Een stap voorwaarts in de ontwikkeling van betaalbare RFID-tags voor retailverpakkingen

Twee van de basisfuncties van verpakking zijn het beschermen van het product en het informeren van de consument. RFID (Radio Frequency Identification) levert een bijdrage aan de informatiefunctie van de verpakking. De ontwikkeling van dunne film RFID tags geprint op lage temperatuur, die werken volgens het ‘reader talks first’ principe, maakt de weg vrij voor de integratie van deze tags in de verpakking van op grote schaal geproduceerde retail producten.

Dunne film RFID chips worden geprint op een plastic folie met organische of oxide semiconductoren. Dergelijke RFID-tags werkten tot nu toe op het ‘tag talks first’ principe: zodra de RFID-tag geactiveerd wordt door het radio frequentie veld van de RFID lezer, stuurt de tag een signaal uit naar de lezer. Dit zorgt voor problemen in retail toepassingen, waar vele tags de RFID lezer gelijktijdig trachten te contacteren. Ondanks systemen om signaal botsingen te vermijden bij ‘tag talks first’ RFID-tags, is het maximale aantal gelijktijdige uitlezingen beperkt tot maximum 4 tags en zorgt dit voor een trage uitlezing.

‘Reader talks first’

Binnen het EU FP7 project ORICLA (partners: Imec, Holst center – TNO, Evonik Industries AG, PolyIC) werd ’s werelds eerste RFID circuit gebaseerd op dunne film technologie bij lage temperatuur ontwikkeld dat ‘reader talks first’ communicatie mogelijk maakt. Wanneer de RFID lezer dergelijke tags activeert, wordt samen met de identificatiedata een klok verstuurd. Deze klok wordt door de RFID tag gebruikt om te bepalen wanneer hij zijn code moet versturen. Dit mechanisme laat toe een praktisch systeem te implementeren om signaalbotsingen bij de RFID tags te voorkomen.

Stap voorwaarts naar goedkopere performante RFID tags

Deze technologie is onmisbaar om RFIDs te ontwikkelen die goedkoop en performant genoeg zijn om gebruikt te kunnen worden in verpakkingen van retail consumentengoederen. Via de integratie van dergelijke RFID tags in de verpakking kan de consument geïnformeerd worden over productkenmerken zoals o.a. prijs en versheid. Bovendien kan ook de verkoper gebruik maken van deze intelligente verpakkingen bij bijvoorbeeld automatisch factureren en stock beheer.

Radio frequency identification (RFID) is een technologie om van op afstand informatie op te slaan en uit te lezen van zogenaamde RFID-'tags' die op of in objecten zitten. Een RFID bestaat meestal uit 2 delen: een antenne die gebruikt wordt voor opvangen en uitzenden van signalen en een microchip voor verwerken van het radiosignaal met daarnaast nog een aantal extra functionaliteiten. De grootte van de RFID tag wordt vooral bepaald door de grootte van de antenne, die afhangt van de gebruikte frequentie. De microchip zelf is meestal zeer klein, bijvoorbeeld 0,05 x 0,05 mm. Er zijn verschillende soorten tags: actieve, passieve en semi-passieve, die elke hun toepassingsdomein hebben:

Actieve tags hebben een interne energiebron, een batterij, die zowel gebruikt wordt voor de chip als het versturen van het signaal. Dankzij hun geïntegreerde energievoorziening zijn ze in staat met hogere energie signalen uit te zenden, wat data transfer toelaat over langere afstanden en hen meer robuust maakt in extreme omstandigheden zoals hoge vochtigheid.

Passieve tags bevatten geen interne energiebron. Het door de antenne opgevangen radiosignaal induceert een elektrische stroom die net voldoende is om de microchip te activeren en een antwoord terug te zenden.

Semi-passieve tags hebben, net zoals actieve, hun eigen energiebron, maar de batterij levert enkel de energie voor de microchip. De energie voor de verzending van het signaal haalt de antenne uit het signaal van de lezer. Doordat ze slechts een signaal uitzenden nadat ze door de ontvanger geactiveerd zijn, zijn ze zeer zuinig.

RFID-tags onderscheiden zich ook door de gebruikte frequentie. In het algemeen kan gezegd worden: hoe hoger de frequentie, des te kleiner de antenne en des te groter bandbreedte en leesbereik. Hogere frequenties hebben echter meer moeite met metaal en vocht. Veel gebruikte frequenties zijn:

Low Frequency (LF): 30 – 300 kHz, typisch 125 kHz

High Frequency (HF): 3-30 MHz, typisch 13.56 MHz

Ultra High Frequency (UHF) 300- 3000 MHz, typisch 860 tot 950 MHz en 2.45 GHz

Meer weten?

http://www2.imec.be/be_nl/pers/in-de-kijker/issccrfid.html [2]

http://www.oricla.eu/ [3]