RFID Leser

RFID (Radio Frequency Identification) ist eine Variante der AutoID. Wobei man unter Auto ID wiederum die Automatische Identifikation und Datenerfassung versteht, auch Automatische Identifizierung (Auto-ID) genannt. Darunter fallen Techniken wie Barcode, Smart Label, Biometrie, OCR usw.

Bei der RFID Technik wird immer ein Transponder (Tag), ein Lesegerät zum Lesen der Transponderinformation und eine Software mit Schnittstellen zu EDV-Systemen und Datenbanken benötigt.

Der Hauptvorteil von RFID liegt in der komplett kontaktlosen Übertragung der massiv erhöhten Informationsmenge. RFID Lesegeräte brauchen weder Berührungs- noch Sichtkontakt und können eine Vielzahl von Transpondern gleichzeitig (beziehungsweise in sehr kurzer Zeit) erkennen (Bulk Erkennung).

Trotz der hohen Informationsmenge benötigen die meisten Transponder (je nach Frequenz) keine eigene Energieversorgung und sind oft Wiederbeschreibbar.

Bei RFID Lösungen unterscheiden wir zwei grundsätzliche Funktionsweise zur Datenübermittlung.

Induktive Kopplung (125KHz bis 13.56MHz)
- kurze Leseabstände
- langsame Datenübertragungsraten
- Probleme bei Eisen

Transponder für diesen Bereich mit 125 Khrz
Reichweite: bis zu 30cm
Gute Eigenschaften in schwierigen Umgebungen
Niedrige Datenübertragungsraten
Teure Tags
Kein Anticollision

Transponder für diesen Bereich mit 13,56 MHz (HF)
Reichweite: bis zu 150cm
Gute Eigenschaften in schwierigen Umgebungen
Schwierigkeiten mit Metall
Anticollision für 10-40 Tags pro Sekunde

Elektromagnetische Kopplung (400MHz bis 6.8GHz)
- große Leseabstände
- große Datenübertragungsraten
- Flüssigkeiten beeinträchtigen die Übertragungen

Transponder für diesen Bereich mit 867-869MHz, 902-928MHz (UHF)
Reichweite: bis zu 3m
Gute Eigenschaften in schwierigen Umgebungen auch bei Metall
Hohe Datenübertragungsrate
Anticollision für 50 Tags pro Sekunde
Viele Standards

2.45GHz (passiv)
Reichweite: bis zu 150cm
Schlechte Eigenschaften in schwierigen Umgebungen
Geht gut mit Metall
Anticollision für 50 Tags pro Sekunde

Im Zusammenhang mit den FORSIS hergestellten PANEL PC und Industrie Rechnersystemen stehen allerdings die personenbezogenen Daten im Vordergrund. Das heißt wir bewegen uns im Bereich der induktiven Kopplung der Transponder. Nachfolgend Beispiele für mögliche Nutzungen:

•  Zutrittskontrolle / Zeiterfassung
• Payment / Vending
• Kopierer / Drucker
• Telefon
• Bibliothek
• IT-Zugang
• Nahverkehrsticket
• Fuhrparkmanagement / Tanken
  

LEGIC Advant

Legic nutzt dafür das Prinzip der dynamischen Speichersegmentierung. Auf einem Legic-Medium können bis zu 127 Segmente für unterschiedliche Anwendungen aufgebracht werden. Die Auswahl des richtigen Segments durch den Leser erfolgt dynamisch durch Suchstrings oder statisch über die Segmentnummer.

Die Verschlüsselung (Legic, DES, 3DES, AES, je nach Transpondertyp) kann für jedes Segment individuell konfiguriert werden.

Schlüsselverwaltung für Leser und Ausweise wird mittels Masterkarten vorgenommen (Master-Token System-Control, MTSC). Der Besitz dieser Karten entscheidet über die Berechtigung, Segmente anzulegen sowie Lesern den Zugriff auf geschützte Segmente zu gewähren.

Legic-Medien haben keinen Mechanismus zum zentralen Anwendungsmanagement. Neue Segmente können immer angelegt werden, solange genügend freier Speicher vorhanden ist, und Segmente können gelöscht werden – immer die passende Masterkarte vorausgesetzt.

Die Datenstruktur der MIFARE DESFire-Transponder wird von NXP, dem Hersteller, als „flexibles Filesystem“ aufgebaut. Auf einem Tranponder DESFire EV1 können bis zu 28 Applikationen angelegt werden.

Jede Applikation wird mit einer eindeutigen Applikations-ID benannt, über die der Leser „seine“ Applikation selektiert. Innerhalb dieser Applikationen lassen sich jeweils bis zu 32 Files anlegen, die Größe der Files kann frei definiert werden.

Die Files können entsprechend ihrer Nutzung unterschiedlich als Standard-, Backup-, Value- oder Record-Files angelegt werden. Pro Applikation können bis zu 14 unterschiedliche Schlüssel definiert werden, Schreib- und Leserechte für jedes File werden flexibel mit diesem Schlüsselsatz verknüpft. Die Algorithmen DES, 3DES und AES werden unterstützt. Auf Desfire-Transpondern wurde ein zentrales Anwendungsmanagement implementiert, der Herausgeber kann mittels eines Kartenmasterkeys und der damit verbundenen Keysettings bestimmen, unter welchen Voraussetzungen später neue Applikationen erstellt oder gelöscht werden können.

Für das Erstellen funktionierender DESFire-Applikationen und die Konfiguration der Leser ist das Wissen der benötigten Schlüssel notwendig. Eine Ausnahme von dieser Regel sind die MIFARE SAM AV2 – Module, mit deren Hilfe Schlüssel in sicherer Hardware (Prozessorchipmodul) gespeichert werden und, zum Beispiel im SIM-Kartenformat, in zusätzliche Steckplätze der Kartenleser integriert werden können – ein deutliches Plus an Sicherheit, das jedoch durch einen erhöhten Aufwand erkauft wird.

RFID Reader mit USB- oder serieller Schnittstelle

Speziell in Fällen, in denen neben FORSIS Industrie PCs auch „normale PCs bzw. Thin Clients“ eingesetzt werden, ist es notwendig diese Geräte mit einem, wenn möglich gleichen RFID Leser auszustatten.

Die Vorteile sind dabei das exakt gleiche Leseverfahren und die identische Schnittstellen Anbindung. Somit auch die vereinheitlichte Datenzuführung in die Applikation bei allen Erfassungsstationen, sowie die homogene RFID Techniken und zuguterletzt die flexible Befestigung des Lesers, denn er kann als Tisch-, Wand- oder Montagevariante (Querformat) eingesetzt werden.

RFID Reader via LAN oder WLAN als Alternative zu USB

Als Alternative zum USB Reader ist es auch möglich, den RFID Reader via LAN oder WLAN als netzwerkfähiger Leser auszuführen. Anstelle der direkten Zuordnung des Leser zum Datenerfassungsgerät, kommuniziert der Leser als Endgerät via TCP/IP und kann an beliebige IP Adressen Transaktionen schicken, die zur Folge eine Freigabe oder sonstige Aktionen ermöglichen.

Lokale Plausibilitätsprüfung und Freigabe als eine weitere Option

Bei beiden Leservarianten war der nächste Entwicklungsschritt, dass der Leser selber in der Lage ist über einfache Dinge zu entscheiden. Bisher wurde die Plausibilitätsprüfung immer durch übergeordnete Systeme realisiert. Letztlich ist die Aufgabe eines RFID Lesers immer die Ausweis-Nr. erfassen und dann die Weitergabe zur Prüfung. Führt er jedoch die Prüfung selbst durch, indem er einen Abgleich mit lokal gespeicherten Ausweisdaten vornehmen kann, kann auch sofort eine Reaktion erfolgen. Start einer Transaktion und/oder lokale Steuerung.

Ein- und Ausgangssignale

Der FORSIS RFID Reader ist ausgestattet mit zwei digitalen Ausgängen für direkte Aktionen und zwei digitale Eingänge zur Überprüfung der Ausführung oder Überwachung.

Mit Hilfe einer einfachen Software können dem Leser Ausweisnummern übermittelt werden, welche im Leser gespeichert bleiben. Diesen Ausweisen können bestimmte Attribute mit gegeben werden, wie z.B. Digital Out 1, 2, Transaktion und vieles mehr.