RFID Türschloss

Viele haben den Begriff schon einmal gehört, doch was bedeutet er? „RFID“ steht für „Radiofrequenz-Identifikation“. Vereinfacht meint dieser Begriff also eine Identifizierung anhand elektromagnetischer Wellen, z.B. per Funk. So ermöglicht dieses System ein kontaktloses Auslesen oder ein kontaktloses Speichern von Daten.

Geschichte des RFID

Verstärkt begann die Entwicklung in den 60er Jahren. Doch bereits im 2. Weltkrieg wurden einfache Vorläufer dieses Systems als „Freund-Feind-Erkennung“ eingesetzt. So wurden sehr simple RFID – Systeme zum Beispiel zur Diebstahlsicherung in einem RFID Türschloss verwendet. Aufgrund sehr damals noch sehr hohen Kosten der RFID-Technologie und der unausgereiften Technologie konnte sich diese Technik allerdings nicht gegen die Konkurrenz durchsetzen.
Ab den 90er Jahren wird die RFID – Technologie zum Beispiel in der USA für Mautsysteme genutzt. Auch in der Landwirtschaft zur Tiererkennung setzte sich das System durch, und wurde so ebenfalls mit zu einem der meist genutzten Sicherheitstechnologien in der Welt.

Technische Grundlagen des RFID – Systems

Allgemeines

Sämtliche RFID – Systeme bestehen zum einem aus einem Transponder. Ebenfalls wird noch ein Erfassungs- bzw. Lesegerät benötigt. Der Transponder, welcher zum Beispiel ein Chip für ein RFID Türschloss dienen kann, wird als elektronischer Datenspeicher eingesetzt. Sobald dieser in den Empfangsbereich eines sogenannten “Readers” (anderes Wort für Lesegerät) kommt (in unserem Beispiel also einem RFID Türschloss), findet ein wechselseitiger Datenaustausch statt. Für diesen Vorgang besitzen beide Komponenten eine Antenne in Ihrer Bauform, welche den Energie- und Datenaustausch durch elektromagnetische/magnetische Wellen ermöglicht. Dabei dienen die Funkwellen zur Übertragung von Informationen, die von beiden Komponenten ausgetauscht werden.
Hierbei werden verschiedene Frequenzbereiche eingesetzt: Der Niedrigfrequenzbereich (Reichweite: wenige Zentimeter bis 1,5m), der Hochfrequenzbereich (1-1,5m) und der Ultrahochfrequenzbereich (3-4m). Bei dem RFID Türschloss findet der Hochfrquenzbereich Anwendung.
Einige RFID – Systeme können ebenfalls noch höhere Frequenzbereiche verwenden (Ghz-Bereich). Allerdings gibt es bis jetzt keinen einheitlichen Standard, wodurch die weltweite Vermarktung der RFID Technologie etwas verhindert wird. Ebenfalls ist bei einem RFID Türschloss ein so hoher Frequenzbereich nicht von Nöten.
Der „Transponder“ ist ein Kunstwort und wird aus Teilen der Wörter „transmit“, welches übertragen oder senden bedeutet, und „response“, welches für Antwort oder auch Rückmeldung steht, zusammengesetzt. So kann der Transponder Informationen liefern, oder sogar mit Hilfe eines Speichers komplexere Daten aufnehmen. Bei dem RFID Türschloss konnte so also der Transponder, der Chip, eine Information über die Identifikation einer Person beinhalten.

Aufbau und Funktion eines Transponders

Diese Transponder bestehen aus einem Mikrochip und einem Kopplungselement. Hierbei dient der Mikrochip als Speicher und das Kopplungselement ist die Antenne. So werden über den Speicher bestimmte Informationen über ein Objekt übermittelt werden. Dabei wird jedes Objekt mit einer einzigartigen Nummer versehen. Dies ist für die Effektiv von einem RFID Türschloss sehr wichtig.
Zur Zeit reichen die normalen Größen der Transponder von wenigen Byte bis hin zu mehr als 100 Kilobyte. Als Vergleich können Sie zum Beispiel Schreibmaschinenseiten heranziehen: 100 Kilobyte entsprechen 20 komplett vollgeschriebenen Schreibmaschinenseiten. So ist eine sehr große Sicherheit bei dem RFID Türschloss gegeben.
Das Gewicht der Speicher reicht von 200 Milligramm bis zu 1 Gramm. Allerdings wiegen Transponder mit Kupferantenne rund 30 – 40 Prozent mehr als die gleich großen Transponder mit Aluminium- oder Silberantenne. Da bei einem RFID Türschloss meist die Reichweite keine große Rolle spielt, können die Transponder dementsprechend klein und einfach gewählt werden.
Und noch eine Unterscheidung ist bei den Transpondern vorzunehmen: Man kann hier zwischen aktiv und passiv differenzieren. Passive Transponder verfügen über keine eigene Spannungsversorgung, sonder beziehen Ihre Energie nur aus dem elektrischen Feld bzw. aus den, von dem Lesegerät gesendeten, elektromagnetischen Wellen. Aktive Transponder hingegen besitzen eine eigene Spannungsversorgung, in Form einer Batterie. Diese haben allerdings ein paar Nachteile: zum einen sind sie meist größer und teuer als ihr passives Gegenstück. Zum anderen ist ihre Lebensdauer ebenfalls deutlich kürzer. Bei einem RFID – Türschloss wird in der Regel immer die passive Variante verwendet.
Transponder werden bei ihrer Produktion mit einer eindeutigen Nummer versehen. Ebenfalls wird der Transponder, bevor er eingesetzt wird, mit einer weltweit einzigartigen Nummer beschrieben. Hierbei gibt es mehrere Standards: Eines davon trägt den Namen EPC, ausgesprochen „Electronic Product Code“ und wurde von der Firma EPCglobal entwickelt. Im allgemeinen ist das Verfahren gleich, welches auch bei einem RFID Türschloss zum Einsatz kommt. Im Transponder wird eine Nummer hinterlegt, diese wird dann von dem Lesegerät erfasst und an die Datenbank vermittelt. Hier wird diese Nummer mit den dazu gehörigen dort hinterlegten Daten verknüpft und überprüft. In der Regel liegen dementsprechend keine Daten in dem Transponder, sondern alle in der zugehörigen Datenbank. Allerdings gibt es auch Varianten, in denen die Datensätze direkt auf dem Transponder hinterlegt werden. Dies ist allerdings die Ausnahme und nicht die Regel. So wird auch bei einem RFID Türschloss der Datensatz aus der Datenbank abgerufen.
Ebenfalls variieren Transponder in ihrer Größe und Form: So gibt es flache, kleine oder große Transponder. Ein Beispiel dafür wäre ein Chip oder ein Kreditkartenformat für ein RFID Türschloss.

Aufbau und Funktion des Lesegeräts

Das Lesegerät, auch Reader benannt, besteht aus einem Sender und einem Empfänger (ein Hochfrequenzmodul. Dazu gehören ebenfalls noch ein Controller und ein Kopplungselement. Dies wird in Form einer Antenne in das Lesegerät montiert. In der Regel bestehen auch schon Schnittstellen zu einem Computer, wo die Daten dann weiterverarbeitet werden können. Dasselbe gilt bei einem RFID Türschloss.
Die Bauform solcher Reader wird meistens von der benötigten Frequenz bestimmt. So gibt es stationäre und mobile Reader. In unserem Falle des RFID Türschloss handelt es sich um ein stationäres Lesegerät. Dabei beträgt die Reichweite bei passiven Transpondern von wenigen Zentimetern (oft im Sicherheitsbereich angewendet) bis hin zu stolzen 4 Metern. Dies ist allerdings stets von der Leistung und der verwendeten Frequenz abhängig. Aktive Transponder können dafür über bedeutend größere Distanzen erkannt und gelesen werden. Da dies aber bei einem RFID Türschloss nicht nötig ist, wird hier, wie oben schon einmal beschrieben, meistens die passive Variante gewählt.
Aufgabe eines solchen Readers ist es, Information von einem Transponder auszulesen oder welche auf ihn zu schreiben. Dabei sendet der Reader ein Sendesignal, es sucht also Transponder in seiner Nähe. Sollte sich ein Transponder in der Reichweite des Lesegerätes befinden, erkennt dieses ihn, filtert das Antwortsignal und bereitet, je nach Art des Modells, die ausgelesenen Daten in einer definierten Form vor für eine darauffolgende Auswertung, welche dann dem RFID Türschloss die Anweisung zum aufschließen oder zu bleiben gibt. Diese wird meistens durch nachgelagerte Computer – Systeme durchgeführt, so zum Beispiel durch ein Lagerverwaltungssystem.
Zusammen bilden das Lesegerät und der Transponder das RFID – System. Sollten Sie die nachgelagerten IT-Systeme mit in Betracht ziehen, spricht man nun von einer RFID – Anwendung. So spricht man bei einem RFID Türschloss nicht nur von dem Begriff “RFID Türschloss”, sondern von einer gesamten RFID – Anwendung.

Beispiel: RFID Türschloss

Beziehen wir diese Grundlagen nun auf ein RFID Türschloss. Nehmen wir an, Sie möchten so ein RFID – Türschloss in Ihrem Betrieb montieren. Ihre Mitarbeiter erhalten also einen Transponder in Form eines Chips oder einer Karte. Jeder Transponder erhält zudem eine Nummer, die Sie in Ihrer Sicherheitsdatenbank einspeichern. Dieser Nummer hinterlegen Sie einige Informationen: So zum Beispiel den Namen der Person, die diesen Transponder ausgehändigt bekommen hat, weitere Details über die Identität etc. Je nach Vielfältigkeit der angegebenen Informationen, können Sie Ihr RFID – Türschloss variabler einsetzen. Sie können hier zum Beispiel auch eine Sicherheitsstufe für einzelne Bereiche festlegen. Nehmen wir an, Sie legen die Sicherheitsstufen leicht – mittel – schwer fest. Sie händigen Ihren Mitarbeitern die Transponder aus, auf denen, sagen wir der Einfachheit halber, ein Drittel von Ihrer Belegschaft hat die Sicherheitsstufe „leicht“, ein Drittel die Sicherheitsstufe „mittel“ und ein Drittel die Sicherheitsstufe“ schwer. Sie montieren nun die Lesegeräte an den gewünschten Türen, und haben somit Ihren Betrieb durch den Einsatz mehrerer RFID – Türschlösser geschützt. Nun haben Sie gewisse Bereiche Ihres Unternehmens nur noch einen Teil Ihrer Mitarbeiter zugänglich gemacht. Sobald ein Transponder nun in die Nähe von einem RFID – Türschloss kommt, liest der Reader die Nummer des Transponders ab, und überprüft in der Datenbank welche Sicherheitsstufe mit dieser Nummer verbunden ist. Je nach festgelegter Sicherheitsstufe des Readers und der Sicherheitsstufe Ihres Mitarbeiters wird dieser nun durch die Tür gelassen oder nicht. Ebenfalls können Sie, durch die RFID – Türschlösser, nun nachvollziehen, welcher Mitarbeiter sich in welcher Abteilung Ihrer Firma bewegt, wann er welchen Bereich betreten und wieder verlassen hat.