RFID-Technologie

  • RFID (Radio Frequency Identification) ist eine Funktechnologie, die den kontaktlosen Datenaustausch zwischen einem Lesegerät und einem RFID-Transponder, unter Verwendung elektromagnetischer Wellen, ermöglicht. Grundsätzlich unterschiedet man drei Frequenzbänder.

    • LF auf 125 KhZ,
    • HF auf 13.56 MHz
    • UHF auf 868 MHz

    Alle drei Frequenzbänder werden zur kontaktlosen Identifikation von Menschen, Tieren und Objekten.

  • NFC (Near Field Communication) ist eine spezifische RFID-Technologie. Der Hauptunterschiede liegen in der Art der verwendeten Lesegeräte und in der Lesereichweite.

    NFC: die Identifikation basiert auf der HF-Frequenz (=13,56 Mhz), in einer kurzer Distanz (1-5 cm), unter Verwendung mobiler Endgeräte, wie smartphone oder Tablet. Typische Anwendungsgebiete sind Payment-Lösungen, Wartungs- und Instandhaltungssysteme und B2C-Anwendungen

    RFID: Ermöglicht je nach Frequenz mittlere bis hohe Reichweiten (bis zu 100 m) und wird meist für Lager-, Logistik-, Maut-, und Behälterkennzeichnungen benutzt, unter Verwendung industrieller RFID-Lesegeräte.

  • Ausführliche Informationen zur RFID-Technologie finden Sie hier.

  • Ein RFID-System besteht aus drei grundlegenden Komponenten:

    • RFID-Reader: Das Lesegerät
    • RFID-Transponder
    • Eine Verbindungssoftware (=Middleware) zwischen RFID-Reader und dem firmeneigenen ERP-System
  • Mittels RFID-Reader können Informationen kontaktlos  aus einem RFID-Transponder auslesen werden, aber auch der RFID-Transponder damit beschrieben werden. Es gibt stationäre und mobile Versionen mit unterschiedlichen Reichweiten, je nach verwendeter Frequenz.

  • Der RFID-Transponder, auch Tag oder Datenträger genannt, ist das Kernstück eines RFID-Systems. RFID-Transponder gibt es in der unterschiedlichsten Bauformen, Größen, Materialien, Befestigungsformen und Beständigkeiten..abhängig von der Verwendung des RFID-Transponders und dem Einsatzgebiet. Alle RFID-Transponder enthalten einen Chip und eine Antenne (=Inlays).  

  • Ein Inlay besteht immer aus Chip, Antenne und Trägermaterial. In Abhängigkeit von der Technologie werden die Antennen gedruckt, gewickelt oder geäzt. Das Inlay ist die Basis für die Integration in ein Etikett, eine Karte oder ein Industriegehäuse.  

  • Eine RFID-Antenne kann aus einer Spule mit entweder einer oder mehreren Windungen bestehen. Die Antenne hat dabei zwei Funktionen. Sie kann die elektromagnetischen Wellen des Lesegerätes abstrahlen oder vom Transponder empfangen. Antennen sind in unterschiedlichen Größen, Bauformen und mit unterschiedlichen Funktionsweisen erhältlich. Ihre Form und Größe hängt stark von der Umgebung ab, in die das System integriert wird. Gängige Bauarten sind Stab- oder Rahmenantennen.

  • RFID-Anwendungen nutzen Funkwellen in verschiedenen, standardisierten Frequenzbereichen. Passive RFID-Systeme arbeiten in den folgenden drei Frequenzbereichen:

    • LF (Low-Frequency): 125/134 kHz
    • HF (High-Frequency): 13,56 MHz
    • UHF (Ultra-High-Frequency): 850–950 MHz
  • Ja, die RFID-Technologie ist durch globale Standards wie ISO und EPC Global standardisiert. Dies gewährleistet die Kompatibilität und vernetzte Kommunikation über Länder- und Unternehmensgrenzen hinweg.

  • LF-Technologie : (125 kHz und 134 khz):

    • Lesereichweite bis zu 50 cm
    • relative gute Lesereichweite in flüssigen und metallischen
    •  Umgebungsbedingungen
    • weltweit nur bedingt standartisiert
    • vereinzelte gewickelte Drahtspule; deshalb nur bedingt für Massenanwendungen geeignet
    • keine Pulklesung möglich
    • Hauptanwendung: Tieridentifikation


    HF (13,56 MHz):

    • Lesereichweite bis zu 100 cm
    • reduzierte Lesereichweite in flüssigen und metallischen Umgebungsbedingungen
    • weltweit vollständig standartisiert  (ISO 14443, ISO 15693)
    • geäzte Antenne auf Rolle; deshalb für Massenanwendungen geeignet
    • Pulklesung implementiert
    • Hauptanwendung: Zutrittskontrolle, Bezahlsysteme, Wartungs- und Instandhaltungslösungen

    UHF-Technologie (850 - 950 MHz):

    • Lesereichweite bis zu 10 Metern
    • sehr reduzierte Lesereichweite in flüssigen und metallischen Umgebungsbedingungen
    • weltweit vollständig standartisiert
    • geäzte Antenne auf Rolle; deshalb für Massenanwendungen geeignet
    • Pulklesung implementiert
    • Hauptanwendung: Lager- und Logistiklösungen, Mehrwegbehälterkennzeichnung, Mautsysteme
  • Die Lesereichweite hängt von folgenden Hauptfaktoren ab:
    1. Verwendete Frequenz
    2. Art und Leistungsfähigkeit des verwendeten Lesegeräts
    3. Umgebungsbedingungen
    4. Material des zu kennzeichnenden Produktes

    Grundsätzlich kann man sage: je höher die verwendete Frequenz und je weniger Metall und Flüssigkeiten in der Umgebung sind, desto höher ist die Lesereichweite

  • Passive Transponder haben keine eigene Energieversorgung und werden vom RFID-Lesegerät mit Energie versorgt.

    Aktive RFID-Transponder besitzen eine integrierte Batterie. Daraus ergeben sich folgende Unterschiede:

    • Reichweite: Passive (bis ca. 8 Meter), Aktive (bis 100 Meter).
    • Größe und Kosten: Aktive Transponder sind größer und teurer
  • Metalle können die Funktionalität bzw. Lesereichweite von RFID-Systemen negativ beeinträchtigen. Die Frequenzen reagieren jedoch unterschiedlich:

    LF: negative Beeinträchtigung relativ gering
    HF: negative Beeinträchtigung höher. Es gibt jedoch Spezialtransponder (Mount on Metal), die die negativen Einflüsse von Metall minimieren.
    UHF: hohe negative Beeinträchtigung durch Metall. Doch auch hier können Spezialtransponder die Einflüsse reduzieren.

  • Es wird zwischen nichtbeschreibbaren und beschreibbaren RFID-Chips unterschieden:

    • Nichtbeschreibbar: verfügt nur über eine eindeutige, unveränderbare, weltweit einmalige Seriennummer (UID).
    • Beschreibbar: Verfügt neben der UID zusätzlich über einen individuelle programmierbaren Speicher (wenige Bit bis zu mehreren KBytes, je nach verwendeten Chip). Die Daten auf dem Chip können jederzeit ergänzt, geändert oder gelöscht werden. die nachträglich geändert werden können.
  • Beide sind Kommunikationsprotokolle für die HF-Technologie (13,56 MHz).

    • ISO 14443: Regelt den Proximity-Bereich (geringe Lesedistanz von wenigen Zentimetern).
    • ISO 15693: Beschreibt den Vicinity-Bereich (größere Lesedistanz von bis zu 1 Meter).

NFC-Technologie

  • NFC (Near Field Communication) ist ein internationaler Übertragungsstandard (ISO 18092) auf der 13,56 MHz-Frequenz. Es erfolgt ein kontaktloser Datenaustausch zwischen NFC-Transponder und einem mobilen Endgerät wie Smartphone oder Tablet auf eine Distanz von bis zu 10 cm-

     

  • Die NFC-Funktionalität wird oft durch das N-Mark-Logo angezeigt. Es markiert den Bereich auf einem Produkt oder Gerät, an dem der Nutzer mit seinem NFC-fähigen Endgerät wie Smartphone oder Tabelt eine Aktion auslösen kann.

  • Ja, die Standardisierung und Kompatibilität der NFC-Technologie wird durch das 2004  von NXP Semiconductors, Sony und Nokia gegründete NFC Forum sichergestellt. Mittlerweile ist die Mitgliederzahl bei über 150 Firmen.

  • Die NFC-Technologie ermöglicht es, analoge Produkte mit der digitalen Welt zu verknüpfen. Über IDconnect, der Softwarelösung von smart-TEC, können Kunden mittels ihres Smartphones durch Antippen eines mit NFC-Technologie ausgestatteten Produkts auf  zusätzliche Produktinformationen und Services zugreifen. 

Digitale Lösungen

  • Der DPP (Digitale Produktpass), ein strategischer Bestandteil der Europäischen Union. ist der digitale Ausweis für Produkte, Komponenten und Materialien. Es werden zentral alle relevanten Produktinformationen gespeichert mit dem Ziel die Nachhaltigkeit von Produkten zu fördern, ihre Kreislauffähigkeit zu steigern und die Einhaltung von gesetzlichen Vorschriften zu verbessern. 

  • Ein digitaler Zwilling (Digital Twin) ist die digitale Abbildung eines physischen Objekts. Die Voraussetzung dafür ist die Kennzeichnung von Maschinen und Anlagen mittels NFC-Technologie oder QR-Code, um alle relevanten Informationen wie Wartungspläne, Garantien, Materialien und Gebrauchsanweisungen digital verfügbar zu machen.

  • Ein digitales Typenschild ist ein Metalltypenschild mit integrierter RFID-/NFC-Technologie. Es kombiniert die Beständigkeit eines klassischen Typenschilds mit digitaler Flexibilität, wie Datenspeicherung vor Ort und automatisierter Identifikation.

  • Dual Frequency beschreibt einen RFID-/NFC-Transponder, der mit nur einem Chip in zwei Frequenzbändern kommuniziert. Die häufigste Kombination ist NFC und UHF. Somit kann man einen RFID/NFC-Transponder sowohl im Nahbereich als auch im Fernbereich auslesen. 

  • Smart Building bezeichnet die Vernetzung unterschiedlichster Geräte und Funktionen innerhalb eines Gebäudes, sowie die zentrale Steuerung dieser mittels eines mobilen Endgeräts wie Smartphone oder Tablet. Ziel ist die Vereinfachung, Beschleunigung und Optimierung der Bedienung und die Senkung des Energieverbrauchs. 

Wissen

  • IoT (Internet of Things) bezeichnet die Vernetzung von Gegenständen untereinander und mit dem Internet. Physische und virtuelle Objekte interagieren eigenständig miteinander, um Daten auszutauschen und Prozesse zu automatisieren.

  • Die erste große technologische Revolution begann bereits im 18. Jahrhundert, mit der Entdeckung der Wasser- und Dampfkraft. Die zweite Revolution begann mit der Fließband- und der Massenproduktion. In den 70er Jahren begann das digitale Zeitalter durch die Erfindung des PC´s und des Internets. Industrie 4.0 ist die vierte industrielle Revolution, die die reale und digitale Welt miteinander verschmelzt. Sie vernetzt branchen- und prozessübergreifende Systeme, um eine vollständige Digitalisierung der Wertschöpfungskette zu ermöglichen.

  • Ein Barcode ist ein optisch maschinenlesbares Symbol, das zur automatisierten Identifikation von Objekten verwendet wird. Die unverschlüsselte Informationen werden in Form von schwarzen Strichen und deren Leerräumen dargestellt. 

  • 2D-Codes (z.B. QR-Codes oder DataMatrix-Codes) sind die zweidimensionale Weiterentwicklung von Barcodes. Sie können deutlich mehr Informationen auf kleinerem Raum speichern.

Bahnindustrie

  • MRO steht für Maintenance, Repair and Operations (Wartung, Reparatur und Betrieb). Der Begriff beschreibt alle Aktivitäten und Ressourcen, die für die Instandhaltung von Anlagen und Betriebsmitteln im täglichen Geschäft benötigt werden.

  • Wayside Monitoring ist ein Begriff aus dem Bahnbereich und bedeutet "automatische Posititionsüberwachung der Züge mittels RFID-Transponder am Wagon und den entsprechenden Lesegeräten neben dem Gleisbett."

  • Die Radsatzmarke von smart-TEC ist ein spezieller RFID-Transponder aus Metall mit integrierter RFID-Funktionalität zur Kennzeichnung von Radsätzen in der Bahnindustrie. Ziel ist die Optimierung von Wartungs- und Instandhaltungsprozessen.

  • Die Schienenklemme von smart-TEC mit integrierter RFID- und/oder QR-Code-Technologie wird zur Kennzeichnung von Schweißstellen innerhalb des Schienennetzes eingesetzt. Ziel ist die Optimierung von Wartungs- und Instandhaltungsprozessen.

Chemie- und Prozessindustrie

  • VDI 2770 ist eine Richtlinie, die einen internationalen ISO/IEC-Standard zur Bereitstellung von digitalen Herstellerinformationen auf Cloud-Plattformen regelt.

  • ISO/IEC ist ein internationaler Standard zur Weiterentwicklung von cloudbasierten Informationsaustauschplattformen, die die Bereitstellung digitaler Herstellerinformationen regeln.

  • Die DIN SPEC ist ein Konsortium, das sich mit der automatisierten und standardisierten Identifikation von physischen Objekten entlang der Wertschöpfungskette in der Chemie- und Prozessindustrie befasst. Sie bildet eine der Grundlagen für die Arbeit des Digital Data Chain Consortium (DDCC).

NFT-Technologie

  • NFT ist die Abkürzung für Non Fungible Token. NFTs sind klassisch digitale Objekte, die einzigartig sind und in keiner Weise geändert oder ersetzt werden können. Dabei kann es sich um digitale Gemälde, Bilder, Sammelkarten, Videos, animierte GIFs, Musik, Domainnamen oder ganze digitale Welten handeln. Um diese Einzigartigkeit von NFTs zu gewährleisten, werden sie auf einer Blockchain, also einer dezentralen Datenbank gespeichert und an einen ganz bestimmten digitalen Wertgegenstand gekoppelt. Besitzer von NFTs erhalten eine Besitzerurkunde des digitalen Objektes. Die Besitzerverhältnisse werden digital abgebildet und sind somit ausschließlich digital handelbar. Weitere Informationen finden Sie hier.

  • Eine Blockchain ist eine dezentrale Datenbank, in der Datensätze ("Blöcke") chronologisch verkettet werden. Diese Struktur macht es extrem schwer, die Daten unbemerkt zu manipulieren, was Betrug und Missbrauch minimiert.

  • Ein Token ist eine Kryptowährung, die auf einer bereits existierenden Blockchain aufsetzt und keine eigene Blockchain besitzt (z.B. Ether auf der Ethereum-Blockchain).

  • Proof of Work ist eine Methode, um neue Datenblöcke an eine Blockchain anzuhängen. Dabei müssen Miner komplexe mathematische Aufgaben lösen.

  • Proof of Stake ist eine Methode, bei der eine Person zufällig ausgewählt wird, um die Transaktionen in einem Block zu validieren.

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