Grundlegende Einführung in elektronische RFID-Tags zur drahtlosen Identifizierung

Die Radiofrequenz-Identifikationstechnologie ist eine berührungslose automatische Identifikationstechnologie. Sein Grundprinzip besteht darin, die Übertragungseigenschaften von Hochfrequenzsignalen und räumlicher Kopplung (induktive oder elektromagnetische Kopplung) oder Radarreflexion zu nutzen, um eine automatische Identifizierung des identifizierten Objekts zu realisieren.

Das RFID-System besteht aus mindestens zwei Teilen: elektronischen Tags und Lesegeräten. Der elektronische Tag ist der Datenträger des Radiofrequenz-Identifikationssystems und besteht aus einer Tag-Antenne und einem speziellen Chip für den Tag. Entsprechend den unterschiedlichen Stromversorgungsmethoden elektronischer Tags können elektronische Tags in aktive elektronische Tags (Aktiv-Tag), passive elektronische Tags (Passiv-Tag) und semi-passive elektronische Tags (Semi-passive-Tag) unterteilt werden. Aktive elektronische Tags sind mit Batterien ausgestattet, passive Radiofrequenz-Tags haben keine internen Batterien und semi-passive Tags (semi-passive Tags) sind teilweise auf Batterien angewiesen, um zu funktionieren.

Elektronische Tags können je nach Frequenz in elektronische Niederfrequenz-Tags, elektronische Hochfrequenz-Tags, elektronische Ultrahochfrequenz-Tags und elektronische Mikrowellen-Tags unterteilt werden. Entsprechend den verschiedenen Verpackungsformen kann es in Kreditkartenetiketten, lineare Etiketten, Papieretiketten, Glasröhrenetiketten, Rundetiketten und Spezialetiketten in Sonderform unterteilt werden.

Der RFID-Leser (Leser) kommuniziert drahtlos über die Antenne mit dem elektronischen RFID-Tag, der den Tag-Identifikationscode und die Speicherdaten lesen oder schreiben kann. Ein typisches Lesegerät besteht aus einem Hochfrequenzmodul (Sender und Empfänger), einer Steuereinheit und einer Leseantenne.

Unter diesen werden elektronische Tags auch als Hochfrequenz-Tags, Transponder und Datenträger bezeichnet. Lesegeräte werden auch Lesegeräte, Scanner, Kommunikatoren und Lesegeräte genannt (je nachdem, ob elektronische Tags Daten drahtlos umschreiben können). Die räumliche (kontaktlose) Kopplung des Funkfrequenzsignals erfolgt zwischen dem elektronischen Tag und dem Lesegerät über das Kopplungselement. Im Kopplungskanal werden entsprechend der zeitlichen Beziehung die Energieübertragung und der Datenaustausch realisiert.

Es gibt zwei Arten der Kopplung von HF-Signalen, die zwischen dem Lesegerät und dem RFID-Tag auftreten.

(1) Induktive Kopplung. Transformatormodell, das die Kopplung durch ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld im Raum auf der Grundlage des elektromagnetischen Induktionsgesetzes realisiert.

(2) Elektromagnetische Rückstreukopplung: Radarprinzipmodell, die ausgesendeten elektromagnetischen Wellen werden nach dem Auftreffen auf das Ziel reflektiert und tragen gleichzeitig Zielinformationen zurück, basierend auf dem räumlichen Ausbreitungsgesetz elektromagnetischer Wellen.

Das induktive Kopplungsverfahren eignet sich grundsätzlich für RFID-Systeme mit kurzer Reichweite, die bei mittleren und niedrigen Frequenzen arbeiten. Typische Betriebsfrequenzen sind: 125 kHz, 225 kHz und 13,56 MHz. Die Erkennungs-Aktionsentfernung beträgt weniger als 1 m und die typische Aktionsentfernung beträgt 10–20 cra.

Das elektromagnetische Rückstreukopplungsverfahren eignet sich im Allgemeinen für Radiofrequenz-Identifikationssysteme über große Entfernungen, die mit hohen Frequenzen und Mikrowellen arbeiten. Typische Betriebsfrequenzen sind: 433 MHz, 915 MHz, 2,45 GHz, 5,8 GHz. Die Identifikations-Aktionsentfernung beträgt mehr als 1 m und die typische Aktionsentfernung beträgt 3-10 m.