Welche Komponenten hat ein funktionierendends RFID-System?

Damit Sie ein für Ihre Bedürfnisse passendes RFID-System aufbauen können, gibt es eine Vielzahl von Dingen zu beachten. Damit Sie dabei nicht den Überblick verlieren, haben wir Ihnen im Folgenden eine grobe Übersicht über die benötigten Komponenten zusammengestellt. Lassen Sie sich von der langen Liste jedoch nicht abschrecken – für kleine Anwendungen gibt es häufig All-in-One-Lösungen! Gerne helfen wir Ihnen bei der Auswahl und stehen Ihnen bei den einzelnen Punkten beratend zur Seite.

Transponder: Bei einem Transponder handelt es sich um die Einheit, die durch den Leser ausgelesen wird. Hier ist in der Regel eine UID, also einzigartige Identifikations-Nummer, gespeichert. Zudem können hier, je nach Art des Chips, auch weitere Informationen gespeichert werden.
Man unterscheidet zwischen aktiven und passiven Transpondern. Die meisten sind passiv , d.h. versenden kein eigenes Funksignal. Sie werden aktviert durch die Energie, die vom Reader über die Antenne und die Funkstrecke per Induktion übertragen wird, und senden damit die gespeicherten Informationen an diesen zurück. Aktive Transponder verfügen im Gegensatz dazu über eine eigene Energieversorung, entweder über eine Batterie oder einen Stromanschluß. So sind diese in der Lage selbst ein Signal auszusenden und aktiv mit einem Leser zu kommunizieren. Auf diese Weise kann eine deutlich höhere Reichweite erzielt werden. Dieses Verfahren findet jedoch lediglich bei wenigen Chips im UHF- und Mikrowellen-Bereich Anwendung.

Funkstrecke: Bei der angegebenen Antennenleistung handelt es sich um Angaben aus dem Labor, wo im freien Raum getestet wird. Man spricht dann von Freiraumdämpfung, welche je nach Umgebung stark nach unten korrigiert werden muss. Physische Objekte, vor allem Wände wirken abschirmend. Auch Metallstrukturen oder der menschliche Körper (aufgrund des hohen Wassergehaltes) beeinträchtigen die Sendeleistung. Diese wird in Dezibel (dB) angegeben, eine Minderung um 3 dB entspricht einer Reduktion der maximalen Leseentfernung um 30%. Durch Schwankungen können hier auch sogenannte Leselöcher erzeugt werden, also Bereiche, in denen keine Transponder erfasst werden, obwohl dies bei größerer Entfernung zum Leser wieder funktioniert.

Antenne: Durch die Antenne wird die Leistung des Readers im Raum verteilt. Der wichtigste Kennwert ist dabei der Öffnungswinkel. Dieser gibt an, ab welchem Winkel die abgestrahlte Sendeleitung nur noch der Hälfte der maximalen Sendeleistung entspricht, was einer Reduktion um 3dB entspricht. Diesen Kegel nennt man “Hauptkeule”, zusätzlich gibt es sogenannte “Nebenkeulen”, also Strahlung die nicht in die gewünschte Hauptrichtung der Antenne abgegeben wird. Durch diese Nebenkeulen kann es dazu kommen, dass der Empfang der Antenne bei gleicher Entfernung an einigen Stellen besser ist, als an anderen. Manchmal ist eine solche Streuung gewünscht, da Nebenkeulen aber die Leistung der Hauptkeule reduzieren, versucht man meist, diese zu vermeiden.

Antennenkabel: Als Antennenkabel wird im RFID-Bereich häufig ein Koaxial-Kabel verwendet. Durch seine Schirmung kann bei korrekter Installation die Abgabe von Leistung nach außen und die Aufnahme von Leistung verhindert werden. Allerdings kommt es trotzdem zu materialspezifischen Verlusten, die ebenfalls in dB angegeben werden. Diese sind höher, je länger das Kabel ist, weshalb darauf zu achten ist, dass kein unnötig langes Kabel verwendet wird.

Reader: Der Reader oder Leser ist essentielle Komponente eines RFID-Netzwerkes und fungiert als Schnittstelle zwischen den Transpondern und der Software. Er sendet die Energie aus, um die Transpondern zu aktivieren, und gibt deren Feedback dann als Event an die Middleware weiter. Bei kleineren Systemen enthält der Reader häufig auch weitere Komponenten wie die Middleware (in Form einer einfachen Firmware), sowie die Antenne mitsamt des Antennenkabels.

Middleware: Als Middleware wird eine Software bezeichnet, welche die Events des Readers interpretiert. Hier werden die Infos, die der Reader ausgibt, umgewandelt und an eine entsprechende Anwendung weitergeleitet. Die Middleware steuert dabei die Ausgabe der Daten, typischerweise eine Keyboard-Emulation (Texteingabe) der UID in eine geöffnete Anwendung. Je nach Funktionsumfang ist es auch möglich, die gelesenen Transponder zu filtern und zu bestimmten Zeiten an bestimmte Software weiterzugeben. So lässt sich z.B. versehentliches mehrfaches Auslesen des selben Transponders ausblenden.

Softwaresystem: Hier findet die eigentliche Verarbeitung der Daten statt, daher ist die verwendete Software stark von Ihren Bedürfnissen abhängig. Meist handelt es sich um Warehouse Management Systeme, Zeiterfassungen, Warenwirtschafts-Systeme oder andere ERPs. Auch Anwendungen wie Zugangskontrolle zu Gebäuden oder Parkplätzen, persönliche Fitnesspläne für Kunden oder andere Lösungen zur Personenkontrolle sind hier möglich.

Wir hoffen diese kleine Liste verschafft Ihnen einen Überblick und hilft Ihnen beim Aufbau Ihres eigenen, maßgeschneiderten RFID-Systems. Wenn sich Fragen ergeben, stehen wir Ihnen gerne beratend zur Seite und unterstützen Sie als System-Haus bei der Planung, Auswahl und Programmierung.