Page 1
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Vrij Technisch InstituutToekomststraat 758790 Waregem
TECHNISCH SECUNDAIR ONDERWIJS
INDUSTRIËLE WETENSCHAPPEN
Geïntegreerde proef:
Radio Frequentie Identificatie (RFID)
Schooljaar: 2008 - 2009
2de Leerjaar van de Derde Graad
Timothy DivilbissJens Van Dooren
Page 2
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
TECHNISCH SECUNDAIR ONDERWIJSINDUSTRIËLE WETENSCHAPPEN
Geïntegreerde proef:
Radio Frequentie Identificatie (RFID)
Schooljaar: 2008 - 20092de Leerjaar van de Derde Graad
Timothy Divilbiss
Jens Van Dooren
Page 3
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Page 4
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Voorwoord
Als laatstejaarsstudenten industriële wetenschappen aan het VTI Waregem
moesten we een onderwerp zoeken voor ons eindwerk dat in de lijn lag van onzeopleiding. Het eindwerk of de geïntegreerde proef (GIP) is een taak waar we
doorheen het volledige jaar aan moeten werken.
Ons onderwerp voor de GIP leunt grotendeels aan bij het vak elektronica. Daarbij
was het voor ons ook belangrijk om een eerste contactpersoon te vinden die vlot
bereikbaar was. Dit omwille van de vele praktische voordelen omtrent het
verkrijgen van informatie.
Tijdens de zomervakantie heeft Timothy als jobstudent gewerkt bij de firma
DANILITH-DELMULE. Na opgemerkt te hebben dat het bedrijf door de jaren heen
sterk geïnvesteerd had in automatisering heeft Timothy de vraag gesteld of het
mogelijk zou zijn om in samenwerking met de heer Darren Divilbiss een nieuwe
vorm van automatische identificatie in de firma te introduceren.
Toen het GIP-project van start ging en de groepen opgesteld werden, hebben we
besloten om verder te bouwen op Radio Frequentie Identificatie (RFID). Onze
interesse voor RFID ligt voor ons beiden in dezelfde aard. Omdat tegenwoordig
alles geautomatiseerd wordt vonden we het interessant om een vorm van
automatische identificatie te bespreken. Bovendien is RFID iets nieuws voor ons.
Voor Jens was het vakgebied van de elektronica helemaal nieuw, wat zijn
interesse extra stimuleerde.
Met dit voorwoord willen wij alvast alle contactpersonen bedanken. In het
bijzonder denken we aan de heer Wim De Schrijver van de firma MULTIPROX en
de heer Darren Divilbiss van DANILITH-DELMULLE. Ook dank aan onze interne
mentoren, mevrouw Brenda Van Heghe, de heer Jan Reybroeck, en de
taalcoördinator, de heer Joost Libbrecht.
Door de hulp die we van hen gekregen hebben kunnen we met een opgeheven
hoofd terugkijken naar een lang maar leerrijk GIP-project.
Page 5
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Inleiding
Het onderwerp dat we gekozen hebben is een vorm van automatische
identificatie. Doorheen de tijd heeft RFID zich weten te ontpoppen tot een alom
gebruikte vorm van beveiliging, productopvolging en automatisering. RFID maakt
het opvolgen en traceren van goederen en personen mogelijk.
Het RFID-systeem werkt door middel van een aaneenschakeling van antennes,
scanners en computers. Via deze scanners en antennes is het mogelijk om RFID-
tags van op een afstand te lezen en te schrijven, om zo bepaalde data te
verkrijgen van de tag of op te slaan op de tag.
RFID zal volgens ons en vele anderen de slimme, vlugge en handige opvolger
worden van de barcode. RFID heeft vele voordelen ten opzichte van de
traditionele barcodesystemen, waarbij het grootste voordeel is dat RFID volledig
zelfstandig kan werken en we bij barcodes mensen nodig hebben om de codes teplaatsen en te scannen.
RFID wordt nu al in vele sectoren gebruikt voor productopvolging tot beveiliging.
Zo zijn er winkels die RFID gebruiken om producten te voorzien van een tag die
een alarm activeert bij het verlaten van de winkel. Hetzelfde RFID-systeem kan
ook op hetzelfde moment registreren dat er een product uit de rekken weg is,
waardoor de winkel duidelijk kan zien wanneer een product bijna op is. Ook in
firma’s worden RFID-systemen gebruikt, maar in deze gevallen is het meestal
om producten op te volgen doorheen het proces.
In deze GIP gaan we bespreken wat RFID is, waarvoor het kan gebruikt worden
en hoe het kan gebruikt worden. Naast alle theoretische aspecten van RFID gaan
we ook een eigen RFID-opstelling testen. Deze opstelling zal gaan om een
scanner en enkele RFID-tags waarbij we tussen de tag en de scanner iedere
keer een andere tussenstof plaatsen. Zo gaan we nagaan welke stoffen het RFID-
systeem beïnvloeden.
Page 6
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
I nhouds t a fe l
1 Automatische identificatie ................................................................... 6
Voorwoord
Inleiding
Inhoudsopgave
1.1 Vormen van auto-ID .......................................................................... 6
1.1.1 De barcode ....................................................................................... 6
1.1.2 OCR ................................................................................................. 8
1.1.2.1 Intelligent Textual Recognition ............................................................ 9
1.1.2.2 Intelligent Character Recognition ........................................................ 9
1.1.2.3 Optical Mark Recognition .................................................................... 9
1.1.3 Biometrie ........................................................................................ 10
1.1.4 De smart card .................................................................................. 11
1.1.4.1 De chip van een smartcard ................................................................ 12
1.1.4.2 Veel voorkomende vormen van een chipkaart ...................................... 12
1.1.5 RFID ............................................................................................... 13
1.1.5.1 Wat is RFID ..................................................................................... 13
1.1.5.2 Ontstaan van RFID ........................................................................... 15
2 RFID-componenten .......................................................................... 16
2.1 Systeemoverzicht ............................................................................. 11
2.2 Lees- en schrijfeenheid ..................................................................... 16
2.3 Transponder .................................................................................... 18
2.4 Data-overdracht ............................................................................... 18
3 Frequenties bij RFID ......................................................................... 19
3.1 Lage frequentie (LF) ......................................................................... 19
3.2 Hoge frequentie (HF) ........................................................................ 19
3.3 Ultrahoge frequentie (UHF) ................................................................ 19
3.4 Microgolffrequentie (μW) ................................................................... 19
3.5 Invloed van externe elementen op de werking van RFID ....................... 20
4 Wat is een transponder ..................................................................... 21
4.1
Vormen van een transponder ............................................................. 21
5 Soorten transponders........................................................................ 22
Page 7
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
5.1 RFID transponders volgens het type geheugen ..................................... 22
5.1.1 Read-Only-Transponders ................................................................... 22
5.1.2 Write-Once-Read-Many transponders .................................................. 22
5.1.3
Read-Write transponders ................................................................... 22
5.2 Actieve en passieve transponder ........................................................ 22
5.2.1 De passieve transponder ................................................................... 23
5.2.2 De actieve transponder ..................................................................... 24
5.2.3 De semi-actieve transponder ............................................................. 25
5.3 Belangrijke kenmerken van transponders ............................................ 26
5.4 Overzicht v/d frequentie t.o.v. verschillende parameters ....................... 26
5.5 Formules ......................................................................................... 27
5.5.1 De totale energie die een tag kan opnemen zonder storingen ................. 27
5.5.2 Terug gestraalde energie ................................................................... 27
5.5.3 Verband tussen de leesafstand en de antenna verlenging ...................... 28
5.6 Communicatie tussen tags en RF-scanner ............................................ 28
6 RFID-standaard ................................................................................ 29
6.1 ISO ................................................................................................. 29
6.1.1 Standaard voor identificeren van dieren met behulp van RFID ................ 29
6.1.2 ISO 15961 tot en met 15963 ............................................................. 30
6.1.3 ISO 17363 tot en met ISO 17367 ....................................................... 30
6.1.4 ISO 18000 ....................................................................................... 30
6.2 GTag ............................................................................................... 31
6.3 De Elektronische Product Code (EPC) .................................................. 32
7 Dataoverdracht via RFID ................................................................... 33
7.1 Elektromagnetische velden en golven .................................................. 33
7.1.1 Elektromagnetisme ........................................................................... 33
7.1.2 Opwekken van elektrische en magnetische velden ............................... 34
7.1.3 Magnetisch gekoppelde spoelen als antennes ...................................... 35
7.2 Zender ............................................................................................ 36
7.3 Ontvanger ....................................................................................... 38
7.4 Signaalstoringen. ............................................................................. 38
Page 8
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
8 RFID-toepassingen .......................................................................... 39
8.1 In het dagelijkse leven ...................................................................... 39
8.1.1 Inventaris ........................................................................................ 39
8.1.2
Diefstalbeveiliging ............................................................................ 39
8.1.3 Beveiliging tegen vervalsing ............................................................... 39
8.2 RFID bij mens en dier ....................................................................... 40
8.3 In de healthcare sector ..................................................................... 44
8.3.1 Dwaaldetectie .................................................................................. 44
8.3.2 Het EPD naar het bed van de patiënt brengen. ..................................... 44
8.3.3 Medisch materiaal lokaliseren en beheren ............................................ 45
8.4 In de industrie ................................................................................. 45
8.4.1 Opvolging van geproduceerde onderdelen ........................................... 45
8.4.2 Inbadgen van werknemers ................................................................ 45
9 Praktische uitvoering ....................................................................... 46
9.1 Inleiding .......................................................................................... 46
9.2 Meetopstelling en werkwijze ............................................................... 47
9.3
Benodigdheden en materialen ............................................................ 48
9.3.1 De testkit ........................................................................................ 48
9.3.2 De muren: traditioneel, geautomatiseerd bouwen ................................. 49
9.3.3 Uitwerking ....................................................................................... 49
9.4 Metingen en resultaten ...................................................................... 50
9.4.1 Proef 1: Mogelijkheid tot uitlezen per individuele laag ........................... 50
9.4.2 Proef 2: Mogelijke locatie bepalen van de tag in de muur ...................... 51
9.5 Besluiten ......................................................................................... 53
10 Algemeen besluit .............................................................................. 54
Bronnenlijst
Bijlagen
Page 9
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
6
1 Automatische identificatie1
1.1 Vormen van auto-ID
Radio Frequentie Identificatie is een vorm van automatische identificatie,maar naast deze vorm van auto-ID zijn er ook nog vele andere vormen die
tot de auto-ID groep behoren. Auto-ID wordt gebruikt voor
toegangscontrole en opvolging van producten. Dit betekent dat met auto-
ID de gegevens van de gelezen code direct kunnen worden terug gevonden
of gebruikt worden zonder dat iemand handmatig alles moet opzoeken. De
vijf meest voorkomende vormen van auto-ID zijn RFID, de smartcard,
barcodes, Optical Character Recognition (OCR) en biometrie.
1.1.1 De barcode2
De barcode is de meest gekende vorm van automatische identificatie. Dit
komt hoogstwaarschijnlijk omdat het ook de meest gebruikte toepassing is
voor automatische productidentificatie. Naast productidentificatie worden
barcodes ook gebruikt in vele handelstoepassingen, in de industrie, in het
onderwijs, in de gezondheidszorg, in bibliotheken en zelfs op menukaarten
in restaurants.
De barcode is een symbool bestaande uit verticale zwarte lijnen met wittetussenruimtes, waarin informatie in gecodeerde vorm is opgeslagen. Deze
lijnen stellen individuele karakters voor. Ieder karakter wordt weergegeven
met een unieke volgorde van smallere en bredere lijnen. De breedte van de
lijnen en de tussenruimtes verandert naargelang de karakters die zijn
opgeslagen.
1 “RFID Theorie & Praxis Kompaktseminar”, Prof. Dr. Schöneberg en Prof. Dr. Skrotzki, ontvangen op8 okt 20082 http://nl.wikipedia.org/wiki/Streepjescode, 26 jan 2009, auteur onbekend
Figuur 1.1 Vormen van auto-ID
Page 10
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
7
De meeste barcodes bevatten een vast startkarakter en stopkarakter.
Daardoor kan de code ook omgekeerd gelezen worden, aangezien de
decoder uit het startkarakter en stopkarakter de juiste leesvolgorde kan
achterhalen.
Door in de barcode gebruik te maken van controlekarakters, ook wel check
digits genoemd, kan worden gecontroleerd of er geen vervormingen zijn
opgetreden. Als er vervormingen in de code optreden kan dit een foutieve
identificatie als gevolg hebben. De gegevens die in de barcode verwerkt zijn
hebben in het algemeen een link met informatie die reeds in een computer
is opgeslagen, zoals productbeschrijving en prijsbeschrijvingen.
Het lezen van een barcode steunt op een
eenvoudig systeem waarbij de zwarte lijnenhet licht van de barcodelezer absorberen en
de witte tussenruimtes het licht reflecteren.
Door het streepjespatroon ontstaat er een
onregelmatige reflectie van het licht die eigen
is aan elk symbool. Een fotocel registreert de
reflectie van licht en geeft deze in digitale vorm door aan de computer.
Daar vormt een decoder de specifieke structuur van het barcodesymbool
om naar gegevens die door een computer kunnen verwerkt worden.
Barcodes kunnen verschillen van type
naargelang de toepassing van de code.
Sinds het begin van barcodes zijn er vele
verschillende types ontwikkeld, zoals Code
39, Code 128, tweedimensionale barcodes
en nog vele anderen. Deze codes hebben
allemaal hetzelfde principe maar verschillen
op vlak van gegevensopslag van elkaar. Zozal een barcode voor in een winkel meer
gericht zijn op artikelinformatie en een
barcode bij de post meer op regio
informatie. Natuurlijk zijn er uiterlijk ook
een aantal kleine verschillen, dit kan je zien
in onderstaande afbeelding.
Figuur 1.3 Verschillende types van barcodes
Figuur 1.2 Barcodelezers
Page 11
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
8
De structuur van een barcode komt overeen met een code bestaande uit
allerlei symbolen. Afhankelijk van de software die gebruikt wordt door de
scanner kan aan een barcode een alfanumerieke code toegekend worden.
Dit heeft als gevolg dat, wanneer een barcode wordt gelezen met
verschillende scanners, er ook verschillende codes kunnen bekomenworden. Het is dan ook uiterst belangrijk dat in grote firma‟s alle scanners
dezelfde software gebruiken.
1.1.2 OCR 3
Optical Character Recognition (OCR), in het Nederlands ook wel bekend als
optische tekenherkenning, is een methode waarbij reeksen karakters
kunnen worden gelezen. Met OCR wordt tekst uit een gescande afbeelding
omgevormd naar een bruikbaar en duidelijk bestand. Dit houdt in dat metOCR een tekst kan worden gescand en dan in tekstverwerkers, bijvoorbeeld
Word, worden bewerkt.
OCR doorloopt hoofdzakelijk drie
stappen. De eerste stap is het
analyseren van het ingevoerde
document. Dit houdt in dat nagegaan
wordt of het om een tekstbestand of
afbeelding gaat. Wanneer hetbestand volledig geanalyseerd is
worden alle karakters vervangen
door een karakter dat door een
tekstverwerker kan gelezen worden.
Niet alle karakters kunnen even
duidelijk gelezen worden en daarom
wordt een laatste stap doorlopen die
controleert of de bekomen tekst wel
nog overeenstemt met het
oorspronkelijk bestand. Dit houdt in
dat er gezocht wordt naar
grammatica- en taalfouten. Ook de
inhoud van de tekst mag niet
veranderd zijn. Als er na deze drie stappen nog altijd delen in de tekst niet
correct zijn, wordt het proces vanaf stap twee opnieuw doorlopen.
3 http://nl.wikipedia.org/wiki/Optical_character_recognition, 28 jan 2009, auteur onbekend
Figuur 1.4 Werking van OCR, stappenplan
Page 12
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
9
OCR kan worden toegepast in verschillende sectoren. Het wordt
bijvoorbeeld toegepast bij de post om brieven te sorteren. Camera‟s lezen
de adressen, of enkel het regionummer, en zo worden de brieven volgens
regio gesorteerd. Nog een andere toepassing is het automatisch aflezen van
voertuigidentificaties. Dit houdt in dat met scanners het serienummer vaneen auto of een ander voertuig wordt gelezen om vlug en eenvoudig het
voertuig te identificeren.
1.1.2.1 Intelligent Textual Recognition
Naast OCR bestaat er ook nog Intelligent Textual Recognition (ITR). Dit is
software die gebruikt wordt om op het internet te zoeken naar sites over
een vooraf ingegeven onderwerp en hiervan dan een samenvatting maakt.
1.1.2.2 Intelligent Character Recognition
Intelligent Character Recognition (ICR) is de naam die aan OCR wordt
toegekend als in de bekomen bestanden, de reeds omgezette afbeelding,
nog gezocht wordt naar specifieke gegevens. Dit kan bijvoorbeeld als het
gescande bestand een rekening is, dan zal de analyse proberen uit alle
OCR-bestanden de verschillende specifieke rekeninggegevens te vinden
(rekeningnummer, BTW, totalen, …).
1.1.2.3 Optical Mark Recognition
Optical Mark Recognition (OMR) is een vergelijkbare technologie die
gespecialiseerd is in de herkenning van aangeduide vakjes en zwart
gemaakte cirkeltjes. Kenmerkend voor deze techniek is over het algemeen
het gebruik van invulformulieren die gedrukt zijn in een bepaalde kleur.
Deze kleuren vallen bij het scannen van het formulier weg. Alleen de
aanduidingen blijven dan over, waardoor ze gemakkelijker door de software
herkend kunnen worden.
Page 13
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
10
1.1.3 Biometrie4
Biometrie is een techniek gebaseerd op het meten van lichaamskenmerken
van een persoon. Deze lichaamskenmerken zijn uniek en maken het daarom
mogelijk ze te gebruiken voor identificatie en authenticatie.
De meest gangbare en toegepaste vormen van biometrie
zijn op dit moment de vingerafdruk, handherkenning, de
irisscan of netvliesscan en stemherkenning. Deze vormen
worden vaak ingezet voor identificatie bij toegangscontrole.
Biometrie is de meest veilige methode voor beveiliging.
Natuurlijk is dit niet meer het geval wanneer je
oogscanners of vingerafdruklezers gebruikt die van
slechte kwaliteit zijn. De scanners werken door bij de
installatie een aantal herkenningspunten van het oog of
van de vinger te registreren. Bij iedere scan die je doet
zal de scanner automatisch op zoek gaan naar een
overeenkomstig geregistreerd oog of vingerafdruk.
De betrouwbaarheid van
biometrie kan worden
uitgedrukt door een FRR
en FAR. De FAR of False
Acceptance Rate moet zo
laag mogelijk zijn, want
deze waarde toont aan
hoe groot de kans is dat
een persoon zonder
toestemming toch wordt
toegelaten in hetsysteem. De FRR of False Reject Rate moet net zoals de FAR-waarde ook
laag zijn, want deze waarde toont aan hoe groot de kans is dat een persoon
met toestemming niet wordt toegelaten in het systeem.
Biometriesysteem FAR bij 3% FRR
Spraakherkenning 1%
Vingerafdruk - chipsensor << 1%
Vingerafdruk - optische sensor << 1%
Gelaatsherkenning 0,5%
Handgeometrie 0,15%
Bloedvatenherkenning in hand 0,0001%
Irisscan 0,0001% bij 2% FRR
Handherkenning is de eerste vorm van biometrie die sinds het begin van
4 http://www.microsoft.com/netherlands/ondernemers/techniek_trends/biometrie, 20 maart 2009, onbekend(microsoft corporation)
Figuur 1.5 oogscanner
Figuur 1.6 Vingerafdruklezer
Page 14
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
11
biometrie goed werkte. De structuur van de hand wordt bekomen door de
lengte, de hoogte en de dikte van de vingers. Handherkenning heeft een
zeer lage FRR, dit betekent dat de betrouwbaarheid van dit systeem zeer
goed is, vuile of natte handen hebben weinig invloed op het goed
functioneren van de scan. Het gebruikersgemak is dus hoog en de veiligheidvoldoende. De nauwkeurigheid is vergelijkbaar met de kans dat een pincode
correct geraden wordt.
Een nieuwe variant van handherkenning is de aderherkenning. In amper
een halve seconde wordt een opname gemaakt van de aderen in de
bovenzijde van de hand. De structuur van die aderen blijkt namelijk ook
voor iedereen uniek te zijn. Dit systeem kan een geregistreerd persoon
identificeren met een foutkans van 0,0001 procent.
Bij de meeste methoden van biometrie
moeten herkenningspunten vastgesteld
worden om toegang te krijgen tot het
systeem. Een vingerafdruk kan
bijvoorbeeld worden geïdentificeerd
wanneer er minstens twaalf punten
overeenstemmen met de origineel
ingevoerde vingerafdruk en dit allemaal
zonder enige afwijking of verschilpunten.
Veel gebruikte herkenningspunten zijn een beginnende lijn, splitsende lijn,
oog (meestal in het midden van de vinger) en lijnfragmenten.
Gelaatsherkenning is vergelijkbaar met handherkenning maar het werkt
vlotter bij grote groepen mensen. Voor gelaatsherkenning is geen contact
nodig met de sensor, zoals bij hand- en vingerafdrukherkenning, voor de
hygiëne is dat een groot voordeel. De nieuwste algoritmen die het beeld
analyseren zijn zo goed, dat men binnen de seconde uitsluitsel heeft.
Hierbij wordt uitgegaan van één-op-één herkenning in combinatie met een
pasje. Op dit pasje staat het nummer van een opgeslagen afbeelding, deze
afbeelding wordt opgehaald uit het geheugen van het
toegangscontrolesysteem en vergeleken met het beeld van de bezoeker. Als
je door de tijd heen een snor hebt laten groeien zal dit geen probleem
veroorzaken. Eén van de enige problemen die zich kan voordoen is dat
wanneer het oog wordt afgedekt, de herkenning niet meer lukt.
Figuur 1.7 herkenningspunten
Page 15
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
12
1.1.4 De smart card5
Een smartcard of chipkaart is een plastic kaart met een microprocessorchip.
Deze chip bevat een geheugen, de CPU en contactpunten. Het geheugen op
een chip bestaat uit drie delen:
RAM (Random-access memory),
ROM (Read Only Memory),
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory).
Het read-only memory (ROM) bevat het besturingsprogramma van de chip.
1.1.4.1 De chip van een smartcard
De chip die gebruikt wordt bij een smartcard is een microprocessorchip. Ditis een chip die de meeste en soms alle functies van een gewone processor
bevat. De chip is dus eigenlijk een CPU ingebouwd op een IC.
Om informatie van de kaart te halen moet de chip van de kaart in contact
komen met een ander circuit. Door de juiste verbinding te maken krijgt de
chip een spanning en kan er informatie afgehaald worden.
1.1.4.2 Veel voorkomende vormen van een chipkaart
Een magneetstripkaart, zoals een bankkaart, kan men vergelijken met het
beschrijven van een audiobandje. De gegevens zijn dan te wissen en te
herschrijven.
Smartcards zijn chipkaarten die te vergelijken zijn met een magneetkaart
waarbij de informatie is opgeslagen in een geheugenchip. De kaart kan een
beveiliging hebben. De kaarten zonder beveiliging zijn bijvoorbeeld
telefoonkaarten. Bij de smartcard heeft de chip niet alleen geheugen maar
ook een microprocessor die communicatie en berekeningsfuncties in dekaart zelf mogelijk maakt.
De optische kaart bewaart gegevens zodanig dat ze op een optische manier
te lezen zijn. De hoeveelheid gegevens is ongeveer 2 megabyte. De
techniek bij optische kaarten is te vergelijken met de werking van een cd.
In tegenstelling tot sommige cd‟s kunnen de gegevens niet meer gewijzigd
worden (read-only).
5 http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_card,8 februari 2009, auteur onbekend
Figuur 1.8 smartcard
Page 16
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
13
1.1.5 RFID 1.1.5.1 Wat is RFID6 7
RFID staat voor Radio Frequentie Identificatie. RFID is één van de vormen
van automatische identificatie die zeker niet nieuw is. Al vele jaren wordtRFID toegepast in vele verschillende domeinen, zoals toegangscontrole,
dierenidentificatie en productieopvolging. Door permanente technologische
verbeteringen slagen de producenten erin steeds meer functies in een nog
kleinere chip te integreren, terwijl de productiekosten dalen. Dit betekent
dat er steeds nieuwe toepassingen bij komen.
De technologie bestaat vaak uit een drietal basiscomponenten: de RF-tag of
transponder, de antenne en de RFID-scanner of RF-lezer. De scanner en de
tag communiceren met elkaar via radiogolven.
De tag zelf bestaat uit een microchip die in verbinding staat met een kleine
antenne. Die zorgt voor de overdracht van energie en voor het zenden en
ontvangen van data. In de microchip van de tag kan een bepaalde
hoeveelheid data worden opgeslagen waaronder een unieke identificatie
(ID) of herprogrammeerbare data (EAN-code, EAN staat voor European
Acces Network).
Afhankelijk van de doeleinden zijn er verschillende soorten tags
beschikbaar. De soort tag varieert van een flexibele sticker tot een actieve
tag met de grootte van een baksteen. De radiogolven waarmee de tag en
het leesapparaat met elkaar communiceren, kunnen verschillen van
frequentie binnen het elektromagnetisch spectrum, variërend van lage
frequentie tot en met microgolffrequentie. Elke toegelaten frequentieband
heeft zijn typische fysische kenmerken die voor- of nadelig kunnen zijn
voor bepaalde toepassingen. Zo is een tag met een lage frequentie van 125
KHz niet gevoelig voor water of vocht, in tegenstelling tot een tag met eenmicrogolffrequentie.
6 “Intelligent RFID Tag for magnetic field mapping”, Somogyi, 26 sept 2005, p.14, gevonden: 16 okt 2008, ditdocument is terug te vinden op onderstaande link
http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=US&NR=7446662B1&KC=B1&FT=D&date=2
0081104&DB=EPODOC&locale=nl_NL
7 http://www.aimglobal.org/technologies/RFID/what_is_rfid.asp, 8 feb 2009, aimglobal group, auteur onbekend
Page 17
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
14
Met elektromagnetische golven kan men draadloos informatie lezen van de
tag en/of schrijven naar de tag. Men kan ook extra gegevens schrijven,
zoals een prijsverandering. Het lezen en schrijven van een RFID-tag
gebeurt met een RFID-scanner. Deze scanner kan een computer zijn die via
een antenne contact maakt met de transponders, maar er bestaan ookhandheld scanners die overeen stemmen met de scanners van barcodes.
Met RFID-scanners kan je codes schrijven naar de tag. Naast de
zelfgeschreven codes hebben alle tags een eigen Electronic Product Code
(EPC). In het algemeen is een EPC een uniek nummer onder de vorm van
een binaire code.
Figuur 1.9 Verhouding van computer, reader en transponders
Een groot voordeel van RFID ten opzichte van vele andere automatische
identificatiesystemen is dat de transponder gelezen kan worden van op een
afstand. Dit wil zeggen dat als de RFID-transponder in een doos zit, je deze
nog steeds kan lezen. Bij barcodes moet de code zichtbaar zijn en als er
een lijn door de code staat dan kan die niet meer gelezen worden. Bij een
transponder is dit niet zo omdat er niets zichtbaar hoeft te zijn.
Figuur 1.10 EPC-Code
Elektromagnetische golven
Com uterSchrijvenLezen RFIDReader
Page 18
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
15
1.1.5.2 Ontstaan van RFID
De allereerste ontwikkelingen van RFID werden al gebruikt tijdens de
Tweede Wereldoorlog. In de loop van deze oorlog werden radars gebruikt
door de Japanners, Duitsers, Amerikanen en Britten. Ze werden gebruikt
om naderende vliegtuigen te detecteren. Het probleem hierbij was dat er
geen manier bestond om met enige zekerheid te bepalen welke vliegtuigen
van de vijand waren en met welke vliegtuigen de eigen piloten
terugkeerden van een missie. De Duitsers ontdekten dat als piloten een
draaiende beweging met hun vliegtuig maakten, het radiosignaal, dat
gestuurd werd om vliegtuigen in de lucht te spotten, anders dan bij een
gewoon naderend vliegtuig teruggekaatst werd. Door de draaiende
beweging werden meer golven van het signaal teruggekaatst. Dit
teruggekaatst signaal was anders dan de normale signalen van een gewoonnaderend vliegtuig. Hierdoor kon het radarpersoneel met enige zekerheid
bepalen dat het om een Duits vliegtuig ging en niet om een vijandelijk
vliegtuig. Dit is een voorbeeld van één van de eerste toepassingen van
RFID.
Tijdens de jaren vijftig en zestig zette men het onderzoek naar
radiofrequentiesystemen verder. Het nieuwere type RFID-technologie werd
uitgevonden in 1969. In 1969 werd het eerste patent op de passieve Read-
Write transponders van RFID genomen. De eigenaar van het patent is Mario
Cardullo . Hij is de eerste die alles eens duidelijk op een rijtje zette. Omdat
hij toen al van zijn eigen uitvinding vermoedde dat het een groot succes
zou zijn, heeft hij alles direct op een schets getekend, gedateerd en
ondertekend.8
Er zijn ook nog anderen die zeggen dat het ontstaan teruggelegd moet
worden naar 1948. In dat jaar schreef Harry Stockman een boek getiteld
“Communication by Means of Reflected Power”. Maar volgens de mening
van velen die het boek gelezen hebben is dit niet het begin van de RFID,
omdat in het boek enkel wordt verteld dat in de toekomst iets zoals RFID
zal bestaan. Hij heeft niet echt iets uitgevonden wat direct met RFID te
maken heeft.9
Figuur 1.11 RFID tag
8bijlage 1: Het verhaal van Mario Cardullo.
9 http://webmsi.free.fr/HEC-MSI-0712-GR1/history.htm, 7 nov 2008, Filip Nuytemans en Ashik Kurian
Page 19
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
16
2 RFID-componenten 1
2.1 Systeemoverzicht
Een RFID-systeem bestaat uit verschillende onderdelen:
Fig 2.1: Systeemoverzicht
Deze onderdelen zullen in dit hoofdstuk verder toegelicht worden.
2.2 Lees- en schrijfeenheid
De lees- en schrijfeenheid bestaat uit 2grote onderdelen: de stuurmodule en de
communicatiemodule.
De stuurmodule krijgt de commando’s van
de computer en codeert de te verzenden
gegevens met behulp van een modulator.
Deze gegevens worden dan doorgegeven
aan de communicatiemodule.
De communicatiemodule zorgt voor de
communicatie met de transponder. De
gecodeerde gegevens worden in de vorm
van elektromagnetische signalen
doorgegeven aan de transponder.
Fig 2.2: Lees- en schrijfeenheid
bronnen1 RFID Theorie & Praxis Kompaktseminar door Prof. Dr. Schöneberg & Prof. Dr. Skrotzki
Page 20
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
17
Wanneer de communicatiemodule een gecodeerd antwoord ontvangt wordt
dit weer doorgegeven aan de stuurmodule die de code weer omzet naar zijn
voorgeprogrammeerde equivalent. Dit wordt dan weer doorgestuurd naar
de computer voor verdere bewerkingen en opslag van data.
Fig. 2.3: Opbouw van de lees-/ schrijfeenheid
De zenddata die men wenst te versturen, worden in de modulator omgezet
in een analoog signaal ( waarbij de trilling aangeleverd wordt door de
oscillator) dat daarna versterkt wordt, zodat het verstuurd kan worden viade antenne
Nadat de ontvangen data toegekomen zijn, worden ze gefilterd. De
bandpass-filter laat enkel signalen door met een bepaalde bandbreedte en
vermijdt zo dat betekenisloze signalen verder naar de stuurmodule
gezonden worden. Dan wordt het signaal versterkt en weer omgezet van
een analoog signaal naar een digitaal signaal, dat dan naar de computer
kan worden gestuurd.
Het werkingsprincipe van de modulatie en de demodulatie zal later verder
uitgelegd worden.
Page 21
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
18
2.3 Transponder
De benaming transponder is een samentrekking van de 2 functies die dit
onderdeel moet uitvoeren. Enerzijds is het een transmitter en anderzijds
een responder. Dit wil zeggen dat de transponder zowel als zender enontvanger dient en tegelijkertijd ook een antwoord bezorgt op een
toekomend signaal. Vaak wordt voor de transponder ook de benaming “Tag”
gebruikt.
Hiervoor heeft de transponder een communicatiemodule, die de
communicatie verzorgt, en een stuurmodule die de binnenkomende en
uitgaande signalen verwerkt. Daarnaast heeft de transponder ook een vast
geheugen, waarop de werkingsgegevens opgeslagen worden, en een
werkgeheugen waarin de data die de transponder door krijgt tijdelijk
opgeslagen kunnen worden.
Afhankelijk van het type transponder is er ook een spanningsvoorziening
ingebouwd.
Dit wordt verder bespoken in hoofdstukken 4 en 5.
2.4 Data-overdracht
Voor de dataoverdracht bij RFID wordt gebruik gemaakt van elektro-
magnetische golven. Tussen de communicatiemodules van de lees- en
schrijfeenheden van de transponder worden elektromagnetische signalen
uitgewisseld. Door een elektrisch signaal door de spoelvormige antennes te
sturen wordt een magnetisch signaal verkregen, dat in de ontvangende
antenne dan weer terug omgezet wordt in een elektrisch signaal.
Dit zal verder besproken worden in hoofdstuk 7.
Page 22
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
19
3 Frequenties bij RFID
Transponders communiceren met de RFID-scanner via radiogolven. Deze
maken deel uit van het elektromagnetisch spectrum. De frequenties die
gebruikt worden voor RFID storen de werking van GSM‟s en radio nietomdat de frequentieband, waarop RFID mag werken, duidelijk is
vastgelegd. Voor elke frequentieband zijn communicatiestandaarden
vastgelegd, zodat de frequenties niet kunnen worden gestoord door andere
toestellen.
3.1 Lage frequentie (LF)
Deze transponders werken meestal binnen het frequentiegebied van 125 tot
134,2 kHz. Ze hebben een leesbereik van enkele centimeters tot 1 meter,een relatief lage datatransmissiesnelheid en zijn minder onderhevig aan
interferentie. LF-tags worden vooral gebruikt voor toepassingen zoals
toegangscontrole en de identificatie van dieren.
3.2 Hoge frequentie (HF)
Deze transponders werken voornamelijk bij 13,56 MHz. Ze hebben een
leesbereik van enkele centimeters tot maximum 1,5 meter. HF-tags worden
bijvoorbeeld gebruikt voor het registreren van boeken in bibliotheken enhet traceren van vliegtuigbagage.
3.3 Ultrahoge frequentie (UHF)
Het frequentiegebied van deze transponders ligt tussen 868 en 928 MHz.
Het leesbereik van de passieve transponder bedraagt 2 tot 4 meter. Bij een
actieve transponder kan dit gaan tot 300 meter. Dit is dan ook de reden
waarom ze in magazijnen kunnen gebruikt worden om paletten en
dergelijke te traceren. Een beperking bij deze frequentie is dat de laagsteradiogolven van dit spectrum minder gemakkelijk doorheen voorwerpen
met een hoge vochtigheidsgraad dringen.
3.4 Microgolffrequentie (μW)
Deze transponders opereren over het algemeen bij 2,45 GHz. Dit is ideaal
voor het lezen van grote en waardevolle voorwerpen die met een hoge
snelheid passeren aan de antenne, zoals auto‟s, treinen en containers. Het
leesbereik bedraagt 1 meter voor de passieve tags en 10 meter voor deactieve tags.
Page 23
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
20
3.5 Invloed van externe elementen op de werking van RFID
Storing van een laagfrequente transponder door metaal:
Een transponder kan aanzienlijk gestoord worden wanneer men deze
rechtsreeks op een metalen ondergrond plaatst. Dit is omdat het metaal de
signalen niet doorlaat. Men zou kunnen stellen dat de signalen
geabsorbeerd worden. Door een dunne laag (>10mm) kunststof te
voorzien tussen het metaal en de transponder, kan dit verholpen worden.
Storing van een ultrahoogfrequente transponder door vocht:
In een logistiek proces tracht men in een haven elke doos op een pallet via
de laad- en loskade automatisch te registreren. Doordat het proces zich op
een vochtige plaats bevindt en de UHF-signalen geabsorbeerd worden door
vocht, dient de transponder zich aan de buitenkant van de pallet te
bevinden. Indien de oriëntatie niet kan gegarandeerd worden, is het
noodzakelijk elke doos van twee transponders te voorzien. Een andere
mogelijke oplossing is de dozen individueel te scannen bij het laden, en de
verzamelde data weg te schrijven in één UHF-tag aan de buitenzijde van de
pallet.
Snelheid voor het verzenden van data in functie van de frequentie:
Naast de geheugencapaciteit is ook de data-verzendsnelheid bepalend voor
het goed functioneren van RFID in de praktijk. De communicatiesnelheid
wordt in eerste instantie bepaald door het type van de chip in de
transponder, en daarnaast ook door de gebruikte frequentie. Over het
algemeen geldt het principe „hoe hoger de frequentie, hoe hoger de
snelheid‟. In de praktijk kan het bij dynamische toepassingen belangrijk
zijn de hoeveelheid data te beperken om de doorstroming van bepaaldelogistieke processen niet te belemmeren.
Page 24
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
21
4 Wat is een transponder
Een RF-tag is een elektronische gegevensdrager die draadloos via
radiogolven kan worden uitgelezen. Hij bestaat uit een RF-antenne en
meestal een elektronische microchip of „integrated circuit‟, die al dan niet verbonden is met een batterij. De RF-antenne doet dienst als
koppelingselement. Zij heeft de vorm van een spoelantenne of een
dipoolantenne. Een draad met een lengte van een halve golf is de korste
resonantieantenne. [(1/2). ]
De antenne en de elektronische microchip worden in een behuizing of een
verpakking opgeborgen ter bescherming van de transponder. Wanneer de
RF-tag de vorm heeft van een label, is deze aangebracht op een substraat
en overtrokken met een beschermlaag tegen schokken, chemische stoffen,vuil en vocht.
4.1 Vormen van een transponder
RF-tags in herbruikbare verpakking
Hierbij bestaat de behuizing van de RF-tag uit een duurzaam materiaal,
bijvoorbeeld epoxy of pvc, dat de nodige weerstand biedt tegen externeomgevingsfactoren als schokken, mechanische impact en chemicaliën. RF-
tags in herbruikbare verpakking kunnen uiteenlopende vormen aannemen.
Disk
Vaak voorkomend zijn de industriële disktags met een cirkelvormige
behuizing in diverse afmetingen, variërend van 10 mm tot 100 mm en met
uiteenlopende diktes. Het is een universele vorm met een industriële
behuizing in verschillende materialen (polycarbonaat, epoxy of pvc) die
bruikbaar zijn voor heel wat toepassingen.
Badge
De bagde is een vorm die afkomstig is uit het domein van de
toegangscontrole, maar deze wordt ook vaak ingezet als duurzaam label
voor RF-tags.
Page 25
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
22
5 Soorten transponders10 11
5.1 RFID transponders volgens het type geheugen
5.1.1 Read-Only-Transponders
Read-Only-Transponders krijgen een typische eigen code die bestaat uit
een serienummer van 64 of 128 Bit. Die code is dan een vaste code voor
het product waar de transponder later aan verbonden wordt. Je kan dus
geen prijs of naam op de transponder zetten die eigen is aan het product
waar het later zal mee verbonden zijn.
5.1.2 Write-Once-Read-Many transponders Write-Once-Read-Many transponders kunnen eenmalig geschreven worden.
Zo ben je niet verplicht een vooraf gekozen code te gebruiken, maar kan je
de naam van het product en de prijs invoeren. Op deze transponders heb je
een geheugen van 240 Bit tot 512 Bit.
5.1.3 Read-Write transponders
De meest gunstige soort transponder is de Read-Write transponder. Deze
transponder kan ongelimiteerd geschreven en gelezen worden. Het grotevoordeel is dat de transponder niet hoeft weggegooid te worden als de
naam op de transponder niet meer juist is of als er zich een
prijsverandering voordoet. Dan hoef je enkel de transponder opnieuw te
schrijven zonder dat je eerst een andere transponder hoeft te kopen. De
Read-Write transponder heeft een geheugen van 2048 bit waarvan er 64 bit
wordt gebruikt om een serienummer aan de transponder toe te kennen.
5.2 Actieve en passieve transponder12 13
Afhankelijk van wat de transponder moet kunnen, kan een andere transponder
worden gebruikt. Deze transponders worden onderverdeeld in twee grote
groepen: passieve en actieve transponders. Naast deze twee groepen is er nog
een kleine tussengroep, de semiactieve transponder, die eigenlijk een combinatie
is van de twee andere.
10 “RFID Theorie & Praxis Kompaktseminar”, Prof. Dr. Schöneberg en Prof. Dr. Skrotzki, 18 nov 2008 11
http://www.aimglobal.org/technologies/RFID/what_is_rfid.asp, 11/02/200912 “RFID Theorie & Praxis Kompaktseminar”, Prof. Dr. Schöneberg en Prof. Dr. Skrotzki, 19 okt 2008 13 www.truck.be, 14/02/2009
Page 26
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
23
5.2.1 De passieve transponder
De passieve transponder is de enige transponder zonder batterij. Dit heeft
tot gevolg dat het bereik beperkt wordt, ook de frequentie speelt hierbij
een grote rol. De transponder is veel goedkoper maar kan ook bij veel
minder toepassingen worden gebruikt omdat je een klein bereik hebt.
Het bereik van de passieve transponder is alles binnen een straal van
enkele centimeters tot 4 à 5 meter.
De transponder werkt op meerdere frequenties. De Low Frequenties, High
Frequenties en Ultra High Frequenties zijn de frequenties die gebruikt
worden bij passieve transponders.
Omdat de passieve transponder geen batterij heeft moet de transponder
zijn energie halen uit de elektromagnetische golven die uitgezonden worden
door de RF-scanner of RF-antenne. De transponder is eigenlijk een geleider
die de veldlijnen van de elektromagnetische golven snijdt. Hierdoor
ontstaat er een stroom in het circuit van de transponder.
Figuur 5.1 Passieve transponder
Op de voorgaande figuur is duidelijk te zien dat de passieve transponder
geen eigen stroomvoorziening heeft. De stroom wordt voorzien door een
inductieve koppeling.
Antenne
Passievetransponders
Page 27
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
24
5.2.2 De actieve transponder
De actieve transponder bevat een lithium batterij. De levensduur van de
batterij is voornamelijk afhankelijk van twee belangrijke factoren. De eerste
factor is het gebruikte type batterij. Niet alle batterijen hebben een even
goede kwaliteit. De tweede en waarschijnlijk de belangrijkste factor is het
aantal keer dat de transponder een zendactie moet uitvoeren.
De actieve transponder wordt meestal gebruikt bij systemen waar de
antenne op grote afstanden verwijderd staat van de transponder. Het
overbruggen van deze afstanden wordt mogelijk omdat de actieve
transponder op Super High Frequenties werkt. Dit is een frequentie van
2,45 GHz.
Bij een actieve transponder is het mogelijk om sensoren te gebruiken die
werken tot 64 kB geheugen, het geheugen is beperkt omdat de
transponders nog niet genoeg zijn uitwerkt om compact zijn en veel
geheugen hebben te combineren. De sensoren worden vooral gebruikt om
de omgeving van de transponder te controleren en als er iets niet correct
verloopt, krijgt het systeem, waar de transponder onderling mee verbonden
is, een signaal. Dit kan bijvoorbeeld een temperatuursensor zijn om de
temperatuur op te meten rond de chip.
Op de voorgaande figuur kunnen we zien dat de actieve transponder een
eigen stroomvoorziening heeft. Op de figuur zien we ook dat de actieve
transponder zelf ook signalen kan uitsturen.
Com uter
Actievetransponder
Figuur 5.2 actieve transponder
Page 28
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
25
Bij tempraturen van rond de 100 graden celsius en erg lage temperaturen
(onder vriespunt) zal de actieve transponder niet correct werken. Sommige
transponders zijn wel speciaal gemaakt om deze temperaturen te
weerstaan. De reden waarom de transponders bij extreme temperaturen
niet werken, is dat de elektronica in de transponder deze temperaturen nietaan kan.
De transponder zal meestal vanaf 90 graden celsius niet meer werken. Maar
dit betekent niet dat de transponder niet meer gebruikt kan worden. Als de
transponder weer afgekoeld is zal de transponder normaal weer correct
werken.
De actieve transponder is de enige transponder die zonder het ontvangen
van een signaal, van een externe antenne, zelf een radiogolf kan uitsturen.Dit houdt in dat de actieve transponder zichzelf kan activeren zonder
instructies van de RF- scanner. De actieve transponder kan dus automatisch
gelezen worden zonder dat de RF-scanner eerst de transponder activeert.
Het bereik van de transponder is van enkele centimeters tot ongeveer 300
meter.
5.2.3 De semi-actieve transponder
Een semi-actieve transponder heeft, net zoals de actieve transponder, eenbatterij. De batterij wordt bij een semi-actieve transponder gebruikt voor
het logistiek deel en niet meer om de signalen van de antenne te
versterken. De frequentie van de transponder ligt tussen 868MHz en 2,45
GHz. En het bereik van de transponder varieert van enkele centimeters tot
een 10-tal meter. Dit is veel minder dan het bereik van de actieve
transponder.
De transponder is goedkoper dan de actieve transponder maar toch duurder
dan de passieve transponder. Omdat de transponder niet veel duurder is
dan de passieve transponder en toch betere eigenschappen heeft, gaat de
voorkeur meestal naar de semi-actieve transponder.
Page 29
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
26
5.3 Overzicht v/d frequentie t.o.v. verschillende parameters
Frequentie LF125-134,2
kHz
HF13,56MHz
UHF868-870 MHz
Microgolven2,45 GHz
Leesbereik Minder dan1m
Minder dan1,5 m
2 tot 4m(passieve tags)
300m(actieve tags)
Ongeveer 1m(passieve tags)
10m(actieve tags)
Stroomvoorziening Inductievekoppeling(passief)
Inductievekoppeling(passief)
Elektro-magnetischePropagatie*
(passief)
Batterij(actief)
Elektro-magnetischePropagatie*
(passief, soms ook
bij de actieve)
Batterij(actief)
Dataoverdracht traag snel
In de buurt vanmetaal
beperkt beperkt Geen problemen Geen problemen
In de buurt vanwater
Geenproblemen
Geenproblemen
Slecht Slecht
*Propagatie = voortplanting van elektromagnetische straling
Page 30
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
27
5.4 Belangrijke kenmerken van transponders
De belangrijkste kenmerken van de actieve transponder:
de prijs: duur;
leesafstand: groot (tot 300m);
geheugen: groot;
batterij: levensduur is afhankelijk van het type batterij en het aantal
zendtransacties;
koppelbaar met externe sensoren voor het meten van temperatuur, druk
en dergelijke,
kan zelf acties ondernemen in verband met gelezen worden.
De belangrijkste kenmerken van een passieve transponder zijn:
de prijs: de transponder is goedkoop; leesafstand: beperkt (enkele meters); geheugen: beperkt.
5.5 Formules Bij RFID kunnen vele formules worden gebruikt om bijvoorbeeld de flux, defrequentie, de veldlijnen en de impedantie van een RFID-systeem te berekenen.
Enkele van deze formules zijn formules die ook algemeen kunnen worden
toegepast. Om een beter zicht op het systeem te krijgen gaan we in dit
hoofdstuk enkele van de algemene formules opbouwen en uitleggen.
De eerste formule is de formule voor de spanning die ontstaat in een passieve
transponder, wanneer de geleider van de transponder de elektromagnetische
golven snijdt. De grote van de spanning (E), ook wel de geïnduceerde emk
genoemd, kan door volgende formule bepaald worden:
= −.∆Φ
Δ
Met: N= Het aantal windingen die de geleider maakt in de
transponder. ∆Φ = De fluxverandering in het omvattende elektromagnetisch veld. Δ = De tijd waarin de fluxverandering gebeurt.
Page 31
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
28
De volgende formule is de formule voor de elektromagnetische veldsterkte
(H). Omdat RFID met elektromagnetische golven werkt is het interessant
om met volgende formule de veldsterkte te berekenen.
= m
L= de afstand tussen de antenne en de transponder.
Om deze formule te gebruiken moet de magnetomotorische kracht (Fm) wel
eerst bepaald worden. Dit kunnen eenvoudig bepalen door de stroom I te
vermenigvuldigen met het aantal windingen(N) in de antenne. (Fm=I.N)
Een gelijkaardige formule is de wet van Hopkinson. Met deze wet kunnen
we de magnetische krachtstroom bepalen m.a.w. de flux (ф).
ф =
m
Om deze wet toe te passen moeten we eerst de reluctantie (R) bepalen. Dit
kunnen we bepalen door de afstand (L) tussen de antenne en de
transponder te delen door de permeabiliteitfactor (µ) vermenigvuldigt met
de oppervlakte (A) van de geleider, in de transponder, die de veldlijnen
snijdt. De permeabiliteitfactor is een constante waarde afhankelijk van destof. Deze waarden kunnen in lijsten terug gevonden worden.
=
.
Dit zijn enkele basis formules die we kunnen gebruiken om eenvoudige
systemen, die werken met elektromagnetische golven, te berekenen. Voor
RFID-systemen zijn er ook nog vele andere formules van toepassing. Zoalsde formule voor de maximum leesafstand en de formule voor de maximale
energie die kan opgenomen worden, in een elektromagnetisch veld, door de
transponder.
Page 32
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
29
5.6 Communicatie tussen tags en RF-scanner14
De communicatie tussen de verschillende types transponders en de RF-
scanner kan verlopen volgens twee verschillende principes.
Reader Talks First of RTF is een principe waarbij de RFID-transponder geen
acties uitvoert zonder dat de RF-scanner eerst een signaal stuurt. De RF-
scanner stuurt eerst een bepaalde opdracht naar de transponder waarop de
transponder dan direct reageert. Bij dit principe zal de transponder ook zelf
geen acties uitvoeren wanneer hij zich in de actieve zone van de RF-
scanner bevindt.
Het tweede principe is het Tag Talks First principe. Vanaf het ogenblik dat
de tag energie heeft, begint hij signalen te versturen. Semi-actieve of actieve tags kunnen een kort signaal uitsturen. Het voordeel is dat de tag
sneller kan herkend worden binnen de actieve zone van de RF-scanner,
maar het nadeel is dat dit energie van de batterij in de tag vraagt en er
constant signalen doorheen de lucht worden gezonden.
6 RFID-standaard15
6.1 ISO16
International Organisation for Standardisation (ISO) is een onafhankelijke
organisatie, opgericht in 1947, die 148 nationale standaardenorganisaties
overkoepelt. De standaarden die door ISO ontwikkeld en voorgesteld
worden, komen er meestal op aanvraag van een sector of industrietak die
er nood aan heeft. Deze nood wordt via de nationale
standaardisatieorganisatie doorgecommuniceerd naar ISO, die vervolgens
deze aanvraag analyseert. Wat RFID betreft zijn er verschillende
standaarden ontwikkeld, naargelang de vraag van de industrie.
14
http://transpondernews.com/ttfrtf.html, 26/02/2009, auteur onbekend15 http://rfid-handbook.de/rfid/standardization.html, 14 April 200916 http://www.epcglobalinc.org/home, 14 April 2009
Page 33
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
30
6.1.1 ISO 11784 en ISO 1178517
Hierbij worden er 2 standaarden gebruikt, om het identificeren van dieren
met behulp van RFID te definiëren, de ISO 11784 en ISO 11785. Dit is het
systeem dat in België gebruikt wordt voor het identificeren van bijvoorbeeld
honden. ISO 11784 standaardiseert de structuur van de code die zich op de
tag bevindt. Dit is een code van 64 bits die als volgt ingedeeld is:
1 2 16 17 26bits 64bits
Een identificatiecode bestaat uit 5 delen:
Deel A geeft aan of het al dan niet om een dier gaat, of als de tag voor een
ander doeleinde gebruikt wordt. Deel B is gereserveerd voor eventuele
toekomstige doeleinden en wordt niet gebruikt. Deel C geeft aan of er na
blok C nog extra data aanwezig zijn. Deel D bestaat uit de landscode. Het
laatste deel (E) bestaat uit het landspecifiek registratienummer. De 2 e
standaard (ISO 11785) definieert het protocol dat gebruikt wordt om de
data succesvol door te zenden. Later werden door middel van een nieuwestandaard (ISO 14223) deze standaarden uitgebreid. Deze standaard is in
staat om tags met een groter geheugen te beheren. Zo biedt deze
standaard de mogelijkheid om data te lezen, te schrijven en indien nodig te
beschermen tegen overschrijving (door die data te blokkeren).
6.1.2 ISO 15961 tot en met 15963
Deze drie standaarden zijn nauw verwant met elkaar, waardoor ze ook
samen besproken worden. Het dataprotocol wordt gedefinieerd in zowel ISO15961 als ISO 15962. Het enige verschil is dat het eerste vooral handelt
over het protocol tussen de reader en het „dataprocessing subsystem‟,
terwijl ISO 15692 vooral het standaardprotocol definieert voor de
communicatie tussen reader en tag. In feite zijn beide protocollen nodig
voor gestandaardiseerde communicatie, natuurlijk alleen indien er een
dataverwerkend systeem gebruikt wordt.
17 http://en.wikipedia.org/wiki/ISO_11784_&_11785, 14 April 2009
A B C D E
Figuur 6.1 Opbouw van ISO 11784 Code
Page 34
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
31
De laatste van de drie standaarden, ISO 15963, is de standaard die
ontworpen werd om de tags uniek te identificeren. Het nummeringsysteem
zelf staat beschreven in het eerste deel van de standaard, terwijl het
tweede deel handelt over het gebruik en de registratie van zo een uniek
nummer.
6.1.3 ISO 17363 tot en met ISO 1736718
Deze ISO standaarden werden ontwikkeld voor logistieke doeleinden:
ISO 17363 – transport containers, ISO 17364 – terugkerende transport toepassingen, ISO 17365 - transport eenheden, ISO 17366 - product verpakking,
ISO 17367 - product markering.
Bovenstaande standaarden worden vooral in specifieke toepassingen
gebruikt.
6.1.4 ISO 18000 en GTag19
Deze standaard werd specifiek door ISO ontwikkeld voor het identificeren
van objecten. Ze is opgesplitst in zeven verschillende onderdelen. ISO
18000-1 tot en met ISO 18000-7. Deze standaard is heel volledig en
definieert RFID-systemen in de verschillende frequentiebanden.
Hierbij wordt in ISO 18000-1 uitgelegd wat er moet gebeuren en niet hoe
dat moet gebeuren. In de ISO 18000-2 tot en met de ISO 18000-7 wordt
de RFID-communicatie per frequentie besproken. De besproken frequenties
zijn LF; 13,56Mhz; 2,45Ghz; 5,8GHz; 860MHz-960MHz en tot slot 433MHz.
De GTag is een belangrijk deel van de ISO 18000-6. De tag bestond al vele
jaren voordat de ISO 18000 gestart werd. In maart 2000 werd de
samenwerking gestart tussen het Uniform Code Council (UCC) en de
European Article Numbering Association (EAN). Deze samenwerking had als
doel een industriestandaard te ontwikkelen voor productopvolging en
logistiek, genaamd Global Tag (GTag), met als doel in de toekomst de al
bestaande barcode-initiatieven te ondersteunen en later helemaal te
vervangen. Het origineel ontwerp van de standaard bestond uit drie delen.
18
http://www.aim-ned.nl/artikelen/Flyer%20NEN-normcommissie%20Automatische%20Identificatie.pdf , 14 April 2009 19 http://www.hightechaid.com/standards/18000.htm, 17 April 2009
Page 35
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
32
6.2 De Elektronische Product Code (EPC)2021
Het doel van een RFID-systeem is om objecten die een transponder
bevatten te identificeren. Om deze doelstelling waar te maken is er net
zoals bij een barcode nood aan een mondiaal nummeringschema. Ditnummeringschema moet voldoen aan bepaalde vereisten. Zo mag de
nummering niet langer zijn dan nodig (omwille van het beperkte
geheugen), moet er plaats zijn voor eventuele aanpassingen en moet ze in
staat zijn om een maximaal aantal objecten ondubbelzinnig te identificeren.
Om aan deze eisen te voldoen werd de Electronic Product Code (EPC)
ontworpen. Dit is een binaire code van een bepaalde lengte, die opgedeeld
wordt in verschillende blokken.
Elk blok bevat een functioneel deel, dat verschilt van versie tot versie. Deversie bepaalt zowel de lengte van de EPC-code als de indeling en lengte
van de blokken. Omdat er verschillende versies zijn, bestaat het eerste deel
van een EPC-code uit een header die aangeeft om welke versie het gaat.
Om in de toekomst te vermijden dat verschillende standaarden naast elkaar
zouden bestaan, werd ervoor gekozen om de mogelijkheid open te laten om
andere, al dan niet reeds bestaande, standaarden te integreren binnen een
EPC. Dit wordt dan ook weer een extra stimulans om RFID te gebruiken. De
EPC-code bestaat concreet uit twee verschillende categorieën, enerzijds heb
je de Universal Identifier (UI) en anderzijds de Domain Identif ier (DI).In de
eerste categorie, de Universal Identifier, bevinden zich de gewone EPC-
codes. Deze codes bestaan in verschillende lengtes, maar op dit moment
worden er twee naar voor geschoven als standaard, namelijk de 64 en 96
bit-versies. De 64 bit-versie is een verkorte versie van de 96 bit-standaard,
maar dit gaat ten koste van bepaalde eigenschappen, zoals bijvoorbeeld het
aantal items dat uniek identificeerbaar is. Het tweede bitveld van de UI is
dat van het Domain. Dit kan gezien worden als het veld waarin het bedrijf of de producent zich uniek identificeert. Dit uniek getal kan bekomen
worden bij EPC Global (een samenwerking tussen EAN en UCC), dat
verantwoordelijk is voor het uitreiken en beheren van de EPC-nummers.
20 http://www.zebra.com/id/zebra/na/en/index/rfid/epc.html, 17 April 200921 http://www.gs1belu.org/nl/wat-electronic-product-code-epc, 17 April 2009
Page 36
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
33
7 Dataoverdracht via RFID
7.1 Elektromagnetische velden en golven
Zoals reeds eerder vermeld werd, word voor de dataoverdracht bij RFID
gebruik gemaakt van elektromagnetische golven. Meer bepaald radiogolven.
Dit is echter slechts een klein gedeelte van het elektromagnetisch
spectrum. 1
Figuur 7.1 Elektromagnetisch spectrum
7.1.1 Elektromagnetisme 2
Op figuur 7.1 kan men zien dat de elektromagnetische stralingweergegeven wordt als functie van de frequentie in het elektromagnetisch
spectrum.
Dit spectrum is dus gebaseerd op het verschil in frequentie van de
elektromagnetische straling. Het verband tussen de frequentie van
elektromagnetische straling en golflengte in een medium is als volgt:
c f
Hierin is de golflengte , f de frequentie en c de lichtsnelheid. Omdat de
lichtsnelheid c constant is zal de golflengte toenemen bij dalende
frequentie.
De straling met een lagere golflengte heeft een hoger energieniveau per
foton dan de straling met een grotere golflengte. Voor RFID wordt er
gebruikt gemaakt van radiogolven die zoals te zien is op figuur 7.1 een heel
grote golflengte hebben bij een relatief laag energieniveau.
Bronnen:1 http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_straling2 RFID Theorie & Praxis Kompaktseminar door Prof. Dr. Schöneberg & Prof. Dr. Skrotzki
Page 37
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
34
Door de grote golflengte van de radiogolven, kunnen deze golven
gemakkelijk een grote afstand afleggen. Hierdoor hebben ze dus ook een
groot bereik.
Een elektromagnetische golf is een combinatie van een elektrische en eenmagnetische golf. Deze zullen altijd samen optreden wanneer ze
veranderen in de tijd. Een wisselend elektrisch veld heeft altijd een
wisselend magnetisch veld als gevolg, en omgekeerd. Hierdoor spreekt men
van elektromagnetische velden.
Figuur 7.2 Elektromagnetische golf
Men kan de combinatie van een elektrisch veld
E en een magnetisch veld
B
voorstellen als: )sin(0
r k t E E
)sin(0
r k t B B
Een bijzondere eigenschap van elektromagnetische straling is dat de golven
geen medium nodig hebben om zich in voort te planten. Zo beweegt licht
zich prima door een verder totaal lege ruimte voort in de vorm van een
transversale golf. Dit wil zeggen dat de trilrichting van de
„elektromagnetische deeltjes‟ evenwijdig ligt met de bewegingsrichting van
de golf.
Wanneer de elektromagnetische golven zich door een medium verplaatsen,
treedt er verstrooiing op doordat de straling gebroken wordt door de
deeltjes van de middenstof.
7.1.2 Opwekken van elektrische en magnetische velden 1
Een elektrisch veld ontstaat wanneer er een verschil is in lading tussen een
voorwerp en zijn omgeving. Anders gezegd: een elektrisch veld is het effect
Bronnen:1 www.tennet.org/images/060821TT%20EM.velden.br.06Mda_def_tcm41-11567.pdf
datum: 20/11/2008 auteur: Dennis Bodewits
Page 38
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
35
van aantrekking of afstoting van een bepaalde elektrische lading door een
andere elektrische lading.
Een elektromagnetisch veld ontstaat wanneer er een elektrische stroom
vloeit. Met andere woorden: overal waar elektriciteitsleidingen zijn, zijnelektrische velden. Pas als er door deze leidingen ook stroom loopt,
ontstaat een magnetisch veld. Er bestaan ook natuurlijke magneten. Dit
zijn lichamen van zichzelf magnetisch zijn en dus niet gemagnetiseerd
moeten worden.
De sterkte van een elektrisch veld is afhankelijk van de aanwezige
spanning. Voor de sterkte van een magnetisch veld is de stroomsterkte van
het grootste belang. Beiden zijn echter sterk afhankelijk van de afstand tot
de bron. Bij grotere afstanden vermindert de veldsterkte aanzienlijk.
7.1.3 Magnetisch gekoppelde spoelen als antennes 1
De lees- en schrijfeenheid produceert een magnetisch veld om de data door
te geven aan de transponder, door een stroom te laten vloeien door zijn
antenne. Wanneer de lees- en schrijfeenheid en de transponder ten
opzichte van elkaar bewegen, snijden de geleiders van de antenne van de
transponder de veldlijnen van het veld dat de lees- en schrijfeenheid
opgewekt heeft. Hierdoor wordt een spanning opgewekt in de antenne vande transponder. Deze spanning kan dan gebruikt worden om de transponder
te activeren, de data op te slaan op de tag en indien nodig een antwoord
terug te sturen naar de lees- en schrijfeenheid.
Bronnen:1 RFID Theorie &praxis Kompaktseminardatum: 23/11/2008 auteurs: Prof. Dr. Schöneberg & Prof. Dr. Skrotzki
De magnetische koppeling tussen
spoelen 1 en 2 is afhankelijk van:
aantal windingen
afstand en positie van de
spoelen
geometrie van de spoelen
magneetveld in spoel 1
Figuur 7.3 Spoelen als antennes
Page 39
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
36
Het aantal windingen beïnvloedt de kwaliteit van de koppeling doordat dit
mede de sterkte van het opgewekte magneetveld bepaald. Hoe meer
wikkelingen, hoe sterker het opgewekte magnetisch veld.
Het bereik van de koppeling hangt ook af van de afstand tussen en deoriëntatie van de spoelen . Zoals te zien is op figuur 7.4 bepaalt de hoek
waaronder de wikkelingen de veldlijnen snijden, samen met de sterkte van
het veld, de spanning die per wikkeling opgewekt wordt.
De grootte van de spoelen speelt ook een rol in de kwaliteit van de
koppeling. Hoe groter de wikkelingen, hoe beter het elektrisch veld
omgezet word in een magnetisch veld en vice versa.
Als de “Reader” of ontvanger een sterk veld uitstuurt, zal de verbinding
tussen de spoelen ook sterk zijn en kan men dus met minimale storing een
signaal versturen.
7.2 Zender
Het verzenden van data wordt beïnvloed door het medium waardoor het
wordt verzonden. De deeltjes van het medium zullen het signaal
gedeeltelijk afbuigen. Zo zal er ruis, storing en vervorming op kunnen
treden. Om de datacommunicatie probleemloos en foutloos te laten
verlopen is hiervoor een oplossing bedacht: modulatie. Modulatie wordt
gedefinieerd als het veranderen van data om het mogelijk te maken deze
effectief te verzenden. Hiertoe zijn er drie primaire eigenschappen van een
sinusoïdale golf die gebruikt kunnen worden:
Figuur 7.4 Snijdingshoek van de geleider
B
Page 40
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
37
- De amplitude middels „amplitude shift keying‟ (ASK)
- De frequentie middels „frequency shift keying‟ (FSK)
- De fase middels „phase shift keying‟ (PSK)
De gegevensstroom die bestaat uit een opeenvolging van enen en nullen,
wordt omgezet in een sinusvorming magnetisch veld, waarbij men
onderscheid maakt tussen 2 frequenties die elk de één of de nul
symboliseren. Doordat de elektromagnetische straling zeer weinig
weerstand ondervindt in de lucht kunnen de frequentiewijzigingen zich zeer
snel na elkaar opvolgen. De snelheid van de straling benadert de
lichtsnelheid (300 000km/s).
Figuur 7.5 Elektromagnetische golf
Zoals te zien is op figuur 7.5 kan de opeenvolging van de bits op
verschillende manieren omgezet worden in een gemoduleerd signaal.
Een ASK gemoduleerd dragersignaal beïnvloedt de amplitude A van het
magnetisch veld om een onderscheid te maken tussen 0 en 1.
Een FSK gemoduleerd dragersignaal maakt hierin een onderscheid door de
frequentie van het veld aan te passen aan de gewenste overeenkomstige
bit.
Een PSK gemoduleerd dragersignaal past de polariteit van het veld aan om
de bits van elkaar te onderscheiden.
Page 41
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
38
7.3 Ontvanger
Analoog met de zender zal de ontvanger de toekomende signalen na
filtering en versterking demoduleren zodat datastroom weer in de vorm van
een bit-gebaseerd signaal kan verdergaan.
7.4 Signaalstoringen.
Tussen de zender en ontvanger kan door storingen van buitenaf en door de
afstand het signaal beïnvloed worden waardoor verzwakking en verstoring
optreden of er kan ruis op het signaal komen. In de lucht is er constant
elektromagnetische straling aanwezig, met verschillende oorzaken en
bronnen, die als vervuiling van het RFID-signaal kan worden beschouwd. De
bandpass-filter zal ervoor zorgen dat dit deze enkel het signaal met de
juiste bandbreedte doorgelaten wordt naar de demodulator voor verdere
verwerking.
Page 42
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
39
8 RFID-toepassingen
8.1 In het dagelijkse leven
8.1.1 Inventaris
Door alle producten te markeren en door aan elke uitgang een poort, die
alles scant wat er voorbij komt, te plaatsen, kan men in winkels en
magazijnen perfect opvolgen welke producten er nog in stock of in de
winkel liggen, automatisch bijhouden welke producten goed of slecht
verkopen en zeer gemakkelijk bijhouden wat er bijbesteld moet worden.
8.1.2 Diefstalbeveiliging
Ook voor diefstalbeveiliging kan RFID gebruikt worden. Men kan de tags inverschillende stappen programmeren, zodat de poorten aan de uitgang
een alarmsignaal geven wanneer het product niet langs de kassa is
geweest en er dus niet voor werd betaald.
8.1.3 Beveiliging tegen vervalsing
Beveiliging tegen falsificatie wordt gedefinieerd als: originele producten van een
unieke code voorzien om deze te kunnen onderscheiden van de valse producten.
De ICC Counterfeiting Intelligence Bureau heeft berekend dat er een bedrag van
USD 376,2 miljard misgelopen wordt door de legitieme producenten. Hierbij zijn
de waarden gebaseerd op data van de WTO (World Trade Organization) over de
wereldexport. In werkelijkheid kan het verlies nog hoger liggen doordat de
muziek- en software-industrie enorme bedragen misloopt door illegale kopieën
waarover geen auteursrechten worden betaald.
De toepassing van de RFID-technologie als middel tegen falsificatie kan worden
toegepast op fysieke producten. De volgende twee zullen worden onderscheiden:
- (merk)producten- farmaceutische producten
Procter & Gamble past EPC (Electronic Product Coding) toe om de originele
producten te kunnen onderscheiden van namaak.75 De transponders worden
geplaatst op de pallets om zo de originele producten te kunnen identificeren.
P&G plaatst de transponders niet op de producten om de privacy van de
consument te waarborgen.
Page 43
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
40
8.2 RFID bij mens en dier1
Fig. 8.1:RFID-chip voor implanting bij mens of dier.
Mensen
Het identificeren van mensen met behulp van RFID is een gebied
waarover veel discussie bestaat. Is het ethisch verantwoord om mensen
met behulp van een transponder te identificeren?
De Amerikaanse Food and Drug Administration heeft het gebruik van
RFID-chips in mensen goedgekeurd. De geïmplanteerde chips zijn bij
mensen vooral interessant voor gebruik in de medische sector, waarbij
patiëntgegevens op de chip kunnen worden opgeslagen en door medisch
personeel kunnen worden uitgelezen. De chips worden geïmplanteerd in
het vetweefsel van de arm en bevatten een code die gelinkt is aan een
database met medische gegevens. De gegevens staan dus niet direct op
de chip.
Op dit moment zijn er al een aantal mensen bij wie een geïmplanteerdechip wordt gebruikt om gegevens op te slaan: in clubs in Barcelona, maar
ook in de Nederlandse Baja Beach Club kunnen gasten een chip gebruiken
als een soort betaalkaart die altijd meegedragen wordt,
zodat ze geen contant geld meer mee hoeven te nemen. Het gevaar van
een dergelijke ontwikkeling is dat geïmplanteerde RFID-chips van op
afstand kunnen worden gelezen.
Bronnen1 http://www.neoweb.nl/forum2/index.php?topic=1119.0
Page 44
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
41
Hiermee komen persoonlijke gegevens bloot te liggen voor iedereen met
een leesapparaat, wat ethische en praktische bezwaren met zich
meebrengt.
Er zijn al tests geweest waarbij chips van op een afstand van twintig
meter zijn uitgelezen, waaruit blijkt dat het rondlopen met persoonlijke
informatie in het lichaam niet geheel ongevaarlijk is. Omdat op dit
moment nog geen enkel hospitaal in de Verenigde Staten chips besteld
heeft, geeft Applied Digital scanners weg aan tweehonderd
traumacentrums. In andere landen worden de chips al wel gebruikt in
medische kwesties: in Mexico zijn al ruim duizend patiënten
geïmplanteerd met een VeriChip, in Italië wordt de technologie op dit
moment getest.
Recent is op de afdeling ‘accident and emergency’ van het Alexandra
Hospital in Singapore RFID toegepast in verband met de besmettelijke
ziekte SARS. Patiënten, bezoekers en personeel werden voorzien van een
transponder waarmee exact werd bijgehouden wie, waar en wanneer in
het ziekenhuis aanwezig was. Indien bij iemand later SARS geconstateerd
wordt, kan men direct opzoeken met wie diegene in contact geweest is.
Behalve deze, voor sommigen, discutabele manier van identificatie kanRFID ook gebruikt worden om mensen te identificeren bij een
toegangscontrole en bij ticketing.
Toegangscontrole
Electronische toegangscontrole met behulp van RFID wordt met name
gebruikt om individuen toegang tot een gebouw of kamer te verschaffen.
Belangrijk voordeel hiervan is dat de controle contactloos is, dit creëert
een mate van flexibiliteit. Zo zou de transponder in een horloge,sleutelring of zelf in kleding kunnen worden ingebouwd. Er bestaan twee
soorten toegangscontrolesystemen: online en offline controle. Online
controle houdt in dat alle toegangsplaatsen in contact staan met een
centrale computer door middel van een netwerk. Het is dus uitermate
geschikt voor controle van grote aantallen personen, zoals bij centrale
toegangen van een groot gebouw. Iedere transponder bevat een uniek
nummer welke opgeslagen staat in de centrale computer. Veranderingen
in toegangsmogelijkheden zijn hierin eenvoudig aan te brengen.
Page 45
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
42
Offline controle wordt vooral gebruikt bij toegangsplaatsen waar slechts
enkele personen toegang tot hebben. Elke toegangsplaats heeft een lijst
met ‘sleutelnummers’ voor welke individuen toegang mogelijk is. Er is, in
tegenstelling tot online controle, geen contact met een centrale computer.
Iedere transponder kan geprogrammeerd worden op een zogenaamd
centraal programmeerstation. Dit principe wordt al regelmatig gebruikt in
hotels. Het toegangspasje dient als kamersleutel tot de hotelkamer en
bevat bijvoorbeeld gegevens over het kamernummer en de
geldigheidsperiode.
Specifieke voordelen van offline controlesystemen:
- De toegangsmogelijkheden tot een ruimte kunnen onbeperkt en zonder
al te veel moeite gewijzigd worden.
- Er kunnen tijdsperiodes ingeprogrammeerd worden waarin een bepaalde
persoon toegang heeft.
- Verlies van de transponder levert geen problemen op. De data wordt
gewist en een nieuwe transponder wordt geprogrammeerd.
Ticketing
Indien RFID gebruikt wordt voor ticketing, wordt het originele ticketvervangen door een transponder welke veelal in een pas verwerkt zit. Een
goed voorbeeld van ticketing met behulp van RFID is te vinden bij de
Duitse vliegmaatschappij Lufthansa. Reizigers die in bezit zijn van een
speciale pas kunnen thuis een vlucht boeken in combinatie met hun
individuele pasnummer tot een uur voor vertrek. Lufthansa registreert de
boeking en de reiziger kan last-minute, in minder dan 10 seconden,
inchecken bij een chip-in-terminal op het vliegveld. Om aan boord te
kunnen moet hij vervolgens nog eenmaal zijn pas tonen en kan hijvertrekken. Een andere vorm van ticketing waarbij de RFID-techniek
gebruikt wordt, zijn ski-tickets. TI-RFid en het Australische TeamAxess
hebben samen een handsfree toegangssysteem ontwikkeld voor skiliften.
Het systeem wordt gebruikt in enkele skioorden in Europa. Zodra een
toegangspoort een geldige skipas met een read/write transponder
detecteert, opent hij automatisch de poort. Groot voordeel van dit
systeem is dat de pas gemakkelijk opgeborgen kan worden en dat hij
nooit getoond hoeft te worden. Daardoor zullen de wachttijden enorm
verkorten.
Page 46
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
43
Dieren
Er zijn vier verschillende manieren om dieren met behulp van RFID te
identificeren:
- Halsband; het dier krijgt een halsband met daarin een transponder om.
Deze transponders kunnen gemakkelijk van het ene dier naar het andere
dier verplaatst worden.
- Oortransponder; hierbij wordt een transponder aan het oor van een dier
bevestigd. Voordeel ten opzichte van de welbekende barcode oormerken
is de grotere leesafstand die bereikt kan worden en de mogelijkheid om
meer gegevens op te slaan.
- Injecteerbare transponder; hierbij wordt een transponder onder de huid
van een dier geplaatst welke alleen operationeel weer verwijderd kan
worden. Voorkomen moet worden dat de transponder inwendig gaat
‘rondzweven’. Uit onderzoek is gebleken dat de transponder daarom het
best in het schouderblad geïnjecteerd kan worden.
- Bolus; hierbij wordt eveneens een transponder onder de huid van het
dier aangebracht. De bolus wordt bij herkauwers via de slokdarm in de
pens geplaatst. Deze methode is, evenals de injecteerbare transponder,
pijnloos en fraude bestendig.
Bij veel honden worden nu al RFID-tags ingeplant zodat ze gemakkelijk
geïdentificeerd kunnen worden wanneer ze bij de dierenarts komen of
gevonden worden. Eveneens plant men al RFID-chips in bij dieren in het
wild, zodat men hun trekgedrag kan nagaan Het bedrijf Unifarm heeft een
systeem ontwikkeld voor rundveemanagement. De runderen werden
voorzien van een RFID-tag aan het oormerk. Telkens wanneer de
runderen de stal binnen komen of verlaten worden de gegevens per dier
aangepast. Met dit systeem houdt men de melkgift, het voer, deboekhouding, de hoeveelheid dieren, etc. in de gaten.
Page 47
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
44
8.3 In de healthcare sector2
8.3.1 Dwaaldetectie
Door gebruik te maken van RFID-tags die rond de pols van patiëntenworden bevestigd, kan het verplegend personeel ten alle tijde de
patiënten lokaliseren. Er kunnen daarenboven alarmen worden
gegenereerd wanneer de patiënten een bepaalde gecontroleerde zone
verlaten. Anderzijds kunnen de patiënten zelf een alarm uitsturen
wanneer zij in moeilijkheden verkeren, de locatie zal dan samen met het
alarm automatisch worden weergegeven.
8.3.2
Het EPD naar het bed van de patiënt brengen.
Fig. 8.2: Elektronisch patiëntendossier.
Een tweede toepassing betreft het automatisch pushen van het juiste EDP
of elektronische patiëntendossier naar de PDA of tablet PC van de dokter
in de kamer van de patiënt. Wanneer de dokter een patiëntenkamer
binnenloopt, zal hij op zijn scherm onmiddellijk de namen en bijhorende
Bronnenhttp://www.newtel.be/index2.asp?item2=572
Page 48
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
45
pasfoto’s van alle patiënten die zich in de desbetreffende kamer bevinden,
zien verschijnen. Door vervolgens op de foto of naam te klikken zal het
juiste dossier te voorschijn komen. Dit vereenvoudigt het werk van de
artsen en verlaagt bij hen de drempel om het EPD te gebruiken tijdens
hun rondes. Het voorkomt fouten, versnelt de zoekactie en biedt dus een
betere klantenservice.
8.3.3 Medisch materiaal lokaliseren en beheren
Naast patiënten kan uiteraard ook medisch materiaal voorzien worden van
een RFID-tag. Dit opent op zijn beurt dan weer de deur naar een hele
waaier nieuwe toepassingen. Zo kan naast de naam en pasfoto van een
patiënt eveneens de locatie van de dichtstbijzijnde, voor hemlevensnoodzakelijke apparatuur, worden weergegeven (bv. defibrillator,
zuurstoftank, enz.). Uiteraard kan de lokalisatieoplossing ook gebruikt
worden voor het terugvinden van ‘verkeerd geplaatst’ materieel, zoals
rolstoelen, mobiele infuuspompen, enz. en kan men diefstal ontmoedigen.
8.4 In de industrie
8.4.1 Opvolging van geproduceerde onderdelen
Door aan elk geproduceerd onderdeel een RFID-tag te bevestigen, kan
men in geval van een productiefout gemakkelijk controleren welke
onderdelen er uit de handel moeten worden genomen. Wanneer deze fout
echter veel later ontdekt wordt en de onderdelen al verkocht zijn, kan
men de tags gebruiken om de foutief geproduceerde stukken op te
sporen.Dit noemt men traceability van de onderdelen.
8.4.2 Inbadgen van werknemers
Wanneer elke werknemer van een gepersonaliseerde badge met
ingebouwde RFID-tag voorzien wordt, kan men deze badge gebruiken om
elke werkdag in en uit te klokken en na te gaan of alle werknemers
aanwezig zijn wanneer dit van hun verwacht wordt.
Page 49
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
46
Figuur 9.1 Doorsnede van een muur
9 Prak t i sche u i t voe r ing 1
9 .1 I n l e id i n g
• Doel1:
Er werd ons gevraagd na te gaan of men een leesbare en schrijfbare
RFID-transponder kon inbouwen in de muren die het bedrijf DANILITH-
DELMULLE produceert.
• Doel2:
Indien dit mogelijk was, werd ons ook gevraagd
te bepalen in welke laag van de muur men de
transponder zou moeten plaatsen voor optimale
werking.
• Doel3:
Deze transponder zou later in het productieproces op verschillende
locaties in het bedrijf, en mogelijk ook na plaatsing, uitleesbaar en
schrijfbaar moeten zijn.
• Doel4:
Ook de mogelijkheid van het lezen van verschillende transponders
tegelijk was een pluspunt. Wanneer een volgeladen vrachtwagen door
een poort het bedrijf verlaat, kan men direct en automatisch
controleren of de juiste muren en ook alle muren aanwezig zijn op de
wagen.
Bronnen1 (http://www.danilith.com)
Figuur 9.2 Transport van muren
Page 50
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
47
9 .2 Mee to p ste l l in g e n w e r k w i j z e
Voor de test konden we beschikken over een staal van de volledige muur
en een stuk van elk van de verschillende lagen van de muur.
A. Proe f1 : I s de tag leesbaa r doo r de ve rsch i l l ende ind iv idue le
l a g en v a n d e m u u r ?
Elke laag van de muur werd individueel tussen de tag en de lees- en
schrijfeenheid geplaast, zoals te zien is op figuur 9.3. Telkens werd er
gecontroleerd of de tag uitgelezen kon worden.
B. Proe f2 : Doo r w e lke com b ina t ie van lagen kan de tag w orden
u i tge lezen?
De tag werd tussen de verschillende lagen van de muur geplaatst.
Telkens werd genoteerd of de tag vanaf de binnenkant en de buitenkant
van de muur kon worden gelezen.
Figuur 9.3: Proefopstelling 1
Fig. 9.4: proefopstelling 2
Page 51
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID TD
48
9 .3 Benod igdheden en m a te r ia len
9 .3 .1 De testk i t
De testkit die we ter beschikking kregen is een module van Micro RWD
MFIC. Dit is een volledige opstelling die RFID-transponders kan lezen enschrijven. Bij deze testkit kregen we ook enkele transponders ter
beschikking.
Er zijn twee types transponders die we gebruiken. Het eerste type is de
MF1 IC S50 transponder, het tweede type is de MF1 IC S70 transponder.
Het grootste verschil tussen de twee transponders is dat het eerste type
1k geheugen heeft en het tweede type 4k. Voor onze proef is dit verschil
van geen belang omdat we enkel willen weten wanneer de antenne de
transponder is het bereik heeft. De frequentie waarop de transponders
werken is voor beide transponders 13,56 MHz. Ze hebben ook dezelfde
transactiesnelheid van 106 kilobytes per seconde.
De testmodule zelf is een elektronische schakeling die een bron van 5V,
een antenne en een Micro RWD MFIC chip bevat. Al deze componenten
zijn verbonden met elkaar zoals weergegeven op het onderstaande
schema. De uitgangen (OP0, OP1, Tx en CTS) van de chip zorgen elk
afhankelijk van de actie die uitgevoerd wordt een signaal aan de
software die gebruikt wordt. Met deze signalen kunnen we controleren of
er geen fouten gebeuren bij het lezen en/of schrijven.
De software die we gebruiken is een toepassing die geschreven is in
Labview. De toepassing is gemaakt om efficiënt en eenvoudig de testkit op
uit te lezen. We hebben de toepassing gekregen van een medewerker bij
Danilith-Delmulle.
Bron
Aarding
uH antenne
Aarding
Page 52
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
49
Figuur 9.6 Opbouw van de muren
9.3 .2 D e m u re n : t r a d i t i o n ee l, g e au to m a t i se erd b o u w e n
Danilith gebruikt traditionele materialen voor de bouw van de muren maar
heeft dit proces geautomatiseerd. Elke muur van de woning wordt in de
ateliers van DANILITH-DELMULLE gemaakt en later op de werf gemonteerd. Het grootste gedeelte van de bouw van de woning gebeurt
dus in de ateliers, waardoor het (slechte) weer geen invloed heeft. Dit
mondt uit in een buitengewone kwaliteit en een belangrijke tijdwinst.
De muren worden laag per laag met een computergestuurde robot
opgebouwd zoals afgebeeld op figuur 9.4
A. Handgevormde gevelsteen en 4,5 cm vorstvrije voeg
B. Gewapend waterdicht staalvezelbeton
C. 7 cm polyurethaanisolatieD. 9 cm dik isolerend en geluiddempend korrelbeton
E. Pleisterwerk (op de werf)
Alle buizen voor elektrische leidingen zijn ingegoten evenals de
aftakdozen. Op de werf worden de buiten- en binnenmuren afgewerkt met
een laag spuitplamuur.
Page 53
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
50
9 .4 Met ingen en resu l t a ten
9 .4 .1 Proe f 1 : Moge l i j k he id to t u i t l ezen pe r i nd i v idue le l aag
In onderstaande lijst staat genoteerd door welke media de tag uitgelezen
kan worden. Indien de tag niet kon worden uitgelezen werd er per laag
gezocht naar mogelijkheden om dit te verbeteren.
A. Gevels t een en voeg .
De tag kon zonder problemen worden gelezen. We bootsten ook de
situatie na waarbij het geregend had, door de steen aan één kant
nat te maken. Hierdoor verkleint het bereik waarin de tag kangelezen worden sterk. Hoe meer water er op de steen zit, hoe
sterker het bereik verkleint.
B. Gew apend w a te rd i ch t vezelbe ton
De tag kon niet worden uitgelezen door een stuk beton waarin
staalvezels verwerkt waren. Zoals eerder werd vermeld, stoort het
metaal de signalen die verstuurd worden tussen de tag en de lees
en schrijfeenheid. DANILITH-DELMULLE is ondertussenovergeschakeld op kunststofvezels om het beton te versterken. Het
beton die op deze manier versterkt werd, laat het uitlezen van de
tag wel toe. Deze oplossing zal dus voldoende zijn om de tag uit te
kunnen lezen.
C. Po lyure thaan iso la t ie
De laag polyurethaanisolatie bestaat uit een laag
polyurethaanschuim met aanweerszijden een metalen folie.
De isolatie liet niet toe dat de tag uitgelezen wordt. De metaalfolie
stoorde het signaal te veel. Door deze metaalfolie van de isolatie te
verwijderen, wordt het signaal niet meer gestoord en kan de tag
gewoon uitgelezen worden.
Page 54
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
51
D. I so le rend en ge lu iddempend ko r re lbe ton
De tag kon zonder problemen uitgelezen worden. Deze laag wordt
onder normale omstandigheden na uitdrogen niet meer nat, dus
achtten we het niet nodig dit verder te testen.E. Ple is te rw erk
De tag kon zonder problemen uitgelezen worden. Deze laag wordt
onder normale omstandigheden na uitdrogen niet meer nat, dus
achtten we het niet nodig dit verder te testen. Deze laag wordt
echer pas op de werf aan de muur aangebracht. Het zou nog weinig
zin hebben om in dit stadium van het proces nog een RFID-tag in de
muur te verwerken.
9.4 .2 Proe f 2 :Moge l i j ke l oka t ie bepa len van de tag in de m uur
In de tabel op de volgende pagina werd genoteerd in welke gevallen de
tag uitgelezen kon worden vanaf de binnenkant of buitenkant van de
muren. Telkens werd een laag van de muur toegevoegd. De tabel geeft
dus weer op welke plaats men de tag kon uitlezen door alle voorgaande
lagen.
Page 55
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
52
Dee l van de m uur U i t l eesbaar vana f de
b u i t e n k a n t
U i t leesbaar
vana f de
b innenkan t
Geve lst een en voeg Ja Neen
St aa lvezelbe to n Beton , vers t e rk t
m et
k u n s t s to f
vezels
Neen Ja Neen Neen
Po lyu re thaan -
iso la t ie
Po lyu re thaan -
iso la t ie zonder
me taa l fo l i e
Neen Neen Neen Neen
Kor re lbe ton Neen Ja
Ple i s te rwe rk Neen Ja
Page 56
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
53
9 .5 Bes lu i ten
De tags kunnen zeker uitgelezen worden wanneer ze ingebouwd worden in
de muren. Daarom denken wij dat de RFID-technologie een zeer goede
toevoeging zou zijn aan de automatisering van het productieproces. Op dit
moment worden onder meer barcodes gebruikt, die telkens manueel
gescand moeten worden. Dit zal met de invoering van RFID tijd en geld
besparen.
Wij raden aan de RFID-tag in de laag vezelbeton, net achter de
gevelstenen, te plaatsen, om volgende redenen:
• de tag kan gemakkelijk en zonder storingen uitgelezen wordenvanaf de buitenkant van de muur;
• in de gevelstenen zou het te veel werk vragen, en dus ook meer
kosten, om de tag in te werken in de muur;
• de tag komt dus vroeger in de muur terecht dan in elke andere
mogelijke laag, zodat deze tijdens het volledige productieproces op
elk ogenbik kan getraceerd worden.
Bovendien zal men de tag zeer gemakkelijk kunnen terugvinden wanneermen deze bijvoorbeeld steeds op dezelfde plaats in de muur inbouwt.
(Bijvoorbeeld in de rechterbovenhoek)
Het traceren van alle muren op een vrachtwagen zou theoretisch gezien
mogelijk zijn. Maar we raden aan om deze stap nog even uit te stellen.
Momenteel zijn de materialen die hiervoor nodig zijn nog relatief duur.
We denken bovendien dat een passieve tag zal volstaan voor deze taken.
Bij al onze tests voldeden de passieve tags aan onze wensen.
Daarenboven zijn ze niet afhankelijk van een batterij en daarom zeer lang
leesbaar. Hiermee zijn ze ook de goedkoopste oplossing.
Page 57
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
54
1 0 Algemeen beslu i t
Door de gedeelde interesse was het eenvoudig om overeen te komen, het
onderwerp RFID verder uit te werken. Hoewel we slechts moeizaam
contactpersonen konden vinden, hebben we toch voldoende informatie en
bronnen ter beschikking gekregen. Tijdens een bezoek aan een
technologie-beurs ontmoetten we nog een veelbelovende contactpersoon.
Later bleek die echter op niets uit te draaien.
We moesten een uitgebreide theoretische studie maken van de
verschillende vormen van automatische identificatie. Hierbij moesten we
de RFID-technologie in het bijzonder bestuderen. Op het vlak van
automatische identificatie, staat RFID nog in zijn kinderschoenen. Hetwordt nu nog relatief weinig gebruikt in vergelijking met het aantal
mogelijke toepassingen. Men heeft de grenzen van zijn mogelijkheden nog
lang niet bereikt.
De theoretische studie omvat een uitgebreide bespreking van de
verschillende vormen van automatische identificatie. Als laatste vorm
werd RFID toegelicht. In de beginfase van deze geïntegreerde proef ging
dit nogal moeizaam omdat het begrip automatische identificatie zeer veelomvat en het niet duidelijk was in welke mate we dit uit moesten werken.
Daarna bespraken we eerst kort wat RFID is en wat het inhoudt.
Vervolgens bespraken we de verschillende onderdelen van een RFID-
systeem. Dit verliep vrij vlot, dankzij het bronnenmateriaal dat ons
gegeven werd.
Vervolgens werden de verschillende frequenties besproken die gebruikt
worden voor RFID, gevolgd door een gedetailleerde toelichting van de
vormen en de werking van de verschillende soorten transponders. Dit
werd later ook verduidelijkt door de formules die het werk van de nodige
theoretische ruggensteun voorzien. Het viel ons moeilijk deze formules te
vinden maar uiteindelijk konden we dit deel toch toevoegen aan het
dossier.
Ook de standaardisering volgens verschillende normen werd besproken.
Page 58
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
GIP RFID JVD
55
De basisprincipes van de dataoverdracht werden vervolgens nader
bekeken. Hierbij konden we beschikken over een bron die zeer volledig
was, maar het document was geschreven in het Duits, een taal waarvan
we beiden slechts een zeer bescheiden kennis hebben.
Hierna zochten we naar verschillende manieren waarop de RFID-
technologie reeds toegepast wordt. Zowel in het dagelijks leven als in de
industrie neemt RFID een steeds imposantere positie in. Het verbaasde
ons te zien dat deze technologie, die op dit moment bij het grote publiek
nog vrij onbekend is, reeds zeer veel wordt gebruikt zonder dat men er
zich bewust van is.
Tenslotte hebben we enkele praktische proeven uitgevoerd insamenwerking met het bedrijf DANILITH-DELMULLE. Het bedrijf voorzag
ons van al het materiaal dat we nodig hadden voor de tests en we kunnen
stellen dat deze zonder enige problemen zijn verlopen.
We testten of RFID toepasbaar was in het productieproces van DANILITH-
DELMULLE en we kwamen tot de vaststelling dat deze technologie een
verrijking zou zijn voor het bedrijf dat volop bezig is met de
automatisering van het bouwen van woningen.
Algemeen kunnen we ondanks enkele tegenslagen terugkijken op een
positief en leerrijk proces en kunnen we met opgeheven hoofd verder
gaan met onze studies, wetende dat we naar onze eigen mening een
dossier hebben samengesteld dat aan de verwachtingen voldoet.
Page 59
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Bronnenlijst
http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_straling
http://www.kennislink.nl/web/show?id=173939
www.tennet.org/images/060821TT%20EM.velden.br.06Mda_def_tcm41-11567.pdf
http://www.neoweb.nl/forum2/index.php?topic=1119.0
http://www.newtel.be/index2.asp?item2=572
Presentatie: “RFID Theorie & Praxis Kompaktseminar”, Prof. Dr. Schöneberg enProf. Dr. Skrotzki
http://webmsi.free.fr/HEC-MSI-0712-GR1/history.htm
“Intelligent RFID Tag for magnetic field mapping”, Somogyi, 26 sept 2005, p.14,dit document is terug te vinden op onderstaande link:http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=US&NR=74466
62B1&KC=B1&FT=D&date=20081104&DB=EPODOC&locale=nl_NL
http://nl.wikipedia.org/wiki/Streepjescode
http://www.danilith.com
http://www.iso.org/iso/home.htm www.kmo-it.be/images/res171_1.doc
http://transpondernews.com/
http://nl.wikipedia.org/wiki/Optical_character_recognition, 28 jan 2009, auteuronbekend
http://www.microsoft.com/netherlands/ondernemers/techniek_trends/biometrie,20 maart 2009, onbekend (microsoft corporation)
http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_card, 8 februari 2009, auteur onbekend
http://www.aimglobal.org/technologies/RFID/what_is_rfid.asp, 8 feb 2009,
aimglobal group, auteur onbekend
http://webmsi.free.fr/HEC-MSI-0712-GR1/history.htm, 7 nov 2008, FilipNuytemans en Ashik Kurian
http://www.aimglobal.org/technologies/RFID/what_is_rfid.asp, 11/02/2009
www.truck.be, 14/02/2009
http://transpondernews.com/ttfrtf.html, 26/02/2009, auteur onbekend
http://rfid-handbook.de/rfid/standardization.html, 14 April 2009
http://www.epcglobalinc.org/home, 14 April 2009
Page 60
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
http://en.wikipedia.org/wiki/ISO_11784_&_11785, 14 April 2009
http://www.aim-ned.nl/artikelen/Flyer%20NEN-normcommissie%20Automatische% 20Identificatie.pdf, 14 April 2009
http://www.hightechaid.com/standards/18000.htm, 17 April 2009
http://www.zebra.com/id/zebra/na/en/index/rfid/epc.html, 17 April 2009
http://www.gs1belu.org/nl/wat-electronic-product-code-epc, 17 April 2009
Page 61
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Bijlage 1: Het verhaal van Mario Cardullo.
(bron: http://www.rfidjournal.com/article/articleprint/392/-1/1 )
“The media often likes to portray new technologies as the result of a flash of brilliance in the night, or
the work of some solitary genius. In fact, if you look at the development of the telephone, the lightbulb or the first airplane, each of these inventions was based on the convergence of basic concepts
that were fairly well known in the scientific community. The inventors built upon prior knowledge to
create something that was practical and versatile.
Similarly, radio frequency identification (RFID) devices are based on basic concepts that have a long
history. The concepts initially resulted in the development of "friend or foe" transponder systems for
military aircraft. In the 1960’s this technology severed as the basis of electronic article surveillance
(EAS) devices to counter theft. These early devices usually employed a one-bit system, which only
indicated the presence or absence of the tag.
In 1969, I was the corporate planning officer to chairman of the
Communications Satellite Corporation (Comsat). In the spring of 1969, I was
seated next to an IBM engineer on a flight to Washington, from St. Paul. The
engineer was implementing the CARTRAK optical system for the railroad
industry. This system consisted of a reflective color bar code placed on the
side of each railroad car. As the railroad car passes an optical base station, the
station would transmit a beam of light. The optical bar code would reflect
back a signal associated with the individual car so it could be identified.
There were a number of problems with the CARTRAK system. One was that
the reflectors were easily damaged or vandalized. Dirt and mud would
obscure the reflected surface, and there was no way to easily change the data
the reflected bar code contained, which limited the usefulness of the system.
Birth of an Invention
I was well aware of the friend or foe systems and EAS security devices and believed that these
concepts could be expanded upon to offer an alternative to the optical reflector systems beingdeployed. After the IBM engineer finished talking, I started to sketch in my notebook the idea for the
RFID tag with a changeable memory. The original sketch showed a device with a transmitter,
receiver, internal memory, and a power source. I signed and dated the sketch and went back to
reading a book I had started.”
Drawing from the
original patent
Page 62
5/17/2018 RFID Door Timothy Divilbiss en Jens Van Dooren - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/rfid-door-timothy-divilbiss-en-jens-van-dooren
Bijlage 2: De werking van de testkit in een flowchart
(bron: MF_ICprot.pdf)