RFID für Smart Equipment

Eine kleine Einführung in Technik und Anwendung.

Radio Frequency Identification

  • Siliziumchip zur Speicherung von Daten
  • Kontaktlose Datenübertragung zwischen Lesegerät und Tag (verschleißfrei)
  • Tags (zumeist) ohne eigene Energiequelle
  • Direkter Kontakt zwischen dem Sender und dem Empfänger nicht mehr notwendig
Echolon Radio Frequency Identification RFID Chip

RFID-Technik: Es gibt nicht den RFID-Tag

  • Wichtige Unterscheidungskriterien:
  • Aktive und passive Tags
  •   1.) Reichweiten und Kopplungsarten:
  •   2.) Close Coupling bis ca. 1cm
  •   3.) Remote Coupling bis ca. 1,5m
  • Long-Range bis ca. 10 Meter passiv, aktiv ca. 100m
  • Übertragungsgeschwindigkeiten: 20 x schneller als Barcode
  • Speicherkapazitäten
  • Antikollisionsverfahren
  • Verschlüsselung / kryptographische Verfahren
EcholoN Radio Frequency Identification aktives RFID-Tag

Prinzip der Datenübertragung bei passivem Tag

Abbildung: Prinzip der Datenübertragung bei passivem Label / Tag

EcholoN Prinzip Datenuebertragung passives RFID Tag

Grundlegende Funktionsweise der RF-Identifikation

EcholoN Grundlegende Funktionsweise RF-Identifikation RFID

Klassisches RFID-Tracking

  • Lesegerätschleusen werden strategisch positioniert „die Welt“ muss bekannt sein
  • Zentraler Server sammelt Tracking-Informationen über die Schleusen (Kommunikationsnetz)

Klassisches RFID-Tracking Fest installierte RFID Lesegeräte
  • stationäre Lesegeräte für den Wareneingang
Klassisches RFID-Tracking - stationäre Lesegeräte für den Wareneingang
  • stationäre Lesegeräte für den Wareneingang via Fördersystem
Klassisches RFID-Tracking - stationäre Lesegeräte für den Wareneingang via Fördersystem

„mobiles RFID-Tracking“

  • Wir nehmen an, dass der Positionswechsel der zu trackenden Gegenstände (meist) durch den Träger des Lesegeräts stattfindet
  • „die Welt“ darf in gewissen Grenzen vorher auch unbekannt sein
Mobiles RFID-Tracking - mobile RFID Lesegeräte
  • Schematischer Aufbau mobiles Lesegerät
RFID Tracking - Schematischer Aufbau mobiles Lesegerät

"verteiltes mobiles RFID-Tracking"

Mehrere mobile Lesegeräte
Bei Lesegerätbegegnungen werden „RFID-Tag-Sichtungen“ gegenseitig aktualisiert
Je mehr Lesegeräteträger desto aktueller und genauer die Trackingdaten („Fremdbewegungen“ werden besser erkannt bzw. können direkt ausgewertet und alarmiert werden)

verteiltes mobiles RFID-Tracking - mehrere mobile Lesegeräte

Antikollisionsstrategien

1. „Slotted ALOHA“

  • Mehrere Antwort-Slots mit jeweils Adresslänge
  • Jeder Tag in Reichweite wählt sich zufällig einen der Slots aus
  • Erkannte Tags werden stummgeschaltet
  • Schnell (aber nur bei sehr wenigen Tags in Reichweite)

2. „Binärer Suchbaum“

  • Bitgenaue Kollisionserkennung
  • Adress-Bitmasken
  • Erkannte Tags werden stummgeschaltet
  • Langsamer (funktioniert aber immer)

Sicherheitsthema

  • Fehlende Anonymität, da Tag-ID = Tag-Adresse
  • Abhören der Kommunikation zwischen Lesegerät und RFID-Tag bei den meisten Systemen möglich, da Verschlüsselung elektrische relativ viel Energie benötigt
RFID Sicherheitsthema
  • Der „Repeater-Angriff“ – Allgemeiner Angriff auf die „Authentifikation durch Besitz“-Verfahren
RFID Sicherheitsthema - Repeater-Angriff

Anwendungsfälle

Primäre Einsatzbereiche (Tracking & Process-Tracing)

  • Logistik in Handel, Industrie und Dienstleistung

  • Überwachung von Waren und Objekten (Personen etc.)

  • Identifikation von Waren und Objekten

  • Positionsbestimmung, Zutritt etc.

Berührungsloses Erfassen von Daten ohne direkten Sichtkontakt
Elektronisches Programmieren und Speichern von Daten
Robustheit der Transponder (bis 1.000°C, unter Wasser etc.)
Pulkerfassung (großen Anzahl von Transpondern in einem Schritt, auch Batch-Erfassung genannt)

Grundaufbau IoT & IoS

Grundaufbau IoT und IoS - Infobroker-Middleware-Rule Workflowengine RFID

Fragen zum Anwendungsfall

  • Wie sieht der oder sehen die Anwendungsfälle aus?
  • Was soll erreicht werden / was ist „das große Ziel“?
  • In welchen Phasen soll was erreicht werden?
  • Mengen und Massen die zu berücksichtigen sind?
  • Was gibt es außerdem noch zu beachten?
  • Was sind Ihre Wünsche für ein solches Projekt
  • Erfolg: was soll gemessen werden, damit ein Erfolg / Nichterfolg bestimmt werden kann?
  • Aufbau eines PoC‘s / Rahmen?
  • Zeithorizont / Zeitplan?

 

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