RFID (Radio Frequency Identification) ist eine Form der drahtlosen Kommunikation, die die Verwendung elektromagnetischer oder elektrostatischer Kopplung im Hochfrequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums zur eindeutigen Identifizierung eines Objekts, Tieres oder einer Person umfasst.

RFID-Systeme

Ein RFID-System besteht aus drei Komponenten: einer Scanantenne und einem Transceiver (oft kombiniert zu einem Lesegerät, auch als Abfragegerät bekannt) und einem Transponder, dem RFID-Tag. Ein RFID-Tag besteht aus einem Mikrochip, einem Speicher und einer Antenne.

Der RFID-Leser ist ein netzgekoppeltes Gerät, das dauerhaft befestigt oder tragbar sein kann. Es verwendet Hochfrequenzwellen, um Signale zu übertragen, die den Tag aktivieren. Einmal aktiviert, sendet das Tag eine Welle zurück zur Antenne, wo es in Daten übersetzt wird.

Arten von RFID-Tags

Es gibt zwei Haupttypen von RFID-Tags: aktive RFID und passive RFID. Ein aktives RFID-Tag hat eine eigene Stromquelle, oft eine Batterie. Ein passiver RFID-Tag hingegen benötigt keine Batterien, sondern erhält seine Leistung von der Leseantenne, deren elektromagnetische Welle einen Strom in der Antenne des RFID-Tags induziert. Es gibt auch semi-passive RFID-Tags, d.h. eine Batterie führt die Schaltung, während die Kommunikation durch den RFID-Leser betrieben wird.

RFID-Tags enthalten typischerweise weniger als 2.000 KB Daten, einschließlich einer eindeutigen Kennung/Seriennummer. Tags können nur gelesen oder geschrieben werden, wobei Daten vom Leser oder vorhandenen Daten überschrieben werden können.

Der Lesebereich für RFID-Tags variiert je nach Faktoren wie Tagtyp, Lesetyp, RFID-Frequenz und Interferenz in der Umgebung oder von anderen RFID-Tags und Lesern. Im Allgemeinen haben aktive RFID-Tags aufgrund der stärkeren Stromquelle einen längeren Lesebereich als passive RFID-Tags.

RFID-Frequenz: Arten von RFID-Systemen

Es gibt drei Haupttypen von RFID-Systemen: niedrige Frequenz (LF), hohe Frequenz (HF) und ultrahohe Frequenz (UHF). Mikrowellen-RFID ist ebenfalls verfügbar. Die Häufigkeiten variieren stark von Land und Region.

Niederfrequente RFID-Systeme reichen von 30 KHz bis 500 KHz, die typische Frequenz beträgt jedoch 125 KHz. LF RFID hat kurze Übertragungsbereiche, in der Regel von einigen Zoll bis weniger als sechs Fuß.

Hochfrequenz-RFID-Systeme reichen von 3 MHz bis 30 MHz, wobei die typische HF-Frequenz 13,56 MHz beträgt. Der Standardbereich ist überall von einigen Zoll bis zu mehreren Füßen.

UHF-RFID-Systeme reichen von 300 MHz bis 960 MHz, mit der typischen Frequenz von 433 MHz und können in der Regel von 25-plus Füßen weg gelesen werden.

Mikrowellen-RFID-Systeme laufen bei 2,45 GHz und können von mehr als 30 Fuß entfernt gelesen werden.

Die verwendete Frequenz hängt von der RFID-Applikation ab, wobei die tatsächlich erreichten Abstände von dem, was erwartet werden könnte, manchmal erheblich variieren. Zum Beispiel, als das US-Staatsdezernat bekannt gab, dass es elektronische Pässe mit einem RFID-Chip ausstellen sollte, sagte es, dass die Chips nur von etwa vier Zoll entfernt gelesen werden können. Das State Department wurde jedoch bald mit Beweisen konfrontiert, dass RFID-Leser die Informationen von den RFID-Tags von weit mehr als 4 Zoll überspringen könnten, einige behaupten, nach oben von 33 Fuß entfernt, beweisen, dass der Unterschied zwischen beworbenen und tatsächlichen Bereich kann enorm variieren.

Wenn längere Lesebereiche benötigt werden, können mit bestimmten Tags mit zusätzlicher Leistung Lesebereiche auf 300-plus Füße steigern.

RFID-Anwendungen und Anwendungsfälle

RFID stammt aus den 1940er Jahren; es wurde in den 1970er Jahren häufiger eingesetzt. Die hohen Kosten der Tags und Leser haben jedoch eine weit verbreitete kommerzielle Nutzung verboten. Da die Hardwarekosten zurückgegangen sind, hat die RFID-Adoption zugenommen.

Die häufigste RFID-Anwendung ist für Tracking und Management. Dazu gehören Tier- und Viehverfolgung, Bestandsverwaltung und Asset-Tracking, Fracht- und Lieferkettenlogistik und Fahrzeugverfolgung. RFID kann auch im Einzelhandel für die Werbung von Kundendienst und Verlustkontrolle verwendet werden, in der Lieferkette für eine verbesserte Sichtbarkeit und Verteilung und in Sicherheitssituationen für die Zugriffskontrolle.

Mehrere Branchen nutzen RFID-Anwendungen, einschließlich der Gesundheitswesen, der Fertigung, des Einzelhandels, des Geschäfts und der Heimnutzung.

RFID vs. Barcodes

Die Nutzung von RFID als Alternative für Barcodes nimmt zu. Unter seinen Vorteilen kann RFID einzelne Objekte, Tiere oder Menschen ohne direkte Sichtlinie identifizieren, viele Elemente - oft tausend oder mehr - gleichzeitig identifizieren und Objekte überall von Zoll zu Füßen weg scannen, je nach Art von Tag und RFID-Reader. Die Lesezeit für RFID-Tags beträgt typischerweise weniger als 100 Millisekunden.

Barcodes hingegen benötigen direkte Sichtlinie und nähere Nähe als ein RFID-Tag. Sie nehmen auch länger zu lesen, im Allgemeinen 1⁄2 Sekunde oder mehr pro Tag. Da Barcodes einen Produkttyp gegen ein einzelnes Objekt darstellen, das durch einen RFID-Tag repräsentiert wird, können zusätzliche Informationen nicht von ihnen ausgeblendet werden. Darüber hinaus sind Barcodes nicht Schreib-Schreiben, und weil sie auf der Außenseite des Objekts gedruckt werden, sind aufgrund von Verschleiß durch Wiederverwendung begrenzt. RFID-Tags sind robuster und besser geschützt, oft in einer Kunststoffabdeckung. RFID-Tags kosten jedoch mehr als einen gedruckten Barcode.

RFID-Herausforderungen

RFID是anfallig毛皮请来两Hauptprobleme: Leserkollision und Tag Kollision. Eine Lesekollision, wenn ein Signal von einem RFID-Lesegerät einen zweiten Lesegerät stört, kann durch die Verwendung eines Antikollisionsprotokolls verhindert werden, um RFID-Tags zu machen, die auf ihren entsprechenden Lesegerät übertragen werden.

Tag Kollision auftritt, wenn zu viele Tags einen RFID-Reader verwirren, indem Daten gleichzeitig übertragen werden. Die Wahl eines Lesers, der tag info ein zu einer Zeit sammelt, wird dieses Problem verhindern.

RFID-Sicherheit und Privatsphäre

Ein gemeinsames RFID-Sicherheits- oder Datenschutzproblem ist, dass RFID-Tag-Daten von jedem mit einem kompatiblen Leser gelesen werden können. Zusätzlich können Tags oft gelesen werden, nachdem das Produkt die Speicher- oder Lieferkette verlässt. Tags können auch ohne das Wissen des Benutzers gelesen werden, und wenn das Tag eine einzigartige Seriennummer hat, kann es einem Verbraucher zugeordnet werden. Während ein Datenschutzbedenken für Einzelpersonen, in militärischen oder medizinischen Einstellungen kann dies ein nationales Sicherheitsbedenken oder Leben-oder Tod Angelegenheit sein.

Da rfid标签不祝Rechenleistung抗议,信德sie nicht in der Lage, Verschlüsselung aufzunehmen, wie sie beispielsweise in einem Challenge-Response-Authentifizierungssystem verwendet werden können. Eine Ausnahme hierzu ist jedoch spezifisch für die RFID-Tags, die in Pässen, der Grundzugriffskontrolle (BAC) verwendet werden. Dabei hat der Chip genügend Rechenleistung, um einen verschlüsselten Token aus dem Lesegerät zu decodieren, wodurch die Gültigkeit des Lesegerätes nachgewiesen wird. Beim Leser wird wiederum auf dem Pass gedruckte Informationen maschinengescannt und verwendet, um einen Schlüssel für den Pass abzuleiten. Es gibt drei Informationen -- die Passnummer, das Geburtsdatum des Reisepassinhabers und das Ablaufdatum des Reisepasses -- zusammen mit einer Prüfsumme für jeden der drei. Die Forscher haben darauf hingewiesen, dass dies bedeutet, dass Pässe durch ein Passwort mit wesentlich weniger Entropie geschützt sind, als es normalerweise im E-Commerce verwendet wird, und dass der Schlüssel für das Leben des Reisepasses statisch ist, so dass nach einmaligem Zugriff auf die gedruckten Schlüsselinformationen der Reisepass mit oder ohne Zustimmung des Reisepassinhabers bis zum Ablauf des Reisepasses lesbar ist. Das US-Staatsministerium, das 2007 das BAC-System verabschiedete, hat zusätzlich ein Anti-Skimming-Material für elektronische Pässe hinzugefügt, um die Bedrohung von unentdeckten Versuchen, die persönlichen Daten der Nutzer zu stehlen.

RFID-Standards

Es gibt eine Reihe von Richtlinien und Spezifikationen für RFID-Technologie, wobei die Hauptsache die International Organization for Standardization (ISO), Electronics Product Code Global Incorporated (EPCglobal) und International Electro Technical Commission (IEC) ist.

Jede Funkfrequenz hat Normen, einschließlich ISO 14223 und ISO/IEC 18000-2 für LF RFID, ISO 15693 und ISO/IEC 14443 für HF-RFID und ISO 18000-6C für UHF RFID.

RFID-Nutzung der nächsten Generation

RFID-Systeme werden zunehmend genutzt, um das Internet der Dinge zu unterstützen. Durch die Kombination der Technologie mit intelligenten Sensoren und/oder GPS-Technologie können Sensordaten einschließlich Temperatur, Bewegung und Ort drahtlos übertragen werden.