Was ist RFID und wie funktioniert es?

Die RFID-Technologie (Radiofrequenz-Identifikation) hat in allen vertikalen Branchen ein exponentielles Wachstum erfahren, so dass der RFID-Markt voraussichtlich ein Volumen von $14,69 Milliarden im Jahr 2026 mit einer CAGR von 9,3%. Zum jetzigen Zeitpunkt ist klar, dass die Technologie den Verbraucher noch lange in verschiedenen Formen begleiten wird. Daher bietet dieser Blog den ultimativen Leitfaden darüber, was RFID ist und wie es funktioniert.

Was ist RFID (Radio-Frequenz-Identifikation)?

Die Radiofrequenz-Identifikation, auch RFID genannt, ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie, die insbesondere als Medium für die Proximity-Communication eingesetzt wird. Genauer gesagt ist RFID eine elektromagnetische Kommunikationsmethode, bei der RFID-Etiketten mit digitaler Datenkodierung an Objekten oder Systemen angebracht werden, so dass RFID-Lesegeräte sie für verschiedene Anwendungen eindeutig erkennen können.

RFID ist vielseitig in der Entwicklung und Anwendung. Die meisten RFID-Anwendungen beruhen auf dem innovativen Einsatz von RFID-Tags und RFID-Lesegeräten. Bei diesen Tags handelt es sich im Grunde um kleine elektronische Geräte, die kleinere Daten speichern können. RFID-Lesegeräte übertragen EM-Energie an die Tags, um deren Anwesenheit durch das Lesen ihrer eindeutigen Informationen zu erkennen.

RFID kann nützlich sein für die Verfolgung verschiedener Objekte, die Steuerung von Aktoren, die Zugangskontrolle, den Austausch von Informationen und andere derartige Lösungen. Außerdem können RFID-Etiketten mit oder ohne Batterien in verschiedenen Größen und Materialien funktionieren. RFID-Etiketten sind weltweit von verschiedenen Herstellern erhältlich, was die Langlebigkeit der mit RFID ausgestatteten Produkte gewährleistet.

RFID vs. Barcode: Wie RFID besser ist als sein Vorgänger

In einigen industriellen Anwendungen werden RFID-Etiketten häufig als Smart Labels bezeichnet. Vor der außergewöhnlichen Einführung von RFID dienten jedoch gedruckte Codes wie Barcodes und QR-Codes für viele aktuelle RFID-Anwendungen. Barcodes dienen oft dazu, eine kleine Menge an Informationen durch einen optischen Laser zu übertragen.

Gedruckte Codes machten manuelle Protokolle und Etiketten überflüssig, da sie Fehler und Kosten reduzierten und technologische Effizienz in die Nachverfolgung und Bestandsaufnahme brachten. Fast jeder Artikel, der die Lieferketten durchläuft, interagiert mit Barcodes, und der Barcode-Markt war $6,79 Milliarden im Jahr 2020auch wenn die Anpassung von Strichcodes sehr billig ist.

Die Umstellung von Barcode auf RFID ist ähnlich wie die Umstellung der manuellen Erfassung auf Barcode. RFID-Systeme sind genauer, ausgefeilter, schneller und bequemer als Barcodes und entsprechen damit den wachsenden Erwartungen von Handel und Industrie. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung der Unterschiede zwischen RFID-Etiketten und Barcodes:

Dieser Vergleich bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass RFID komplett gegen Barcodes oder QR-Codes ausgetauscht werden muss. Stattdessen können diese Technologien zusammen Möglichkeiten für perfekte Implementierungen schaffen, bei denen sie beide einen einzigartigen Mehrwert bieten können.

Was sind einige der wichtigsten Vorteile von RFID?

RFID nutzt ein elektromagnetisches Feld, um Objekte im Raum zu erkennen, zu identifizieren und zu verfolgen. Sie bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber manuellen Lösungen oder Strichcodes, wie oben beschrieben. Hier sind einige der Vorteile des Einsatzes von RFID:

1. Preiswert sein

RFID-Etiketten sind für die meisten Anwendungen billiger und können für eine sehr lange Zeit ohne Wartung eingesetzt werden. Daher sind RFID-Lösungen kostengünstig zu implementieren, und einige von ihnen können sogar für den Einwegbedarf verwendet werden.

2. Formfaktor

RFID-Etiketten sind recht klein und dünn und können daher je nach Anwendung in eine Vielzahl von Formen und Größen passen. Diese Flexibilität ermöglicht es Marken- und Produktdesignern, RFID gegenüber anderen drahtlosen Technologien zu bevorzugen.

3. Gleichzeitige Ablesungen

RFID-Etiketten können auf einmal gelesen werden, wenn sie sich in der Reichweite des RFID-Lesegeräts befinden, Antenne des RFID-Lesegeräts kann Radiowellen aussenden und alle aktiven/passiven RFID-Etiketten zusammen erkennen, bis zu Hunderten von Etiketten auf einmal. Damit ist RFID die ideale Wahl für industrielle Massenanwendungen.

4. Einzigartigkeit

Jedes RFID-Etikett ist einmalig, so dass bei den meisten Benutzeranwendungen die Gefahr von Fälschungen ausgeschlossen ist. Eine solche eindeutige Kennung hilft dem Implementierer bei der Verfolgung von Benutzern, Objekten, Zugangsberechtigungen, Käufen und dem Produktlebenszyklus.

5. Sichere Aufzeichnungen

Bei RFID erfolgt der Großteil der Identifizierung und Protokollierung über ein Middleware-Programm, so dass kein Raum für manuelle Manipulationen bleibt. Außerdem können nur autorisierte Parteien auf die RFID-Informationen zugreifen.

6. Automatisierung

RFID-Lesegeräte können RFID-Etiketten in jeder Richtung lesen, ohne dass eine Line-of-Sight-Kommunikation erforderlich ist. Dadurch können RFID-Lesegeräte so platziert werden, dass sie alle RFID-Tags in unmittelbarer Nähe automatisch erkennen, was sie ideal für die Fertigung, die Lieferkette und den Einzelhandel macht.

7. Robust in jeder Umgebung

RFID-Etiketten können jeder Art von Umgebung standhalten, ohne dass ihre Fähigkeit und Leistung beeinträchtigt wird. Daher können RFID-Lösungen eine zuverlässige Wahl für unbeständige und gefährliche Umgebungen sein, in denen andere Technologien ihre Grenzen haben können.

Darüber hinaus sind die Vorteile von RFID-Lösungen nicht auf diese beschränkt. RFID ist auch sehr benutzerfreundlich, reprogrammable und kann eine Vielzahl von Spezifikationen für verschiedene Anwendungen bieten. Diese Vorteile machen RFID zu einer verlockenden Wahl für industrielle und private Implementierungen.

Das Funktionskonzept von RFID

RFID-Lösungen arbeiten nach dem Prinzip der EM-Funkwellen, und ihre Funktionsweise unterscheidet sich geringfügig von der anderer drahtloser Technologien. RFID-Systeme funktionieren nach dem unten dargestellten grundlegenden Arbeitsablauf:

• RFID-Lesegerät sendet Funksignale an die Umgebung
• Jedes RFID-Etikett in der Umgebung erkennt die Funksignale und erhält Energie aus diesen EM-Wellen.
• Aktivierte RFID-Etiketten senden ein eindeutiges Funksignal an das RFID-Lesegerät zurück.
• Das RFID-Lesegerät erkennt solche eindeutigen Funkwellen und entschlüsselt daraus die Daten zur eindeutigen Identifizierung.
• Das RFID-Lesegerät protokolliert die Erkennung in einer Softwareanwendung oder in einer Datenbank, je nach der Systemlösung des Benutzers.

Was sind die verschiedenen Arten von RFID-Systemen?

Verschiedene Arten von RFID-Systemen können helfen, die unterschiedlichen Implementierungen von RFID besser zu verstehen. Vor allem die Verwendung verschiedener Frequenzen kann dazu beitragen, dass RFID-Lösungen in ihren spezifischen Merkmalen funktionieren. Zwar hat jedes Land andere Standardbetriebsfrequenzen, aber hier ist eine allgemeine Idee:

• Niederfrequente RFID:

Niederfrequenz-RFID-Lösungen mit einem Frequenzbereich von 30 kHz bis 500 kHz eignen sich für die Übertragung über kurze Entfernungen, z. B. für Interaktionen beim Zapfen. Je nach Konfiguration können sie einzigartige RFID-Erkennungsanforderungen von einigen Zentimetern bis zu einem Meter erfüllen. Typische durchschnittliche NF-Systeme arbeiten mit 125 KHz.

• Hochfrequenz-RFID:

Hochfrequenz-RFID arbeitet in der Regel mit 13,56 MHz und kann eine Reichweite zwischen 3 MHz und 30 MHz haben. HF-RFID-Systeme können Anwendungen mit einer etwas höheren Reichweite als NF-Systeme bis zu einigen Metern unterstützen.

• Ultrahochfrequenz-RFID

Ultrahochfrequenzsysteme, die häufig für die Verfolgung von Industriegütern eingesetzt werden, arbeiten in der Regel mit 433MHz und können von 300 MHz bis 960 MHz reichen, wobei die Hauptfrequenz 433 MHz, 860-960 MHz beträgt. Es kann über Räume jenseits von 25 Fuß lesen.

• Mikrowellen-RFID

Mikrowellen-RFID- oder Super-Hochfrequenz-RFID-Systeme können je nach den Systemfrequenzen, die zwischen 2,45 GHz und 5,8 GHz liegen, eine Reichweite von bis zu mehreren hundert Metern haben.

Diese Frequenzen für RFID-Systeme variieren je nach den Normen und Richtlinien der einzelnen Länder. Die oben genannten Daten vermitteln eine allgemeine Vorstellung von den verschiedenen Frequenzen, ihrer Kommunikationsreichweite und den möglichen Anwendungen von RFID-Systemen.

RFID-Systemarchitektur und Bausteine

RFID-Systeme bestehen im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten: RFID-Tags (RFID-Etiketten) und RFID-Lesegeräte. Jedes RFID-Lesegerät ist im Grunde ein RFID-Transceiver mit einer Antenne zur Übertragung von HF-Energie. Diese Energie kann dann zur Erkennung von RFID-Etiketten auf der Grundlage der Art der Etiketten verwendet werden.

Es gibt zwei Arten von RFID-Lesegeräten, nämlich fest installierte und mobile Lesegeräte. Beide dienen unterschiedlichen Anwendungen, je nach dem Bedarf an Mobilität. Während die Arten von Tags und Lesegeräten entscheidende Hauptbestandteile sind, ist ein weiterer Schlüsselbereich die Softwarelösung, die als Benutzeroberfläche verwendet wird, um die RFID-Daten zu protokollieren und sogar nach den Bedürfnissen des Benutzers zu visualisieren.

Es gibt noch einige weitere entscheidende Elemente, die die Leistung einer RFID-Lösung beeinflussen können. Zu diesen Parametern gehören die Art der Tags, die Betriebsfrequenz, die Arbeitsumgebung, die erforderliche Genauigkeit, andere RFID-Tags in der Nähe usw. Der richtige technische Partner oder Lieferant kann Ihnen helfen, diese Systemelemente herauszufinden und die richtige Systemarchitektur zu erstellen.

Verschiedene Arten von RFID-Etiketten und ihre Verwendung

Auf dem Markt gibt es eine Handvoll RFID-Etiketten, die den jeweiligen Anforderungen entsprechen. RFID-Etiketten werden häufig in Kategorien eingeteilt, die auf ihrer Funktionsweise, der RFID-Frequenz, dem Material usw. basieren. Im Folgenden werden einige Arten von RFID-Etiketten nach ihrer Funktionsweise unterschieden:

• Aktive RFID-Etiketten:

Aktive RFID-Etiketten sind die Art von RFID-Etiketten, die eine eigene Stromquelle im Gerät haben. Aktive RFID-Etiketten verfügen über eine Stromversorgung und sind daher nicht auf die Funksignale des Empfängers angewiesen, um sich einzuschalten und zu senden. Solche Tags sind teuer, und in der Regel benötigen Hochfrequenz-RFID-Systeme eine solche eingebaute Stromquelle.

• Passive RFID-Etiketten:

Passive RFID-Tags sind die meisten auf dem Markt erhältlichen RFID-Tags. Solche Tags sind billig, konform und kleiner in der Anwendung. Passive RFID-Tags eignen sich für Anwendungen im Nahbereich, bei denen eine geringere Reichweite ausreicht. Sie sind auf die Funksignale des Abfragesystems angewiesen, um sich zu aktivieren.

• Semi-passive RFID-Tags (Hybrid-RFID-Tags):

Semi-passive RFID-Etiketten sind das Mittelding zwischen aktiven und passiven RFID-Etiketten. Im Gegensatz zu passiven RFID-Etiketten sind diese Etiketten mit einer Batterie ausgestattet, um eine größere Reichweite zu erzielen. Sie verfügen jedoch nicht über einen integrierten Sender wie aktive RFID-Tags. Daher haben sie eine geringere Reichweite als aktive RFID-Tags. Sie eignen sich für Anwendungen zur Erkennung, Verfolgung und Alarmierung.

Zusätzlich zu diesen drei Typen können RFID-Etiketten auch nach ihrer Anwendung und den verwendeten Materialien unterteilt werden (siehe unten):

• Flüssigkeitsresistent:

RFID-Etiketten werden oft für Anwendungen verwendet, bei denen sie Flüssigkeiten ausgesetzt sind, sei es für die Verfolgung von Laborproben oder für Wäsche. Daher ist es wichtig, den richtigen RFID-Etikettenschutz zu verwenden, der der Einwirkung von Flüssigkeiten standhält und perfekt funktioniert.

• Temperaturbeständig:

Ebenso wie Flüssigkeit, Hitze oder Kälte gehören Umgebungen im Umgang mit industriellen Maschinen/Ausrüstungen zur Interaktion. RFID-Etiketten können aus den richtigen Materialien hergestellt werden, um rauen Umgebungen und sogar Feuer zu widerstehen. Hitzebeständige Materialien wie Nylon, Teflon oder Keramik eignen sich hervorragend zum Schutz von RFID-Chipsätzen.

• Metalloberflächen:

Robuste, industrietaugliche RFID-Etiketten werden für den Einsatz auf Metalloberflächen verwendet. Diese Tags verwenden häufig UHF, damit die Metalloberfläche die Leistung des RFID-Systems nicht beeinträchtigt. Solche Tags sind oft aus soliden Materialien gefertigt und können der Montage standhalten.

• Flexible Tags:

Wie der Name schon sagt, können flexible Etiketten Textilien oder Modeprodukte unterstützen, bei denen das Etikett aus einem ähnlichen Material besteht und sich perfekt an das Objekt anpassen kann. Flexible Tags werden häufig in Wearables und bei Sportveranstaltungen verwendet.

• Druckbar:

Für Logistik- und Lieferketten sind druckbare RFID-Etiketten am vorteilhaftesten, da die Hersteller ihre eigenen RFID-Etiketten zu geringeren Kosten drucken können und eine perfekte Rückverfolgbarkeit der Artikel erhalten. Diese Etiketten werden meist aus Papier oder Kunststoff hergestellt und sind recht preiswert.

Die beliebtesten Anwendungen von RFID

RFID-Anwendungen haben sich in einigen Anwendungen und Branchen recht schnell verbreitet. Hier sind einige Beispiele für solche Anwendungen:

• Verwaltung der Bestände

Die Bestandsverwaltung war bisher ein von Barcodes dominierter Bereich, in dem Barcodes die manuelle Protokollierung überflüssig und ineffizient machten. Mit RFID kann die Bestandsverwaltung jetzt noch effizienter gestaltet werden, da die Daten gleichzeitig erfasst und festgestellt werden. Unternehmen können nun in Echtzeit Informationen über jede Art von Bestand erhalten, der im Inventar vorhanden ist.

• Echtzeit-Ortung von Gegenständen in Innenräumen

Die Echtzeitverfolgung von Objekten in Innenräumen bezieht sich auf die Fähigkeit, ein bestimmtes Objekt, eine bestimmte Ausrüstung oder sogar eine Person innerhalb einer Einrichtung zu finden. Die Verfolgung von Objekten in Innenräumen kann nur mit einer präzisen und erschwinglichen technischen Lösung wie RFID möglich sein.

• Management der Lieferkette

Das Qualitätsmanagement der Lieferkette kann durch die Einführung von RFID erheblich verbessert werden. Mit RFID kann das Produkt, das die verschiedenen Stufen des Lieferkettenmanagements durchläuft, verfolgt werden, um Produktivitätslücken oder verbesserungswürdige Bereiche zu ermitteln.

• Zahlungslösungen

RFID-basierte Zahlungslösungen gehören zu den beliebtesten und am weitesten verbreiteten Anwendungen von RFID. Die LF-RFID-Karte kann verwendet werden, um eine Verbindung zu einem Nutzer herzustellen und seine Ausgaben oder Transaktionen zu messen.

• Lösungen für das Einkaufen im Einzelhandel

Lösungen für das Einkaufen im Einzelhandel, wie z. B. die Erkennung der Kosten für den Einkaufswagen, die automatisierte Kasse, der Schutz vor Fälschungen und die Erkennung von Diebstählen sind einige der wichtigsten RFID-Anwendungen für Verbraucher. Diese Lösungen können mit Hilfe der richtigen RFID-Lösung vollständig automatisiert werden.

Vergleich zwischen RFID und anderen drahtlosen Technologien

RFID gehört zu den wenigen auf dem Markt erhältlichen drahtlosen Nah- oder Kurzstrecken-Ko1TP14Kommunikationsmethoden, die nur von der NFC. Andere drahtlose Technologien wie Bluetooth, UWB (Ultrabreitband) oder Wi-Fi unterscheiden sich in ihrer Implementierung und Funktionsweise deutlich von RFID.

Der Hauptunterschied zwischen RFID und diesen Technologien besteht darin, dass RFID nur zur Identifizierung, Autorisierung, Kontrolle und Verfolgung verwendet wird. Bei den drahtlosen Technologien hingegen liegt der Schwerpunkt auf der Echtzeitko1TP14 kommunikation und dem bidirektionalen Datenaustausch.

Solche drahtlosen Technologien mit großer Reichweite erfordern viel mehr Energie und Investitionskosten und haben eine große Reichweite im Vergleich zu den meisten RFID-Lösungen, die kostengünstig, klein und energieeffizient sind. Der Vergleich von RFID mit Bluetooth oder Wi-Fi ist jedoch kein Vergleich von Apfel zu Apfel, da diese Technologien nebeneinander bestehen können und das Beste aus jeder technologischen Plattform bieten.

Schlussfolgerung

Man kann mit Sicherheit davon ausgehen, dass die RFID-Technologie aufgrund ihres Wachstums eine der bekanntesten und langlebigsten drahtlosen Technologien ist, die es gibt. Aufgrund der großen Beliebtheit und der hohen Akzeptanz von RFID gibt es zahlreiche Ressourcen und Anbieter, die die Einführung dieser Technologie erleichtern. Nehmen Sie noch heute Kontakt mit uns auf, um Ihre RFID-Anforderungen und -Ideen zu besprechen.