Was ist ein RFID-Transponder und wie funktioniert er?

Ein RFID-Transponder ist ein Funk-Kommunikationsgerät, das Daten drahtlos überträgt. Er kommt in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz – von der Warenverfolgung in der Logistik bis zur Zugangskontrolle.

Aufbau eines RFID-Transponders

  • Mikrochip – speichert Informationen, z. B. eine eindeutige ID oder Seriennummer
  • Antenne – ermöglicht die drahtlose Kommunikation mit einem RFID-Lesegerät

Je nach Bauart sind RFID-Transponder entweder in einem kleinen Gehäuse untergebracht oder als RFID-Label auf eine Folie aufgebracht.

Größe und Form

RFID-Transponder gibt es in verschiedenen Varianten:

  • Größe: Von winzigen Chips bis zu mehreren Zentimetern groß
  • Form: Rund und stabil oder flach und biegsam – je nach Anwendungsbereich

Wie funktioniert ein RFID-Transponder?

1. Das RFID-Lesegerät sendet ein Signal aus.
2. Der RFID-Transponder wird aktiviert und überträgt seine gespeicherten Daten per Funk.
3. Das Lesegerät empfängt die Informationen und verarbeitet sie weiter.

Typische Einsatzgebiete von RFID-Transpondern

  • Logistik & Warenverfolgung – Identifikation und Tracking von Produkten
  • Zugangskontrolle – Zutrittskarten für Gebäude und Veranstaltungen
  • Objektverfolgung in Echtzeit – z. B. in der Industrie oder im Gesundheitswesen

Aktive, passive & semi-aktive RFID-Transponder im Vergleich

Bei RFID-Transpondern werden drei Varianten zur Stromversorgung unterschieden:

Aktive RFID-Transponder

Diese besitzen eine eigene Energiequelle (Batterie), befinden sich aber solange im Ruhezustand bis sie ein Aktivierungssignal von einem Lesegerät empfangen. Damit eignen sie sich für größere Reichweiten.

Passive RFID-Transponder

Diese benötigen keine Batterie und erhalten ihre Energie vom Lesegerät über Funkwellen. Sie sind kostengünstiger, aber nur für kürzere Distanzen geeignet. Zudem können weniger Informationen als bei aktiven Tags gespeichert werden.

Semi-aktive RFID-Transponder

Sie besitzen eine Batterie zur Unterstützung der Elektronik, nutzen aber die Energie des Lesers für die Kommunikation. Sie bieten eine mittlere Reichweite und Effizienz.

Wie verändern RFID-Transponder die Verfolgung von Objekten?

Automatisierung

Durch RFID-Systeme können Objekte automatisch identifiziert werden, ohne dass direkter Sichtkontakt oder manuelle Eingaben erforderlich sind. Dies beschleunigt Prozesse in Bereichen wie Lagerhaltung, Logistik und Einzelhandel.

Echtzeit-Verfolgung

Mit RFID können Objekte in Echtzeit verfolgt werden, während sie sich durch einen Lieferketten- oder Produktionsprozess bewegen. Dies ermöglicht eine präzise Standortbestimmung und verbessert die Transparenz über ihren Status.

Datenerfassung

RFID-Transponder können zusätzliche Informationen über ein Objekt enthalten, wie z.B. Herkunftsland oder Produktionsdatum. Diese Daten können automatisch erfasst und in Unternehmenssysteme integriert werden, um die Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle zu verbessern.

Diebstahlschutz und Sicherheit

RFID kann verwendet werden, um Objekte vor Diebstahl zu schützen, indem Alarme ausgelöst werden, wenn markierte Gegenstände unbefugt bewegt werden. Dies verbessert die Sicherheit von Inventar und Wertgegenständen.

Welche Transponder werden wann eingesetzt?

Transponder nach Technologie

Transponder

Anwendung

Beschreibung

LF-RFID-Transponder

  • bei Objekten mit hohem Wassergehalt, z.B. Lebewesen
  • Frequenzbereich 125 kHz
  • sehr kurze Lesereichweite bis zu 10 cm

HF-RFID-Transponder

  • Kennzeichnung von Werkstückträgern in automatisierten Anlagen zum Transport von Informationen auf dem RFID-Tag von Station zu Station
  • Vorteile bei Anwendung in feuchter und nasser Umgebung
  • Frequenzbereich 13,56 MHz
  • Lesereichweite bis zu 30 cm
  • Vorteil: größere Speicherkapazitäten im Vergleich zu UHF-RFID-Tags

UHF-RFID-Transponder

  • dank hoher Lesereichweite und Pulklesefähigkeit optimal für Einsatz in Logistik, Produktion und Einzelhandel
  • aufgrund geringer Kosten: Möglichkeit zur massenhaften Kennzeichnung von Produkten mit UHF-Transpondern
  • Frequenzbereich 865 MHz bis 928 MHz
  • Lesereichweite je nach Tag von 2 m bis 12 m
  • verfügbar in verschiedensten Varianten (Hard-Tag, Label)

Aktive RFID-Transponder

  • autonomes Arbeiten durch integrierte Batterie, unabhängig vom Lesegerät
  • ideal für weitläufige oder schwer zugängliche Bereiche
  • Signalübertragung im typischen Frequenzbereich von 433 MHz bis 2,4 GHz
  • Lesereichweite von bis zu 100 Metern bei kontinuierlicher Signalübertragung

RTLS-Tags

  • Kennzeichnung und Verfolgung einer begrenzten Anzahl von Objekten, Personen und Vermögenswerten
  • Frequenzbereich je nach verwendeter Technologie: UWB: 3,1 GHz bis 10,6 GHz; Wi-Fi: 2,4 GHz bis 5 GHz
  • Objekte können bis auf 0,5 m genau geortet werden

Bluetooth-Tags (BLE)

  • Kennzeichnung von hochwertigen Objekten wie Werkzeugen, Ladungsträgern, Baugruppen zur Ortung
  • Dokumentation von Feuchtigkeit und Temperatur aus der Umgebung des gekennzeichneten Objektes
  • Frequenzbereich 2,4 GHz
  • Lesereichweite bis zu 100 m

Transponder nach Typ

Transponder

Anwendung

Beschreibung

RFID-Labels mit Papier- und PET-Oberfläche

  • Applikation und Verwendung wie klassische Labels
  • aufgrund niedriger Kosten: ideal für Kennzeichnung einzelner Bauteile und Produkte, auch bei Kartons und Umverpackungen
  • Druck und Programmierung in größeren Mengen zur Kennzeichnung von Produkten und Verpackungen im gewünschten Prozess möglich
  • verfügbar mit verschiedenen Klebstoffen

RFID-Labels mit robuster Oberfläche

  • Kennzeichnung von Ladungsträgern und Mehrwegbehältern
  • Inventarkennzeichnung
  • Labels können geklebt oder mit Löchern versehen werden
  • spezielle Beschichtung aus Vinyl sorgt für Kratzresistenz und Langlebigkeit

Transponder mit speziellem Klebematerial

  • auf Holz oder öligen Oberflächen
  • Kennzeichnung von Holzpaletten oder -kisten in Lagerhäusern
  • Verfolgung von öligen Maschinen und Ausrüstungen in industriellen Umgebungen
  • Markierung von Produkten in der Lebensmittelindustrie, die mit Öl in Kontakt kommen könnten

On-Metal-RFID-Labels

  • Kennzeichnung von metallischen Objekten, wenn Labeldruck notwendig
  • da günstiger als On-Metal-RFID-Hardtags: auch eine Einzelproduktkennzeichnung wirtschaftlich
  • Spezielle RFID-Labels, abgestimmt auf Applikation an metallischen Oberflächen
  • Bedruckung möglich (angepasster RFID-Drucker notwendig)

On-Metal-Transponder/ Hardtags

  • Kennzeichnung von metallischen Objekten
  • dauerhafte Kennzeichnung von Ladungsträgern und Werkzeugen
  • für wiederholte Identifikationsprozesse
  • Transponder in Kunststoffgehäuse
  • vergossene Transponder
  • Keramikgehäuse
  • verschiedenste Ausführungen zum Annieten, Ankleben oder Einlassen in Material

Transponder für extremere Umgebungen

  • im Außenbereich oder in feuchten Umgebungen
  • bei hohen Temperaturen von bis zu 300°C oder sehr hohem Druck
  • Resistenz gegen chemische Stoffe
  • Ummantelung mit wasserdichten und wetterfesten Materialien wie Kunststoffen oder Harzen zum Schutz der Elektronik vor Feuchtigkeit, Regen, Schnee und Sonneneinstrahlung

Magnetische Transponder

  • In Umgebungen, in denen Metall vorhanden ist
  • in feuchten oder staubigen Umgebungen
  • Einsatz in industriellen Umgebungen, wie zum Beispiel in Fabriken, Lagerhäusern, Baustellen oder Bergwerken

Welche Transponder setzen wir ein?

Wir setzen überwiegend UHF-Transponder ein, die den EPC Gen 2 V1.2/ ISO 18000-6C Standards entsprechen, sowie Transponder, die mit den Frequenzen 125 kHz und 13,56 MHz und den Standards ISO 15693 und MIFARE Classic kompatibel sind.

Checkliste zur Wahl des richtigen Transponders

1
Eigenschaften des Materials
  • Aus welchem Material sollte der Transponder bestehen? (z. B. Kunststoff, Metall, Papier)
  • Welche Anforderungen bestehen hinsichtlich der Haltbarkeit, Flexibilität und chemischen Beständigkeit des Materials?
  • Soll der Transponder wiederverwendbar oder einmalig nutzbar sein?
2
Anwendungsbereich
  • Welchen Zweck soll der Transponder erfüllen (z.B. Zugangskontrolle, Lagerverwaltung, Produktverfolgung)?
  • In welcher Branche wird der Transponder eingesetzt (z.B. Logistik, Produktion, Einzelhandel)?
3
Größe und Platzierung
  • Wie groß ist die freie Fläche, die für den Transponder zur Verfügung steht?
4
Lesedistanz

Aus welcher Entfernung muss der Transponder vom Lesegerät erkannt werden können? (Nahbereich, Fernbereich)

5
Umgebungsbedingungen
  • Welche Umgebungsbedingungen sind relevant?    (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Staub, Vibrationen)
  • Muss der Transponder robust und witterungsbeständig sein?
6
Datenkapazität
  • Wie viele Daten sollen auf dem Transponder gespeichert werden? (z. B. Seriennummer, Produktinformationen)
7
Integration
  • Wie wird der Transponder in Ihr System integriert? (z.B.vorhandenes ERP-System, mittels einer Middleware)

Wie helfen gesammelte Daten bei der Entscheidungsfindung?

Bestandsverwaltung:

  • Gezieltes Vornehmen von Bestellungen durch Erfassung von Informationen über Lagerbestand
  • Effiziente Planung von Lagerungen
  • Gezielte Planung von Verkäufen (Werbeaktionen)

 

Logistik- und Lieferketten-Management:

  • Verfolgung von Sendungen und Lieferungen
  • Optimierung der Lieferkette
  • Echtzeitsichtbarkeit über den Warenfluss ermöglicht    Identifizierung von Engpässen
  • Planung von Transport und Lagerung

 

Qualitätskontrolle:

  • Verfolgung von Produkten im Herstellungsprozess
  • Entscheidungsfindung zur Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung

 

Kundenerfahrung und Marketing:

  • Verfolgung von Kundeninteraktionen im Einzelhandel
  • Personalisierung von Angeboten und Marketingstrategien

FAQ: Die meistgestellten Fragen über RFID-Transponder

Die Lesereichweite von RFID-Transpondern variiert je nach dem Typ des Transponders und der eingesetzten RFID-Technologie. Passive RFID-Transponder haben normalerweise eine kürzere Lesereichweite (3 – 6 Meter) im Vergleich zu aktiven Transpondern (mehr als 30 Meter), da sie keine eigene Stromversorgung haben und daher auf die Energie des Lesegeräts angewiesen sind. Aktive RFID-Transponder, die über eine eigene Batterie verfügen, können eine größere Lesereichweite bieten, was insbesondere in Anwendungen mit größerem Abstand zwischen Lesegerät und Transponder von Vorteil ist. Faktoren wie die Umgebung, in der das RFID-System eingesetzt wird, und mögliche Störquellen können ebenfalls die Lesereichweite beeinflussen.

Die Batterielaufzeit von aktiven RFID-Transpondern kann je nach Hersteller, Modell und Nutzung variieren. In der Regel haben die Batterien von aktiven RFID-Transpondern jedoch eine Lebenszeit von 3 – 5 Jahren, bevor sie ausgetauscht oder aufgeladen werden müssen. Die genaue Lebensdauer hängt von Faktoren wie der Häufigkeit der Nutzung, der Übertragungsreichweite und den Umgebungsbedingungen ab.

Die Umgebung (z.B. Metall, Flüssigkeiten), die Lesedistanz, die Frequenz und die Ausrichtung des Transponders können die Leistung beeinflussen.

Das hängt vom jeweiligen Typ ab. Einige Transponder haben nur wenige Bytes für einfache Identifikationszwecke, während andere größere Mengen an Daten speichern können, z.B. mehrere Kilobytes.

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