt auf Gabelstaplern implementiert werden soll.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Zentrale Themen sind die RFID-Technologie (insbesondere UHF), die Integration in ein bestehendes Warentrackingsystem, das Design der Hard- und Software sowie die praktische Erprobung in industriellen Umgebungen.
Was ist das primäre Ziel der Forschung?
Das primäre Ziel ist es, den manuellen Aufwand der Warenidentifizierung zu minimieren und die Fehleranfälligkeit bestehender Barcodesysteme zu reduzieren, um einen nahtlosen Warenfluss zu gewährleisten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Neben einer fundierten theoretischen Analyse der Stand der Technik erfolgt ein praktischer Versuchsaufbau mit anschließender empirischer Analyse mittels Feldtests und deren visueller Repräsentation in 2D- und 3D-Diagrammen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil liegt der Fokus auf der Auswahl spezifischer Komponenten, der Definition des Software-Klassenkonzepts für den Reader-Server sowie der detaillierten Auswertung der Messreihen zur Antennencharakteristik.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit ist primär durch Begriffe wie RFID, Gabelstapler, UHF-Technik, Warentracking und Prozessautomatisierung geprägt.
Warum wurde UHF-RFID anderen Frequenzen vorgezogen?
Der UHF-Bereich wurde aufgrund der großen Reichweite, der kompakten Antennenbauformen und der hohen Lesegeschwindigkeit ausgewählt, die für die Anwendung am Gabelstapler optimal sind.
Welche Rolle spielt die Metallumgebung für das System?
Das metallische Umfeld der Gabel stellt eine Herausforderung dar, kann aber durch die gezielte Positionierung der Antennen und die Verwendung robuster UHF-Komponenten für die Identifikation genutzt werden.
Warum wird ein zusätzlicher Abstandssensor vorgeschlagen?
Ein Ultraschall-Abstandssensor soll helfen, Fehl- oder Mehrfachlesungen zu vermeiden, indem das RFID-System nur dann aktiviert wird, wenn sich eine Last in einem definierten Bereich vor der Gabel befindet.
- Quote paper
- Simon Braun (Author), 2008, Konzeption eines RFID-Systems für den Einsatz auf Gabelstaplern, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/92739
