rfid für spezialanwendungen - cismst.org · rfid für spezialanwendungen your partner for...

• Einleitung

• Vorteile der RFID Technologie

• spezielle Transpondertechnologien

• Sensortransponder

• Lesegeräte für Transponder

• Anwendungsbeispiele

Workshop „Identifikationstechnologien& Sensorik – Stand und Anwendungen“

CiS / STIFT 2007

RFID für Spezialanwendungen

your partner for integrated innovative RF-ID system solutionsyour partner for integrated your partner for integrated innovative RF-ID system innovative RF-ID system solutionssolutions

Peter Peitschmicrosensys GmbHAm Seegraben 4, D 99099 ErfurtT: +49 361 59874 0 F: +49 361 59874 17www. microsensys.de

©© MICROSENSYS GmbH MICROSENSYS GmbH

• Entwickler und Hersteller von RFID Komponenten

• gegründet 1991, ansässig in Erfurt, Germany

• über 15 Jahre Erfahrung in RFID

• spezialisiert in smart 13,56 MHz Technologie …..

• Nischenmärkte mit speziellen Anforderungen

Wer ist ?

RFID system components


HOST Int.RS232RS485USB

PCMCIABluetoothEthernet

Profibus-DP......

AIR Int.ISO14443ISO15693ISO18000

others

Physical Int.GeometryPackaging

EnvironmentPhysical Sizes

…...

SYSTEM Int.Data BasesNet Works

…...

CO

NT

RO

LL

ER

CO

NT

RO

LL

ER

AN

TE

NN

EA

NT

EN

NE

INTERFACE UNIT Antennae Coupler Reader Interrogator RFID Module

TRANSPONDER TAGs Transponder Transmitter Logger

COMPUTER Personal Computers Hand Held Palms, PDAs, Smart Phones Control Units (industry)

CHIPCHIP

COILCOIL

SENSORSENSOR

DATA

ENERGY

AP

PL

ICA

TIO

N s

oft

war

eA

PP

LIC

AT

ION

so

ftw

are

DR

IVE

R m

idd

lew

are

DR

IVE

R m

idd

lew

are

DATA

technologiestechnologies

ISM Frequencies

©© MICROSENSYS GmbH 1998 MICROSENSYS GmbH 1998

General Standards General Standards for Lowfor Low Power Power TransmittersTransmitters

100k 1G100M10M1M 10G

ISM 6.8 13.5 27 40 433 868 2450 5800 MHzISM 6.8 13.5 27 40 433 868 2450 5800 MHz 915 915

generalgeneral limits limits

135k135k

European Telecommunications Standards Institutefrequency range: ETS300330 for 9kHz-30MHz ETS300220 for 25MHz-1GHz ETS300440 for 1GHz-25GHz inclusive inductive loop systems class1 10mW class1 10mW up to 5GHz 72 .... 20 dBµA/m @ 10m 25mW up to 20GHz ISM 42 dBµA/m ISM 100mW up to 5GHz

optimal frequencies for RFID


Kommunikation

Ø kein Sichtkontakt Leser zum TAG nötig

Ø Abstände je nach Technologie von einigen mm bis einigen m

Ø Bulkerfassung möglich

Ø Sicherheitsfunktionen sind möglich

Vorteile RFID Technologie


Speicher

Ø flexible und hohe Speicherkapazität bis 512kbit

Ø Speicher ist lesbar und beschreibbar

Ø nachträgliche Datenergänzungen möglich

Ø Wiederverwendbarkeit

Ø Datenerhalt je nach Technologie 10 Jahre bis fast unbegrenzt

Ø vertretbarer Speicherverschleiß bei EEPROM



Physikalische Ausführung

Ø unterschiedliche Geometrien je nach Verwendung

Ø kleinste Bauvolumen bis weniger als 0,5 mm³

Ø flache Bauweise als LABEL oder CHIPCARD

Ø raue Anwendungsbedingungen möglich

differenziert bezüglich Temperatur, Feuchte, Schock, mechan. Einwirkung

Ø elektronische Kopplung mit Sensoren möglich


special transponders

technologytechnology

harsh and metalenvironment conditions

industrial products IP 67shock resistant, oil resistant, water proofedmounting on metal and flush in metal

miniaturized transponderhigh temperature +150°C up to 220°Cand lowest temperature -45°C active

wireless sensors andactive loggers

for temperaturehigh temperature +150°Cand lowest temperature -45°C activein projects for pressure, humidity, acceleration, strech ..

high memorypassive transponder

32 kbit in mic3, up to 512 kbit based on iID-3000

minaturizationminaturization


smart integrated RFID componentsproved since over 12 years


mic3mic3®® technology technologyPrinciple Structure of Passive Transponder

TrägerfolieSpule

D10 ...50mm

field orientation

coin chip

RF-ID silicon chip1mm² ... 16mm²

Chip-Kontaktierungdirect wire, flip chip ...

Coil on Chip Technology

Speicher statemachine

Spannungs-generator

DemodulatorModulatorCOIL ON CHIP

RF-FIELD PSK-MODAM-MOD

Coil with 20 .... 50 windings

© MICROSENSYS GmbH


mic3mic3®® technology technology

real real coil windingcoil windingmagnificationmagnification: 2000: 2000line: 6µm line: 6µm thicknessthickness: 20 µm: 20 µm

polyimid passivation

structured coil

silicon dioxyd layers

metal layers

memory cell

bulk

© MICROSENSYS GmbH


Silicon Waferafter finished mic3 process

every copper coil represents every copper coil represents a a working transponderworking transponder

micro coils in top of the activesilicon circuit

antennae size 2 x 2 mm²

coil is direct connected to theresonance circuit

the process finished in parallel app. 4500 transponder 2kbit or app. 8000 transponder 64bit on 6“ wafer

© MICROSENSYS GmbH


mic3mic3®® TAG 64 TAG 64 bitbit RORO

chip size: 1.6 x 1.0 mm²

thickness: 0.5 mmor thinned 0.2 mm

memory: 64 bit laser programmed

carrier frequency: 13.56 MHz

communication distance:up to 3mm

© MICROSENSYS GmbH technologytechnology

mic3mic3®® TAG 16 TAG 16 kbitkbit RW RW

chip size: 2.0 x 2.0 mm²

thickness: 0.5 mmor thinned 0.25 mm

memory: 16 kbitEEPROM

carrier frequency: 13.56 MHz

communication distance:up to 5mm

© MICROSENSYS GmbH technologytechnology

Advantages of mic3Advantages of mic3®® technology technology

No 1No 1

extremeextrememiniaturiminiaturissationation

No 2No 2

highhighreliabilityreliability

No 3No 3

very thinvery thintransponder sizetransponder size

No 4No 4

high efficienthigh efficientmass productionmass production


TAG on metal


Problematische AspekteProblematische Aspektebei der Anwendung von RFIDbei der Anwendung von RFID

© MICROSENSYS GmbH

Ø Resonanzverstimmung durch veränderte Umgebungpermeable oder dielektrische Materialien in unmittelbarer Nähe,Geometrieveränderung (LABEL), Temperatureinwirkung,Alterung der integrierten Materialien

Ø Dämpfung durch Wirbelströme

leitfähige Materialien, Metall

Ø Reflexion, Interferenz

Metallflächen

Ø Absorption, Dämpfung der Felder

H2O kritisch für UHF- und µw-Systeme

Transponderantennen sind Resonanzkreise !

D5 TAG


Size; D5 mm, 2 mm TH

13.56 MHz closed coupling

ISO 15693 compliant

using on metal possible

high capacity memory, 16 kbit

D14-TAG





high capacity memory, 16 kbit, ISO 15693 compliant


Q43-TAG









RFID sensor devices

© MICROSENSYS GmbH

HOST Int.RS232RS485USB

PCMCIACFC

Bluetooth

RFID Air Int.ISO14443ISO1569313.56MHz


TELIDTELID®®

RFID Temperature Trace and Tracking System StructureRFID Temperature Trace and Tracking System Structure

active sensor transponderand logger

TELID3

active sensor transponderand logger

TELID3

TRANSPONDER

passive sensor transponder

TELID2

passive sensor transponder

TELID2

passive transponder

standard TAGs

passive transponder

standard TAGs

iIDdriverengine

iIDdriverengine

hand held,PDA

hand held,PDA

HOST COMPUTER incl. DRIVER

personalcomputer,

server

personalcomputer,

server

smart phonesmart phone

mobile wirelessØiID PEN bt

mobile wirelessØiID PEN bt

RFID INTERFACE UNIT

mobile readerØiID PENØCFC reader

mobile readerØiID PENØCFC reader

stationary readerØIND-INTØM30-HEAD

stationary readerØIND-INTØM30-HEAD

desktopØiID DESKTOP

desktopØiID DESKTOP

DATADATADATA

ENERGY

internetportal

internetportal

PCapplicationTELIDsoft

PCapplicationTELIDsoft

mobile device

applicationTELIDsoft

mobile device

applicationTELIDsoft

SOFTWARE


Passive Passive Temperature TransponderTemperature Transponder

iID® reader

RFµC5V

Air Interface13.56 MHz

Energy

Data

Reader InterfaceData, Power

HOST

RFID INTERFACE

TELID211

RF

EEPROM

RISC

ROM

digital temperature sensor


Active Temperature TransponderActive Temperature Transponderand Loggerand Logger

Air Interface13.56 MHz

Energy

Data

EEPROM

temperaturesensor

RTC

microcontroller

power management

battery

RFIDfrontend

TELID310


TELIDTELID®®211211featuresSize: D 15 mmThickness: approx. 2.5 mm

Material: plastic

Front Side: black epoxyBack Side: FR4 type .501 stainless steel plate

Marking: laser printed

Mounting: adhesive tape

LED: optional Storage Temperature:

- 50°C ... + 150°C

Protection: IP65

Mounting on metal possible (reduced communication distance)


TELIDTELID®®311311featuresSize: D 30 mmThickness: 12 mm

Material: Front /Back Side: black epoxyWall: stainless steel

Marking: laser printedMounting: adhesive tape

Memory: 10.000 samples Storage Temperature:

- 45°C ... + 120°C (for long time max +50°C)

Protection: IP65

Mounting on metal possible


TELIDTELID®®200200featuresSize: 33 x 33 mm²Thickness: ca. 3 mm

Material: plastic, not flexibleFront Side: black epoxyBack Side: FR4, planar

not self adhesive

Marking: laser printedMounting: adhesive tape or with screws

Wire Interface:2 wire switch8 pin I/Oanaloge bridge

Storage Temperature: - 40°C ... + 85°C

(for long time max +50°C)

Protection: IP65Mounting on metal possible

(reduced communication distance)


RFID Reader - stationär

UNI13 Modul

customized consumer industry

mic3 Interface

M30-HEAD

Desktop Reader

Industry Interface


RFID Reader - mobilPocket reader

CFC reader

iID PEN BT

Brand Name Protectionmic3 transponder 64bit RO


Features: Size: 1.6 x 1.0 x 0.5 mm³ Memory: 64 bit RO laser programmed Frequency: 13.56 MHz Read Distance: up to 3 mm Storage Temperature: -65 ... + 250°C


up to high up to high performance performance TAG, 16 TAG, 16 kbit kbit RWRWfor tool for tool and spare and spare part tagging under part tagging under metal metal environmentenvironment

applicationsapplications

Tool ManagementMINI-TAGspecial

Injection Tool Identification


64bit RO 64bit RO aandnd 16Kbit R/W 16Kbit R/W TAGsTAGsMIN-MIN-TAGspecialTAGspecial


INDUSTRY INTERFACE:INDUSTRY INTERFACE: RS485 / RS232RS485 / RS232

ReadRead//WriteWrite Unit: Unit: M12 HEAD M12 HEAD

Probe Managementmic3 64bit RO und 16kbit RWmaster slave technique


mic3® TAGRead Only Transponder 64 bitSize: 1.6 x 1.0 x 0.5 mm³

MINI-TAGRead Write Transponder 16kbitintegrated RISC-controllerSize: D7, H2 mm


Sensor Transponder


TELIDTELID®®200 200 systemsystemepidurale HirndruckmessungZum einen wird durch eine transkutane

Signalübertragung eine weitereVerminderung der Infektionsgefahr undErleichterung der Patientenpflege erreichtund zum anderen wird durch dieAbkopplung der stationären Einheitermöglicht, dass der Patient sich freibewegen kann. Der Hirndruck und dieHirntemperatur können nach Beliebenabgefragt werden. Dies betrifftinsbesondere den Einsatz bei chronischenHirnkrankheiten.


Quelle: ITES Projekt

Watermeter, Motor andPump Maintenance


TELIDTELID®®2T2Ttemperaturetemperaturetranspondertransponder

13.56 MHz closed couplingISO 14443 compliant

passive, no battery


high capacity memory, 16 kbittemperature range: operating: -40 ... +85°C storage: -50 ... +125°C

life time: > 10 years


Tree Taggingtree management in cities or parks


NAIL-TAGNAIL-TAG125 kHz 64 bit125 kHz 64 bit

SCREW-TAGSCREW-TAG113.56 M3.56 MHz Hz 2k 2k or or 16 k16 kbitbit

Pigeon Racing applicationsapplications

pipiggeon ringeon ring

125 kHz 64 bit125 kHz 64 bitinternal random numberinternal random number

generatorgenerator

©© MICROSENSYS GmbH MICROSENSYS GmbH 19981998

thousthousaandsnds of pigeons take part on racing of pigeons take part on racing



smallestsmallest TAG 64 TAG 64 bit bit RORO for bee identification for bee identification

Luft- und Raumfahrt

Part Managementon metal transponder up to 256kbit

Foto: eConnective

oProduktionsdatenoTechnische SpezifikationoLogistische DatenoWartungsdatenoEntsorgung


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

infoinfo@@microsensysmicrosensys.de.de

rfid für spezialanwendungen - cismst.org · rfid für spezialanwendungen your partner for...

Documents