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RFID: Vorteile/Nachteile von High Frequency (HF) Anwendungen um Vergleich zum UHF Bereich, Chancen nach Branchen und Regionen

Hausarbeit 2006 13 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlagen High Frequency

3 Vorteile / Nachteile von RFID - Systemen im HF Bereich
3.1 Vorteile von RFID - Systemen im HF Bereich
3.2 Nachteile von RFID - Systemen im HF Bereich

4 Branchen und Regionen
4.1 Branchen
4.2 Regionen

5 Chancen außerhalb Europas

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 in dieser Leseprobe nicht enthalten

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

3 Vorteile /Nachteile von RFID - Systemen im HF Bereich

3.1 Vorteile von RFID - Systemen im HF Bereich

RFID - Systeme im HF Bereich hatten in der Vergangenheit im Gegensatz zu UHF Systemen den großen Nachteil, dass es keine international gültigen Vorschriften zur Nutzung gab. So waren die japanischen und amerikanischen Bestimmungen strikter als die in Europa gültigen Vorschriften. Dies ermöglichte in Europa eine höhere Kommunikationsgeschwindigkeit (bei gleicher Entfernung) im Vergleich mit den USA und Japan.[5] Seit Dezember 2002 ist durch das Bestreben Japans zur Harmonisierung ein einheitlicher „Power Level“ weltweit gültig.[6] Dadurch haben HF Systeme gegenüber den UHF Systemen inzwischen den Vorteil, dass es einen weltweit gültigen Standard und eine einheitliche Frequenz (13,56 MHz) im HF Bereich gibt. UHF hingegen wird in den USA (915 MHz) und in Europa (868 MHz) mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben, die zwar mit den gleichen Tags und Readern funktionieren, aber auch den Testaufwand und die Vereinheitlichung schwerer gestalten. Zusätzlich sind in manchen Ländern die UHF Frequenzen nicht für RFID Anwendungen freigegeben, da sie wie in Frankreich, Italien oder der Türkei durch das Militär belegt sind oder wie in Spanien das Frequenzband durch Radio / TV belegt ist.[7]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Quelle 2003 IBM Corporation

Ein entscheidender Vorteil der 13,56 MHz Frequenz ist die Unempfindlichkeit gegenüber Flüssigkeiten bzw. Luftfeuchtigkeit. Durch die vergleichsweise große Wellenlänge von ca. 22m liegt die HF Frequenz weit genug vom Mikrowellenbereich entfernt, um nicht negativ von Flüssigkeiten beeinflusst zu werden. Die UHF Frequenzen mit ihren 868/915 MHz werden hingegen aufgrund ihrer kurzen Wellenlängen (ca. 0,12m) von Flüssigkeiten sehr stark beeinflusst.[8]

[...]


[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

[5] RFIDCharacteristics, Eigenschaften von RFID-Systemen, AIM Inc. Frequency Forum White Paper

[6] RFID: HF versus UHF technologies, Part Two (http://www.packagingdigest.com/articles/200503/36.php)

[7] Skript zur Vorlesung „Identifikationssysteme in Produktion und Logistik“ Dieter Uckelmann

[8] Einführung in die RFID-Technik, Dr. Günter Wohlers, Uni Hannover

Details

Seiten
13
Jahr
2006
ISBN (eBook)
9783638538107
ISBN (Buch)
9783640857883
Dateigröße
595 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v60043
Institution / Hochschule
Hochschule Bremen
Note
1,3
Schlagworte
RFID Vorteile/Nachteile High Frequency Anwendungen Vergleich Bereich Chancen Branchen Regionen Identifikationssysteme Produktion Logistik

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