VDI AIM 4472 Blatt 10-2008 Requirements to be met by transponder systems for use in the supply chain - Test methods to check the performance of transponder systems (RFID).pdf

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1、ICS 35.240.60 VDI/AIM-RICHTLINIEN Mai 2008May 2008VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND FR AUTOMATISCHE DATENERFASSUNG, IDENTIFIKATION UND MOBILITT DEUTSCHLAND Anforderungen an Transpondersysteme zum Einsatz in der Supply Chain Testverfahren zur berprfung der Leistungsfhigkeit von Transpondersystemen

2、(RFID) Requirements to be met by transponder systems for use in the supply chain Test methods to check the performance of transponder systems (RFID) VDI/AIM 4472 Blatt 10 / Part 10 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version

3、of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss Logistik Fachbereich B5 Verpackung VDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 6: Verpackungstechnik Frhere Ausgabe: 04.07Entwurf,

4、deutsch Former edition: 04/07 Draft, inGerman only Vervielfltigung auch fr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedZu beziehen durch / Available atBeuthVerlagGmbH, 10772 BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rights reserved VereinDeutscherIngenieuree.V.,

5、 Dsseldorf 2008 Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung. 2 1 Anwendungsbereich 3 2 Einflussgren . 3 2.1 Systemkomponenten 3 2.2 Qualitt der Komponenten. 3 2.3 Umgebungsbedingung . 5 2.4 Testumgebung 5 3 Testparameter. 6 3.1 Untersuchungs- und Kommunikations-bereich . 6 3.2 Transponder

6、lage 7 3.3 Transponderanzahl und -anordnung. 9 3.4 Transpondergeschwindigkeit . 9 3.5 Untersuchungsobjekte und Montageuntergrund . 10 3.6 Datenbertragung. 13 4 Statische Untersuchungen 14 4.1 Untersuchungsziel 14 4.2 Messpunkte 14 4.3 Abnahmeverfahren.16 4.4 Auswertung 17 5 Dynamische Untersuchungen

7、17 5.1 Untersuchungsziel 17 5.2 Messpunkte 18 5.3 Abnahmeverfahren.19 5.4 Auswertung 20 Schrifttum 22 Preliminary note .2 Introduction 2 1 Scope.3 2 Influencing quantities.3 2.1 System components3 2.2 Quality of components .3 2.3 Ambient conditions 5 2.4 Test environments 5 3 Test parameters 6 3.1 T

8、esting and communication ranges.6 3.2 Transponder orientation .7 3.3 Number and arrangement of transponders.9 3.4 Transponder speed .9 3.5 Test objects and mounting substrate .10 3.6 Data transmission.13 4 Static tests.14 4.1 Test objective .14 4.2 Measuring points14 4.3 Acceptance procedure 16 4.4

9、Analysis17 5 Dynamic tests17 5.1 Test objective .17 5.2 Measuring range and measuring tracks18 5.3 Acceptance procedure 19 5.4 Analysis20 Bibliography.22B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 2 VDI/AIM 4472 Blatt 10 / Part 10 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ing

10、enieure e.V., Dsseldorf 2008 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unterBeachtung der Vorgaben und Empfehlungen derRichtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-di

11、g, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung derLizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), diein den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedank

12、t. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and

13、translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. E

14、inleitung Um RFID-Systeme (RFID Radio Frequency Iden-tification) leistungsgerecht einsetzten zu knnen, muss deren Leistungsfhigkeit untersucht werden. Unterschiedliche Einflussgren bilden zusammen einen Rahmen, der das Fundament der nachfolgen-den Untersuchungen darstellt. Fr diese Untersu-chungen g

15、ilt es, eine Reihe von Testparametern nher zu betrachten. Die Untersuchungen selbstkonzentrieren sich auf die Leistungsfhigkeit einesRFID-Systems einerseits allgemein und unabhngig von einer konkreten Anwendung sowie andererseitsspeziell bezogen auf eine vor Ort implementierteSystemlsung unter Einsa

16、tzbedingungen. Begrndet durch die Existenz und die Komplexitt einer Vielzahl von Einflussfaktoren geben die de-finierten Untersuchungsmethoden Vorgaben frdas Testumfeld und die Parametervariation zurkonsistenten Messung der RFID-Leistungsmerk-male. Diese somit durch Messungen besttigten Eigenschafte

17、n bieten Untersttzung bei einer Zerti-fizierung sowie Entscheidungshilfen bei der Aus-wahl von Systemkomponenten oder der Bewertungeiner bestimmten Lsung. Die Testanforderungenknnen begrndet modifiziert oder erweitert wer-den, um speziellen Anforderungen von Anwen-dungsfllen gerecht zu werden und so

18、 die Leis-tungsfhigkeit von RFID-Komponenten bestmg-lich zu reprsentieren. Introduction To be able to apply RFID systems (RFID Radio Frequency Identification) according to their per-formance, their performance has to be investigated.Various influencing quantities combined make up the framework that

19、forms the basis of the subse-quent investigations. For the purpose of these in-vestigations, a number of test parameters need to be examined more closely. The investigations proper focus on the performance of an RFID sys-tem in general and independent of a specific appli-cation as well as specifical

20、ly related to an imple-mented system solution under field conditions. Given the existence and complexity of a multitude of influencing quantities, the investigation methods defined specify the test environment and the pa-rameter variation required for consistent measure-ment of the RFID characterist

21、ics. These character-istics, confirmed through measurements, offer support in certifications and are decision aids in the selection of system components or the assessment of a specific solution. The test requirements may be modified or extended to suit specific require-ments of particular applicatio

22、ns and, thus, repre-sent the performance of RFID components in the best possible way, provided that the reasons for modifying or extending them are stated. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie bietet Methoden zur Bewertung und Ermittlung der Leistungsfhigkeit von RFID-Systemen insbesondere, aber nic

23、ht ausschlielichfr Anwendungen aus dem Bereich der Logistik,und beschreibt in diesem Zusammenhang relevanteEinflussgren und Testparameter sowie Untersu-chungen. Im Text wird hierfr inhaltlich insbeson-dere Bezug auf ISO/IEC 18046 genommen. 1 Scope This guideline presents methods for the assessment a

24、nd determination of the performance of RFID sys-tems), particularly, but not exclusively those de-signed for applications in the field of logistics, and describes influencing quantities and test parame-ters as well as investigations relevant in this con-junction. To this end, the text below makes pa

25、rticu-lar reference to the contents of ISO/IEC 18046. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI/AIM 4472 Blatt 10 / Part 10 3 2 Einflussgren 2.1 Systemkomponenten Die Leistungsfhigkeit eines RFID-Syste

26、ms wirdvon unterschiedlichen Systemkomponenten, wiesie in der Richtlinie VDI 4472 Blatt 1 beschriebensind, sowie deren Ausgestaltung determiniert. DieKomponenten selbst, ihre Charakteristika undFunktionen sowie weitere Ausprgungen variierenzum Teil abhngig von der genutzten Frequenz(zu mglichen Freq

27、uenzen vgl. grundstzlichISO/IEC 18000). Tabelle 1 bietet eine bersicht ber relevanteSystemkomponenten. 2.2 Qualitt der Komponenten Die Qualitt der Komponenten eines RFID-Systems unterliegt mitunter Produktionsschwan-kungen. Dies gilt insbesondere fr Transponder, aber auch z. B. fr Reader oder deren

28、Antennen.Obwohl detaillierte Analysen bezglich der Quali-tt eine teure Ausrstung sowie entsprechende Erfahrungswerte erfordern, lassen sich grundstzli-che, hinreichende Informationen ber die Qualitt und damit Leistungsfhigkeit einzelner Kompo-nenten durch einen einfachen Test ermitteln: Hierfr wird

29、die maximal mgliche Distanz zwi-schen einem Transponder und einer Reader-Antenne auf einem Strahl ausgehend vom Mittel-punkt der Antenne und senkrecht zu dieser Anten-ne bestimmt je grer die Distanz, desto hher die Leistung/Gte. Der Transponder wird hierfrauf einem neutralen Untergrund (z. B. ein Ka

30、rtonaus Wellpappe) mittig befestigt und in eine opti-male (parallele) Lage zur Reader-Antenne ge-bracht, die auf einer groen, offenen Flche plat-ziert ist. Ein neutraler Untergrund ergibt sich indiesem Zusammenhang aus der Tatsache, dassTransponder fr bestimmte Untergrnde (z. B. auch Metall) ausgele

31、gt sind oder dass der Einflussbestimmter Materialien wie Wellpappe in trocke-nem Zustand oder Schaumstoff auf RFID-Systeme nachweisbar uerst gering ist. Der Reader kannmit seinen Grundeinstellungen hufig existiertauch ein Reset“-Knopf betrieben werden. 2 Influencing quantities 2.1 System components

32、The performance of an RFID system is determined by various system components as described in the guideline VDI 4472 Part 1, and by their design. The components proper, their characteristics and functions as well as further specifications vary depending on the frequency used (regarding possi-ble freq

33、uencies in general, cf. ISO/IEC 18000). Table 1 gives an overview of relevant system components. 2.2 Quality of components The quality of the components of an RFID system is sometimes subject to variations in production. This holds true, in particular, for transponders, but also, for example, for re

34、aders or their antennas. Although detailed analyses of quality require ex-pensive equipment and appropriate empirical val-ues, sufficient fundamental information on the quality and, thus, on the performance of individual components can be determined by means of a sim-ple test: To this end, determine

35、 the maximum possible dis-tance between a transponder and a reader antenna on a beam starting at the antenna midpoint and perpendicular to said antenna the longer the dis-tance the higher the performance/quality. For this test, the transponder is fastened in the middle of a neutral substrate (e. g.

36、corrugated cardboard) and aligned optimally (in parallel) to the reader an-tenna, which is placed on a large, open surface. A neutral substrate is used because transponders are designed for specific substrates (e. g. also for metal), or due to the fact that the influence of cer-tain materials such a

37、s corrugated board in dry con-dition or foamed plastic has been shown to be ex-tremely low. The reader can be operated at its de-fault settings a reset button is often provided. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08 4 VDI/AIM 4472 Blatt 10 / Part 10 Alle Rechte vorbeha

38、lten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 Tabelle 1. bersicht relevanter RFID-Systemkomponenten Lesegert (Reader) Reader-Antenne Transponder Sonstiges Frequenz Antennenausgangsleistung Ansteuerung mehrerer Antennen Intervall der Kommunikationsversuche Empfindlichkeit beim Emp-fang der Tr

39、ansponderdaten Fehlerbehebung Richtcharakteristik Anzahl, Anordnung, Ausrichtung und Abstand der Antennen Polarisation der Antenne oder Q-Faktor Verbindungskabel vom Reader Verbund aus Sende- und Empfangsantenne Richtcharakteristik Empfindlichkeit bei der Aktivierung durch den Reader Polarisation de

40、r Antenne oder Q-Faktor Anbindung an IT-Systeme durch Edge-/Middleware Einbindung von Sensoren Definition von Filtern, Triggern zur Verfgung stehende Kommunikationsdauer Abschirmmaterialien Table 1. Overview of relevant RFID system components Reader Reader antenna Transponder Other Frequency Antenna

41、 power output Triggering of several antennas Timeout between communication attempts Sensitivity during receipt of transponder data Error correction Directional pattern Number, arrangement, alignment and spacing of antennas Polarisation of antenna or Q-factor Connecting cable from reader Combination

42、of transmitter and receiver antennas Directional pattern Sensitivity when activated by the reader Polarisation of antenna or Q-factor Connection to IT systems through edge-/middleware Integration of sensors Definition of filters, triggers Available communication time Shield materials Gegebenenfalls

43、ist die Luftschnittstellen oder derTranspondertyp in den Konfigurationsmens ent-sprechend zu spezifizieren. In einer linearen Bewegung in Schrittgeschwindig-keit auf dem beschriebenen Strahl ist der Trans-ponder dann von auerhalb des Antennenfelds in Richtung Antenne in deren Feld hineinzufhren (vgl

44、. Bild 1). Sobald reproduzierbar Daten vom Transponder gelesen werden, ist die gesuchte Dis-tanz erreicht. Bild 1. Bestimmung der Reichweite eines RFID-Systems Um von einer gleichmig hohen Qualitt auszu-gehen, sollte die Standardabweichung einen Wertvon fnf Prozentpunkten nicht berschreiten. Anmerku

45、ng: Die zu untersuchende Komponente, z. B. der Transponder, entspricht der variablen, also der zu ndernden Gre. Darber hinaus darf im Fall eines selbstklebenden Transponders dieser Klebestreifen nicht zur Befestigung ge-Where required, the air interfaces or the trans-ponder type have to be specified

46、 correspondingly in the configuration menus. The transponder shall then be moved at walking speed, performing a linear movement along the beam described above, from outside the antenna field in the direction of the antenna until inside its field (see Figure 1). The distance sought for has been reach

47、ed as soon as data are being read from the transponder in a reproducible manner. Figure 1. Determination of range of RFID system To allow for a constantly high level of quality, the standard deviation should not exceed five percent-age points. Note: The component to be tested, e. g. the transponder,

48、 corresponds to the variable quantity, i. e. the quantity to be modified. Moreover, in the case of a self-adhesive transponder, this adhesive strip shall not be used for mounting as detaching B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ing

49、enieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI/AIM 4472 Blatt 10 / Part 10 5 nutzt werden, weil durch ein Ablsen vom Untergrund die Qualitt des in weiteren Untersuchungen zu verwendendenTransponders unkontrollierbar in Mitleidenschaft gezogenwerden knnte. Alternativ bietet sich ein Klebeband an, dasdie Trgerfolie des Transponders und damit diesen selbst aufdem Montageuntergrund reversibel fixiert. 2.3 Umgebungsbedingungen Nicht alleine die Kompon