Die Hochfrequenztechnologie ist in unserem Leben allgegenwärtig. Die meisten Menschen verwenden RFID wahrscheinlich wöchentlich oder täglich, aber wie viel wissen Sie über RFID? Um unser Geld und unsere Identität besser zu schützen, müssen wir die Arten von RFID-Etiketten und ihre Anwendungen verstehen.
Welche Arten von RFID-Tags verwenden wir am häufigsten?
Es gibt eine Vielzahl von RFID-Etiketten auf dem Markt, und ihr Frequenzbereich unterscheidet sie im Allgemeinen. RFID-Etiketten können als Niederfrequenz-, Hochfrequenz- und Ultrahochfrequenz-Etiketten klassifiziert werden. RFID-Karten verwenden in der Regel eine dieser drei Frequenzen, um über Funkwellen zu kommunizieren. Fast jeder RFID-Typ, den wir kennen, kann aktiv (mit Strom versorgt), passiv (ohne Strom) oder semi-passiv (mit Batterie) sein.
In Bezug auf die Verfolgung von Assets haben Sie drei Möglichkeiten: aktive, passive und semipassive RFID-Tags.
Aktive RFID-Tags sind mit einer Batterie ausgestattet, die periodisch Signale sendet, was sie ideal für Anwendungen zur Standortverfolgung macht. Da die Batterie die Signalstärke erhöht, können aktive Tags Lesereichweiten von bis zu 100 Metern erreichen.
Passive RFID-Tags haben keine Batterie und verlassen sich auf das Signal von einem externen Lesegerät, um sie mit Strom zu versorgen, damit sie Informationen an dieses zurücksenden können. Da passive Tags keine Stromquelle haben, beträgt ihre Lesereichweite normalerweise nur einen Meter oder weniger.
Semipassive RFID-Tags vereinen das Beste aus beiden Welten: Sie werden von einer externen Quelle mit Strom versorgt, können aber auch Daten für eine spätere Übertragung speichern, ohne von derselben Quelle aufgeladen zu werden. Semipassive Tags können ihre Ladung auch länger halten als passive – in der Regel bis zu 10 Jahre.
RFID-Tag-Typen - Niederfrequenz
Niederfrequenz-RFID ist eine beliebte Art von RFID. Sie hat ein Band zwischen 30KHz-300KHz und eine Wellenlänge von etwa 2.400 Metern.
Niederfrequenz-RFID-Systeme erlauben im Allgemeinen nur eine Kommunikation in einem kleinen Bereich zwischen 125KHz-134KHz. Das liegt daran, dass es zwischen 30KHz-300KHz mehrere Arten von Signalen gibt. Dank seines einzigartigen Kommunikationskanals kann er Metall und Wasser leicht durchdringen. Es ist extrem freundlich zu Metall und flüssigen Umgebungen.
Niederfrequenz-RFID hat eine kurze Lesereichweite, obwohl sie eine relativ große Wellenlänge hat. Die Lesereichweite ist viel geringer als bei HF und UHF und beträgt unter idealen Bedingungen nur bis zu 50 cm. Sie beruht auf induktiver Kopplung.
Niederfrequenz-RFID-Tags können relativ teuer sein. Unterschiedliche Typen und Anwendungen können zu einer Preisdifferenzierung führen. Der Preis pro Etikett liegt in der Regel zwischen $0,70 und $20. Da sie durch induktive Kopplung mit Strom versorgt werden, können sie unbegrenzt lange halten. Da sie jedoch bei verschiedenen Anwendungen unterschiedlich stark beansprucht werden, kann die Lebensdauer variieren. Alle Niederfrequenz-RFID-Etiketten verwenden denselben Typ von Magnetkoppler für die Kommunikation, aber sie können dennoch in verschiedenen Formen und Größen hergestellt werden.
Das Lesegerät braucht länger, um das Signal des Tags zu empfangen und zu dekodieren. Da die Lesegeschwindigkeit langsam ist, ist auch die übertragene Datenrate relativ niedrig.
Verschiedene Anwendungen wählen unterschiedliche Kombinationen von LF-Antennen oder Lesegeräten. Sie müssen dafür zwischen einigen hundert und tausend Dollar ausgeben. Der offensichtliche Unterschied zu anderen RFID-Etiketten ist, dass LF-Etiketten keine Sicherheitsstandards haben. Es wird daher empfohlen, dass Unternehmen sie nicht für Anwendungen verwenden, die eine verschlüsselte Kommunikation erfordern.
LF-RFID-Anwendungsbeispiel
Viehverfolgung
Das Anbringen von RFID an Kühen ist eine dauerhafte und effektive Methode der Verfolgung. Die Verfolgung erfolgt durch Anbringen einer Ohrmarke oder eines Fußrings mit einem RFID-Tag an der Kuh. Mit dem RFID-Tag kann man alle Schritte von der Geburt bis zur Auslieferung an den Markt verfolgen. Im Falle einer Verunreinigung kann man damit die genaue Fleischcharge zurückverfolgen, wenn es ein Problem gibt. LF-Tags sind der ideale RFID-Tag-Typ für die Nachverfolgung von Viehbeständen.
Ohrmarken mit RFID-Tags erzielen bessere Ergebnisse als Barcodes. Sie sind haltbarer und langlebiger. Denn das Vieh kann lange Zeit dem Regen, der Sonne oder der Anwesenheit anderer Tiere ausgesetzt sein, Barcodes sind relativ leicht zu beschädigen. Für Dinge, die eine langfristige Überwachung erfordern, hat die Verwendung von Barcodes suboptimale Ergebnisse geliefert.
Zugangskontrolle
Die Niederfrequenz-RFID-Zugangskontrollkarte ist eine unserer häufigsten Arten von RFID-Tags. Sie kann als Schlüssel für die Zugangskontrolle zu Bürogebäuden verwendet werden. Diese Niederfrequenz-RFID-Zugangskontrollkarten erfordern die Nähe zum Lesegerät, um zu funktionieren. Das führt unweigerlich zu einer Abnutzung der Zugangskarte. Wenn Barcodes verwendet werden, muss schätzungsweise ein neuer Stapel Zugangskontrollkarten in kurzer Zeit ersetzt werden. Außerdem ist es für Kriminelle sehr einfach, Zugangskarten mit Barcodes zu kopieren, die zu unsicher sind. Mit der RFID-Technologie hergestellte Zugangskarten sind haltbarer und sicherer.
RFID-Tag-Typen - Hochfrequenz
Das Hochfrequenzband des HF-Spektrums liegt zwischen 3MHz und 30MHz. Es hat eine viel kürzere Wellenlänge - nur etwa 22 Meter. Sowohl HF als auch LF arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Der Tag und das Lesegerät/die Antenne kommunizieren über eine magnetische Kopplung. HF-Wellen können die meisten Materialien außer Wasser und dichten Metallen durchdringen. HF-Etiketten werden zum Beispiel in Umgebungen mit dünnen Metallen wie Aluminium nicht beeinträchtigt und funktionieren einwandfrei.
HF-RFID-Systeme sind vielfältig, so dass HF-RFID-Tags unterschiedliche Lesereichweiten aufweisen. Aber in den meisten Fällen haben sie eine Lesereichweite von einigen Zentimetern bis zu etwa einem Meter.
Die NFC existiert im Hochfrequenzband des RFID-Spektrums. NFC ist ein globaler Kommunikationsstandard, der international geregelt ist. Er verwendet Kommunikationsprotokolle, die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) genehmigt wurden. Da es sich um einen globalen Standard handelt, lässt sich NFC leicht an eine Vielzahl von Anwendungen anpassen.
Sowohl HF- als auch NFC-Tags sind relativ preiswert. Je nach Größe und Form, die vom Unternehmen angepasst wird, kann jedes Etikett zwischen $0,35 und $10 kosten. Es gibt sie in vielen Formen, in der Regel als Aufkleber, Karten oder in Plastik verpackte Etiketten. Sie sind normalerweise klein genug, um auf vielen Gegenständen verwendet zu werden.
NFC-Tags können von demselben HF-Lesegerät oder von jedem Smartphone mit einem HF/NFC-Lesegerät gelesen werden. Da ein NFC-fähiges Smartphone sie direkt lesen kann, können Menschen HF/NFC-Tags in den meisten Anwendungen verwenden.
HF-RFID-Anwendungsbeispiel
Bibliotheksverwaltung
Die Hochfrequenz-RFID-Technologie kann die Effizienz der Bibliotheksausleihe und -rückgabe effektiv verbessern. Wir können Barcodes in Verbindung mit RFID verwenden. Das Lesegerät an der Ausleihtheke scannt den Barcode des Bibliotheksausweises, um Ihre persönlichen Daten zu erhalten. Das Lesegerät erkennt den RFID-Tag auf dem Buch, um Textinformationen und die Anzahl der Bücher zu erhalten. Normalerweise scannen die Benutzer ihre Bibliotheksausweise an der Kasse und stapeln die Bücher auf das RFID-Pad, um den Rückgabebeleg auszufüllen. Anschließend wird das Buch in die dafür vorgesehene Box geworfen, um die Rückgabe des Buches zu bestätigen. Das Lesegerät nutzt die Informationen im RFID-Tag, um die Bücher logisch und effizient zu sortieren.
Die RFID-Technologie bietet eine genauere, effizientere und schnellere Möglichkeit, Bücher wieder in die Regale zu bringen. Sie ist besonders zuverlässig für Bibliotheken, die mit weniger mehr erreichen wollen. Eine Bibliothek, die ein Barcode-System verwendet, benötigt mehr Arbeit. Die Mitarbeiter müssen jedes Buch während des Ausleih- und Rückgabevorgangs einzeln scannen. Wenn der Barcode zerkratzt oder markiert ist, so dass er nicht gelesen werden kann, muss der Mitarbeiter ihn manuell bearbeiten. Die Mitarbeiter müssen die Projektinformationen in ein Computersystem eingeben. Das bedeutet auch, dass die Mitarbeiter mehr Zeit dafür aufwenden müssen.
RFID bietet ein höheres Maß an Sicherheit als Barcodes. Wenn man die Anzahl der ausgeliehenen Bücher sieht, kann man den Barcode auf dem Buch scannen, um zu bestätigen, dass es zurückgegeben wurde. Was aber, wenn jemand ein Buch ablegt und die anderen Bücher, deren Rückgabe bestätigt wurde, mitnimmt? RFID-Lesegeräte erkennen die Diskrepanz sofort und informieren Sie darüber.
Verwaltung von medizinischem Verbrauchsmaterial
Hochfrequenz-RFID kann verwendet werden, um die Verwendung von chirurgischen Gegenständen durch Patienten auf dem Operationstisch zu überwachen. Das Check-and-Balance-System hilft Ärzten und Krankenschwestern, die Anzahl der während der Operation verwendeten Schwämme im Auge zu behalten. Es stellt sicher, dass das medizinische Personal während des Eingriffs keinen Schwamm im Patienten zurücklässt. Das Lesegerät zählt die Anzahl der verwendeten Schwämme vor und nach der Operation. Wenn auf dem OP-Tisch 15 Schwämme vorbereitet werden, wird das Lesegerät dies auch nach der Operation überprüfen. So wird sichergestellt, dass vor und nach der Operation die gleiche Menge an Schwämmen aus dem Operationssaal genommen wird.
Qualitätskontrolle
Unternehmen können Hochfrequenz-RFID nutzen, um die Qualität ihrer Weine zu überwachen. Sie eignet sich perfekt für die Verfolgung des Weins vom Verlassen des Weinguts bis zum Vertriebszentrum und dann zum Einzelhändler. Während des Transports muss der Wein stets in einem geeigneten Zustand gehalten werden. Eine zu hohe oder zu niedrige Temperatur kann problematisch sein. Unternehmen können RFID-Etiketten programmieren. Mit RFID-Etiketten können Sie die Temperatur und andere Umweltfaktoren, die die Weinqualität beeinflussen, überprüfen. Durch das Auslesen des Tags auf dem Wein können sich Unternehmen auch ein gutes Bild von der Umgebung machen, in der sich der Wein befindet und wie lange er gelagert wurde. Wenn die Daten darauf hindeuten, dass der Wein über einen längeren Zeitraum in einer schlechten Umgebung gelagert wurde, wird er als beschädigte Ware behandelt und zur Vernichtung entfernt. Im Gegensatz zu RFID sind Barcodes nur lesbar und können nicht aktiv andere Daten erfassen. RFID hingegen hat mehr Funktionen.
RFID-Tag-Typen - Ultrahochfrequenz
UHF-RFID existiert in einem breiteren Frequenzbereich als niedrige und hohe Frequenzen. Er liegt zwischen 300MHz-3GHz. Die meisten UHF-RFID-Systeme können jedoch in Bändern zwischen 860MHz-960MHz arbeiten. Nur eine kleine Anzahl einzigartiger RFID-Systeme arbeitet mit 433 MHz und 2,45 GHz.
UHF RFID ist nicht universell. Es hält sich an die von der GSI festgelegten Kommunikationsprotokollstandards. Außerdem unterliegt sie den von den einzelnen Ländern festgelegten Frequenzstandards.
Das UHF-RFID-System verwendet ein anderes Kommunikationsprinzip als die niedrigen und hohen Frequenzen. Es verwendet eine passive Rückstreumodulation. Es unterliegt der GS1 EPCglobal UHF Class 1 Generation 2 Spezifikation (bekannt als die ISO-18000-6C Standard).
Die UHF-Wellenlänge kann bei 2,45 GHz bis zu 12 cm betragen. Wenn Sie sich die durchschnittliche Länge ansehen, beträgt sie etwa 33 cm. Wir können sie normalerweise in passive RFID-Systeme und aktive RFID-Systeme.
UHF-RFID-Anwendungsbeispiel
UHF-RFID ist in der Regel die gängigste Art von RFID-Etiketten, die in großen Lagerhäusern und Vertriebszentren verwendet wird. Er ermöglicht die Verfolgung und Identifizierung mehrerer Artikel gleichzeitig.
Wir werden häufiger in Versand- und Empfangsmodulen eingesetzt. Sie ist besonders wichtig für die durchgängige Fertigung und die industrielle Anlagenverwaltung. HF-RFID unterscheidet sich von den beiden anderen RFID-Typen dadurch, dass es unter bestimmten Bedingungen eine Lesereichweite von bis zu 30 Fuß bieten kann. Die mit Hochfrequenz-Wellenlängen übertragenen Daten sind außerdem relativ schnell. Dies zeigt, dass Unternehmen große Mengen von Produkten in kurzer Zeit schneller bewegen können.
Die Hochfrequenz-RFID-Technologie kann den Zeitaufwand für den Empfang von Paletten oder großen Kisten verringern. RFID-Lesegeräte können an bestimmten Bahnsteigtüren installiert und auf die gleiche Bandbreite wie die Tags auf den empfangenen Artikeln eingestellt werden. Unternehmen können die Unterbrechung ihrer Arbeitsabläufe durch entsprechende Anpassungen minimieren. Es bietet Unternehmen eine effiziente und genaue Möglichkeit, Lagerartikel durch die Lieferkette zu bewegen.
UHF-RFID-Systeme sind jedoch noch nicht so ausgereift wie solche, die niedrige und hohe RFID-Frequenzen verwenden. Es gibt keinen internationalen Standard für die globale Bandbreite. Der Frequenzbereich variiert je nach Land/Region, in der er verwendet wird. Soweit ich weiß, verwenden die USA derzeit eine höhere HF-Bandbreite als Europa.
Jeder der drei verschiedenen RFID-Tag-Typen hat seine Vorteile. Unternehmen müssen bei der Auswahl eines Tags verschiedene Aspekte berücksichtigen, um den am besten geeigneten RFID-Typ zu finden. Zum Beispiel, welche Art von Tag-Stromversorgung geeignet ist, welche Protokolle ein Unternehmen zur Unterstützung dieser Auswahl verwenden kann, usw.
