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Auto-ID Ortungssystem für RFID-Tags

| Redakteur: M. A. Benedikt Hofmann

Eine Erfindung der TU Wien ermöglicht es, die Position von RFID-Tags, wie sie in Fertigungsstraßen eingesetzt werden, genau zu bestimmen.

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Um den RFID-Tag orten zu können, wird dem gewöhnlichen Funksignal des Lesegerätes zusätzlich ein Lokalisierungssignal überlagert.
Um den RFID-Tag orten zu können, wird dem gewöhnlichen Funksignal des Lesegerätes zusätzlich ein Lokalisierungssignal überlagert.
(Bild: TU Wien)

RFID steht für „Radio Frequency identification“. Die Tags empfangen von einem Lesegerät ein hochfrequentes elektromagnetisches Signal, das bestimmte Befehle enthält. Dieses Signal wird vom RFID-Tag in veränderter Form reflektiert, dadurch wird die passende Antwort ans Lesegerät zurückgeschickt. Die nötige Energie dafür wird direkt aus dem elektromagnetischen Signal des Lesegerätes geholt, eine eigene Batterie braucht eine RFID-Lösung nicht. Die Tags werden heute schon milliardenfach eingesetzt und können zum Erkennen von Autos bei der Mautstelle dienen, zur Überwachung von Industrieprodukten in der Fabrik oder zum Inventarisieren von Waren. Sie nicht nur zu erkennen, sondern auch zu orten, war bisher allerdings nicht möglich. Eine an der TU Wien entwickelte Methode ändert das jetzt. Die Erfindung wurde patentiert und kürzlich vom österreichischen Patentamt als eine der zehn besten Erfindungen des Jahres ausgezeichnet.

Praktisch und haltbar

„Diese Tags sind extrem praktisch. Sie können so klein wie ein Reiskorn sein oder einfach in ein Klebeetikett integriert werden, sie kosten weniger als zehn Cent pro Stück, können bedenkenlos weggeworfen werden und halten praktisch ewig“, erklärt Holger Arthaber vom Institute of Electrodynamics, Microwave and Circuit Engineering der TU Wien. Bisher war es allerdings kaum möglich, die genaue Position eines RFID-Tags zu bestimmen. „Man kann die Zeit zwischen Aussenden des Signals und Ankunft des zurückgeschickten Signals messen – doch weder das Signal noch die RFID-Tags sind auf eine solche Messung ausgelegt, daher war die Genauigkeit dieser Methode bisher so ungenau“, so Arthaber. Er hatte die Idee für eine Funktechnologie, die eine Ortsmessung der Tags mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich möglich macht. Thomas Faseth probierte die bereits patentierte Technologie dann im Rahmen seiner Dissertation in der Praxis aus und konnte sie erfolgreich verifizieren.

Zusätzliches Lokalisierungssignal

Dem gewöhnlichen Funksignal des Lesegerätes wird zusätzlich ein Lokalisierungssignal überlagert, das sich periodisch wiederholt. Jedem einzelnen Bit des eigentlichen Funksignals wird ein längeres Bitmuster des Lokalisierungssignals beigefügt. Dieses Signal ist so schwach, dass es vom Tag unerkannt bleibt und seine Antwort auf das eigentliche Funksignal nicht beeinflusst. Allerdings werden Teile des Signals trotzdem reflektiert. Durch ein kluges Aufaddieren der zeitlich wiederkehrenden Signale kann diese schwache Antwort im Lesegerät von zufälligem Rauschen zuverlässig unterschieden werden.

Interesse aus der Industrie

„Das Lokalisierungssignal hat eine viel größere Frequenz-Bandbreite als das gewöhnliche RFID-Signal. Erst dadurch kann man Signale mit sehr scharfen Flanken erzeugen, die sich gut als Taktgeber zur Zeitmessung eignen“, erklärt Arthaber. „Wenn wir in der Antwort des RFID-Tags das Muster des Lokalisierungssignals herauslesen können, dann lässt sich die Laufzeit des Signals und damit auch der Abstand berechnen.“ Arthaber arbeitet bereits mit RFID-Tag-Herstellern zusammen, die sich für die TU-Erfindung interessieren.

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