RFID für Spezialanwendungen

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1 Workshop Identifikationstechnologien & Sensorik Stand und Anwendungen CiS / STIFT 2007 RFID für Spezialanwendungen Einleitung Vorteile der RFID Technologie spezielle Transpondertechnologien Sensortransponder Lesegeräte für Transponder Anwendungsbeispiele Peter Peitsch microsensys GmbH Am Seegraben 4, D Erfurt T: F: www. microsensys.de your partner for integrated innovative RF-ID system solutions

2 Wer ist? 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 MICROSENSYS GmbH

3 RFID system components SYSTEM Int. Data Bases Net Works... APPLICATION software DRIVER middleware HOST Int. RS232 RS485 USB PCMCIA Bluetooth Ethernet Profibus-DP DATA CONTROLLER ANTENNE AIR Int. ISO14443 ISO15693 ISO18000 others ENERGY DATA SENSOR CHIP technologies Physical Int. Geometry Packaging Environment Physical Sizes... COIL MICROSENSYS GmbH COMPUTER Personal Computers Hand Held Palms, PDAs, Smart Phones Control Units (industry) INTERFACE UNIT Antennae Coupler Reader Interrogator RFID Module TRANSPONDER TAGs Transponder Transmitter Logger

4 ISM Frequencies General Standards for Low Power Transmitters optimal frequencies for RFID 135k ISM MHz 915 general limits 100k 1M 10M 100M 1G 10G European Telecommunications Standards Institute frequency range: ETS for 9kHz-30MHz ETS for 25MHz-1GHz ETS for 1GHz-25GHz inclusive inductive loop systems class1 10mW class1 10mW up to 5GHz m 25mW up to 20GHz ISM 42 dbµa/m ISM 100mW up to 5GHz MICROSENSYS GmbH 1998

5 Vorteile RFID Technologie Kommunikation kein Sichtkontakt Leser zum TAG nötig Abstände je nach Technologie von einigen mm bis einigen m Bulkerfassung möglich Sicherheitsfunktionen sind möglich MICROSENSYS GmbH 2003

6 Vorteile RFID Technologie Speicher flexible und hohe Speicherkapazität bis 512kbit Speicher ist lesbar und beschreibbar nachträgliche Datenergänzungen möglich Wiederverwendbarkeit Datenerhalt je nach Technologie 10 Jahre bis fast unbegrenzt vertretbarer Speicherverschleiß bei EEPROM MICROSENSYS GmbH 2003

7 Vorteile RFID Technologie Physikalische Ausführung unterschiedliche Geometrien je nach Verwendung kleinste Bauvolumen bis weniger als 0,5 mm³ flache Bauweise als LABEL oder CHIPCARD raue Anwendungsbedingungen möglich differenziert bezüglich Temperatur, Feuchte, Schock, mechan. Einwirkung elektronische Kopplung mit Sensoren möglich MICROSENSYS GmbH 2003

8 miniaturized transponder high temperature +150 C up to 220 C and lowest temperature -45 C active special transponders harsh and metal environment conditions industrial products IP 67 shock resistant, oil resistant, water proofed mounting on metal and flush in metal high memory passive transponder 32 kbit in mic3, up to 512 kbit based on iid-3000 technology wireless sensors and active loggers for temperature high temperature +150 C and lowest temperature -45 C active in projects for pressure, humidity, acceleration, strech..

9 smart integrated RFID components proved since over 12 years minaturization MICROSENSYS GmbH 2006

10 mic3 technology Principle Structure of Passive Transponder Coil on Chip Technology coin chip RF-FIELD AM-MOD PSK-MOD field orientation Speicher state machine Coil with windings Spannungsgenerator COIL ON CHIP Demodulator Modulator Spule D mm Trägerfolie Chip-Kontaktierung direct wire, flip chip... RF-ID silicon chip 1mm²... 16mm² technology

11 MICROSENSYS GmbH mic3 technology polyimid passivation structured coil silicon dioxyd layers metal layers memory cell bulk real coil winding magnification: : 2000 line: 6µm thickness: : 20 µm technology

12 MICROSENSYS GmbH Silicon Wafer after finished mic3 process micro coils in top of the active silicon circuit antennae size 2 x 2 mm² coil is direct connected to the resonance circuit the process finished in parallel app transponder 2kbit or app transponder 64bit on 6 wafer every copper coil represents a working transponder technology

13 MICROSENSYS GmbH mic3 TAG 64 bit RO chip size: 1.6 x 1.0 mm² thickness: 0.5 mm or thinned 0.2 mm memory: 64 bit laser programmed carrier frequency: MHz communication distance: up to 3mm technology

14 mic3 TAG 16 kbit RW chip size: 2.0 x 2.0 mm² thickness: 0.5 mm or thinned 0.25 mm memory: 16 kbit EEPROM carrier frequency: MHz communication distance: up to 5mm MICROSENSYS GmbH technology

15 Advantages of mic3 technology No 1 extreme miniaturisation ation No 3 very thin transponder size No 2 high reliability No 4 high efficient mass production MICROSENSYS GmbH technology

16 TAG on metal technology

17 Problematische Aspekte bei der Anwendung von RFID MICROSENSYS GmbH Transponderantennen sind Resonanzkreise! Resonanzverstimmung durch veränderte Umgebung permeable oder dielektrische Materialien in unmittelbarer Nähe, Geometrieveränderung (LABEL), Temperatureinwirkung, Alterung der integrierten Materialien Dämpfung durch Wirbelströme leitfähige Materialien, Metall Reflexion, Interferenz Metallflächen Absorption, Dämpfung der Felder H 2 O kritisch für UHF- und µw-systeme technology

18 Size; D5 mm, 2 mm TH MHz closed coupling ISO compliant using on metal possible high capacity memory, 16 kbit D5 TAG technology

19 D14-TAG Size; D14 mm, 2 mm TH MHz closed coupling using on metal possible high capacity memory, 16 kbit, ISO compliant high capacity memory, 256 kbit, ISO compliant technology

20 Size; D14 mm, 2 mm TH MHz closed coupling Q43-TAG using on metal possible high capacity memory, 10 kbit, ISO compliant high capacity memory, 512 kbit, ISO compliant technology

21 technology RFID sensor devices MICROSENSYS GmbH 2005

22 TELID RFID Temperature Trace and Tracking System Structure MICROSENSYS GmbH PC PC application application TELIDsoft TELIDsoft mobile mobile device device application application TELIDsoft TELIDsoft internet internet portal portal SOFTWARE personal personal computer, computer, server server hand hand held, held, PDA PDA smart smart phone phone iid iid driver driver engine engine HOST Int. RS232 RS485 USB PCMCIA CFC Bluetooth DATA stationary stationary reader reader IND-INT IND-INT M30-HEAD M30-HEAD desktop desktop iid iid DESKTOP DESKTOP mobile mobile reader reader iid iid PEN PEN CFC CFC reader reader mobile mobile wireless wireless iid iid PEN PEN bt bt RFID Air Int. ISO14443 ISO MHz ENERGY DATA passive passive transponder transponder standard TAGs standard TAGs passive passive sensor sensor transponder transponder TELID2 TELID2 active active sensor sensor transponder transponder and and logger logger TELID3 TELID3 TRANSPONDER HOST COMPUTER incl. DRIVER RFID INTERFACE UNIT technology

23 Passive Temperature Transponder TELID211 RFID INTERFACE iid reader 5V µc RF Air Interface MHz Energy Data RF RISC ROM EEPROM Reader Interface Data, Power digital temperature sensor HOST MICROSENSYS GmbH 2003

24 Active Temperature Transponder and Logger TELID310 Air Interface MHz Energy RFID front end micro controller EEPROM Data temperature sensor power management RTC battery MICROSENSYS GmbH 2003

25 TELID 211 features Size: D 15 mm Thickness: approx. 2.5 mm Material: Front Side: Back Side: type.501 Marking: Mounting: LED: plastic black epoxy FR4 stainless steel plate laser printed adhesive tape optional Storage Temperature: - 50 C C Protection: IP65 Mounting on metal possible (reduced communication distance) MICROSENSYS GmbH 2003

26 TELID 311 features Size: D 30 mm Thickness: 12 mm Material: Front /Back Side: Wall: Marking: Mounting: Memory: black epoxy stainless steel laser printed adhesive tape samples Storage Temperature: - 45 C C (for long time max +50 C) Protection: IP65 Mounting on metal possible MICROSENSYS GmbH 2003

27 TELID 200 features Size: 33 x 33 mm² Thickness: ca. 3 mm Material: Front Side: Back Side: Marking: Mounting: Wire Interface: plastic, not flexible black epoxy FR4, planar not self adhesive laser printed adhesive tape or with screws 2 wire switch 8 pin I/O analoge bridge Storage Temperature: - 40 C C (for long time max +50 C) MICROSENSYS GmbH 2003 Protection: IP65 Mounting on metal possible (reduced communication distance)

28 RFID Reader - stationär UNI13 Modul M30-HEAD Desktop Reader mic3 Interface Industry Interface customized consumer industry your partner for integrated innovative RF-ID system solutions

29 RFID Reader - mobil Pocket reader CFC reader iid PEN BT your partner for integrated innovative RF-ID system solutions

30 Brand Name Protection mic3 transponder 64bit RO Features: Size: 1.6 x 1.0 x 0.5 mm³ Memory: 64 bit RO laser programmed Frequency: MHz Read Distance: up to 3 mm Storage Temperature: C MICROSENSYS GmbH

31 applications Tool Management MINI-TAGspecial MICROSENSYS GmbH up to high performance TAG, 16 kbit RW for tool and spare part tagging under metal environment

32 Injection Tool Identification applications INDUSTRY INTERFACE: RS485 / RS232 Read/Write Unit: M12 HEAD MICROSENSYS GmbH 64bit RO and 16Kbit R/W TAGs MIN-TAGspecial

33 Probe Management mic3 64bit RO und 16kbit RW master slave technique mic3 TAG Read Only Transponder 64 bit Size: 1.6 x 1.0 x 0.5 mm³ MINI-TAG Read Write Transponder 16kbit integrated RISC-controller Size: D7, H2 mm MICROSENSYS GmbH 2004

34 Sensor Transponder applications TELID 200 system epidurale Hirndruckmessung Zum einen wird durch eine transkutane Signalübertragung eine weitere Verminderung der Infektionsgefahr und Erleichterung der Patientenpflege erreicht und zum anderen wird durch die Abkopplung der stationären Einheit ermöglicht, dass der Patient sich frei bewegen kann. Der Hirndruck und die Hirntemperatur können nach Belieben abgefragt werden. Dies betrifft insbesondere den Einsatz bei chronischen Hirnkrankheiten. Quelle: ITES Projekt MICROSENSYS GmbH 2006

35 Watermeter, Motor and Pump Maintenance applications TELID 2T temperature transponder MHz closed coupling ISO compliant passive, no battery using on metal possible high capacity memory, 16 kbit temperature range: operating: C storage: C life time: > 10 years MICROSENSYS GmbH 2004

36 Tree Tagging tree management in cities or parks NAIL-TAG 125 khz 64 bit SCREW-TAG MHz M 2k or 16 kbitk MICROSENSYS GmbH 2001

37 Pigeon Racing thousands of pigeons take part on racing applications pigeon ring 125 khz 64 bit internal random number generator MICROSENSYS GmbH 1998

38 Luft- und Raumfahrt applications MICROSENSYS GmbH smallest TAG 64 bit RO for bee identification

39 Part Management on metal transponder up to 256kbit oproduktionsdaten otechnische Spezifikation ologistische Daten owartungsdaten oentsorgung Foto: econnective

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit microsensys.de your partner for integrated innovative RF-ID system solutions