Anwendung von RFID-Systemen (eBook)

Dr. Christian Kern, geb. 1961, studierte Agrarwissenschaften an der TU München. Ab 1991 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik in Freising tätig. 1997 promovierte er mit dem Thema RFID-Einsatz in der Tierhaltung zum Doktor der Agrarwissenschaften. Er führte zahlreiche technische Untersuchungen zum Leseverhalten von Transpondern durch. Ab 1998 übernahm er eine Position als Marketingleiter und arbeitete mit am Aufbau einer RFID-Abteilung der Deutsch-Schweizerischen Sihl AG (2001 umfirmiert zur X-ident GmbH). 2002 war er Gründungsmitglied und am Aufbau der Firma Bibliotheca RFID Library Systems AG in Zug (CH) beteiligt. 2004 erfolgte die Gründung der InfoMedis AG für RFID-Anwendungen im Spitalbereich, 2006 die Gründung der Bibliotheksberatung RFID. Christian Kern ist Mitglied in Normungs- und Fachbereichsgremien.

Vorwort 5
Inhaltsverzeichnis 7
Abbildungsverzeichnis 10
Tabellenverzeichnis 20
1 Einleitung 22
2 Kurze Entwicklungsgeschichte der Radio- Frequenz- Identifikation 27
3 Einordnung verschiedener Auto-ID-Systeme 32
3.1 Barcode 35
3.2 Optical Character Recognition (OCR) 37
3.3 Magnetstreifen 38
3.4 Biometrische Verfahren 39
3.5 Kontakt-Chipkarten 47
3.6 Warensicherungssysteme auf RF- oder EM-Grundlage 49
3.7 RFID-Systeme und ihre grundsätzliche Funktion 52
4 Technik 56
4.1 Einteilungskriterien für RFID-Systeme 56
4.2 Einflussfaktoren auf die Lesbarkeit und Programmierbarkeit 57
4.3 Frequenzen 60
4.4 Stromversorgung der Transponder 66
4.5 Übertragungsverfahren 66
4.6 Betriebsart 78
4.7 Speicher 80
4.8 Antikollision 82
4.9 Bauformen von Transpondern 87
4.10 Bauformen von Lesegeräten 101
5 Ausgewählte Anwendungen 114
5.1 Tieridentifikation 122
5.2 Personenidentifikation bei Sportveranstaltungen und in Skigebieten 140
5.3 Warenhäuser und ihre Lieferketten 143
5.4 Aktenverwaltung und -suche in Anwaltskanzleien, Ämtern und Behörden 151
5.5 RFID in Bibliotheken 152
5.6 Kliniken und Patientenidentifikation 182
6 Standardisierung 187
6.1 Frequenzen und Sendeleistungen 189
6.2 Standards für die Kommunikation 190
6.3 Standards für Daten im Transponder 194
7 RFID-Middleware 200
8 Herstellung von Transpondern 202
8.1 Glastransponder 202
8.2 RFID-Etiketten 203
9 Einfache Testverfahren 211
9.1 Test der Lesereichweite 211
9.2 Ermittlung von Kopplungskurven 212
9.3 Ermittlung der Lesegeschwindigkeit 215
9.4 Einfacher Kompatibilitätstest für Etiketten verschiedener Lieferanten 216
10 Datenschutz 218
11 NFC – Near Field Communication 223
12 Diskussion der Marktentwicklung 226
13 Glossar 230
13.1 Abkürzungen und Fachbegriffe 230
13.2 Markennamen 233
Anhang 235
Institute 235
Organisationen und Verbände 236
Firmenverzeichnisse 237
Literatur 244
Index 250

8 Herstellung von Transpondern (S. 185-186)

Bei der Herstellung von Transpondern sind in den letzten Jahren grosse Fortschritte erzielt worden. Diese beziehen sich sowohl auf die Vorprodukte (Chips) als auch die Weiterentwicklung der Produktionsprozesse. Im Folgenden sollen die Schritte zur Herstellung am Beispiel der Glastransponder und der RFID-Etiketten (flexible Transponder) erläutert werden.

Die Herstellung von Glastranspondern und Etiketten ist bereits weitgehend etabliert. Aufgrund der längeren Entwicklungszeit ist sie bei Glastranspondern am stärksten ausgereift. Weitere Transponder in Form von Plastikmarken sind ebenfalls in der Herstellung etabliert und werden nicht näher behandelt, da es dazu eine Vielzahl von Sonderformen und entsprechend vielfältige Herstellungsverfahren gibt.

Bei den Etiketten sind noch Weiterentwicklungen, vor allem was gedruckte integrierte Schaltungen anbelangt, zu erwarten (PolyTech). Über den zeitlichen Horizont zur Verfügbarkeit dieser Technologie herrscht allerdings noch Uneinigkeit. Etwa 5 Jahre erscheinen als realistisch, bis sie marktreif ist.

8.1 Glastransponder

Glastransponder waren eine der ersten Formen moderner Transponder. Das Material erwies sich in den ersten Versuchen, bei denen sie unter die Haut von Tieren injiziert wurden, als körperverträglich und widerstandsfähig. Die Glasröhrchen wurden an beiden Enden verschmolzen. Die wesentlichen Produktionsschritte sind in Abb. 8-1 zusammengefasst.

Alle Transponderteile, die in das Röhrchen eingebracht werden, müssen zuvor zusammengesetzt (assembliert) werden. Dies umfasst den Chip mit internem oder externem Kondensator, die Ferritantenne, den Draht der Antenne und eine Halterung zwischen Antenne und Chip. Der Chip wird über Lötstellen mit dem Draht der Ferritantenne verbunden. Als Puffer gegenüber Stosseinwirkungen wird meist ein Silikonmaterial verwendet, in das die Elektronik eingebettet wird. Wenn das ganze Innenleben des Transponders zusammengesetzt ist, wird dieses in ein Glasröhrchen eingebracht. Das Röhrchen ist bereits an einem Ende verschlossen. Im Anschluss daran wird das andere Ende entweder über eine Flamme oder einen Laserstrahl verschmolzen.

Der Laser hat eine geringere Wärmeauswirkung auf die innen liegende Elektronik. Sein Einsatz bedingt jedoch auch, dass das Glas eine gewisse Einfärbung aufweist, um das Licht gut in Wärme umzusetzen. Für die Verschmelzung mittels einer Flamme muss entsprechend Raum über der Elektronik vorgehalten werden.