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Identifikation und Lokalisation von Probenbehältern mit RFID- Tags

RFID Grid Locator

Mittels RFID-Technik werden weltweit Produkte gekennzeichnet, sei es um sie vor Diebstahl zu schützen oder um ihren Weg vom Hersteller zum Endverbraucher zu verfolgen.

In dieser Bachelorarbeit wurde überprüft, ob sich die RFID-Technik (HF, 13.56MHz) auch zur schnellen Lokalisierung und Identifikation von Reagenzgläsern in einer Halterung eignet.

Da die Reagenzgläser sehr nahe beieinander stehen, musste eine gegenseitige Beeinflussung benachbarter Transponder verhindert werden. Der Auslesevorgang sollte zudem möglichst automatisch ablaufen und die Resultate auf einem Computer dargestellt werden können.

Der aus diesen Vorgaben entstandene RFID Grid Locator, lokalisiert und identifiziert bis zu 24 mit einem RFID Transponder versehene Reagenzgläser in unter einer halben Sekunde. Unter Laborbedingungen und nach entfernen der Sicherheitspausen in der Software konnten sogar 72 Tags pro Sekunde ausgelesen werden. Der RFID Grid Locator besitzt eine interne RFID-Leseeinheit welche von einem ebenfalls integrierten Mikrocontroller gesteuert wird. Die ausgelesenen Daten werden über eine UART/USB-Schnittstelle an den angeschlossenen Computer gesendet, wo sie auf einer grafischen Benutzeroberfläche dargestellt werden. Das für den Datentransfer zuständige USB-Kabel stellt gleichzeitig auch die gesamte Stromversorgung des RFID Grid Locators sicher. Für den Betrieb werden also keine weiteren Kabel benötigt. Das gesamte System arbeitet im Plug und Play-Verfahren, das heisst es genügt den RFID Grid Locator mit einem Computer zu verbinden und das Java-GUI zu starten. Das Gerät wird vom Programm selbständig erkannt und in Betrieb genommen.

Mit einem Java-GUI lassen sich die wichtigsten Einstellungen vornehmen um einen reibungslosen Betrieb zu garantieren. Das Aktualisierungsintervall lässt sich von einer halben Sekunde bis auf zehn Sekunden einstellen. Dank der simplen Darstellung lassen sich auf einen Blick die mit Reagenzgläsern belegten Positionen des Halters sowie deren ID-Nummern erkennen.

Das Printdesign, welches jedem Reagenzglas seine eigene Antenne bereitstellt, sorgt trotz der engen Platzverhältnisse auf dem Reagenzglashalter für ein minimales Übersprechen zwischen zwei benachbarten Leseantennen.

Während dieser Bachelorarbeit hat sich gezeigt, dass sich die RFID-Technik im HF-Bereich sehr gut zur schnellen Lokalisierung und Identifikation von Objekten in einem bekannten Anordnungsraster eignet.

Rack zur Identifikation und Lokalisation von 63 Probenbehältern

Kenndaten

Übertragungsfrequenz
13.56 MHz

Sendeleistung HF-Reader
200 mW

Auslesezeit
typisch <1 Sekunde für ganzes Rack
RFID Protokoll
ISO-15693 oder ISO 18000-3 Mode 3 (HF Gen2) möglich.