Sensorik kombiniert mit RFID
In Zeiten von IoT und Industrie 4.0 rückt der Systemgedanke mehr und mehr in den Vordergrund: Der Wunsch nach einer globalen Infrastruktur, die es ermöglicht, physische und virtuelle Gegenstände zu vernetzen und sie miteinander kommunizieren zu lassen, wird laut. Damit verbunden sind aber auch neue Anforderungen, die an Maschinen oder ganze Systeme gestellt werden. Daten sollen zukünftig nicht mehr nur einfach erfasst, sondern bestenfalls durch Cloud-Anbindung automatisiert ins Web gespeist und dort für Echtzeit-Monitoring verarbeitet werden. Was auf der einen Seite eine große Chance auf dem Weg hin zur „Smart Fab“ darstellt, bedarf auf der anderen Seite neuer, intelligenter Lösungen zur Datenerfassung und -verarbeitung. Hier hat das Team um Dr. Andreas Weder vom Fraunhofer IPMS in Dresden angesetzt und spezielle RFID-Sensorik-Lösungen für verschiedenste Anwendungen entwickelt.
Drahtlose RFID-Technologie, ergänzt um Sensorik-Komponenten
Da im Rahmen von Industrie 4.0-Anwendungen die Notwendigkeit bestehen kann, neben elektromagnetischen auch physikalische Parameter zu erfassen, erweiterte das Team um Weder die „herkömmliche“ RFID-Technologie um zusätzliche Dimensionen: Kernpunkt der Forschungsarbeit bilden RFID-Schaltkreise, die eine einfache Integration analoger und digitaler Sensorik unterschiedlichster Herkunft erlauben. Mit einem gekoppelten Sensor wird es möglich, physikalische Parameter wie Druck, Feuchtigkeit, Erschütterung oder Temperatur zu messen und entsprechend auszuwerten. Mit intelligenten Softwarelösungen soll auch die Integration in bestehende Umgebungen und die Anbindung an vorhandene Leitsysteme einfach zu realisieren sein.
Weder erklärt: „Wir bieten RFID-Expertise vom ASIC- und Antennendesign über die Sensortag-Entwicklung bis hin zur Sensor-, System- und Cloud-Integration und können so kundenspezifische Komplettlösungen realisieren. Unsere Dienstleistungen decken die vollständige Wertschöpfungskette von der Schaltkreisentwicklung bis hin zur Softwareintegration in komplexe Industrieanwendungen ab und richten sich sowohl an RFID-Ausrüster, Anlagenbauer und Systemintegratoren.“
Anwendungen für die RFID-Sensorik
Das Fraunhofer IPMS stellt aktuell passive UHF-RFID-Lösungen in den Fokus der Entwicklung von RFID-Sensoren. UHF ermöglicht im Vergleich zu HF oder LF höhere Reichweiten – die Anwendungsmöglichkeiten sind dabei breit gefächert: Die batterielosen Systeme sind wartungsfrei und benötigen keine Stromversorgung, wodurch sie sich unkompliziert in unterschiedliche Produkte, Maschinen und Objekte integrieren lassen.
Interessant wäre dies etwa im Bereich des Predictive Maintenance, also der vorausschauenden Wartung und Instandhaltung von Maschinen und Gebäuden. Mit der RFID-basierten Lösung des Fraunhofer IPMS könnten hier mögliche Fehlfunktionen und Ausfallrisiken an Anlagen schon im Voraus erkannt werden, um Produktionsausfälle und Sicherheitsrisiken zu vermeiden. Doch auch bei der Lebensmittelnachverfolgbarkeit oder in den Life Sciences ist die drahtlose Übermittlung physikalischer Messwerte wie Druck und Temperatur von Relevanz, wenn beispielsweise die Durchgängigkeit der Kühlkette oder die Unversehrtheit einer Vakuumverpackung dokumentiert werden soll.
Weitere Anwendungsbeispiele finden sich bei der Feuchtigkeitsmessung im Bauwesen, in medizinischen Anwendungen oder bei der Sensorkontrolle in der Logistik.
Die Technologie live erleben
Auf der „RFID & Wireless IoT tomorrow“ am 27. und 28. September 2017 in Düsseldorf stellt das Fraunhofer IPMS verschiedene, bereits mit Sensoren bestückte RFID-Evaluation-Kits vor; Besucher finden die Ausstellung an Stand 17. In einem Vortrag wird Dr. Weder zudem am 27. September im Rahmen des Developer Days über passive RFID Sensortransponder sprechen (Session „Wireless IoT“, Forum 2).