RFID (Radio Frequency Identifikation)

 
RFID-Systeme werden zur kontaktlosen Identifikation mittels magnetischer oder elektromagnetischer Felder eingesetzt. Dabei reicht ihr Einsatzbereich von elektronischen Wegfahrsperren bei Autos über Artikelsicherungs- und -erfassungssysteme bis hin zu Chipkarten oder Tieridentifikation.

Grundlegende Funktionsweise
RFID-Technik
Weitere Information und Links

 

Grundlegende Funktionsweise

Ein RFID-System besteht immer aus zwei Komponenten:
dem Transponder, der an die zu identifizierenden Objekte angebracht wird, und
dem Erfassungsgerät, das je nach Ausführung und eingesetzter Technologie als Lese- oder Schreib/Lese-Einheit erhältlich ist.

Transponder

Der Transponder (auch Tag genannt), der den eigentlichen Datenträger eines RFID-Systems darstellt, besteht üblicherweise aus einem Koppelelement (z. B. einer großflächigen Spule) sowie aus einem elektronischen Mikrochip. Es gibt passive Transponder ohne eigener Energieversorgung und aktive Transponder mit einer Batterie, die zum Betrieb des Mikrochips verwendet wird. Passive Transponder beziehen die benötigte Energie aus dem Feld, welches das Erfassungsgerät erzeugt und verhalten sich außerhalb dessen Ansprechbereichs vollkommen passiv.
Transponder können sich in oder auf Verpackungen befinden, an Etiketten und in Autoschlüsseln oder verpackt in Glasröhrchen, etwa zum Implementieren unter die Haut von Tieren.

Erfassungsgeräte

Ein Erfassungsgerät (oft Reader genannt) beinhaltet typischerweise ein Hochfrequenzmodul (Sender und Empfänger), eine Kontrolleinheit (ev. mit Schnittstelle) sowie ein Koppelelement (Antenne) zum Transponder. Es gibt sie als Handgerät, als Zusatzteil von Computern oder fest eingebaut in Anlagen, an Ein/Ausgängen oder Toren.

Gerät ein Transponder in den Ansprechbereich eines Erfassungsgerätes, dann sendet er ein eigenes Signal aus, welches vom Erfassungsgerät interpretiert und in entsprechende Aktionen umgesetzt wird. Die ausgesendeten Signale können, wie etwa bei Diebstahlsicherungsystemen, eine reine Anwesenheitsmeldung sein oder, mit vielerlei verschiedenen Verfahren, auch sehr komplexe Inhalte übermitteln, etwa bei Mautsystemen.

 

RFID-Technik

Je nach Einsatzzweck und benötigter Reichweite arbeiten RFID-Systeme nach verschiedenen Prinzipien und mit unterschiedlichen Frequenzen in den ISM-Bändern. Dabei werden unterschiedliche analoge und digitale Modulationsverfahren eingesetzt. Man unterscheidet je nach Einsatzzweck grundsätzlich folgende Systeme:

 
Close Coupling-Systeme

Close Coupling-Systeme finden in Bereichen Anwendung, bei denen ein hoher Sicherheitsstandard verlangt wird. Sie arbeiten mit passiven Transpondern mit induktiver oder kapazitiven Kopplung zum Erfassungsgerät im Frequenzbereich zwischen 1 Hz und 30 MHz, die Reichweite liegt im Bereich zwischen 0 - 2 cm.
Anwendung finden die Close Coupling-Systeme bei elektronischen Türschließanlagen oder bei kontaktlosen Chipkartensystemen mit Zahlungsfunktion.
Aufgrund der nur kurzen zu überbrückenden Distanzen können diese Systeme mit sehr geringen Feldstärken arbeiten.

 
Remote Coupling-Systeme

Remote Coupling-Systeme arbeiten mit passiven Transpondern bis zu einer Entfernung von maximal 3 Meter und sind die am meisten eingesetzten RFID-Systeme. Sie arbeiten mit einer induktiven (magnetischen) Kopplung zwischen Erfassungsgerät und Transponder. Die verwendeten Frequenzen liegen zwischen 100 kHz und 135 kHz sowie bei 6,75 MHz, 13,56 MHz und 27,125 MHz.
Die Reichweiten sind durch die nach den Standards für solche Geräte maximal erlaubten Stärken der (elektro-)magnetischen Felder der Erfassungsgeräte begrenzt. Diese dürfen z. B. im Bereich bis 135 KHz in 10 Meter Abstand in Europa nicht größer als 66 dBµA/m sein, was etwa um den Faktor 2500 unterhalb der dafür gültigen ICNIRP-Empfehlungen liegt. Im Ansprechbereich liegen die Feldstärken natürlich höher und können in wenigen Zentimeter Abstand auch die ICNIRP-Grenzwerte erreichen bzw. übertreffen, wie Messungen in Großbritannien gezeigt haben.

 
Long-Range-Systeme

Long Range-Systeme arbeiten mit passiven oder überwiegend mit aktiven Transpondern bei Frequenzen im Mikrowellenbereich um 434 MHz, 915 MHz, 2,45 GHz, 5,8 GHz und 24,125 GHz. Mit passiven Transpondern ist eine Reichweite bis zu 3 Metern zu erreichen, mit aktiven bis zu 30 Meter. Verwendung finden Sie zu B. zur Mauterfassung (wie in Österreich) und anderen Anwendungen, bei denen größere Distanzen überbrückt oder umfangreiche Datensätze ausgetauscht werden müssen.
Die erlaubten Sendeleistungen der Erfassungsgeräte betragen ja nach Frequenz und Betriebsweise bis zu 4 Watt EIRP.

 

Mehr Information

Bestimmung der Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern, die durch den Einsatz von Radio Frequency Identification (RFID) Technologien entstehen
In einem Zwischenbericht zu diesem Projekt des Deutschen Mobilfunk-Forschungsprogramms wird u. A. eine umfassende Übersicht der verschiedenen Technologien der RFID-Technik vorgestellt, der Endbericht umfasst eine Komplettdarstellung inklusive Mess- und Simulationsergebnissen.
RFID – Funktion und Bedeutung
Eine 12-seitige Einführung in Funktion, Anwendung und eventuelle biologische Wirkungen der verschiedenen RFID-Systeme im Newsletter 1/2009 der Forschungsgemeinschaft Funk (404 KB)
Systèmes d´identification par radiofréquences (RFID)
Eine 153-seitige Arbeit aus dem Jahr 2009 der französischen Agentur zum Schutz der Gesundheit in der Umwelt und am Arbeitsplatz, afsset, welche die verschiedenen Systeme und ihre Standardisierung, deren Emissionen und die bisherige Erkenntnisse zu eventuellen biologischen Wirkungen umfassend vorstellt (4.6 MB).
Bericht zu RFID-Technologie
In diesem für den Schweizerischen Bundesrat 2008 verfassten Expertenbericht zum Handlungsbedarf im Zusammenhang mit der kontaktlosen Identifizierung von Objekten mittels Funkübertragung (RFID-Technologie) wurden die potenziellen Risiken in Bezug auf Strahlung, Abfallentsorgung, Datenschutz und Verbraucherschutz untersucht.
ICNIRP veröffentlicht Bericht zu möglichen gesundheitlichen Gefährdungen durch elektronische Sicherheitssysteme
Die ICNIRP hat die Charakteristiken von elektronischen Sicherheits- und RFID-Systemen und deren eventuelle gesundheitlichen Auswirkungen untersucht sowie zugehörige Empfehlungen abgegeben. Dieser Artikel und die mit angegebenen weiterführenden Links beziehen sich zwar überwiegend auf die mit niederfrequenten Magnetfeldern arbeitenden Artikelsicherungssystemen, handeln aber auch RFID mit ab (Februar 2003).

 

 

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Zuletzt geändert: 18.08.12