RFID-Handbuch Grundlagen und praktische Anwendungen induktiver Funkanlagen, Transponder und kontaktloser Chipkarten
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Hanser
2000
|
| Ausgabe: | 2., aktualisierte und erw. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | KLAUS FINKENZELLER RFID- HANDBUCH GRUNDLAGEN UND PRAKTISCHE ANWENDUNGEN
INDUKTIVER FUNKANLAGEN, TRANSPONDER UND KONTAKTLOSER CHIPKARTEN 2.,
AKTUALISIERTE UND ERWEITERTE AUFLAGE CARL HANSER VERLAG MUENCHEN WIEN VII
INHALTSVERZEICHNIS VERWENDETE ABKUERZUNGEN XV 1 EINFUEHRUNG 1 1.1
AUTOMATISCHE IDENTIFIKATIONSSYSTEME 2 1.1.1 BARCODE-SYSTEME 2 1.1.2
OPTICAL CHARACTER RECOGNITION 3 1.1.3 BIOMETRISCHE VERFAHREN 4 1.1.3.1
SPRACHIDENTIFIZIERUNG 4 1.1.3.2 FINGERABDRUCKVERFAHREN (DAKTYLOSKOPIE) 4
1.1.4 CHIPKARTEN - 5 1.1.4.1 SPEICHERKARTEN 5 1.1.4.2
MIKROPROZESSORKARTEN 5 1.1.5 RFID-SYSTEME 7 1.2 VERGLEICH VERSCHIEDENER
ID-SYSTEME 7 1.3 BESTANDTEILE EINES RFID-SYSTEMS 9 2
UNTERSCHEIDUNGSMERKMALE VON RFID-SYSTEMEN 11 2.1 GRUNDSAETZLICHE
UNTERSCHEIDUNGSMERKMALE 11 2.2 BAUFORMEN VON TRANSPONDERN 14 2.2.1 DISKS
UND MUENZEN 14 2.2.2 GLASGEHAEUSE 14 2.2.3 PLASTIKGEHAEUSE 16 2.2.4
WERKZEUG- UND GASFLASCHENIDENTIFIKATION 16 2.2.5 SCHLUESSEL UND
SCHLUESSELANHAENGER 18 2.2.6 UHREN 18 2.2.7 BAUFORM ID-1, KONTAKTLOSE
CHIPKARTEN 19 2.2.8 SMART LABEL 21 2.2.9 COIL-ON-CHIP 23 2.2.10 WEITERE
BAUFORMEN 23 2.3 FREQUENZ, REICHWEITE UND KOPPLUNG 23 2.3.1 CLOSE
COUPLING 23 2.3.2 REMOTE COUPLING 24 2.3.3 LONG RANGE 25 2.3.4
SYSTEMPERFORMANCE 25 3 GRUNDLEGENDE FUNKTIONSWEISE 29 3.1
1-BIT-TRANSPONDER 30 3.1.1 RADIOFREQUENZ 30 3.1.2 MIKROWELLE 33 3.1.3
FREQUENZTEILER 35 3.1.4 ELEKTRO-MAGNETISCH 36 VIII INHALTSVERZEICHNIS
3.2 VOLL- UND HALBDUPLEXVERFAHREN 39 3.2.1 INDUKTIVE KOPPLUNG 40 3.2.1.1
ENERGIEVERSORGUNG PASSIVER TRANSPONDER 40 3.2.1.2 DATENUEBERTRAGUNG
TRANSPONDER LESER 43 3.2.2 ELEKTROMAGNETISCHE BACKSCATTER-KOPPLUNG 47
3.2.2.1 ENERGIEVERSORGUNG DER TRANSPONDER 47 3.2.2.2 DATENUEBERTRAGUNG
TRANSPONDER LESER 48 3.2.3 CLOSE COUPLING 50 3.2.3.1 ENERGIEVERSORGUNG
DER TRANSPONDER 50 3.2.3.2 DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESER 51 3.2.4
DATENUEBERTRAGUNG LESER TRANSPONDER 52 3.3 SEQUENTIELLE VERFAHREN 52
3.3.1 INDUKTIVE KOPPLUNG 52 3.3.1.1 SPANNUNGSVERSORGUNG DES TRANSPONDERS
52 3.3.1.2 VERGLEICH ZWISCHEN FDX-/HDX- UND SEQ-SYSTEMEN 53 3.3.1.3
DATENUEBERTRAGUNG TRANSPONDER LESER 54 3.3.2
OBERFLAECHENWELLEN-TRANSPONDER 56 4 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN FUER
RFID-SYSTEME 59 4.1 MAGNETISCHES FELD 60 4.1.1 MAGNETISCHE FELDSTAERKE H
60 4.1.1.1 FELDSTAERKEVERLAUF H(X) BEI LEITERSCHLEIFEN 61 4.1.1.2
OPTIMIERTER ANTENNENDURCHMESSER 64 4.1.2 MAGNETISCHER FLUSS UND
MAGNETISCHE FLUSSDICHTE 65 4.1.3 INDUKTIVITAET L 65 4.1.4
GEGENINDUKTIVITAET M 67 4.1.5 KOPPLUNGSFAKTOR K 68 4.1.6 INDUKTIONSGESETZ
69 4.1.7 RESONANZ 73 4.1.8 PRAKTISCHER BETRIEB DES TRANSPONDERS 78
4.1.8.1 SPANNUNGSVERSORGUNG DES TRANSPONDERS 78 4.1.8.2
SPANNUNGSREGELUNG 79 4.1.9 ANSPRECHFELDSTAERKE H MIN 81 4.1.9.1
*ENERGIEREICHWEITE VON TRANSPONDERSYSTEMEN .... 84 4.1.10 GESAMTSYSTEM
TRANSPONDER - LESEGERAET 86 4.1.10.1 TRANSFORMIERTE TRANSPONDERIMPEDANZ Z
T 88 4.1.10.2 EINFLUSSGROESSEN VON Z T 91 4.1.10.2.1 SENDEFREQUENZ F TX
92 4.1.10.2.2 KOPPLUNGSFAKTOR K 93 4.1.10.2.3 TRANSPONDERKAPAZITAET C2 95
4.1.10.2.4 LASTWIDERSTAND R L 97 4.1.10.2.5 TRANSPONDERINDUKTIVITAET L 2
98 4.1.10.3 LASTMODULATION 99 INHALTSVERZEICHNIS IX 4.1.10.3.1 OHMSCHE
LASTMODULATION 99 4.1.10.3.2 KAPAZITIVE LASTMODULATION 101 4.1.10.3.3
DEMODULATION IM LESEGERAET 103 4.1.10.3.4 EINFLUSS DES GUETEFAKTORS Q 103
4.1.11 MESSUNG VON SYSTEMPARAMETERN 106 4.1.11.1 MESSUNG DES
KOPPLUNGSFAKTORS K 106 4.1.11.2 MESSUNG DER TRANSPONDERRESONANZFREQUENZ
108 4.1.12 MAGNETISCHE WERKSTOFFE 110 4.1.12.1 EIGENSCHAFTEN
MAGNETISCHER WERKSTOFFE UND FERRITE 110 4.1.12.2 FERRITANTENNEN IN
LF-TRANSPONDERN 111 4.1.12.3 FERRITABSCHIRMUNG IN METALLISCHER UMGEBUNG
112 4.2 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 113 4.2.1 ENTSTEHUNG
ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 113 4.2.1.1 UEBERGANG VOM NAH- ZUM FERNFELD
BEI MAGNETISCHEN ANTENNEN 114 4.2.2 REFLEXION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN
115 4.2.3 RUECKSTREUQUERSCHNITT EINER ANTENNE 117 4.2.4 MODULIERTER
RUECKSTREUQUERSCHNITT 120 4.2.5 WIRKSAME LAENGE 120 4.2.6
ANTENNENBAUFORMEN FUER MIKROWELLENTRANSPONDER 121 4.2.6.1 SCHLITZANTENNEN
121 4.2.6.2 PLANARANTENNEN 121 4.2.6.3 UEBERSICHT - ANTENNENPARAMETER 121
4.3 OBERFLAECHENWELLEN 122 4.3.1 ENTSTEHUNG EINER OBERFLAECHENWELLE 122
4.3.2 REFLEXION EINER OBERFLAECHENWELLE 124 4.3.3 FUNKTIONSSCHEMA VON
OFW-TRANSPONDERN 125 4.3.4 DER SENSOREFFEKT 128 4.3.4.1 REFLEKTIVE
VERZOEGERUNGSLEITUNG 129 4.3.4.2 RESONANTE SENSOREN 131 4.3.4.3
IMPEDANZSENSOREN 133 4.3.5 GESCHALTETE SENSOREN 133 FREQUENZBEREICHE UND
FUNKZULASSUNGSVORSCHRIFTEN 135 5.1 VERWENDETE FREQUENZBEREICHE 135 5.1.1
FREQUENZBEREICH 9 ... 135 KHZ 136 5.1.2 FREQUENZBEREICH 6,78 MHZ 138
5.1.3 FREQUENZBEREICH 13,56 MHZ 138 5.1.4 FREQUENZBEREICH 27,125 MHZ 138
5.1.5 FREQUENZBEREICH 40,680 MHZ 139 5.1.6 FREQUENZBEREICH 433,920 MHZ
139 5.1.7 FREQUENZBEREICH 869,0 MHZ 140 5.1.8 FREQUENZBEREICH 915,0 MHZ
140 X INHALTSVERZEICHNIS 5.1.9 FREQUENZBEREICH 2,45 GHZ 140 5.1.10
FREQUENZBEREICH 5,8 GHZ 140 5.1.11 FREQUENZBEREICH 24,125 GHZ 140 5.1.12
AUSWAHL EINER GEEIGNETEN FREQUENZ FUER INDUKTIV GEKOPPELTE RFID-SYSTEME
141 5.2 INTERNATIONALE ZULASSUNGSVORSCHRIFTEN 144 5.2.1 CEPT/ERC 70-03
144 5.2.2 EN 300330: 9 KHZ ... 25 MHZ 144 5.2.2.1 TRAEGERLEISTUNG -
GRENZWERTE FUER CLASS-1-SENDER . .. 145 5.2.2.2 TRAEGERLEISTUNG -
GRENZWERTE FUER CLASS-2-SENDER ... 145 5.2.2.3 MODULATIONSBANDBREITE 146
5.2.2.4 NEBENAUSSENDUNGEN 146 5.2.3 EN 300220-1, EN 300220-2 147 5.2.4
EN 300440 148 5.3 NATIONALE ZULASSUNGSVORSCHRIFTEN - BRD 149 5.3.1 17 TR
2100 149 5.3.1.1 GRENZWERTE FUER TRAEGERLEISTUNGEN 149 5.3.1.2
MODULATIONSBANDBREITE 150 5.3.1.3 NEBENAUSSENDUNGEN 150 5.3.2 BAPT 222
ZV 125 150 5.3.3 BAPT 211 ZV 037/2050 151 5.3.4 BAPT 211 ZV 045 -
EUROBALISEN 151 5.4 NATIONALE ZULASSUNGSVORSCHRIFTEN - USA 151 6
CODIERUNG UND MODULATION 153 6.1 CODIERUNG IM BASISBAND 154 6.2 DIGITALE
MODULATIONSVERFAHREN 156 6.2.1 AMPLITUDENTASTUNG (ASK) 157 6.2.2 2-FSK
160 6.2.3 2-PSK 161 6.2.4 MODULATIONSVERFAHREN MIT HILFSTRAEGER 162 7
DATENINTEGRITAET 165 7.1 PRUEFSUMMENVERFAHREN 165 7.1.1 PARITAETSPRUEFUNG
165 7.1.2 LRC- VERFAHREN 166 7.1.3 CRC-VERFAHREN 167 7.2
VIELFACHZUGRIFFSVERFAHREN - ANTIKOLLISION 170 7.2.1 RAUMMULTIPLEX - SDMA
172 7.2.2 FREQUENZMULTIPLEX - FDMA 174 7.2.3 ZEITMULTIPLEX - TDMA 175
7.2.4 BEISPIELE FUER ANTIKOLLISIONSVERFAHREN 177 7.2.4.1 ALOHA-VERFAHREN
177 7.2.4.2 SLOTTED-ALOHA-VERFAHREN 180 7.2.4.3
*BINARY-SEARCH -ALGORITHMUS 184 INHALTSVERZEICHNIS XI 8 DATENSICHERHEIT
193 8.1 GEGENSEITIGE SYMMETRISCHE AUTHENTIFIZIERUNG 193 8.2
AUTHENTIFIZIERUNG MIT ABGELEITETEN SCHLUESSELN 195 8.3 VERSCHLUESSELTE
DATENUEBERTRAGUNG 196 8.3.1 STREAMCIPHER 198 9 NORMUNG 201 9.1
TIERIDENTIFIKATION 201 9.1.1 ISO 11784 - CODESTRUKTUR 201 9.1.2 ISO
11785 - TECHNISCHES KONZEPT 202 9.1.2.1 ANFORDERUNGEN 202 9.1.2.2
VOLL-/HALBDUPLEX-SYSTEM 204 9.1.2.3 SEQUENTIELLES SYSTEM 205 9.2
KONTAKTLOSE CHIPKARTEN 205 9.2.1 ISO 10536 - CLOSE-COUPLING-CHIPKARTEN
207 9.2.1.1 PART 1 - PHYSICAL CHARACTERISTICS 207 9.2.1.2 PART 2 -
DIMENSIONS AND LOCATIONS OF COUPLING AREAS 207 9.2.1.3 PART 3 -
ELECTRONIC SIGNALS AND RESET PROCEDURES ...208 9.2.1.3.1
ENERGIEVERSORGUNG 208 9.2.1.3.2 DATENUEBERTRAGUNG KARTE LESEGERAET 208
9.2.1.3.3 DATENUEBERTRAGUNG LESEGERAET KARTE 209 9.2.1.4 PART 4 - ANSWER
TO RESET AND TRANSMISSION PROTOCOLS 210 9.2.2 ISO 14443 -
PROXIMITY-COUPLING-CHIPKARTEN 210 9.2.2.1 PART 1 - PHYSICAL
CHARACTERISTICS 210 9.2.2.2 PART 2 - RADIO FREQUENCY INTERFACE 210
9.2.2.2.1 KOMMUNIKATIONSINTERFACE - TYP A 212 9.2.2.2.2
KOMMUNIKATIONSINTERFACE - TYP B 213 9.2.2.2.3 UEBERSICHT 215 9.2.2.3 PART
3 - INITIALIZATION AND ANTICOLLISION 215 9.2.2.3.1 TYP-A-KARTE 216
9.2.2.3.2 TYP-B-KARTE 219 9.2.3 ISO 15693 - VICINITY-COUPLING-CHIPKARTEN
224 9.2.3.1 PART 1 - PHYSICAL CHARACTERISTICS 224 9.2.3.2 PART 2 - AIR
INTERFACE AND INITIALISATION 224 9.2.3.2.1 DATENUEBERTRAGUNG LESEGERAET *
KARTE 224 9.2.3.2.2 DATENUEBERTRAGUNG KARTE * LESEGERAET 229 9.2.4 ISO
10373 - PRUEFMETHODEN FUER CHIPKARTEN 229 9.2.4.1 PART 4: TESTVERFAHREN
FUER CLOSE-COUPLING- CHIPKARTEN 230 9.2.4.2 PART 6: TESTVERFAHREN FUER
PROXIMITY-COUPLING- CHIPKARTEN 230 9.2.4.2.1 KALIBRATIONSSPULE 230 XII
INHALTSVERZEICHNIS 9.2.4.2.2 MESSUNG DER LASTMODULATION 231 9.2.4.2.3
REFERENZKARTE 233 9.2.4.3 PART 7: TESTVERFAHREN FUER VICINITY-COUPLING-
CHIPKARTEN 234 9.3 DIN/ISO 69873 - DATENTRAEGER FUER WERK- UND SPANZEUGE
234 9.4 ISO 10374 - CONTAINERIDENTIFIKATION 235 9.5 VDI 4470 -
WARENSICHERUNGSSYSTEME 236 9.5.1 TEIL 1 - KUNDENABNAHMERICHTLIMEN FUER
SCHLEUSENSYSTEME .... 236 9.5.1.1 ERMITTLUNG DER FEHLALARMQUOTE 236
9.5.1.2 ERMITTLUNG DER DETEKTIONSRATE 237 9.5.1.3 FORMBLAETTER IN VDI
4470 238 9.5.2 TEIL 2 - KUNDENABNAHMERICHTLIMEN FUER
DEAKTIVIERUNGSANLAGEN 238 10 ARCHITEKTUR ELEKTRONISCHER DATENTRAEGER 241
10.1 TRANSPONDER MIT SPEICHERFUNKTION 241 10.1.1 HF-INTERFACE 242
10.1.1.1 SCHALTUNGSBEISPIEL - LASTMODULATION MIT HILFSTRAEGER 243
10.1.1.2 SCHALTUNGSBEISPIEL - HF-INTERFACE FUER ISO-14443 TRANSPONDER 244
10.1.2 ADRESS- UND SICHERHEITSLOGIK 247 10.1.2.1 STATE-MACHINE 247 10.1.3
SPEICHERARCHITEKTUR 249 10.1.3.1 READ-ONLY-TRANSPONDER 249 10.1.3.2
BESCHREIBBARE TRANSPONDER 251 10.1.3.3 TRANSPONDER MIT KRYPTOFUNKTION
251 10.1.3.4 SEGMENTIERTE SPEICHER 254 10.1.3.5
MIFARE-APPLIKATIONSVERZEICHNIS 256 10.1.3.6 DUAL-PORT-EEPROM 259 10.2
MIKROPROZESSOREN 263 10.2.1 DUAL INTERFACE CARD 264 10.2.1.1 MIFARE
PLUS - DUAL INTERFACE CARD 267 10.3 SPEICHERTECHNOLOGIE 268 10.3.1 RAM
268 10.3.2 EEPROM 269 10.3.3 FRAM 270 10.3.4 LEISTUNGSVERGLEICH FRAM -
EEPROM 272 10.4 MESSUNG PHYSIKALISCHER GROESSEN 273 10.4.1 TRANSPONDER MIT
SENSORFUNKTIONEN 273 10.4.2 MESSUNGEN MIT MIKROWELLENTRANSPONDERN 274
10.4.3 SENSOREFFEKT BEI OBERFLAECHENWELLEN-TRANSPONDERN 276 11 LESEGERAETE
279 11.1 DATENFLUSS IN EINER APPLIKATION 279 INHALTSVERZEICHNIS XIII 11.2
KOMPONENTEN EINES LESEGERAETES 280 11.2.1 HF-INTERFACE 282 11.2.1.1
INDUKTIV GEKOPPELTES SYSTEM, FDX/HDX 282 11.2.1.2 MIKROWELLEN-SYSTEM -
HALBDUPLEX 283 11.2.1.3 SEQUENTIELLE SYSTEME - SEQ 285 11.2.1.4
MIKROWELLEN-SYSTEM FUER OFW-TRANSPONDER 286 11.2.2 STEUERUNG 287 11.3
LOW-COST-AUFBAU - LESER-IC U2270B 289 11.4 ANSCHLUSS VON ANTENNEN 291
11.4.1 ANTENNEN FUER INDUKTIVE SYSTEME 291 11.4.1.1 ANSCHALTUNG MIT
STROMANPASSUNG 291 11.4.1.2 SPEISUNG UEBER KOAXIALKABEL 294 11.4.1.3
EINFLUSS DES GUETEFAKTORS Q 298 11.4.2 ANTENNEN FUER MIKROWELLEN-SYSTEME
299 11.5 AUSFUEHRUNGSFORMEN VON LESEGERAETEN 300 12 HERSTELLUNG VON
TRANSPONDERN UND KONTAKTLOSEN CHIPKARTEN 303 12.1 GLAS- UND
PLASTIKTRANSPONDER 303 12.1.1 MODULHERSTELLUNG 304 12.1.2
TRANSPONDERHALBZEUG 305 12.1.3 KOMPLETTIERUNG 306 12.2 KONTAKTLOSE
CHIPKARTEN 306 12.2.1 SPULENHERSTELLUNG 307 12.2.2 VERBINDUNGSTECHNIK
312 12.2.3 LAMINIEREN 313 13 ANWENDUNGSBEISPIELE 315 13.1 KONTAKTLOSE
CHIPKARTEN 315 13.2 OEPNV 317 13.2.1 AUSGANGSSITUATION 318 13.2.2
ANFORDERUNGEN 318 13.2.2.1 TRANSAKTIONSZEIT 318 13.2.2.2
WITTERUNGSBESTAENDIGKEIT, LEBENSDAUER, BEDIENKOMFORT 319 13.2.3 VORTEILE
DURCH DEN EINSATZ VON RFID-SYSTEMEN 319 13.2.4 TARIFMODELLE MIT
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PROJEKTBEISPIELE 323 13.2.6.1 KOREA: SEOUL 323 13.2.6.2 DEUTSCHLAND:
LUENEBURG, OLDENBURG 325 13.2.6.3 EU-PROJEKTE: *ICARE UND *CALYPSO 326
13.3 TICKETING 330 13.3.1 LUFTHANSA MILES & MORE CARD 330 13.3.2
SKI-TICKETING 332 XIV INHALTSVERZEICHNIS 13.4 ZUTRITTSKONTROLLE 334 13.5
VERKEHRSSYSTEME 337 13.5.1 EUROBALISE S21 337 13.5.2 INTERNATIONALER
CONTAINERVERKEHR 340 13.6 TIERIDENTIFIKATION 341 13.6.1 RINDERHALTUNG
341 13.6.2 BRIEFTAUBEN-PREISFLUG 347 13.7 ELEKTRONISCHE WEGFAHRSPERRE
350 13.7.1 FUNKTIONSWEISE DER WEGFAHRSPERRE 351 13.7.2 KURZE
ERFOLGSGESCHICHTE 353 13.7.3 ZUKUNFTSAUSSICHTEN 355 13.8
BEHAELTERIDENTIFIKATION 356 13.8.1 GASFLASCHEN UND CHEMIKALIENBEHAELTER
356 13.8.2 ABFALLENTSORGUNG 358 13.9 SPORTLICHE VERANSTALTUNGEN 360
13.10 INDUSTRIEAUTOMATION 363 13.10.1 WERKZEUGIDENTIFIKATION 363 13.10.2
INDUSTRIELLE FERTIGUNG 366 13.10.2.1 VORTEILE DURCH DEN EINSATZ VON
RFID-SYSTEMEN ... 369 13.10.2.2 AUSWAHL GEEIGNETER RFID-SYSTEME 370
13.10.2.3 PROJEKTBEISPIELE 371 14 MARKTUEBERSICHT 375 14.1
AUSWAHLKRITERIEN 375 14.1.1 ARBEITSFREQUENZ 375 14.1.2 REICHWEITE 376
14.1.3 SICHERHEITSANFORDERUNGEN 377 14.1.4 SPEICHERKAPAZITAET 378 14.2
SYSTEMUEBERSICHT 378 15 ANHANG 389 15.1 KONTAKTADRESSEN UND
VERANSTALTUNGEN 389 15.1.1 INDUSTRIEVERBAENDE 389 15.1.2
FACHZEITSCHRIFTEN 390 15.1.3 VERANSTALTUNGEN 391 15.1.4 RFID IM INTERNET
392 15.2 RELEVANTE NORMEN UND VORSCHRIFTEN 393 15.2.1 BEZUGSQUELLEN FUER
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