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REFlex - RFID Real-Time Localization for Flexible Production Environments

Funkecho findet jedes bewegte Objekt. Radio Frequency Identification Tags werden milliardenfach für die Identifikation von Gütern eingesetzt. Ein neues Verfahren ermöglicht nun auch die Ortsbestimmung der kostengünstigen Funk-Etiketten.

Kurzbeschreibung

Radio Frequency Identification (RFID) wird gerne als der Nachfolger des Barcodes bezeichnet. RFID-Tags benötigen keine Batterie, können große Datenmengen speichern, sind wiederbeschreibbar und können ohne direkte Sichtverbindung zum Lesegerät über Funk gelesen werden. Die den Markt dominierenden Electronic Product Code (EPC)-Tags arbeiten bei der UHF-Frequenz 868 MHz und erlauben Lesereichweiten von mehreren Metern.

Während vor einigen Jahren das Lesen der Tags im Vordergrund industrieller Prozesse stand, wird aktuell die Tag-Lokalisierung zunehmend wichtiger. Die Anwendungen dafür sind vielfältig und umfassen die Ortung von getaggten Produkten oder Werkzeugen, die Erkennung der Reihenfolge von Tags auf einem Förderband sowie die Bestimmung von Tag-Bewegungsrichtungen.

Um den Anforderungen moderner Industrieprozesse zu genügen, untersucht das Projekt REFlex einen neuartigen Ansatz zur Entfernungsbestimmung zwischen Lesegerät und Tag. Das Verfahren, welches keine speziellen RFID-Tags benötigt, umgeht Genauigkeitsprobleme existierender Lokalisierungsverfahren durch die Verwendung einer laufzeitbasierten Messung.

Dazu wird dem RFID-Abfragesignal ein sehr breitbandiges und extrem schwaches Spread-Spectrum-Lokalisierungssignal überlagert. Dadurch wird das Tag in seiner Kommunikation mit dem Reader nicht beeinflusst und es werden keine Funkvorschriften verletzt. Durch einen neuen mathematischen Ansatz kann das Funkecho des RFID-Tags von allen weiteren Echos des Raumes separiert werden und so die Entfernung bestimmt werden.

Die Konsortialpartner untersuchen das Verfahren in Hinblick auf seine physikalischen Grenzen, erforderliche Kalibrierungsalgorithmen sowie den Genauigkeitsgewinn durch die Nutzung mehrerer Antennen. Die Forschung am Entfernungsmessverfahren geht dabei Hand in Hand mit der Modellierung industrieller Prozesse, in denen die Lokalisierung von RFID-Tags zum Einsatz kommt. Dadurch können einerseits Genauigkeitsanforderungen für die Positionsbestimmung abgeleitet und andererseits Rückschlüsse aus der Lokalisierungsforschung auf industrielle Prozesse getroffen werden.

Um den Weg zu einem erfolgreichen Industrieeinsatz zu ebnen, ist das Konsortium bereits während der Forschungsphase in Normungs- und Standardisierungsgremien aktiv. Im Sinne einer "Responsible Innovation" werden soziale und ethische Aspekte möglicher Projektkonsequenzen, wie das indirekte Tracking von Personen, bereits frühzeitig untersucht.

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