Verfügbarkeit: RFID-Handbuch

RFID-Handbuch: Grundlagen und praktische Anwendungen induktiver Funkanlagen, Transponder und kontaktloser Chipkarten

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Finkenzeller, Klaus (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München [u.a.] Hanser 2002
Ausgabe:	3., aktualisierte und erw. Aufl.
Schlagworte:	Kontaktlose Chipkarte Elektromagnetische Induktion Transponder Induktiver Sensor Hochfrequenz Berührungsloser Sensor Automatische Identifikation RFID Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XVIII, 446 S. zahlr. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3446220712

Internformat

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adam_text	KLAUS FINKENZELLER RFID-HANDBUCH GRUNDLAGEN UND PRAKTISCHE ANWENDUNGEN INDUKTIVER FUNKANLAGEN, TRANSPONDER UND KONTAKTLOSER CHIPKARTEN 3., AKTUALISIERTE UND ERWEITERTE AUFLAGE HANSER INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG 1 1.1 AUTOMATISCHE IDENTIFIKATIONSSYSTEME 2 1.1.1 BARCODE-SYSTEME 2 1.1.2 OPTICAL CHARACTER RECOGNITION 3 1.1.3 BIOMETRISCHE VERFAHREN 4 1.1.3.1 SPRACHIDENTIFIZIERUNG 4 1.1.3.2 FINGERABDRUCKVERFAHREN (DAKTYLOSKOPIE) 4 1.1.4 CHIPKARTEN 4 1.1.4.1 SPEICHERKARTEN 5 1.1.4.2 MIKROPROZESSORKARTEN 6 1.1.5 RFID-SYSTEME 6 1.2 VERGLEICH VERSCHIEDENER ID-SYSTEME 7 1.3 BESTANDTEILE EINES RFID-SYSTEMS 7 2 UNTERSCHEIDUNGSMERKMALE VON RFID-SYSTEMEN 11 2.1 GRUNDSAETZLICHE UNTERSCHEIDUNGSMERKMALE 11 2.2 BAUFORMEN VON TRANSPONDERN 14 2.2.1 DISKS UND MUENZEN 14 2.2.2 GLASGEHAEUSE 14 2.2.3 PLASTIKGEHAEUSE 15 2.2.4 WERKZEUG- UND GASFLASCHENIDENTIFIKATION 16 2.2.5 SCHLUESSEL UND SCHLUESSELANHAENGER 17 2.2.6 UHREN 18 2.2.7 BAUFORM ID-1, KONTAKTLOSE CHIPKARTEN 18 2.2.8 SMART LABEL 20 2.2.9 COIL-ON-CHIP 21 2.2.10 WEITERE BAUFORMEN 22 2.3 FREQUENZ, REICHWEITE UND KOPPLUNG 22 2.4 INFORMATIONSVERARBEITUNG IM TRANSPONDER 23 2.5 AUSWAHLKRITERIEN FUER RFID-SYSTEME 25 2.5.1 ARBEITSFREQUENZ 26 2.5.2 REICHWEITE 26 2.5.3 SICHERHEITSANFORDERUNGEN 27 2.5.4 SPEICHERKAPAZITAET 28 3 GRUNDLEGENDE FUNKTIONSWEISE 29 3.1 1-BIT-TRANSPONDER 30 3.1.1 RADIOFREQUENZ 30 3.1.2 MIKROWELLE 33 3.1.3 FREQUENZTEILER 35 3.1.4 ELEKTRO-MAGNETISCH 36 VI INHALTSVERZEICHNIS 3.1.5 AKUSTOMAGNETISCH 38 3.2 VOLL-UND HALBDUPLEXVERFAHREN 40 3.2.1 INDUKTIVE KOPPLUNG 42 3.2.1.1 ENERGIEVERSORGUNG PASSIVER TRANSPONDER 42 3.2.1.2 DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESER 44 3.2.2 ELEKTROMAGNETISCHE BACKSCATTER-KOPPLUNG 48 3.2.2.1 ENERGIEVERSORGUNG DER TRANSPONDER 48 3.2.2.2 DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESER 50 3.2.3 CLOSE COUPLING 51 3.2.3.1 ENERGIEVERSORGUNG DER TRANSPONDER 51 3.2.3.2 DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESER 52 3.2.4 DATENUEBERTRAGUNG LESER TRANSPONDER 53 3.2.5 ELEKTRISCHE KOPPLUNG 53 3.2.5.1 ENERGIEVERSORGUNG PASSIVER TRANSPONDER 53 3.2.5.2 DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESEGERAET 55 3.3 SEQUENTIELLE VERFAHREN 55 3.3.1 INDUKTIVE KOPPLUNG 56 3.3.1.1 SPANNUNGSVERSORGUNG DES TRANSPONDERS 56 3.3.1.2 VERGLEICH ZWISCHEN FDX-/HDX-UND SEQ-SYSTEMEN 56 3.3.1.3 DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESER 58 3.3.2 OBERFLAECHENWELLEN-TRANSPONDER 59 4 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN FUER RFID-SYSTEME 63 4.1 MAGNETISCHES FELD 64 4.1.1 MAGNETISCHE FELDSTAERKE H 64 4.1.1.1 FELDSTAERKEVERLAUF H(X) BEI LEITERSCHLEIFEN 65 4.1.1.2 OPTIMIERTER ANTENNENDURCHMESSER 67 4.1.2 MAGNETISCHER FLUSS UND MAGNETISCHE FLUSSDICHTE 68 4.1.3 INDUKTIVITAET L 69 4.1.3.1 INDUKTIVITAET EINER LEITERSCHLEIFE 70 4.1.4 GEGENINDUKTIVITAET M 70 4.1.5 KOPPLUNGSFAKTOR K 72 4.1.6 INDUKTIONSGESETZ 74 4.1.7 RESONANZ 76 4.1.8 PRAKTISCHER BETRIEB DES TRANSPONDERS 81 4.1.8.1 SPANNUNGSVERSORGUNG DES TRANSPONDERS 81 4.1.8.2 SPANNUNGSREGELUNG 81 4.1.9 ANSPRECHFELDSTAERKE HMIN 83 4.1.9.1 ENERGIEREICHWEITE" VON TRANSPONDERSYSTEMEN 86 4.1.9.2 ANSPRECHBEREICH VON LESEGERAETEN 88 4.1.10 GESAMTSYSTEM TRANSPONDER - LESEGERAET 89 4.1.10.1 TRANSFORMIERTE TRANSPONDERIMPEDANZ ZT' 91 4.1.10.2 EINFLUSSGROESSEN VON ZT' 94 INHALTSVERZEICHNIS VII 4.1.10.3 LASTMODULATION 101 4.1.11 MESSUNG VON SYSTEMPARAMETERN 108 4.1.11.1 MESSUNG DES KOPPLUNGSFAKTORS K 108 4.1.11.2 MESSUNG DER TRANSPONDERRESONANZFREQUENZ 109 4.1.12 MAGNETISCHE WERKSTOFFE 111 4.1.12.1 EIGENSCHAFTEN MAGNETISCHER WERKSTOFFE UND FERRITE 111 4.1.12.2 FERRITANTENNEN IN LF-TRANSPONDERN 112 4.1.12.3 FERRITABSCHIRMUNG IN METALLISCHER UMGEBUNG 113 4.1.12.4 EINBAU VON TRANSPONDERN IN METALL 114 4.2 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 116 4.2.1 ENTSTEHUNG ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 116 4.2.1.1 UEBERGANG VOM NAH- ZUM FERNFELD BEI LEITERSCHLEIFEN 117 4.2.2 STRAHLUNGSDICHTES 118 4.2.3 FELDWELLENWIDERSTAND UND FELDSTAERKE E 119 4.2.4 POLARISATION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 120 4.2.4.1 REFLEXION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 121 4.2.5 ANTENNEN 123 4.2.5.1 GEWINN UND RICHTWIRKUNG 123 4.2.5.2 EIRP UND ERP 125 4.2.5.3 EINGANGSIMPEDANZ 125 4.2.5.4 WIRKSAME FLAECHE UND RUECKSTREUQUERSCHNITT 126 4.2.5.5 EFFEKTIVE LAENGE 129 4.2.5.6 DIPOLANTENNE 130 4.2.5.7 YAGI-UDA-ANTENNE 132 4.2.5.8 PATCH- ODER MIKROSTRIPANTENNEN 132 4.2.5.9 SCHLITZANTENNEN 135 4.2.6 PRAKTISCHER BETRIEB VON MIKROWELLENTRANSPONDERN 135 4.2.6.1 ERSATZSCHALTBILDER DES TRANSPONDERS 136 4.2.6.2 SPANNUNGSVERSORGUNG PASSIVER TRANSPONDER 137 4.2.6.3 SPANNUNGSVERSORGUNG AKTIVER TRANSPONDER 145 4.2.6.4 REFLEXION UND AUSLOESCHUNG 146 4.2.6.5 ANSPRECHEMPFINDLICHKEIT DES TRANSPONDERS 147 4.2.6.6 MODULIERTER RUECKSTREUQUERSCHNITT 147 4.2.6.7 LESEREICHWEITE 150 4.3 OBERFLAECHENWELLEN 153 4.3.1 ENTSTEHUNG EINER OBERFLAECHENWELLE 153 4.3.2 REFLEXION EINER OBERFLAECHENWELLE 155 4.3.3 FUNKTIONSSCHEMA VON OFW-TRANSPONDERN 156 4.3.4 DER SENSOREFFEKT 159 4.3.4.1 REFLEKTIVE VERZOEGERUNGSLEITUNG 160 4.3.4.2 RESONANTE SENSOREN 161 4.3.4.3 IMPEDANZSENSOREN 163 4.3.5 GESCHALTETE SENSOREN 163 VIII INHALTSVERZEICHNIS 5 FREQUENZBEREICHE UND FUNKZULASSUNGSVORSCHRIFTEN 165 5.1 VERWENDETE FREQUENZBEREICHE 165 5.1.1 FREQUENZBEREICH 9 . 135 KHZ 166 5.1.2 FREQUENZBEREICH 6,78 MHZ 168 5.1.3 FREQUENZBEREICH 13,56 MHZ 168 5.1.4 FREQUENZBEREICH 27,125 MHZ 169 5.1.5 FREQUENZBEREICH 40,680 MHZ 169 5.1.6 FREQUENZBEREICH 433,920 MHZ 169 5.1.7 FREQUENZBEREICH 869,0 MHZ 170 5.1.8 FREQUENZBEREICH 915,0 MHZ 170 5.1.9 FREQUENZBEREICH 2,45 GHZ 170 5.1.10 FREQUENZBEREICH 5,8 GHZ 171 5.1.11 FREQUENZBEREICH 24,125 GHZ 171 5.1.12 AUSWAHL DER FREQUENZ FUER INDUKTIV GEKOPPELTE RFID-SYSTEME 171 5.2 EUROPAEISCHE ZULASSUNGSVORSCHRIFTEN 174 5.2.1 CEPT/ERC REC 70-03 174 5.2.1.1 ANNEX 1: NON-SPECIFIC SHORT RANGE DEVICES 175 5.2.1.2 ANNEX 4: RAILWAY APPLICATIONS 176 5.2.1.3 ANNEX 5: ROAD TRANSPORT & TRAFFIC TELEMATICS 176 5.2.1.4 ANNEX 9: INDUCTIVE APPLICATIONS 177 5.2.1.5 ANNEX 11: RFID APPLICATIONS 177 5.2.1.6 FREQUENZBEREICH 868 MHZ 178 5.2.2 EN 300330: 9 KHZ . 25 MHZ 178 5.2.2.1 TRAEGERLEISTUNG - GRENZWERTE FUER H-FELD SENDER 179 5.2.2.2 NEBENAUSSENDUNGEN 180 5.2.3 EN 300 220-1, EN 300 220-2 181 5.2.4 EN 300440 182 5.3 NATIONALE ZULASSUNGSVORSCHRIFTEN IN EUROPA 183 5.3.1 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND 183 5.4 NATIONALE ZULASSUNGSVORSCHRIFTEN 185 5.4.1 USA 185 5.4.2 ZUKUENFTIGE ENTWICKLUNG: USA - JAPAN - EUROPA 186 6 CODIERUNG UND MODULATION 189 6.1 CODIERUNG IM BASISBAND 190 6.2 DIGITALE MODULATIONSVERFAHREN 192 6.2.1 AMPLITUDENTASTUNG (ASK) 193 6.2.2 2-FSK 195 6.2.3 2-PSK 196 6.2.4 MODULATIONSVERFAHREN MIT HILFSTRAEGER 197 7 DATENINTEGRITAET 199 7.1 PRUEFSUMMENVERFAHREN 199 7.1.1 PARITAETSPRUEFUNG 199 INHALTSVERZEICHNIS IX 7.1.2 LRC-VERFAHREN 200 7.1.3 CRC-VERFAHREN 200 7.2 VIELFACHZUGRIFFSVERFAHREN - ANTIKOLLISION 203 7.2.1 RAUMMULTIPLEX - SDMA 206 7.2.2 FREQUENZMULTIPLEX - FDMA 207 7.2.3 ZEITMULTIPLEX - TDMA 208 7.2.4 BEISPIELE FUER ANTIKOLLISIONSVERFAHREN 210 7.2.4.1 ALOHA-VERFAHREN 210 7.2.4.2 SLOTTED-ALOHA-VERFAHREN 212 7.2.4.3 BINARY-SEARCH-ALGORITHMUS 216 8 DATENSICHERHEIT 225 8.1 GEGENSEITIGE SYMMETRISCHE AUTHENTIFIZIERUNG 225 8.2 AUTHENTIFIZIERUNG MIT ABGELEITETEN SCHLUESSELN 227 8.3 VERSCHLUESSELTE DATENUEBERTRAGUNG 228 8.3.1 STREAMCIPHER 229 9 NORMUNG 233 9.1 TIERIDENTIFIKATION 233 9.1.1 ISO 11784-CODESTRUKTUR 233 9.1.2 ISO 11785-TECHNISCHES KONZEPT 233 9.1.2.1 ANFORDERUNGEN 234 9.1.2.2 VOLL-/HALBDUPLEX-SYSTEM 236 9.1.2.3 SEQUENTIELLES SYSTEM 236 9.1.3 ISO 14223 - ADVANCED TRANSPONDERS 237 9.1.3.1 TEIL 1 - AIR INTERFACE 237 9.1.3.2 TEIL 2 - CODE AND COMMAND STRUCTURE 239 9.2 KONTAKTLOSE CHIPKARTEN 241 9.2.1 ISO 10536 - CLOSE-COUPLING-CHIPKARTEN 242 9.2.1.1 PART 1 - PHYSICAL CHARACTERISTICS 242 9.2.1.2 PART 2 - DIMENSIONS AND LOCATIONS OF COUPLING AREAS 242 9.2.1.3 PART 3 - ELECTRONIC SIGNALS AND RESET PROCEDURES 242 9.2.1.4 PART 4 - ANSWER TO RESET AND TRANSMISSION PROTOCOLS 244 9.2.2 ISO 14443 - PROXIMITY-COUPLING-CHIPKARTEN 244 9.2.2.1 PART 1 - PHYSICAL CHARACTERISTICS 245 9.2.2.2 PART 2 - RADIO FREQUENCY INTERFACE 245 9.2.2.3 PART 3 - INITIALIZATION AND ANTICOLLISION 250 9.2.2.4 PART 4 - TRANSMISSION PROTOCOLS 257 9.2.3 ISO 15693 - VICINITY-COUPLING-CHIPKARTEN 261 9.2.3.1 PART 1 - PHYSICAL CHARACTERISTICS 262 9.2.3.2 PART 2 - AIR INTERFACE AND INITIALIZATION 262 9.2.4 ISO 10373- PRUEFMETHODEN FUER CHIPKARTEN 267 9.2.4.1 PART 4 - TESTVERFAHREN FUER CLOSE-COUPLING-CHIPKARTEN 268 9.2.4.2 PART 6 - TESTVERFAHREN FUER PROXIMITY-COUPLING-CHIPKARTEN 268 INHALTSVERZEICHNIS 9.2.4.3 PART 7 - TESTVERFAHREN FUER VICINITY-COUPLING-CHIPKARTEN 271 9.3 DIN/ISO 69873 - DATENTRAEGER FUER WERK- UND SPANZEUGE 272 9.4 ISO 10374 - CONTAINERIDENTIFIKATION 272 9.5 VDI4470 - WARENSICHERUNGSSYSTEME 273 9.5.1 TEIL 1 - KUNDENABNAHMERICHTLINIEN FUER SCHLEUSEN-SYSTEME 273 9.5.1.1 ERMITTLUNG DER FEHLALARMQUOTE 274 9.5.1.2 ERMITTLUNG DER DETEKTIONSRATE 274 9.5.1.3 FORMBLAETTER IN VDI 4470 275 9.5.2 TEIL 2 - KUNDENABNAHMERICHTLINIEN FUER DEAKTIVIERUNGSANLAGEN 275 9.6 GUETER-UND WARENWIRTSCHAFT 276 9.6.1 ISO 18000 SERIE 276 9.6.2 GTAG INITIATIVE 277 9.6.2.1 GT AG-TRANSPORTSCHICHT (PHYSICAL LAYER) 278 9.6.2.2 GT AG LEITUNGS-UND ANWENDUNGSSCHICHT 279 10 ARCHITEKTUR ELEKTRONISCHER DATENTRAEGER 281 10.1 TRANSPONDER MIT SPEICHERFUNKTION 281 10.1.1 HF-INTERFACE 282 10.1.1.1 SCHALTUNGSBEISPIEL - LASTMODULATION MIT HILFSTRAEGER 282 10.1.1.2 SCHALTUNGSBEISPIEL - HF-INTERFACE FUER ISO-14443 TRANSPONDER 284 10.1.2 ADRESS-UND SICHERHEITSLOGIK 286 10.1.2.1 STATE-MACHINE 287 10.1.3 SPEICHERARCHITEKTUR 288 10.1.3.1 READ-ONLY-TRANSPONDER 288 10.1.3.2 BESCHREIBBARE TRANSPONDER 290 10.1.3.3 TRANSPONDER MIT KRYPTOFUNKTION 290 10.1.3.4 SEGMENTIERTE SPEICHER 292 10.1.3.5 MIFARE-APPLIKATIONSVERZEICHNIS 295 10.1.3.6 DUAL-PORT-EEPROM 297 10.2 MIKROPROZESSOREN 300 10.2.1 DUAL INTERFACE KARTE 302 10.2.1.1 MIFARE PLUS 304 10.2.1.2 MODERNE KONZEPTE FUER DIE DUAL INTERFACE CARD 305 10.3 SPEICHERTECHNOLOGIE 307 10.3.1 RAM 308 10.3.2 EEPROM 308 10.3.3 FRAM 310 10.3.4 LEISTUNGSVERGLEICH FRAM - EEPROM 311 10.4 MESSUNG PHYSIKALISCHER GROESSEN 312 10.4.1 TRANSPONDER MIT SENSORFUNKTIONEN 312 10.4.2 MESSUNGEN MIT MIKROWELLENTRANSPONDERN 314 10.4.3 SENSOREFFEKT BEI OBERFLAECHENWELLEN-TRANSPONDERN 315 INHALTSVERZEICHNIS XI 11 LESEGERAETE 319 11.1 DATENFLUSS IN EINER APPLIKATION 319 11.2 KOMPONENTEN EINES LESEGERAETES 320 11.2.1 HF-INTERFACE 321 11.2.1.1 INDUKTIV GEKOPPELTES SYSTEM, FDX/HDX 321 11.2.1.2 MIKROWELLEN-SYSTEM - HALBDUPLEX 322 11.2.1.3 SEQUENTIELLE SYSTEME - SEQ 324 11.2.1.4 MIKROWELLEN-SYSTEM FUER OFW-TRANSPONDER 325 11.2.2 STEUERUNG 326 11.3 LOW-COST-AUFBAU - LESER-IC U2270B 327 11.4 ANSCHLUSS VON ANTENNEN FUER INDUKTIV GEKOPPELTE SYSTEME 329 11.4.1 ANSCHALTUNG MIT STROMANPASSUNG 330 11.4.2 SPEISUNG UEBER KOAXIALKABEL 332 11.4.3 EINFLUSS DES GUETEFAKTORS Q 336 11.5 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON LESEGERAETEN 336 11.5.1 OEM-LESEGERAETE 337 11.5.2 LESEGERAETE FUER INDUSTRIELLEN EINSATZ 337 11.5.3 PORTABLE LESEGERAETE 337 12 HERSTELLUNG VON TRANSPONDERN UND KONTAKTLOSEN CHIPKARTEN 341 12.1 GLAS- UND PLASTIKTRANSPONDER 341 12.1.1 MODULHERSTELLUNG 341 12.1.2 TRANSPONDERHALBZEUG 343 12.1.3 KOMPLETTIERUNG 344 12.2 KONTAKTLOSE CHIPKARTEN 344 12.2.1 SPULENHERSTELLUNG 345 12.2.2 VERBINDUNGSTECHNIK 349 12.2.3 LAMINIEREN 350 13 ANWENDUNGSBEISPIELE 353 13.1 KONTAKTLOSE CHIPKARTEN 353 13.2 OEPNV 355 13.2.1 AUSGANGSSITUATION 355 13.2.2 ANFORDERUNGEN 356 13.2.2.1 TRANSAKTIONSZEIT 356 13.2.2.2 WITTERUNGSBESTAENDIGKEIT, LEBENSDAUER, BEDIENKOMFORT 356 13.2.3 VORTEILE DURCH DEN EINSATZ VON RFID-SYSTEMEN 357 13.2.4 TARIFMODELLE MIT ELEKTRONISCHER ABRECHNUNG 358 13.2.5 MARKTPOTENZIAL 359 13.2.6 PROJEKTBEISPIELE 360 13.2.6.1 KOREA-SEOUL 360 13.2.6.2 DEUTSCHLAND - 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