dipl.-ing. markus bamberg (tu) grundlagen identifikationssysteme
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Dipl.-Ing. Markus Bamberg (TU)
Grundlagen Identifikationssysteme
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 2
Joanna Rachel
Was ist Identifikation ?
Namensgebung: Wiedererkennen eines definierten Einzelobjektes
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Warum Identifikation?
Ziel:
Wiedererkennen eines definierten Einzelobjektes mit dem Ziel der eindeutigen Zuordenbarkeit von Daten und Prozessen zu diesem Einzelobjekt.
Folgerung:
Individualisierung und Dokumentierbarkeit des Einzelobjekts im Prozessgefüge.
Erzeugung von Fertigungsvarianten im gegebenen Prozessumfeld.
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Klassifizierung von ID-Applikationen
Direkte Identifikation Indirekte Identifikation
Direkte DatenhaltungAm Objekt
alle Daten verfügbar
Am Hilfsträger alle Daten zum eigentlichen
Objekt
Indirekte DatenhaltungAm Objekt
Verweis zu allen Daten
Am Hilfsträger Verweis zum begleitenden
Objekt
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Direkte Identifikation
Vorteile• Eindeutige Beziehung zwischen
Objekt und Datenträger • Hohe Zuordnungssicherheit• Durchgängige Objektbegleitung
L0 L1 L2 L3 L5 L6 L7 L8
Nachteile• Logistik um den Datenträger
notwendig• Montageposition nicht in allen
Teilprozessen günstig
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Direkte Identifikation
BeispielAutomobilindustrie
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Indirekte Identifikation
TrolleyL0 Sling Window sling
L1 L2 L3 L4 L5 L6
Vorteile• Keine logistischen Maßnahmen für
Datenträger notwendig• Gut applizierbar• Wiederholbarkeit an allen ID-Orten
hoch• Meist geringe R/W Abstände
notwendig
Nachteile• Verweis auf Objekt über
Verbindung von Objekt zu Hilfsträger
• Maßnahmen bei Ein/Ausschleu-sungsvorgängen notwendig
• Kopieren von Datenträgerinhalten bei Hilfsträgerwechsel
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Indirekte Identifikation
BeispielHerstellung von Kupplungsausrücklagern
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Direkte Datenhaltung (Datenträger)
Bearbeitung 1 Bearbeitung 2 Bearbeitung 3 Bearbeitung 4
Datenfluss Datenfluss
Prozesssteuerung
Direkt: Daten werden lokal im Datenträger abgelegt
+ Daten am Objekt verfügbar+ Bei gleichzeitiger Verknüpfung mit zentraler Datenbank:
Ausfallkonzept „en passant“± R/W-System notwendig– Hohe Speicherdichte notwendig– Längere Übertragungszeiten und mehr Kommunikation
Materialfluss
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Direkte Datenhaltung
BeispielWerkzeugmanagement
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Indirekte Datenhaltung
Materialfluss
Bearbeitung 1 Bearbeitung 2 Bearbeitung 3 Bearbeitung 4
Prozesssteuerung
Datenfluss
Indirekt: Verweis (ID) zum Zugriff auf zentrale Datenbank
+ Fixcode System einsetzbar+ Kurze Lesezeiten / Hohe Zuverlässigkeit– Daten nur über zentrale Datenbankabfrage verfügbar
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Indirekte Datenhaltung
BeispielSchlauchbahnhof
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Verschiedene Identifikationssysteme
Bar Code/Data Matrix
Magnetstreifen„Lochkarten" Chip
Visuell VMTOCRBiometrisch• Fingerabdruck• Sprache...
Elektromagnetisch
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Verschiedene Identifikationssysteme
Lochkarten Magnetstreifen Chip Bar Code Data Matrix Elektromagn.
Datenmenge 16-64 kB 1-100 Bytes bis zu 172 kB bis zu 32 kB
Datendichte gering mittel hoch gering hoch sehr hoch
Energiebedarf nein nein nein nein nein nein/ja
Beschreibbar nein ja ja Nein nein nein/ja
Leseabstand < 150 mm Kontakt Kontakt < 1 m < 1 m bis zu 5 m
Vorteil sehr robustSchreib-/
Lesesystemweit verbreitet billig
billig hohe Datendichte
Nachteilgeringe
Kodiermög-lichkeiten
mach. Belastbarkeit
HandlingSchmutz
empfindlichschmutzempfind-
liches Visionsystem
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Elektromagnetische Identifikation
Vorteile
robust
unempfindlich gegenüber negativen Umwelteinflüssen
hohe Funktionssicherheit
Fixcode- oder Schreib-/Lesesystem
hohe Schreib-/Leseabstände
dynamischer Lesevorgang
dynamischer Schreibvorgang (Mikrowellen-Identifikation)
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RFID – Frequenzbänder
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RFID – Frequenzbänder (ITU)
z.B.• LF 119...148,5 kHz• HF 13,56 MHz• UHF 865...868 MHz (Europa) 902...928 MHz (USA) 952...955 MHz (Japan)• 2,4...2,483 GHz
Region 2 Region 1
Region 3
ITU: International Telecommunication Union (Genf)• Unterorganisation der Vereinten Nationen• Zuweisung von Frequenzbändern
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Frequenzeigenschaften
• Höhere Frequenzen bedeuten ...– gerichtete Ausbreitung– hohe Übertragungsraten– aktives Zurücksenden (Backscatter)– hohe Wirbelstromverluste in leitenden Flächen– hohe Absorptionsrate bei Nichtleitern
(Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante , Wasser)– Reflexionen und Interferenzen (Nullstellen im Feld)– geringere Dämpfung im Fernfeld (-20 dB/Dekade)
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Nah- und Fernfeld
Frequenz Wellenlänge rF = /2
125 kHz 2400,00 m 382,00 m
13,56 MHz 22,00 m 3,50 m
868 MHz 0,35 m 0,06 m
2,45 GHz 0,12 m 0,02 m
Klaus Finkenzeller: RFID-Handbuch, 79
Energieaufwand FeldstärkeGrenze
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Bisherige Auswahl eines Systems
1. Funktionsprinzip/Reichweite
2. Geschwindigkeit/Preis
3. Datenmenge, Multiple Tag, Batterie, Speichermedium, …
Induktiv Mikrowelle
Identifikation
System MTSystem MVSystem IVSystem IP
UHF
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InduktivInduktiv
Funktionsprinzip
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Funktion – Querschnitt
Code- oder DatenträgerSchreib-/Lesekopf
Codeträgerspule
Ferritkern
Empfangsspule
Sendespule
Ferritkern
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Funktion – Energieübertragung
• Maßgeblich entscheidend für die Signalübertragung ist die magnetische Feldstärke H
• Induktive Systeme arbeiten im Nahfeld (*r/c << 1) Energieübertragung möglich
• Im Nahfeld ist H 1/r2
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Funktion – Frequenzproblem
• Datenübertragung erfolgt mittels transformatorischem Prinzip
u1 = (R1 + jL1) i1 + jM12i2
u2 = jM12i1 + (R2 + jL2)i2
• Die Gegeninduktivität beeinflusst die Übertragungsfrequenz
→ Eine Abfrage der aktuellen Übertragungsfrequenz ist nicht ausreichend, um zwischen den logischen Zuständen „0“ und „1“ unterscheiden zu können
Anteil durch Gegeninduktion
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Bündiger/Nichtbündiger Einbau
• Bündiger Einbau (in leitendes Material) Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste.
• Code-/Datenträger mit Ferritkern Ummagnetisierungsverluste größtenteils vermieden
• Wirbelstromverluste sind abhängig von der Leitfähigkeit des Materials: hohe Leitfähigkeit hohe Verluste/hohe Einbußen geringe Leitfähigkeit geringe Verluste/geringe Einbußen
Einbau in nichtleitendes Material Einbau bündig in Stahl
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Erfassungsbereich (125 kHz)
IPH-FP-V1 #126055IPC03-58 auf Stahl
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Versatz [mm]
Ab
stan
d [
mm
] Minimum
Maximum
Mittelw ert
Spez 99%
Spez 99,9%
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Erfassungsbereich
• 50% der Fläche des Code- oder Datenträgers müssen innerhalb des Erfassungsbereiches sein
• Erfassungsbereich und max. Geschwindigkeit des Objektes sind abhängig vom
• Typ des Schreib-/Lesekopfes• Typ des Code-/Datenträgers• Montageart
(bündiger/nichtbündiger Einbau)
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Erfassungsbereich
t
sv
optimaler Abstand:d = 65 mm s = 125 mm
d = 35-95 mm s = 100 mm
IVH-FP with ICC-50 in air
0
20
40
60
80
100
120
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80
offset [mm]
distan
ce [m
m] d = 55 - 80 mm s = 120 mm
In 30% - 80% desmax. Leseabstandesgilt die Faustformel:
Breite des Lesebereiches Durchmesser des Schreib-/Lesekopfes
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Dynamisches Auslesen
• Ausführungszeiten für System IV:Read Fixcode: 14 msRead Data (2 Byte): 15 msWrite Data (2 Byte): 150 ms
• Geschwindigkeit (1 Schreib/Lesekopf aktiv): v = s/t mit s = Durchmesser des Kopfesund t = 2 x Ausführungszeit
• Das Beschreiben sollte statisch erfolgen!
• Anmerkung: Die Köpfe werden multiplext, d.h. bei 4 aktiven Köpfen v(4K) = ¼ (1K)
t
s
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Wie funktioniert Induktive Identifikation eigentlich?
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Induktive Identifikation – Systemunterschiede
System IV System IP
Arbeitsfrequenz 200 ... 300 kHz 125 kHz
Modulation FSK ASK
Datenmenge 1 kBit, 32 kByte28 Bit Fixcode
928 Bit32 Bit Fixcode
Leseabstand bis zu 100 mm bis zu 80 mm
Schreibabstand bis zu 80 mm bis zu 45 mm
Transferrate 7,8 kBit/s 2 kBit/s
max. Transponder-geschwindigkeit zum Lesen
9 m/s 1 m/s
in Metall einbaubar möglich nicht möglich
Code und Datenträger von anderen Herstellern lesbar
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Funktion – Datenübertragung Amplitudenmodulation
ASIC
Steuer-logik
7 V 3,5 V
Aussendung
Empfang
geringere Amplitude
125 kHz
125 kHz
Sende-und
Empfangs- Spule
Steuer-elektronik
zur
Au
sw
ert
ee
inh
eit
Lastmodulation ==> Amplitudenmodulation
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Funktion – Datenübertragung Amplitudenmodulation
… 0 1 1 0 …
Beispiel eines Bitcodes
listen word
acknowledge
no acknowledge
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Systemstruktur System IP
Code-/Datenträger
Feldbus
seriell
Auswerteeinheit(Buskoppler)
SP
S
Schreib-/Lesekopf
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Überblick System IP – Schreib-/Lesestation
• Kompatibel mit Code-/Datenträgern anderer Hersteller
• Modularer Aufbau im Feldgehäuse
• Auswerteeinheiten im Unterteil für• RS 232C• RS 422A• RS 485• P2P• Interbus-S• PROFIBUS-DP
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Überblick System IP – Code-/Datenträger
• 125 kHz Technologie kompatibel mit anderen Herstellern
• Ohne Batterie• Mehr als 100.000 Schreiboperationen• Beidseitig lesbar• Viele Sonderbauformen verfügbar,
z. B. für höhere Temperaturen oder chemische Beständigkeit
• Details:Fixcode 40 Bit (total: 64 Bits) Speicherkapazität 928 Bit (bis 116 Bytes)Leseabstand bis 80 mmSchreibabstand bis 45 mmDatentransferrate 2 kBaudGeschwindigkeit max. 2 m/s
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Überblick System IP - Zubehör
• Handheld Schreib-/Lesegeräte
IPT-HH9IPT-HH6
IPT-HH20
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Funktion – Datenübertragung Frequenzmodulation
Steuer- logik
Chip
Empfangsspule
Sendespule
Steuer-elektronik
zur
Au
sw
ert
ee
inh
eit
Aussendung
Empfang
niedrigere Frequenz
niedrige Frequenz
hohe Frequenz
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Funktion – Datenübertragung Frequenzmodulation
Befehl Impulsserie
0
RST
1
zwei mögliche Antworten
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Systemstruktur System IV
Code-/Datenträger
Schreib-/Lesekopf
Schreib-/LesekopfFeldbus
seriell
Au
swer
teei
nh
eit
(Bu
sko
pp
ler)
SP
S
Schreib-/Lesekopf
Schreib-/Lesekopf
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Überblick System IV – Auswerteeinheiten
• Modulares Klemmengehäuse
• Anschluss von bis zu 4 Schreib-/Leseköpfen
• Auswerteeinheiten im Unterteil für• Seriell• PROFIBUS-DP• Interbus-S• Parallel• Relais
• Schutzart IP20
• Versorgungsspannung 24 V DC
• Diagnose-LED für Schreib-/Leseköpfe
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Überblick System IV – Schreib-/Leseköpfe
• Arbeitsfrequenz 250 ... 300 kHz
• Verschiedene Bauformen:
– zylindrisch Ø 18 mm oder 30 mm
– VariKont-M Gehäuse
– FP Gehäuse (für große Abstände)
– F61 Gehäuse (flache Bauform)
• Diagnose-LED
• Schutzklasse IP67
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Überblick System IV – Code-/Datenträger
• Ohne Batterie
• Viele Sonderbauformen verfügbar, z. B .– mit Gewinde – mit Montagebohrungen– für hohe Temperaturen bis 130° C
• Fast alle Bauformen für bündigen Einbau in Metall verfügbar
• Details:Fixcode 28 Bit (total: 64 Bits) Speicherkapazität bis 1 kB (8 kB SRAM)Schreib-/Leseabstand bis 100 mmDatentransferrate 7,8 kBaudGeschwindigkeit max. 10 m/s
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Überblick System IV - Zubehör
• Handheld Schreib-/Lesegeräte
IVT-HH9 IST-HH20
• DeviceNet BuskopplerIPG-G4-B7-V15
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Funktionsprinzip
MikrowelleMikrowelle
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Schreib-/LesekopfS
end
ean
ten
ne
Em
pfa
ng
san
ten
nn
e
TxRx
Sende-antenne
ASK-Modulator
Frequenz-teiler
Verstärker
TxD
IQ-Demodulator
Empfangs-antenne
RxD
Spannungs-gesteuerterOszillator
Tiefpaß-filter
Phasen-detektor
Referenz-frequenz
Poarisierungsrichtung
Elektronikplatine
Tx Rx
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Datenträger – Querschnitt
ZF+Digital-Elektronik
Kunststoff-Gehäuse
Antenne und HF-Elektronik
Polyurethanschaum
Batterie
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Datenträger – Blockschaltbild
Zirkular polarisierteSende- und Empfangsantenne
SendediodeEmpfangsdiode
Signalverstärkung
Aufweckschaltung
Modulator
Lit
hiu
mb
atte
rie
RAM-SpeicherMikrocontroller
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Kommunikation
• Über die Antenne wird Hochfrequenzleistung abgestrahlt, die vom Datenträger empfangen wird
• Bei der Datenübertragung von der Antenne zum Datenträger wird die Hochfrequenz im Rhythmus der Daten getaktet (an/aus)
• Anschließend schaltet die Antenne auf Dauersignal
• Der Datenträger antwortet durch Anpassung oder Fehlanpassung der Impedanz (back scattering) im Rhythmus der Daten
• Daraus folgt
– sehr kleines reflektiertes Signal bei Anpassung
– größeres reflektiertes Signal bei Fehlanpassung
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Kommunikation – Backscatter
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Erfassungsbereich
Datenträger
Antenne
Erfassungsbereich
Leitendes odernichtleitendesObjekt
- Leitende Objekte reflektieren das Mikrowellensignal- Nichtleitende Objekte absorbieren das Mikrowellensignal
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Kommunikation mit zirkular polarisierten Wellen
AntenneSchreib-/Lesekopf
Datenträger
Welle
vom
Schreib/Lese
kopf
Reflekti
erte W
elle
vom Transp
onder
• für optimale Feldstärke (Montagerichtung)
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Kommunikation mit zirkular polarisierten Wellen
AntenneSchreib-/Lesekopf
1. Reflexion
2. Reflexion
2fach re
flektie
rte
Welle
Welle
vom
Schreib/Lese
kopf
• Zur Erkennung von Störungen (Reflexionen)
1. Reflexion wird vom Datenträger ignoriert, da falsche Polarisation
2. Reflexion wird vom Datenträger verarbeitet, da wieder richtige Polarisation
seltener Fall
nur durch Zirkulation können Reflexionen erkannt werden
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Kommunikation – räumliche Reflexionsvermeidung
ErfassungsbereichSchreib-/Lesekopf
Datenträger
L
> 2L
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Kommunikation – räumliche Reflexionsvermeidung
Schreib-/Lesekopf
Schreib-/Lesekopf
L
> 4L
- Interferenzen sind zu vermeiden- Abhilfemaßnahmen bei Interferenzproblemen:
a) Verringerung des Abstandesb) „verdrehen“ der Antennenc) Schirmung
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Mikrowellen-Identifikation - Systemunterschiede
System MV System MT
Arbeitsfrequenz 2.45 GHz 2.435 ... 2.465 GHz
Schreib-/Leseabstand < 4 m < 4 m
Anzahl der Kanäle 1 100
Speicherbaustein SRAM SRAM(auch Fixcode)
max. Geschwindigkeit < 100 km/h ?
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Kommunikation – Elektronische Vereinzelung
Ohne besondere Maßnahmen ist nur ein Datenträgerinnerhalb des Erfassungsbereiches der Antenne erlaubt
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No. of tags in the read area1 2 3 4
200
400
1000
800
600
1200
tags (ms)Std (>63 % of cases)
Average
Time toread all
ID tag 1
ID tag 2
Collision
(strong)
(weak)
OK OK OK OK
OK OK OK OK
Time
Multitag Funktion
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Kommunikation – Antikollisionsverfahren
• time domain multiple access (TDMA)• frequency domain multiple access (FDMA)
Antikollisionsverfahren
räumlich(SDMA)
zeitlich(TDMA)
Frequenz(FDMA)
Kodierung(CDMA)
System MT- hoher Aufwand in des Lesegeräten
System MV
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Kommunikation – Antikollisionsverfahren
1. Anfrage in den Raum Betrieb
System MV
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Multitagfähigkeit
mehrere Tagsund Antennen
ErfassungsbereichBewegung
2.45 GHz 100 Kanäle
Geschwindig-keitserfassung
Temperatur-resistent
Mikrowellen-datenübertragung
System MT
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Systemstruktur System MV
DatenträgerA
usw
erte
ein
hei
t Schreib-/Lesekopf
Schreib-/Lesekopf
seriell
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Überblick System MV - Auswerteeinheiten
MVI-D2-2HRX
MVI-F57-2HB12
• Anschluss max. 2 Schreib-/Leseköpfe
• Geeignet als Stand-alone System
• bis zu 16 Einheiten• bis zu 32 Schreib-/Leseköpfen• Kabellänge bis 1200 m
• Schnittstellen im Buskoppler:• Seriell• Ethernet• PROFIBUS• Allen Bradley Remote I/O
• Schutzart IP20
• Einfache Diagnose mit Befehlen und LEDs
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Überblick System MV - Schreib-/Leseköpfe
Anschlusskabel an die Auswerteeinheit
LED: TX
LED: OK
• Arbeitsfrequenz 2,45 GHz
• Große Abstände
– zwischen 2 Antennen min. 5 m
– zwischen 2 Datenträgern min. 5 m
• Anzeige-LED
• Schutzklasse IP65
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Überblick System MV - Datenträger
• Wechselbare BatterieLebensdauer:• 5 Jahre ohne Zugriff• 15 Millionen Schreib-/Leseoperationen
(64 Byte Daten pro Zugriff)• Schutzart IP65• Datenübertragungsanzeige durch LED
(abschaltbar über Software)
• Details:7552 Byte frei Schreib-/Leseabstand bis 4 mDatentransferrate 76,8 kBaudGeschwindigkeit 30 m/s
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Überblick System MV - Zubehör
• Handheld Schreib-/Lesegeräte
MVT-HH12
• Schutzhaube
MVC-SH
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Systemstruktur System MT
Datenträger
I/O-Block
Prozessorblock
Mikrowellenantennenblock
2,45 GHz
Power RS232 a DTMF/LED Opto. I/O
RS485 RS232 b Relay
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Überblick System MT - Schreib-/Lesestationen
MTT-S3
Antenne
MTT-F52-S3
• 2,435 - 2,465 GHz, 100 ID Kanäle einstellbar, Kanaltrennung 300 kHz
• zirkular polarisierte Wellen
• Leseabstand 0 - 4 m
• Schreibabstand < 0,5 m
• verschiedene Schnittstellen (RS232, RS485)
• zusätzliche Eingänge/Ausgänge
• programmierbar über C-Compiler => Stand-Alone-Lösung möglich
Prozessor and I/O block
MTT6000-F51-S3
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Schreib-/Lesegerät MTT6000
• Arbeitsfrequenz:2,402 ... 2,482 GHz
• 93 Kanäle
• Serielle Schnittstellen
– RS 232
– RS 485
• Ethernet-Schnittstelle mit TCP/IP
• USB-Schnittstelle für PC-Anschluss
• Stand-alone Funktionalität
• Wiegand / MagnetstreifenMTT6000-F120-B12-V45
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• Antenne:2,435 GHz - 2,465 GHz, Breitband-Reflexion
• Permanent-Datenspeicher: (Code und Datenträger) 8-stellige Dezimalzahl + 32 Bit Prüfsumme (eindeutige Zahl)
• wiederbeschreibbarer Speicher: (nur Datenträger)574 Bit + 32 Bit Prüfsumme
• Statusregister:7 Bit (niedriger Batteriestand, erfolgreicher Schreibversuch ...)
• Batterielebensdauer:ca. 6 Jahre unabhängig von der Anzahl der Schreib-/Lesevorgänge
Überblick System MT – Code-/Datenträger
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Typenschlüssel
IPC IDCICC
MVC MTOMTM
IPT IVH MVH MTT
U-P
IVIIRI
MVI
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Auswahl des „richtigen“ Systems
inductiv microwave
Identification
System MTSystem MVSystem IVSystem IP
induktiv Mikrowelle
Identifikation
System MTSystem MVSystem IVSystem IP
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 73
Die Lösung: IDENTControl
Data Matrix
ODT
Optisch
BarcodeVB
verschiedene Busanbindungen durch modulare Unterteile
Induktiv 125 kHz
250 kHz 13,56 MHz IQH
ISHIPH
IV..IP..
Mikrowelle2,45 GHz MVHMV..
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Die Lösung: IDENTControl
• Optional Multiplex/Parallel-Modus– weniger Störungen zwischen
den Köpfen– geringer Montageabstand
• hohe EMV-Resistenzin Verbindung mit Bluetooth und WLAN
• Anschluss beliebiger Trigger-Sensoren möglich(max. 2 Trigger-Sensoren)
• ... (Produktinformation)
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 75
AS-InterfaceGateway
Microwelle
IDENTInd.
AS-InterfaceModule
Internet
EtherNet
kein
e E
chtz
eit-
anfo
rder
ung
Sen
sor/
Akt
uato
rE
bene
Ste
ueru
ngs-
eben
eM
anag
emen
t-eb
ene
Ech
tzei
tanf
orde
rung
AS-Interface
EtherNetSwitch
IDENT Control – schematische Ethernet-Anbindung
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 76
System IDENTControl
keine „Systeme“ mehr FREQUENZEN
MTT6000-F120-B12-V45
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 77
System-Übersicht
Vergleich Datenrate (in Luft ohne Protokoll):
System (Arbeitsfrequenz)
Datenrate
IP (125 kHz): 2 kBit/s
IV (250 kHz): 7,8 kBit/s
IS (250 kHz): 20 kBit/s
IQ (13.56 MHz): 26 kBit/s
MV (2.45 GHz): 75 kBit/s
Lesekopf Lesen Fixcode
Lesen 4 Byte
Lesen 112 Byte
ISH-FP-V1 10 m/s (24 Bit)
3 m/s 0,12 m/s
IQH-FP-V1 1,3 m/s (64 Bit)
2 m/s 0,2 m/s
IPH-FP-V1 2 m/s (40 Bit)
0,7 m/s 0,05 m/s
Vergleich Vorbeifahrgeschwindigkeit
für verschiedene Frequenzen:
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Schreib-/Leseköpfe 125 kHz
IPH-L2-V1• 4 helle, rundum sichtbare
Dual-LEDs an den Ecken• Um 90° drehbarer Kopf • Robustes Metallunterteil
IPH-F15-V1 / MVH2000-F15-V1• Edelstahlmontagerahmen
mit 2-Punkt-Befestigung• Dual-LED-Anzeige
IPH-18GM-V1 / IPH-18GM-V1• Kreuz-LED
IPH-F61-V1• Flache Bauform
IPH-FP-V1• Hoher Schreib-/Leseabstand
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 79
Schreib-/Leseköpfe 250 kHz
ISH-18GM-V1• Kreuz-LED
ISH-F61-V1• Flache Bauform
ISH-FP-V1• Hoher Schreib-/Leseabstand
Datenträger:
• alle existierenden ICC/IDCaußer IMC-..
• Neue Funktion “Fixcode”
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Schreib-/Leseköpfe 13,56 MHz
IQH-18GM-V1• Kreuz-LED
IQH-FP-V1• Hoher Schreib-/Leseabstand
IQH-F100-V1• Höchster Schreib-/Leseabstand
Datenträger :• bekannte Gehäuseformen• nur 6 Windungen:
gedruckte Labels möglich
günstige Labels möglich(Zielpreis 5 Ct)
ex. Bücherei Wien
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Datenträger 13,56 MHz
IQC20-.. nur für das Lesen der UID (Unique IDentifier) der verschiedenen Transponder
IQC21-.. PhilipsChipbezeichnung: I-Code SLI (nicht zu verwechseln mit dem I-Code 1)Speichergröße: 8 Byte Fixcode (UID) + 112 Byte R/W
Neu: IQC21-30P Schreib-/Lese – Datenträger bis 200°C: IQC21-50F-T10
IQC22-.. Texas InstrumentsChipbezeichnung: Tag-it HF-I (nicht zu verwechseln mit dem Tag-it 1)Speichergröße: 8 Byte Fixcode (UID) + 256 Byte R/W
IQC23-.. InfineonChipbezeichnung: my-D ChipsSpeichergröße: 2 kBit
IQC24-.. InfineonChipbezeichnung: my-D ChipsSpeichergröße: 10 kBit
Bei Bedarf:• ‚Postkartentag‘ IQC21-F??• Laundry-Tag: IQC22-22
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Verbindungsleitungen zu Schreib-/Leseköpfen(Induktiv + Mikrowelle)sowie Triggersensoren (nur Port 3+4), geschirmt:
BestellbezeichnungLänge 5M: V1-G-5M-PUR ABG-V1-W, #127065Länge 10M: V1-G-10M-PUR ABG-V1-W, #127064 Länge 20M: V1-G-20M-PUR ABG-V1-W, #127861Oder konfektionierbare Stecker + Buchsen M12 geschirmt:V1-W-IVH (#048305), V1-G-IVH (#042751), V1S-G-IVH (#129449), V1S-W-IVH (#129450)
Steckerverbinder für Energieversorgung:Standardkabel, ungeschirmtBestellbezeichnungLänge 2M: V1-G-2M-PUR, #109434Länge 5M: V1-G-5M-PUR, #034442 Länge 10M: V1-G-10M-PUR, #103082Oder: V1-G, #117051
Serielle Schnittstelle BestellbezeichnungM12 Anschlussbuchse:Kabelstecker M12, geschirmt, konfektionierbar: V1S-G-IVH, V1S-W-IVHAdapter mit SUB-D Stecker auf M12 Stecker: V1S-G-0,15M-PUR-SUBD,#132347Sub-D Nullmodemkabel: IVZ-K-R2, #032765
Profibus Schnittstelle: BestellbezeichnungKabeldose / -stecker M12, B-codiert, geschirmt, konfektionierbar: V15B-G (#128585) und V15SB-G (128586)Anschlussleitung Profibus, M12, mit 0,6m PUR Leitung, geschirmt: V15B-G-0,6M-PUR ABG-V15B-G, #181219Anschlussleitung Profibus, M12, mit 5m PUR Leitung, geschirmt: V15B-G-5M-PUR ABG-V15B-G, #128299 Anschlussleitung Profibus, M12, mit 10m PUR Leitung, geschirmt: V15B-G-10M-PUR ABG-V15B-G, #128308T-Stück zur Weiterverbindung ICZ-3T-V15B, #126294Y-Anschlusskabel zur Weiterverbindung (nur bis 1,5MBd !) ICZ-3T-0,2M-PUR ABG- V15B-G, #128856Abschlusswiderstand am Ende der Profibus-Leitung ICZ-TR-V15B, #127860
EtherNet Schnittstelle: BestellbezeichnungPatchkabel, 10m: V45-G-10M-V45-G, #128823 Abdichtung IP67: ICZ-V45, #124157
Demo- und Parametriersoftware
Bestellbezeichnung:IDENT 2005
Anschlussleitungen und Zubehör
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Handhelds
• Neues Handheld
IPT-HH20
IST-HH20
IQT-HH20
mit– USB und Bluetooth
– Speicher: 4 MByte
– Integrierte Echtzeituhr
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HH20-Zubehör
Typ Teile-Nr. Beschreibung LP Euro
ODZ-MAH-CAB-B14 191789 USB – Kabel, Länge ca. 180cm 39,00ODZ-MAH-R6 191639 PS2 – Kabel (PC-Tastatur) 39,00ODZ-MAH-R2 191790 RS 232 – Kabel 39,00ODZ-MAH-B15-R2 194272 Bluetooth Modem steckbar, Anschluß über
RS 232, USB oder PS2 299,00ODZ-MAH200-B15-B14 182050 Bluetooth-Modem, USB-Stick 110,00
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PC-Demo-Software
Für S7 stehen auch Beispielprogramme für Busankopplungen zur Verfügung
Einfache Inbetriebnahme aller Systeme
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Technologien
0,25
[m]
0,6 10 302Short- Mid- Long-
E+Caktiv
E+Cpass iv
E: aktivC:pass iv
LF <135 kHz
HF: 13,56 MHz
MW: 2,45 GHzUHF: 860 – 960 MHz
5,4GHz2,45 GHz 868 / 915 MHz(EU / US)
Preis
Reichweite
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Neue Frequenz – Neue Assoziationen
Superschnell
Smart LabelsISO 15693
billig
Große Reichweiten
13,56 MHz
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Neue Produkte – Neue Möglichkeiten
Vergleich zu System P
• Schneller? Ja – besonders bei größeren Datenmengen. Das Lesen eines Fixcodes dauert z.B. etwas länger bei IP Beim Lesen von 112 Byte ist IQ mehr als Faktor 6 schneller
• Billiger? Ja – wenn für die Anwendung einfache Bauformen genügen z.B. Scheckkarten ca. die Hälfte, Klebe-Labels oder laminierte Tags ca. 1/4 Industrietaugliche Bauformen sind preisgleich!
• Größere Reichweite? Ja – bei entsprechend großer Antenne, z.B. IQH-F100-V1:
30 x 30 cm Fläche -> 30 cm Leseabstand
• Einschränkungen: Bei 13,56 MHz noch mehr Reichweitenverlust in metallischer Umgebung
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Technologien
0,25
[m]
0,6 10 302Short- Mid- Long-
E+Caktiv
E+Cpass iv
E: aktivC:pass iv
LF <135 kHz
HF: 13,56 MHz
MW: 2,45 GHzUHF: 860 – 960 MHz
5,4GHz2,45 GHz 868 / 915 MHz(EU / US)
Preis
Reichweite
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UHF-Bereiche
Europe
860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960850
Japan
Allocated ( 950 - 956MHz)
USA
( 865 - 868MHz)
Korea
( 908.5 - 914MHz)
( 952 - 954MHz)
Usable band width
( 902 - 928MHz)
( 917 - 925 MHz)
ChinaEuropa
860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960850
Japan
Zugewiesen 950...956 MHz
USA
(865...868 MHz)
Korea
(908,5...914 MHz)
(952...954 MHz)
Nutzbare Bandbreite
(902-928MHz)
(917...925 MHz)
China
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Merkmale UHF
• “Backscatter”• Dipol-Antennen• Reichweite bis zu einigen m• Antikollision:
typ. 100 - 500 IDs / stheor. über 1000 IDs /s
• Luftschnittstellen:standardisiert und proprietär
• Speicher:r/o 8 Byter/w, lock 12 Byte (EPC) bis 256 Byte
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Anwendungen UHF
• Vergleich der Lesefelder
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Anwendung 868 MHz passiv
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Typische Anwendungen je Frequenzband
100 - 134 KHz• Wegfahrsperre• Tierident• Eventsteuerung
13,56 MHz• ePassport• Bibliotheken• Ticketing• Zutrittskontrolle• Pharmalogistik
868 MHz passiv• Handelslogistik
• Low Cost Behältermanagement• Palettenmanagement
868 MHz aktiv• Behältermanagement• PKW/LKW-Logistik
• Personentracking in Sicherheitsbereichen
2,45 GHz
• Produktionsteuerung Automobilindustrie• Maut-Systeme
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Transponder LF – HF – UHF
LF
UHF
HF
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Anwendungen 125 kHz
• Transponder für Montage auf Metall z. B. EHB
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Anwendungen 125 kHz – DaimlerChrysler, Mannheim
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Anwendungen 125 kHz – DaimlerChrysler, Mannheim
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 99
Anwendungen 125 kHz - Danish Crown in Dänemark
• Logistik für Schlachtereien und Fleischverarbeitung
Hängeförderer mit Datenträger
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Anwendungen 125 kHz – AGA Gas in Schweden
Füllprozess Gasflaschen
20.03.2008 Markus Bamberg Seite 101
Anwendungen 125 kHz – Werkzeugidentifikation
• ISO 69873Werkzeuge und Spannzeuge mit Datenträgern – Maße für Datenträger und deren Einbauraum
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Anwendungen 125 kHz/13,56 MHz – Tieridentifikation
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Anwendungen 13,56 MHz
• Aufklebbare Label
• Büchereien
• Reisepässe
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Anwendungen 13,56 MHz – ISO-Karten
• ISO/IEC 14443 Proximity cards
– Part 1: Physical Characteristics
– Part 2: Radio frequency power and signal interface
– Part 3: Initialization and anticollision
– Part 4: Transmission protocol
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Anwendungen UHF – Supply Chain
• Warenwirtschaft / Supply Chain Management
– Reader-Gate mit 4 Antennen
– Multitag-ErkennungAntikollision
– Leserate wesentlich < 100%
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Anwendungen im 2,45 GHz-Bereich
• Fertigungssteuerung in der Automobilfertigung
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Wettbewerber
Wichtige Wettbewerber:
• SIEMENS
• BALLUFF
• BAUMER
Weitere Wettbewerber:
• DEISTER (Tieridentifikation/Projektlösungen, z.B. junk autos)
• Escort Memory Systems (data logic)
• Euchner (IDENT Sicherheitstechnik)
• AEG Identifikation Systeme
• Texas Instruments
• Götting
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ABBAudiBASFBMWBoschDaimlerChryslerDanish CrownDell ComputerDelphi AutomotiveDÜRRDynamit NobelEisenmannFordGMHonda
HyundaiIBMJohn DeereMagnaPhilipsPorscheToyotaVartaVolvoVWWalt DisneySiemensSwisslogThyssen
Referenzen
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Referenzen
• Finkenzeller, Klaus: RFID-Handbuch, 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 1998
• Hawkes, Peter: Singing in Concert, GLOBAL technology update, AIM International, Inc. 1997/98
• von Weiss, A.: Die elektromagnetischen Felder, Vieweg, Braunschweig/Wiesbaden 1983
• Pepperl+Fuchs GmbH: Mikrowellenidentifikationssystem, Handbuch, Mannheim 1995
• Versuch 17: Auswahl von Identifikationssystemen,Produktionstechnisches Labor II, IFL, Universität Karlsruhe (TH)
• VDI-Verlag: Physik für Ingenieure,Düsseldorf 1989
• Mitarbeiter von Pepperl+Fuchs GmbH:Dieter Schneider, Erwin Schmidt, Konrad Kern, Patrick Lerévèrend, Jürgen Warkus, Matthias Padelt u.a.
• Teilnehmern der Transponder Roadshow 2007