Komponenten eines RFID-Systems

---

Das RFID-System besteht hauptsächlich aus RFID-Tags , RFID-Lesegeräten und RFID-Antennen . Im Allgemeinen werden die von den Lesern erfassten Daten zur Verarbeitung an das Backend-System übermittelt.

---

1. RFID-Tags
Ein RFID-Tag , auch Transponder genannt, ist ein kleines Gerät, das an einem Objekt angebracht werden kann, damit das Objekt identifiziert und verfolgt werden kann. Der Tag besteht aus einem Mikrochip, einer Antenne und einem Substrat oder Einkapselungsmaterial. Der Mikrochip speichert Daten, während die Antenne die Daten sendet und empfängt. Der auf dem Substrat befestigte Mikrochip und die Antenne werden als Inlay bezeichnet. Das Inlay ist mit Schutzmaterial wie Papier, Kunststoff oder einer Folie ummantelt. Die Größe eines Tags wird normalerweise durch die Größe seiner Antenne bestimmt, da der Mikrochip normalerweise sehr klein ist (Brown 2007). Tags sind in vielen verschiedenen Formen, Größen und Schutzgehäusen erhältlich.
Die kleinsten RFID-TagsIm Handel erhältliche Folien haben eine Größe von 0,4 × 0,4 mm2 und sind dünner als ein Blatt Papier.

---

2. Klassifizierung basierend auf der Stromquelle.
RFID-Aktivetiketten : RFID-Aktivetiketten benötigen eine Batterie, um ihren Mikrochip mit Strom zu versorgen. Aktive Tags haben eine größere Reichweite, eine größere Verarbeitungsleistung und eine höhere Betriebsfrequenz, da sie über eine eigene Stromquelle verfügen. Aufgrund der größeren Größe zur Unterbringung der Batterie und der kürzeren Lebensdauer der Batterien sind aktive Etiketten jedoch für Etikettierungsanwendungen unpraktisch. Aktive Tags arbeiten mit Frequenzen von 433 MHz, 2,45 GHz oder 5,8 GHz.
RFID-Lesegeräte können aus einer Entfernung von 20 bis 100 m mit aktiven Tags kommunizieren.

2.1 Passives RFID-Tag
Passive RFID-Tagsbenötigen keine Stromquelle. Sie beziehen ihre Energie aus dem vom Lesegerät empfangenen Signal. Daher benötigen sie ein starkes Signal vom Lesegerät und übermitteln ein schwaches Signal an das Lesegerät. Sie senden nur, wenn sie sich im Feld des Lesegeräts befinden. Diese Etiketten haben eine sehr lange Lebensdauer und sind klein genug, um auf ein Klebeetikett zu passen. Passive Tags werden in der Lieferkette zur Verfolgung verschiedener Artikel verwendet. Passive Tags arbeiten typischerweise mit Frequenzen von 128 kHz, 13,6 MHz, 915 MHz oder 2,45 GHz.
Leser können mit passiven Tags aus einer Entfernung von wenigen Zentimetern bis zu 10 m kommunizieren.

2.2 Semipassive RFID-Tags
Semipassive RFID-Tags, auch semiaktive Tags genannt, verwenden eine Batterie nur zum Betrieb des Schaltkreises ihres Mikrochips. Sie übertragen das Signal auf die gleiche Weise wie passive Tags. Diese Tags können im Vergleich zu passiven Tags mit einer höheren Geschwindigkeit gelesen werden. Mithilfe batteriebetriebener Sensoren können diese Tags auch äußere Bedingungen überwachen und aufzeichnen. Klassifizierung basierend auf Lese-/Schreibfähigkeiten. Die erstmalige Eingabe von Daten in ein Tag wird als Inbetriebnahme des Tags bezeichnet. Tags werden basierend auf ihren Lese-Schreib-Fähigkeiten in schreibgeschützte, einmal beschreibbare und mehrfach lesbare (WORM), elektronisch löschbare, programmierbare Nur-Lese-Speicher (EEPROM) und Lese-/Schreib-Tags eingeteilt.

2.2.1 RFID-schreibgeschützte Tags .

Bei schreibgeschützten RFID-Tags wird bei der Herstellung eine eindeutige Identifikationsnummer in den Mikrochip kodiert. Die Identifikationsnummer kann spezifische Informationen liefern, beispielsweise die Chargennummer eines Produkts. Diese eindeutigen Nummern können jedoch nach der Herstellung der Tags nicht mehr geändert werden.

2.2.2 Einmal schreiben und viele Tags lesen.

Daten auf ein einmal beschreibbares Readmany-Tag werden vom Kunden zunächst geschrieben, während das Tag auf dem zu kennzeichnenden Objekt angebracht wird. WORM-Tags speichern dauerhaft alle Informationen auf dem Tag, die vom Lesegerät jederzeit während der Lebensdauer des Tags gelesen werden können. Elektronisch löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher-Tags (EEPROM). Daten eines EEROM-Tags können mehrmals gelöscht und zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit neuen Informationen neu geschrieben werden.

2.2.3 Lese-Schreib-Tags.

Daten können vom Leser zu jedem Zeitpunkt ihrer Lebensdauer zu Lese-/Schreib-Tags hinzugefügt werden. Diese Tags können externe Bedingungen als Funktion der Zeit überwachen und aufzeichnen.

---

3. RFID-Tag-Lesegerät
Das RFID-Tag-Lesegerät ist ein Gerät, das ein Tag mit Strom versorgt und mit ihm kommuniziert. Das Lesegerät besteht aus einer Hochfrequenzschnittstelle (bestehend aus einem Sender und einem Empfänger), einer Antenne und einer Steuereinheit. Die HF-Schnittstelle erzeugt Strom, um das Tag zu aktivieren und mit Strom zu versorgen, sendet Daten an das Tag und empfängt Daten vom Tag. Das Lesegerät verfügt über eine oder mehrere Antennen, die Funkwellen aussenden und vom Tag gesendete Signale empfangen. Die Steuereinheit basiert auf einem Mikroprozessor zur Steuerung der Kommunikation mit dem Tag. Die Steuereinheit kodiert und dekodiert außerdem das vom Tag empfangene Signal. Die Leistung eines Lesegeräts wird normalerweise anhand der Reichweite und Rate gemessen, mit der das Lesegerät ein Tag identifizieren, lesen oder darauf schreiben kann.

---

4. RFID-Antenne
Die RFID-Antenne ist ein leitfähiges Element, das die Kommunikation zwischen dem Tag und einem RFID-Lesegerät ermöglicht. Sowohl das Lesegerät als auch das Tag eines RFID-Systems verfügen über Antennen zum Senden und Empfangen von Daten. Die Antenne des Lesegeräts wandelt den vom Lesegerät erzeugten Strom in Radiowellen um und überträgt die Wellen an das Tag. Die Antenne des Tags empfängt die Funkwellen und wandelt sie in Elektrizität um, um den Mikrochip mit Strom zu versorgen. Die Größe der Antenne ist wichtig, da sie die Reichweite eines Lesegeräts bestimmt.
Für Niederfrequenz- (125 kHz) und Hochfrequenzsysteme (13,56 MHz) sind Antennen Spulen aus Kupferdraht zur Unterstützung von Nahfeldwellen, die überwiegend magnetischer Natur sind. Antennen von Amateurfunk-, Ultrahoch- und Mikrowellenfrequenzsystemen sind ähnlich wie Radioantennen konstruiert, um die elektrische Natur der Ultrahochfrequenz zu unterstützen. Diese geraden Antennen tolerieren geringfügige Abweichungen und die von ihnen ausgesendeten Funkwellen können größere Entfernungen zurücklegen.