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Radio Frequency Identification


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Radio Frequency Identification ( RFID engl. für Identifizierung per Funk ) ist eine Methode um kontaktlos Daten lesen und speichern zu können. Das wurde ursprünglich entwickelt um die Identifikation von über maschinenlesbare Strichcodes zu ersetzen.

Der Begriff RFID bezeichnet dabei die Infrastruktur die es möglich macht Informationen drahtlos dem RFID Tag (auch RFID Transponder genannt) Dies umfasst den RFID Tag die Sende-/Empfangseinheit welcher der RFID Tag angesprochen wird sowie Integration mit Servern Diensten und sonstigen Systemen z.B. Kassensystemen oder Warenwirtschaftsystemen.

Die Daten werden auf so genannten tags (engl. für "Etikett") - oft auch Transponder - gespeichert. Die gespeicherten Daten werden elektromagnetische Wellen gelesen. Bei niedrigen Frequenzen geschieht induktiv ( Nahfeld Induktion ) bei höheren über Funk (Fernfeld). Die Entfernung über die ein tag ausgelesen werden kann schwankt aufgrund der (aktiv/passiv) benutztem Frequenzband Sendestärke und Umwelteinflüssen zwischen Zentimetern und max. 30 Metern.

Inhaltsverzeichnis

Baugröße

Ist der Chip auch sehr klein wird die Baugröße maßgeblich durch die Antenne abhängig von der Frequenz bzw. Wellenlänge) und Gehäuse (besonders seine Schutzklasse ) bestimmt. Dadurch werden Montageorte und die Anwendungen stark beschränkt.

RFID Transponder können je nach Einsatzgebiet die Größe von Büchern besitzen (z.B. in Containerlogistik). Jedoch ist es mit heutiger Technik möglich sehr kleine RFID Transponder herzustellen die in Geldscheine oder Papier einsetzen lassen.

Entwicklung

In den 1960ern wurden die ersten kommerziellen Vorläufer der auf den Mark gebracht. Es handelte sich um elektronische Warensicherungssysteme (engl. Electronic Article Surveillance EAS) um Diebstähle zu unterbinden. Es nur möglich 1 Bit an Informationen zu übertragen. Es konnte nur das Vorhandensein oder das Fehlen der geprüft werden. Die Systeme basierten auf Mikrowellentechnik oder Induktion.

Die 1970er brachten zahlreiche neue Entwicklungen die den von RFID-Technologie in verschiedenen Bereichen ermöglichen sollten. Arbeit konzentrierte sich dabei auf die Möglichkeit zu kennzeichnen Einsatz in der Automatisierung sowie im Verkehr automatisch zu identifizieren. Gefördert wurde Technologie in den 1980ern besonders durch die Entscheidung mehrerer amerikanischer sowie Norwegens RFID im Straßenverkehr für Mautsysteme einzusetzen.

In den 1990ern setzte sich die RFID-Technik für Mautsysteme in den USA durch. Es wurden neue für RFID erschlossen indem man Systeme für barggeldlosem Zahlen Skipässe Tankkarten etc. entwickelte. Die 2000er brachten einen starken Preisverfall der RFID-Technik Massenproduktion mit sich der den Einsatz von tags auch in Verbrauchsgegenständen ermöglichte. Die Technologie sich so schnell entwickelt dass es versäumt war Industriestandards zu definieren. Zurzeit ( 2003 ) sind verschiedene Normierungen der RFID-Technik im (siehe unten).

Technologie

Der Aufbau eines RFID tags sieht prinzipiell eine Antenne einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden ( Transponder ) sowie einen digitalen Schaltkreis und einen permanenten Speicher vor. digitale Schaltkreis ist bei komplexeren Modellen ein Von-Neumann-Rechner .

Die RFID Tags unterscheiden sich in Gebieten teilweise recht stark. So verfügen einige Transponder über beschreibbaren Speicher in dem während Lebensdauer Informationen abgelegt werden können.

Ein RFID Tag kann in Form Größe variieren je nach Modell und Ausführung wenigen Millimetern bis einigen Zentimetern. Das Aussehen von rund und massiv bis flach und beliebig angepasst werden.

Je nach Anwendungsgebiet unterscheiden sich auch sonstigen Kennzahlen wie z.B. Funkfrequenz Übertragungs-Geschwindigkeit Lebensdauer pro Einheit Speicherplatz und Funktionsumfang. Für Spezialanwendungen auch Kryptographiemodule oder externe Sensoren wie z.B. GPS in den RFID Transponder integriert sein. die RFID Sende-Empfangseinheiten unterscheiden sich in Funktionsumfang Aussehen. So ist es möglich sie direkt Regale oder Personenschleusen (z.B. bei der Grenzabfertigung) integrieren. Aktive RFID Tags haben sogar teilweise Möglichkeit direkt mit orbitalen Satelliten zu kommunizieren. Vielzahl von unterschiedlichen Geräten und Etiketten ist zu sehr geringem Teil vollständig kompatibel. Regional sich die verwendeten Frequenzen und bevorzugten Standards.

Probleme mit der Verständigung kann es auch bei Produkten mit hohem Wasseranteil (Joghurt etc.) und beim Vorhanden sein von Metallteilen Autoteile etc.) geben. Diese können die ohnehin Abstrahlungen von passiven RFID Transpondern.

Energieversorgung

Das deutlichste Unterscheidungs-Merkmal stellt die Art Energieversorgung der RFID Transponder dar. Kleine batterielose besitzen keine eigene Energieversorgung und müssen ihre durch Induktion aus den Funksignalen der Basisstationen Dies reduziert zwar die Kosten und das der Chips gleichzeitig verringert es aber auch Reichweite. Diese Art von Transpondern wird z.B. Produktauthentifizierung bzw. -auszeichnung Zahlungssysteme und Dokumentenverfolgung eingesetzt die Kosten pro Einheit hier ausschlaggebend sind. mit eigener Energieversorgung erzielen eine erheblich höhere und besitzen einen größeren Funktionsumfang verursachen aber erheblich höhere Kosten pro Einheit. Deswegen werden dort eingesetzt wo die Transponder eine lange haben z.B. bei Containerlogistik oder bei der

RFID tags gibt es prinzipiell in zwei Ausführungen:

Aktive RFID tags
Aktive tags sind batteriebetrieben und können typischerweise sowohl gelesen als beschrieben werden. Aktive tags befinden sich normalerweise im Ruhezustand d.h. senden keine Informationen aus. Nur wenn ein Aktivierungssignal empfangen wird aktiviert sich der Sender . Der interne Speicher kann je nach bis zu 1 Million Bytes aufnehmen. Aktive RFID tags sind im Vergleich zu passiven tags meist größer besitzen eine höhere Sendereichweite eine geringere Lebensdauer und sind signifikant teurer.

Passive RFID tags
Passive tags beziehen ihre Energie zur Übertragung der aus den empfangenen Funkwellen. Die gespeicherten Daten nur gelesen werden außerdem ist die Menge speicherbaren Daten wesentlich geringer als bei aktiven Dieser Speicher wird üblicherweise benutzt um eine Identifikationsnummer ( GUID ) zu hinterlegen. Passive RFID tags sind im Vergleich zu aktiven tags kleiner und leichter haben eine geringe eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer und brauchen eine Leseeinheit; sind dafür aber günstiger in der

Für den Einsatz werden drei Frequenzbänder

  • Niedrige Frequenzen (30 - 500 KHz). Systeme besitzen eine geringe Reichweite lange Übertragungszeiten aber günstig in der Anschaffung und eignen dadurch z.B. für Zugangskontrollen Wegfahrsperren und Lagerverwaltung 125 kHz = LF).
  • Mittlere Frequenzen (10 - 15 MHz) eine kurze bis mittlere Reichweite mittlere Übertragungsgeschwindigkeit bis günstige Preisklasse. In diesen Frequenzbereich arbeiten sog. Smart Label (meist 13 56 MHz = HF).
  • Hohe Frequenzen (850 - 950 MHz 4 - 2 5 GHz) besitzen eine Reichweite (max. 30 Meter) schnelle Lesegeschwindigkeit Preise aber rapide bei höherer Leistung der Systeme. z.B. im Bereich der automatisierten Mautsysteme und Typische Frequenzen sind 433 MHz 868 MHz UHF 915 MHz 2 45 GHz = (Microwave) und 5 8 GHz.

Verschlüsselung

Die meisten RFID tags senden ihre Informationen in Klartext einige Modelle verfügen aber auch über Möglichkeit ihre Daten verschlüsselt zu übertragen.

Kosten

Der Preis von (passiven) RFID tags bewegt sich laut einem ZDNet-Artikel bei Auflage von 1 bis 10 Milliarden zwischen und 10 Cent pro Stück.

Deshalb haben Hersteller das Konzept des entwickelt d.h die Beteiligten einer Supply-Chain nutzen einen Transponder gemeinsam profitieren davon teilen sich die Kosten. Alle diese technischen sollen die Popularität von RF-ID steigern. Leider auch die Anforderungen z.B. Schlüsselverwaltung höher und Kosten steigen.

Einsatz

Der Einsatz Automatischer Identifikationssysteme kurz Auto-ID wird immer durch das Kosten/Nutzen Verhältnis So ist der Einsatz eines Tag von Eurocent an einem Joghurtbecher schlicht unwirtschaftlich. Auch der Austausch aller Einkaufswagen (Drahtgitter=> Faradayscher Käfig ) bei den geringen Margen im Handel unwirtschaftlich.

Dennoch: In der Öffentlickkeit wird das von RFID-Tags im Einzelhandel stark propagiert. Einige Hersteller haben trotz noch fehlender Anwendungsmöglichkeiten bereits begonnen RFID tags in ihre Produkte zu integrieren. Der Gillette hat eine Option auf 500 Millionen des Unternehmens Alien Technology im November 2002 erworben. Die Einzelhandelskette Wal-Mart kündigte an RFID-Tags in der Versorgung Supermärkte einzusetzen. Eine Standardisierungsinitiative von UCC und EAN International hat Anfang 2004 Electronic Product Code (EPC) entwickelt der weltweit eindeutig Waren soll. Die EZB hat vorgeschlagen RFID tags auf Geldscheinen anzubringen um damit gefälschte Banknoten einfacher erkennen zu können.

Eine andere Anwendung ist die Tierkennzeichnung . Statt sichtbarer Markierungen wie Brandzeichen oder werden Tiere mit Tags ausgestattet. Anstatt wie mit Hundemarke werden ab 2004 alle Hunde in Wien mit Hilfe von RFID tags gekennzeichnet. Damit können dann Besitzer von gegangenen oder ausgesetzten Tieren ermittelt werden.

Für Leihbüchereien werden RFID-Tags ebenfalls interessant. In der Wiener Haupt bücherei dienen RFID tags der Bestandskontrolle. Einige RFID-Reader sind im in der Lage spezielle tags stapelweise und berührungslos lesen zu können. Leistungsmerkmal bezeichnet man mit Pulklesung . Das bedeutet etwa bei der Entleihe Rückgabe dass die Bücher nicht einzeln aufgelegt gescannt werden müssen. An den Türen und befinden sich Gates die wie Sicherheitsschranken in Kaufhäusern aussehen. Sie kontrollieren die korrekte Entleihe.

Bedenken und Kritik

Unter Datenschutz -Gesichtspunkten ist der bevorstehende massenhafte Einsatz von tags nicht unproblematisch. Die Gefahr der RFID- Technik liegt zum Beispiel im Verlust der Selbstbestimmung - die einzelne Person hat durch "versteckten" Sender keinen Einfluss mehr darauf welche Informationen preisgegeben werden.

Für im Supermarkt gekaufte Waren (also Ersatz von EAN -Strichcodes durch RFID tags ) ist eine anvisierte Lösung die RFID tags nach dem Kauf zu zerstören (das z.B. automatisch an der Kasse geschehen ähnlich bei der Deaktivierung der Diebstahlsicherung). Hierzu dienen mit integrierter vom Leser aktivierbarer Selbstzerstörungsfunktion.

Der Big Brother Award 2003 ging unter anderem an den Metro-Konzern weil er in seinem Futurestore [1] RFID einsetzt. Der Metro-Konzern hat aber März 2004 auf Grund der heftigen Diskussionen seine RFID ausgestatteten Kundenkarten wieder eingezogen und arbeitet mit Barcodes.

Weblinks


siehe auch: Data-Mining Gläserner Mensch



Bücher zum Thema Radio Frequency Identification

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