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Home Blog RFID Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Thema RFID (Teil 2): RFID-Leser

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zum Thema RFID (Teil 2): RFID-Leser

erstellt am: 19.02.2016 | von: | Kategorie(n): RFID

1. Was ist ein RFID-Leser?

Grafik1.inddEin RFID-Leser ist ein aktives Gerät, das Funkwellen nutzt, um auf einem RFID-Transponder gespeicherte Informationen berührungslos auszulesen. Die meisten dieser Leseeinheiten sind zusätzlich auch in der Lage, diese Transponder zu beschreiben. Ein RFID-Leser beinhaltet üblicherweise einen Mikroprozessor oder einen digitalen Signalprozessor. Darüber hinaus verfügt er über eine interne oder externe
Antenne, welche die Informationen des RFID-Transponders abruft. Der RFID-Leser gibt diese Daten dann an eine Kommunikationseinheit weiter, welche die Informationen wiederum über gängige industrielle Schnittstellen und Protokolle (PROFIBUS, MODBUS, PROFINET, Ethernet, seriell …) an ein externes Host-System übermittelt. Hier ist dann die Interpretation größerer Datenvolumen oder die gezielte Suche nach bestimmten getaggten Objekten möglich. Als Host-Systeme fungieren üblicherweise Lagerverwaltungssysteme, Produktionsplanungs- oder Warenwirtschaftssysteme.

2. Welche Arten von RFID-Lesern gibt es?

RFID-Leser verfügen nicht über eine typische, standardisierte Bauform, sondern sind in unterschiedlichen Varianten für verschiedenste Industrien und Anwendungen erhältlich. Dementsprechend gibt es viele Möglichkeiten, sie zu kategorisieren: Reichweite, Frequenz, Protokolltypen, Speisung … die allem übergeordnete Unterscheidung ist jedoch die zwischen stationären und mobilen RFID-Lesern.

In industriellen Anwendungen werden stationäre Lesegeräte dauerhaft an bestimmten Stellen einer Anlage oder Fabrik angebracht, um Güter zu detektieren bzw. identifizieren. Bei Anwendungen im Bereich der Zugangskontrolle sind sie beispielsweise in der Nähe einer Sicherheitstüre montiert und gewähren Arbeitern den Zugang über ihren persönlichen RFID-Transponder. In beiden Fällen kommunizieren die stationären RFID-Leser unmittelbar mit einem externen Host-System.

Mobile RFID-Leser (auch bekannt als „RFID-Handleser“) bieten ähnliche Funktionalitäten, grenzen sich aber von den stationären Lesern dadurch ab, dass sie ein kompakteres, einem Mobiltelefon ähnliches Design aufweisen und keine permanente Stromverbindung benötigen. Daten werden temporär auf den Handlesern zwischengespeichert und erst später an ein Host-System übertragen. Dies geschieht entweder per Wi-Fi oder über das Einstecken des Handlesers in eine Docking-Station. Ein solcher RFID-Handleser eignet sich beispielsweise besonders gut für Mitarbeiter, die in einem Anlieferbereich zügig Güter auf Paletten erfassen müssen.

3. Was ist Leserkollision und wie umgeht man sie?

Der Begriff „Leserkollision“ bezeichnet die möglichen Überschneidungen des Erfassungsbereichs von RFID-Lesern, die in räumlicher Nähe zueinander installiert sind. Insbesondere frühere Generationen von UHF-Schreib-/Leseköpfen waren hiervon betroffen. Mittlerweile stellt Leserkollision keine wirkliche Herausforderung mehr da: Moderne UHF-Schreib-/Leseköpfe, wie Pepperl+Fuchs sie produziert, sind mit sogenannten Frequenzsprungverfahren bzw. einem „Dense Reader Mode“ ausgestattet, was verhindert, dass die UHF-Leser sich gegenseitig beeinflussen. Die Lesegeräte nutzen hier einen bestimmten Frequenzbereich, innerhalb dem sie konstant den Kanal wechseln. Eine andere und „konservativere“ Variante, um Leserkollision zu vermeiden, ist die Verwendung von Abschirmungen.

4. Wie beeinflusst die Antennenpolarisation die Leistung eines UHF-RFID-Lesers?

Die Polarisation der Radiowellen, die ein UHF-RFID-Leser aussendet, ist entscheidend für die verlässliche Identifikation von Objekten. Im RFID-Bereich existieren drei wesentliche Polarisationsarten: Linear-vertikale, linear-horizontale und zirkulare Polarisation. Im Falle der linear-vertikalen und linear-horizontalen Polarisation ist die Richtung des Vektors der magnetischen Feldkomponente konstant. Andere RFID-Leser nutzen die zirkulare Polarisation, bei der das elektromagnetische Feld in einer einem Korkenzieher ähnlichen Form ausgesendet wird. Um die maximale Lesereichweite eines UHF-Systems zu erreichen, muss die Polarisation des Lesers der Polarisation des Transponders entsprechen. Üblicherweise nutzen die Antennen von RFID-Transpondern die lineare Polarisation. Vereinfacht ausgedrückt erreichen linear polarisierte Antennen bei identischer Verstärkungsleistung eine größere Lesereichweite als zirkular polarisierte Antennen (korrekte Ausrichtung der Antennen vorausgesetzt). Umgekehrt eignen sich zirkular polarisierte Antennen besser, um Transponder mit abweichender Positionierung auszulesen.

Die neusten RFID-Leser, wie die F190- und F192-UHF-RFID-Schreib-/Leseköpfe von Pepperl+Fuchs, nutzen unterschiedliche Polarisationsarten, um die verlässlichste Identifikation zu gewährleisten. In Anwendungen, in denen die Transponderausrichtung bekannt ist bzw. sich nicht verändert, genügt die einfache lineare Polarisation: Die Ausrichtung der Antennenpolarisation wird auf den RFID-Transponder eingestellt, die Signalverstärkung und Leistungsaufnahme punktgenau geregelt. Ist die Position des Transponders aber nicht bekannt oder variiert sie, können diese technisch hochentwickelten UHF-Schreib-/Leseköpfe automatisch zwischen vertikaler und horizontal-linearer Polarisation umschalten. So wird eine verlässliche, von der Transponder-Orientierung unabhängige Identifikation garantiert. Besonders nützlich ist dies bei der Erfassung von unsortierten, losen Gütern aller Art.

5. Welcher RFID-Leser ist der richtige für meine Anwendung?

Die Auswahl des richtigen RFID-Lesers für eine bestimmte Applikation hängt von verschiedenen Überlegungen ab. Wie zuvor erwähnt, ist die Antennenpolarisation des Lesers ein wichtiger Faktor, der sich in der Praxis auswirkt. Darüber hinaus sind auch andere Aspekte relevant: Beengter Einbauraum in Anlagen und Fabriken verlangt nach RFID-Lesern in extrem kompakter Bauform. Welche Gehäusetypen bietet ein RFID-Ausrüster an? Wie langlebig und widerstandsfähig ist der RFID-Leser? Wird er eventuell sogar in hygienischen Bereichen eingesetzt oder hohen Temperaturen ausgesetzt? Soll die Identifikationslösung auf globaler Basis ausgerollt werden? In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn ein Anbieter einen bestimmten Leser-Typ in mehreren Ausführungen für verschiedene Frequenzbereiche anbieten kann.

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