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Neue Studie analysiert 191 UHF-RFID Transponder

Leistungsfähigere Chips brauchen empfindliche Reader und neue Designs ermöglichen neue Lösungen.

Das European EPC Competence Center (EECC) untersucht jedes Jahr die am Markt verfügbaren UHF Transponder auf Herz und Nieren. Ziel dieser aufwendigen Messkampagne ist es herauszufinden, welcher Transponder für welche Anwendung am besten geeignet ist – mehr noch, die Grenzen der technischen Möglichkeiten auszuloten und neue Anwendungen zu ermöglichen.
Dazu haben die EECC Ingenieure sich seit letztem Sommer viel vorgenommen. Fast 200 Transponder wurden aus allen Richtungen, bei allen Frequenzen und unter Berücksichtigung vieler beeinflussenden Effekte vermessen. Besonders große Auswirkung hat für die passiven RF-Bauteile die funktechnische Umgebung. Das EECC hat dafür in den vergangenen Jahren Messmethoden entwickelt, um den Einfluss der funktechnischen Umgebung  mittels Referenzmaterialien zu messen und für beliebige Untergründe zu modellieren. Somit kann die Leistungsfähigkeit der Transponder auf beliebigen Anbringungsorten gewährleistet werden. Werden viele Transponder im Pulk gelesen, beeinflussen auch diese sich gegenseitig. Auch hierzu wurden sehr aufwendige Testverfahren entwickelt, um diesen Effekt aus allen Lesewinkeln zu quantifizieren. Beide Einflüsse verändern die mögliche Lesereichweite zwischen Transponder und Reader (Lesestation).

Die Transponderindustrie versucht nun diesen einschränkenden Einflüssen entgegenzuwirken. Durch neue empfindlichere Chips und ausgetüftelte Antennendesigns schrauben sie die Lesereichweite jedes Jahr höher. Wo wir heute stehen, was möglich ist und was noch nicht, diesen Überblick gibt nun die mit Spannung erwartete 200seitige Studie in 2 Teilen.
Das englischsprachige Tutorial erklärt die Zusammenhänge und die Messaufbauten in Teil 1, die Ergebnisse selbst werden in Teil 2 auf 150 Seiten präsentiert.

Die Ergebnisse sind Aufsehen erregend: Viele Tags mit den Chips der neuesten Generation sind so sensitiv geworden, dass sie auch aus großen Reichweiten gepowert werden können, weil sie schon mit sehr wenig Energie arbeiten können. Andererseits antworten einige nun auch leiser. Im Ergebnis werden – je nach funktechnischer Umgebung- viele Transponder aufgrund Ihrer zu leisen Antwort „backlink limited“, d.h. sie können vom Empfänger nicht gehört werden. Die Studie löst aber auch auf, wie dieses Problem gelöst werden kann: Die  „hörenden“ Lesegeräte -die Reader- müssen empfindlicher werden. In einer eigens dafür entwickelten Darstellung wird modelliert, wie empfindlich die Reader sein müssen, damit dieser Effekt nicht limitierend wirkt. Diese Reader bereits verfügbar. Die Sensitivitätsgrenzen unterschiedlicher Reader sind in die Graphen eingeblendet, so dass leicht ersichtlich ist, dass nur die darüber liegenden Transponder gehört werden können, die darunter liegenden nicht. Dies geschieht für jeden Transponder, für jede Frequenz und Referenzmaterial. „Das EECC ermöglicht weltweit zum ersten mal die sehr komplexen Zusammenhänge zwischen Transponder und Reader so einfach zu beobachten“ erklärt Conrad von Bonin, Geschäftsführer des EECC „und wir sind selbst sehr überrascht gewesen, wie häufig dieser Effekt auftritt.“
„Für den täglichen Einsatz mit durchschnittlichen mobilen Handgeräten tritt dieser Effekt sogar fast immer auf – die Branche wird hier lernen müssen umzudenken“ ist sich Coautor Oliver Teschl, verantwortlich für Tagevaluierung bei der Metro Systems GmbH, sicher.

Wie schnell die Branche technische Lücken schließen kann, zeigt ein anderes Ergebnis der Studie, die den Proximity-Effekt betreffen. Proximity Bedingungen treten auf, wenn die Transponder sich sehr dicht gepackt negativ beeinflussen. Vor einem Jahr gab es nur einen Transponder, der in der Lage war unter Proximity-Bedingungen noch Lesereichweiten von 4m zu erzielen. Dieses Jahr sind es bereits 7 Transponder. Und die Tatsache, dass diese 7 Transponder von 6 verschiedenen Herstellern kommen, zeigt die Dynamik der Branche.

Die Studie eröffnet noch viele weitere Erkenntnisse und sämtliche zeichnen die rasante Entwicklung der UHF-RFID Technik nach. Dies gilt insbesondere auch für die Kategorie der Transponder für Anwendungen auf Metall. Die Anzahl dieser On-Metal Transponder hat sich bislang jedes Jahr auf z.Zt. 86 verdoppelt. Die in der Studie ermittelten Kennzahlen ermöglichen gänzlich neue Einsatzgebiete, die bislang undenkbar waren.
So gibt es erstmalig einen On-Metal Transponder, der über 20m Reichweite schafft. Daneben gibt es aber auch bis dato unvorstellbar kleine <6mm oder flache 0,6mm On-Metal Transponder. Vom Taggen eines Güterwagon bis zum Taggen einer Pinzette kann die Studie also immer die aktuell beste Transponderlösung aufzeigen.

Die neue UTPS 2012/2013 ist für Neukunden ab sofort als Printmedium für 495,-€/Jahr im 5-Jahresabonnement oder 995,-€ als Einzelexemplar erhältlich.

Zum EECC
Das European EPC Competence Center wurde als erstes europäisches Testlabor im September 2005 von EPCglobal als „EPCglobal Performance Test Center“ zertifiziert. Mit der jährlich erscheinenden Benchmark Studie „UHF Tag Performance Survey (UTPS)“ hat das EECC seit 2007 den weltweiten Standard in der Transpondermessung gesetzt. Das EECC vermittelt im Rahmen der EECC RFID Academy in Zusammenarbeit mit dem Auto ID Lab St Gallen/ETH Zürich und der RWTH International University aktuelles RFID-Know-How und setzt mit der hauseigenen Beratung komplexe RFID Projekte um. Seit 2008 zertifiziert das EECC die Performance von RFID Hardware und führte als erstes Labor materialabhängige Modellierungen bei der Transponderauswahl ein. Seit 2009 widmet sich ein eigenes Kapitel der UTPS zusätzlich den On Metal Transpondern und seit 2010 führt das EECC als erstes Labor Proximity-Messungen für jeden Transponder durch. Seit 2011 können sich Hersteller Ihre Tags für bestimmte Anwendungen zertifizieren lassen. Das Ziel der Dienstleistungen des EECC ist immer: Erfolgreiche RFID-Projekte.


GS1 Germany, die Deutsche Post World Net und die METRO Group haben das EECC gegründet mit dem Ziel, die RFID-Technologie und den Elektronischen Produkt-Code (EPC) als internationalen, branchenübergreifenden Standard in Europa zu etablieren.

Kontakt:                                                                                
European EPC Competence Center GmbH
Conrad von Bonin                               
Mainstrasse 113 – 119
41469 Neuss
Tel.: +49 (0) 211 969 555 3                 
E-Mail: vonbonin@eecc.info

Urlaubsvertretung: 14.7 – 25.7.2012:

Thomas Holtstiege
Tel.: +49 (0) 211 969 555 1
E-Mail: holtstiege@eecc.info

www.eecc.info