Einführung in den Workflow von RFID-Lesern und -Schreibern

Die RFID-Radiofrequenzidentifikation nutzt Funk zur Übertragung von Signalen und kann eine berührungslose Informationserkennung erreichen. Um den normalen Betrieb des RFID-Systems sicherzustellen, muss es mindestens zwei Teile umfassen: einen elektronischen Tag und ein Lese-/Schreibgerät. Der elektronische Tag ist der Datenträger des RFID-Systems und besteht aus einer Tag-Antenne und einem tagspezifischen Chip. Das RFID-Lese-/Schreibgerät ist das Hauptgerät zum Lesen von Daten. Werfen wir einen Blick auf den Arbeitsablauf eines RFID-Lese- und Schreibgeräts.

 

1. Was ist RFID-Technologie?

Bei der RFID-Radiofrequenzidentifikation handelt es sich um eine berührungslose automatische Identifikationstechnologie, die Zielobjekte automatisch identifiziert und relevante Daten über Radiofrequenzsignale erhält. Die Identifizierungsarbeit erfordert keinen manuellen Eingriff und kann in verschiedenen rauen Umgebungen durchgeführt werden.

Die RFID-Technologie kann sich schnell bewegende Objekte erkennen und gleichzeitig mehrere Tags erkennen, was die Bedienung schnell und bequem macht. HF-Produkte mit kurzer Reichweite haben keine Angst vor rauen Umgebungen wie Ölflecken und Staubverschmutzung und können Barcodes in solchen Umgebungen ersetzen, beispielsweise bei der Verfolgung von Objekten auf Fabrikmontagebändern. Hochfrequenzprodukte mit großer Reichweite werden häufig im Transportwesen eingesetzt, mit Erkennungsentfernungen von bis zu mehreren zehn Metern, beispielsweise bei der automatischen Mauterhebung oder Fahrzeugidentifizierung.

 

2. Welche RFID-Systeme sind enthalten?

Das RFID-System besteht aus mindestens zwei Teilen: einem elektronischen Tag und einem Lese-/Schreibgerät. Entsprechend den unterschiedlichen Stromversorgungsmethoden elektronischer Tags können elektronische Tags in aktive Tags, passive Tags und semi-passive Tags unterteilt werden. Das aktive elektronische Tag ist mit einer Batterie ausgestattet, während das passive RF-Tag keine interne Batterie hat. Das Semi&Passive-Tag ist für den Betrieb teilweise auf die Batterie angewiesen.

Elektronische Tags können basierend auf unterschiedlichen Frequenzen in elektronische Niederfrequenz-Tags, elektronische Hochfrequenz-Tags, elektronische Ultrahochfrequenz-Tags und elektronische Mikrowellen-Tags unterteilt werden. Je nach Verpackungsform kann es in Kreditkartenetiketten, lineare Etiketten, Papieretiketten, Glasröhrenetiketten, kreisförmige Etiketten und unregelmäßige Spezialetiketten unterteilt werden.

Der RFID-Leser kommuniziert drahtlos über eine Antenne mit elektronischen RFID-Tags und ermöglicht so das Lesen oder Schreiben von Tag-Identifikationscodes und Speicherdaten. Ein typisches Lese-/Schreibgerät umfasst Hochfrequenzmodule (Sender und Empfänger), Steuereinheiten und Lese-/Schreibgerätantennen.

 

3. RFID-Lese-/Schreib-Workflow

Die räumliche (kontaktlose) Kopplung von HF-Signalen zwischen elektronischen Tags und Lesegeräten wird durch Koppelkomponenten erreicht. Innerhalb des Koppelkanals erfolgt die Energieübertragung und der Datenaustausch auf Basis zeitlicher Zusammenhänge. Weitere Workflows für RFID-Systeme, welche Workflows gibt es für RFID-Systeme?

 

Der Arbeitsablauf beim Senden von Anweisungen für RFID-Lese-/Schreibgeräte:

1. Das Programm der Anwendungsschicht gibt einen Befehl zum Aufrufen des Moduls der Tag-Erkennungsschicht aus, das Anweisungen für den Zugriff auf das zu sendende Tag generiert und diese an das Basisband-Verarbeitungsmodul sendet.

2. Das Basisbandverarbeitungsmodul kodiert und moduliert die Anweisungen der Etikettenerkennungsschicht, um ein Basisbandsignal zu erzeugen, das in zwei Pfade aufgeteilt und über die Schnittstelle übertragen wird.

3. Die Daten werden in ein serielles Basisbandsignal verpackt und an das RF-Frontend-Modul gesendet.

4. Das serielle Basisbandsignal gelangt in das HF-Frontend-Modul, durchläuft eine Transformation, Leistungsverstärkung und Aufwärtswandlung, bevor es in das Ultrahochfrequenzband moduliert und dann zur Filterung an den Bandpassfilter gesendet wird.

5. Nach der Filterung wird das Signal zur Verstärkung an den Leistungsverstärker und dann zur Übertragung an die Antenne gesendet.

 

Der Arbeitsablauf des RFID-Lesegeräts, das Etiketten-Rückstreudateninformationen empfängt:

1. Das elektronische RFID-Tag empfängt ein Signal vom Lesegerät, bezieht Energie und wird beim Einschalten aktiviert. Es beginnt mit der Ausführung des Lesebefehls und ermittelt, ob eine Antwort erforderlich ist. Wenn eine Antwort erforderlich ist, werden die Antwortinformationen über die Antenne rückgestreut an das HF-Frontend-Modul gesendet.

2. Das HF-Frontend-Modul sendet das empfangene Signal zur Filterung an einen Bandpassfilter. Nach der Filterung wird das Trägersignal in ein Basisbandsignal zurückgeführt und über Teile wie einen rauscharmen Verstärker, Abwärtskonvertierung und Transformation übertragen.

3. Die Daten werden über eine Schnittstelle an das Basisbandverarbeitungsmodul im PC gesendet.

Durch den oben genannten Prozess hat das RFID-System eine effiziente Informationserkennung und Datenübertragung erreicht und eine zuverlässige Grundlage für die weit verbreitete Anwendung der kontaktlosen automatischen Erkennungstechnologie geschaffen.