Sei es in der Produktion zur Erfassung von Maschinen- oder Produktzuständen, in der Umwelttechnik oder im Bergbau: Voraussetzung für eine umfassende und rentable Überwachung und Fernsteuerung von Industrieanlagen sind intelligente Sensornetzwerke, die aus einer Vielzahl von Sensorknoten bestehen, drahtlos arbeiten und über eine zuverlässige Stromversorgung verfügen. Passive RFID-Sensoren sind hierfür optimal, denn sie messen und übertragen physikalische Größen jeder Art berührungslos und kommen gänzlich ohne eigene Stromversorgung aus, da sie das elektromagnetische Feld eines separaten Lesegerätes (Readers) als Energiequelle nutzen. Sie sind wartungsfrei, haben eine nahezu unbegrenzte Nutzungsdauer und können auch in unzugängliche Stellen eingebracht werden. Aber funktionieren RFID-Transponder auch im speziellem Anwendungsfall? Und stehen die Daten dann auch automatisch in Unternehmensnetzwerken beziehungsweise Internetapplikationen zur weiteren Nutzung zur Verfügung? Dies herauszufinden erfordert nicht nur eine Anpassung der Sensorik, der elektronischen Schaltung und der Antennengeometrie der RFID-Sensorknoten an die speziellen Bedürfnisse, Einsatzszenarien und Umgebungsparameter der Kunden. Die neuen RFID-Komponenten müssen auch in die bestehenden oder aufzubauenden Prozessumgebungen integriert werden. Das Fraunhofer IPMS bietet seinen Kunden diesen Service im Rahmen von Machbarkeitsstudien sowie weiterführende Entwicklungsleistungen in den Bereichen HF-Simulation, Antennendesign, HF Mixed Signal ASIC-Design, Sensorintegration, Readerimplementierung, Systemintegration und Qualifizierung an.
„Unser Proof of Concept nutzt Evaluation-Kits mit kommerziellen und eigenen RFID-Transponder-ASICs für verschiedene Frequenzbereiche. Dank eines flexiblen Interface-Konzepts für externe Sensorik ist es uns möglich, analoge und digitale Sensorik zu integrieren. Das heißt unsere Sensorknoten sind modular aufgebaut und können mit beliebigen Sensoren je nach Anforderungen unserer Kunden bestückt werden“, erläutert Dr. Frank Deicke, Leiter des Entwicklungsteams am Fraunhofer IPMS. „Darüber hinaus enthalten unsere Evaluation-Kits eine Softwarelösung, den sogenannten RFID-OPC-UA-AutoID-Server (ROAD-Server), als Middleware. Dieser setzt die OPC-UA AutoID-Companion-Spezifikation entsprechend für RFID-Komponenten um und ermöglicht damit eine herstellerunabhängige, standardkonforme Kommunikation für die industrielle Automatisierung. So lassen sich beliebige Lesegeräte, Identifikations- und Sensor-Transponder in den verschiedenen Frequenzbereichen (LF, HF, UHF und NFC) und von verschiedenen Herstellern einheitlich ansprechen.“
Aufbauend auf diesem einheitlichen Grundgerüst unterstützt das Fraunhofer IPMS bei der Konzipierung und Umsetzung individueller Softwarelösungen, um bei Langzeitmessungen anfallenden große Datenmengen zu analysieren und auszuwerten. Dies beginnt bei intuitiv zu bedienenden Lösungen zur Messwerterfassung über die Entwicklung kundenspezifischer Anwendungen für mobile Betriebssysteme bis hin zur Integration von Datenerfassung und Steuerung in Industrieumgebungen sowie professionelle Cloud-Anwendungen. Auf der Messtechnikmesse Sensor und Test, vom 30. Mai bis 01. Juni 2017 in Nürnberg stellen die Entwickler des Fraunhofer IPMS verschiedene, bereits mit Sensoren bestückte RFID-Evaluation-Kits vor. Besucher finden die Ausstellung des Fraunhofer IPMS im Sonderforum „Vernetzte Messtechnik für mobile Anwendungen“ in Halle 5 am Stand 5-106/15.
Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme