Radio Frequency Identification (RFID) ist ein Verfahren zur kontaktlosen Kennzeichnung und automatischen Identifikation. Informationen werden zwischen einem elektronischen Kennzeichen und einem Lesegerät über elektromagnetische Felder oder Funkwellen übertragen.
Ein RFID-System liest gespeicherte Kennungen und weitere Daten ohne direkten Sichtkontakt aus. Anders als bei einem optischen Code muss ein Tag daher nicht zwingend sichtbar vor einen Scanner gehalten werden.
Das Verfahren wird unter anderem für Waren, Paletten, Container, Zutrittsmedien und Tierkennzeichnungen eingesetzt. Je nach Ausführung reicht die Lesedistanz von wenigen Millimetern bis zu mehreren Metern. Entscheidend sind Frequenz, Antennengeometrie, Sendeleistung, Umgebung und die Bauart des Tags.
Aufbau eines RFID-Systems
Ein funktionsfähiges System umfasst mindestens einen Datenträger, eine Antenne und ein RFID-Lesegerät. Die Komponenten werden auf den gewünschten Leseabstand und die jeweilige Umgebung abgestimmt.
Der RFID-Tag enthält Antenne, Schaltung und einen Speicher für Kennung und Nutzdaten.
Das Gerät erzeugt das Feld, steuert die Kommunikation und übergibt gelesene Daten an weitere Systeme.
Eine Software ordnet Kennungen Produkten oder Vorgängen zu und verarbeitet Ereignisse im angeschlossenen System.
Für die eindeutige Warenkennzeichnung kann der Electronic Product Code verwendet werden. Er verknüpft einen maschinenlesbaren Identifikator mit Informationen innerhalb einer Waren- oder Logistikkette.
Aktive, passive und semi-passive Tags
Transponder unterscheiden sich vor allem durch ihre Energieversorgung. Diese beeinflusst Baugröße, Kosten, Reichweite und mögliche Sensorfunktionen.
| Typ | Energieversorgung | Eigenschaften |
|---|---|---|
| Passiv | Energie aus dem Feld des Lesegeräts | Kompakt und wartungsarm; die Reichweite hängt stark von Frequenz, Antenne und Einbauumgebung ab. |
| Semi-passiv | Eigene Batterie für Chip oder Sensorik | Die Rückübertragung nutzt typischerweise weiterhin das Feld des Lesegeräts. |
| Aktiv | Eigene Batterie und eigener Sender | Aktive Tags ermöglichen größere Reichweiten, benötigen aber Energie und sind aufwendiger. |
So funktioniert die RFID-Übertragung
Die genaue Kommunikation hängt vom Frequenzband ab. Niedrige und hohe Frequenzen arbeiten häufig mit induktiver Kopplung. Im UHF-Bereich wird typischerweise die elektromagnetische Welle und deren Rückstreuung genutzt.
Feld aufbauen
Das Lesegerät erzeugt ein elektromagnetisches Feld oder sendet ein Funksignal.
Tag aktivieren
Ein passiver Tag gewinnt daraus Energie; ein aktiver Tag verwendet seine eigene Versorgung.
Daten modulieren
Der Tag verändert das Signal, beispielsweise durch Lastmodulation oder Rückstreuung, und codiert so seine Informationen.
Antworten trennen
Ein Anti-Kollisionsverfahren ermöglicht das Erfassen mehrerer Tags im Lesefeld.
In RFID-Anwendungen werden unter anderem Bereiche um 125/134 kHz, 13,56 MHz sowie UHF-Bänder genutzt. Viele Anwendungen arbeiten in dafür vorgesehenen ISM-Bändern. Konkrete Frequenzen, Leistungen und zulässige Betriebsbedingungen richten sich nach Region, Standard und Anwendung.
Reichweite ist kein fester Wert
Materialien wie Metall oder Flüssigkeiten, die Ausrichtung der Antennen, die Bauform des Tags und Störungen in der Umgebung können die Reichweite deutlich verändern. Deshalb werden RFID-Systeme für den vorgesehenen Einsatz geprüft und abgestimmt.
Kontaktlose Karten und Nahbereichssysteme können beispielsweise auf ISO 14443 beruhen. ISO 15693 beschreibt eine weitere Familie kontaktloser Identifikationssysteme. Die Norm allein garantiert jedoch keine beliebige Interoperabilität: Geräte, Protokolle und Anwendungsprofile müssen zusammenpassen.
Einsatzgebiete von RFID
In Warenwirtschaftssystemen und in der Logistik unterstützt RFID die automatische Erfassung von Warenbewegungen, Ladungsträgern und Beständen. Tags können auch dann erkannt werden, wenn kein direkter Sichtkontakt wie bei einem gedruckten Code besteht.
Logistik und Produktion
Wareneingang, Lagerung, Fertigungssteuerung und Versand lassen sich mit automatisch erfassten Kennungen dokumentieren. Die Eignung hängt von Prozess, Verpackung und Umgebungsbedingungen ab.
Zutritt, Tickets und Fahrzeuge
Weitere Anwendungen sind Zugangskontrollen, Electronic Ticketing, Wegfahrsperren, Mautsysteme und kontaktlose Smartcards.
Datenschutz und Sicherheit
Werden Kennungen Personen zugeordnet, können aus wiederholten Lesevorgängen Nutzungs- oder Bewegungsmuster entstehen. Systeme sollten deshalb nur erforderliche Daten verarbeiten, Zugriffe begrenzen und geeignete Schutzmechanismen einsetzen. Kurze Lesedistanzen allein verhindern unbefugtes Auslesen nicht zuverlässig.