RFID (Radio Frequency Identification) ist eine berührungslose automatische Identifizierungstechnologie, die die Übertragungseigenschaften von Hochfrequenzsignalen und deren räumliche Kopplung nutzt, um eine automatische Identifizierung von stationären oder beweglichen Gegenständen zu erreichen. Die Radiofrequenz-Identifikation wird oft als induktive elektronische Chips oder Proximity-Karten, induktive Karten, berührungslose Karten, elektronische Etiketten, elektronische Strichcodes usw. bezeichnet. Wie funktioniert RFID?
Das Lesegerät sendet eine bestimmte Frequenz von Hochfrequenzsignalen über die Sendeantenne. Wenn die Hochfrequenzkarte in den Arbeitsbereich der Sendeantenne eintritt, wird ein induzierter Strom erzeugt, und die von der Hochfrequenzkarte gewonnene Energie wird aktiviert; die Hochfrequenzkarte sendet ihre eigene Kodierung und andere Informationen über die eingebaute Sendeantenne der Karte; die Empfangsantenne des Systems empfängt das von der Hochfrequenzkarte gesendete Trägersignal, das über den Antennenregler an das Lesegerät übertragen wird. Das Lesegerät demoduliert und dekodiert das empfangene Signal und sendet es dann an das Backend-Hauptsystem zur entsprechenden Verarbeitung. Das Hauptsystem beurteilt die Legitimität der Karte auf der Grundlage logischer Operationen, führt die entsprechende Verarbeitung und Kontrolle für verschiedene Einstellungen durch und sendet Befehlssignale, um die Aktion des Ausführungsmechanismus zu steuern.
Die verschiedenen berührungslosen Übertragungsverfahren unterscheiden sich grundlegend in Bezug auf die Kopplungsmethode (elektromagnetische Induktivität), das Kommunikationsverfahren (FDX, HDX, SEQ), die Datenübertragungsmethode von der RF-Karte zum Lesegerät (Lastmodulation, Rückstreuung, Oberwellen höherer Ordnung) und den Frequenzbereich. Alle Lesegeräte ähneln sich jedoch in ihren Funktionsprinzipien und dem von ihnen bestimmten Design und Aufbau. Alle Lesegeräte lassen sich vereinfacht in zwei Grundmodule unterteilen: Hochfrequenzschnittstelle und Steuergerät. Die Hochfrequenzschnittstelle umfasst einen Sender und einen Empfänger und hat unter anderem folgende Funktionen: Erzeugung von Hochfrequenz-Sendeleistung, um die RF-Karte zu starten und mit Energie zu versorgen; Modulierung des Sendesignals, um Daten an die RF-Karte zu übertragen; Empfang und Demodulation von Hochfrequenzsignalen von der RF-Karte. Es gibt einige Unterschiede in der Gestaltung der Hochfrequenzschnittstelle der verschiedenen RFID-Systeme.
Zu den Funktionen der Steuereinheit des Lesers gehören: Kommunikation mit der Anwendungssystem-Software und Ausführung der von der Anwendungssystem-Software gesendeten Befehle; Steuerung des Kommunikationsprozesses mit der RF-Karte (Master-Slave-Prinzip); Codierung und Decodierung von Signalen. Für einige spezielle Systeme gibt es zusätzliche Funktionen wie die Implementierung von Antikollisionsalgorithmen, die Ver- und Entschlüsselung der zwischen der RF-Karte und dem Lesegerät zu übertragenden Daten und die Durchführung der Identitätsprüfung zwischen der RF-Karte und dem Lesegerät.
Die Lese- und Schreibdistanz eines RFID-Systems ist ein entscheidender Parameter. Gegenwärtig ist der Preis von Langstrecken-RFID-Systemen noch sehr teuer, weshalb es wichtig ist, Wege zur Verbesserung der Lese- und Schreibabstände zu finden. Zu den Faktoren, die sich auf die Lese- und Schreibdistanz von RF-Karten auswirken, gehören die Betriebsfrequenz der Antenne, die RF-Ausgangsleistung des Lesegeräts, die Empfangsempfindlichkeit des Lesegeräts, der Stromverbrauch der RF-Karte, der O-Wert der Antenne und des Schwingkreises, die Ausrichtung der Antenne, der Kopplungsgrad zwischen dem Lesegerät und der RF-Karte sowie die von der RF-Karte selbst gewonnene Energie und die zur Informationsübertragung verwendete Energie. Der Leseabstand und der Schreibabstand sind bei den meisten Systemen unterschiedlich, wobei der Schreibabstand etwa 40% bis 80% des Leseabstands beträgt.
Die RFID-Technologie nutzt drahtlose Funkfrequenzen zur berührungslosen bidirektionalen Datenübertragung zwischen dem Lesegerät und der RF-Karte, um eine Zielerkennung und einen Datenaustausch zu ermöglichen. Im Vergleich zu herkömmlichen Barcodes, Magnetkarten und IC-Karten zeichnet sich die RF-Karte durch Berührungslosigkeit, hohe Lesegeschwindigkeit, Verschleißfreiheit, Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen, lange Lebensdauer und einfache Handhabung aus. Sie verfügt außerdem über eine Konfliktvermeidungsfunktion und kann mehrere Karten gleichzeitig verarbeiten. Im Ausland wird die Radiofrequenz-Identifikationstechnologie in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Industrieautomatisierung, der kommerziellen Automatisierung und der Transportsteuerung.
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