Ortung Was steckt hinter RFID und RTLS?
RFID und RTLS; gehört haben diese Akronyme vermutlich die meisten schon. Aber wie funktionieren die beiden Verfahren? Hier die Antwort...
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Objekte im Materialfluss sowohl im Shopfloor als auch innerhalb der gesamten Supply Chain lückenlos orten sowie jederzeit Transparenz darüber, wo sich Materialien und Waren befinden: Diese Vorteile verbinden Anwender mit Tracking-Systemen. Hinter einer Reihe von Abkürzungen wie RFID, RTLS oder UWB verbergen sich verschiedene Ansätze, die sich im technischen Detail und in der Funktionalität teils stark voneinander unterscheiden. Informieren Sie sich hier über die technischen Grundlagen sowie Vor- und Nachteile der Konzepte
Radio Frequency Identification
RFID (Radio Frequency Identification) bezeichnet eine Technologie zum automatischen und berührungslosen Identifizieren von Objekten mithilfe von Radiowellen. Das Verfahren beruht auf zwei wesentlichen Komponenten: einem Transponder (Tag) und einem Lesegerät (Reader). Der Tag ist ein Mikrochip mit einer Antenne zum Senden und Empfangen von Signalen und einer geringen Speicherkapazität von circa 2 Mbit. Angebracht wird der Tag direkt am Objekt, das geortet werden soll.
Die Ortung vollzieht sich in RFID-Systemen folgendermaßen: Das Lesegerät sendet elektromagnetische Wellen aus, die vom Tag über die Antenne empfangen werden und ihn aktivieren. Anschließend sendet der Tag ein Signal mit den in ihm hinterlegten Daten zurück an das Lesegerät.
Dafür müssen beide Geräte in hinreichender Nähe zueinander sein. Die Reichweite der Signale ist in RFID-Systemen begrenzt auf meist weniger als 1 m, maximal jedoch 10 m.
Daraus leitet sich schon eine wichtige Einschränkung der RFID-Technologie ab: Die Systeme sind lediglich für die punktuelle Ortung von Assets geeignet, beispielsweise an definierten Checkpoints wie dem Warenausgang. Eine flächendeckende Lokalisierung mit genauer Positionsbestimmung können die Systeme jedoch nicht gewährleisten. Von Vorteil ist allerdings, dass auch Systeme verschiedener Hersteller mit voneinander abweichenden Bauarten überwiegend sehr gut miteinander kompatibel sind.
Das und die allgemein weite Verbreitung der Technologie erlauben es beispielsweise, RFID-Lösungen auch für Szenarien einzusetzen, die über die Grenzen des eigenen Unternehmens gehen. Zudem sind RFID-Tags in der Anschaffung sehr günstig und liegen pro Stück oft schon im Centbereich.
Real Time Locating System
Hinter der Abkürzung RTLS (Real Time Locating System) verbirgt sich streng genommen nicht eine einzelne Technologie: RTLS ist eher ein Überbegriff für verschiedene Technologien zur Echtzeitortung. Dazu zählen beispielsweise WLAN, Bluetooth Low Energy (BLE) und Ultra Wideband (UWB). Gelegentlich wird auch RFID zu den RTL-Systemen gezählt. Diese Zuordnung ist jedoch diskutabel, da mit RFID keine flächendeckende Echtzeitortung und damit eine Standortbestimmung im engeren Sinne möglich ist.
Genau das wiederum können Ortungssysteme mit WLAN, BLE und UWB, denn sie nutzen die beiden Verfahren Triangulation und Trilateration. Auch hierfür werden zweierlei Komponenten benötigt: zum einen ein sogenannter Beacon, der im Objekt eingebaut beziehungsweise an ihm befestigt ist. Zum anderen mindestens drei sogenannte Nodes (englisch „Knoten“), die beispielsweise an bestimmten Punkten im Gebäude befestigt sind.
Die Positionsbestimmung erfolgt anhand der Verarbeitung der an den Nodes empfangenen Informationen zur Distanz (Trilateration) beziehungsweise bezüglich des Winkels zum Beacon (Triangulation). Bei BLE wird die Position anhand der Signalstärke und Richtung, bei UWB anhand der Signallaufzeit vom Beacon zu den Nodes ermittelt.
Dabei gilt: Je flächendeckender das Gelände mit Nodes versehen ist, desto genauer können die Assets lokalisiert werden. Außerdem beeinflusst die Auswahl der Tracking-Technologie die Ortungsgenauigkeit. So können BLE-Systeme Objekte mit einer Genauigkeit von bis zu 1 m lokalisieren. Mit UWB wiederum sind Positionsbestimmungen unter 30 cm möglich.
Weitere für Anwender relevante Unterschiede zwischen den drei Ortungstechnologien WLAN, UWB und BLE sind zum einen ihre jeweilige Signalreichweite und damit verbunden die Abdeckung eines bestimmten Areals.
Sowohl WLAN- als auch UWB-Signale haben dabei eine Reichweite von bis zu 150 m, während BLE-Signale maximal 75 m erreichen. Zum anderen gibt es Kostenunterschiede: BLE-Systeme sind allgemein günstiger in der Anschaffung als UWB- und WLANSysteme.
* Harald Rodler ist Innovation Manager bei Itelligence in 33605 Bielefeld, anfrage@itelligence.de, Tel. (+49 80 0) 48 08 00 7
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