MMID – 24 GHz Millimeter Wave Identification – Dresden

Die InnoProfile-Initiative "RFID-Tranponder-Plattform" (2006-2011) will ihr regionales Innovationsprofil mit dem folgenden Vorhaben stärken und weiterentwickeln:

Die InnoProfile-Transfer-Initiative


Mit der fortschreitenden Entwicklung der RFID-Technik (Radio Frequency Identification) in den vergangenen 10 Jahren konnten der Nutzen und die Praxistauglichkeit dieser Technologie in vielfältigen Anwendungsbereichen nachgewiesen werden. Effizientere Logistik, erhöhte Zugangssicherheit von Gebäuden und Bereichen sowie die lebensrettende Unterstützung von Rettungskräften in ihrem Einsatz sind nur einige Beispiele dafür, wie RFID bereits heute erfolgreich eingesetzt wird.

Die InnoProfile-Initiative „RFID-Transponder-Plattform“ hat ihren Schwerpunkt vor allem in der Entwicklung von Anwendungsfeldern der Mikrosystemtechnik gesehen: Durch die Integration von Sensoren oder einer Schnittstelle für deren Anschluss konnten interessante Applikationen entwickelt werden. Der hohe Anspruch der Technologie liegt in der extrem geringen Energie, die bei der reinen passiven Betriebsart auf der TAG-Seite zur Verfügung steht.

Im Zuge dieses Erfolges entstanden zahlreiche weitere Ideen für den nutzbringenden Einsatz dieser Technologie. Der überwiegende Teil solch neuer Anwendungen verlangt jedoch eine weitere Miniaturisierung bei gleichbleibender bzw. erweiterter Kommunikationsreichweite, die mit heutigen Verfahren sowie den zur Anwendung kommenden Frequenzbereichen ausgeschlossen sind. Daher will man im InnoProfile-Transfer-Vorhaben „MMID - 24 GHz Millimeter Wave Identification“ mit der Erforschung und Etablierung der RFID-Technologie im Millimeterwellenbereich diesen Anforderungen gerecht werden.

Die Ziele

Der Vorteil der RFID-Technologie im 24 GHz-Band ist, dass alle notwendigen Komponenten auf der TAG-Seite in einem Chip integriert werden können. Auch die Dipolantenne ist von ihren Abmessungen so klein, das sie mit auf dem Chip Platz findet. Damit entfällt eine nachfolgende Montagetechnologie. Mit der Waferfertigung entsteht quasi der komplette Transponder. Die Montagetechnologie hat ihren Schwerpunkt nun in den Anwendungsfeldern.

Bisher gibt es noch keine RFID-Lösung in diesem Frequenzbereich. Deshalb müssen alle notwendigen Komponenten neu entwickelt werden. Ein weiterer Schwerpunkt im Projekt ist die Erarbeitung einer weltweit nutzbaren Datenhaltung über eine moderne Cloud-Lösung.

Die thematischen Schwerpunkte

Mit dem InnoProfile-Transfer-Projekt MMID werden die Grundlagen für die Entwicklung der notwendigen Komponenten eines 24 GHz-Transpondersystems gelegt. Da es sich bei allen Anwendungen um hohe Stückzahlen handelt, sind auch die Prozesse für Montage und Anwendungsszenarien mit zu betrachten. Wesentliche wissenschaftliche und technische Schwerpunkte sind:

  1. Entwicklung einer extrem leistungsarmen Transponderschaltung im 24GHz Band, die als passives System ohne eine eigene Energieversorgung auskommt und alle Komponenten auf dem Chip vereint.
  2. Entwicklung einer integrierbaren Antenne zur Energie- und Datenübertragung. Durch Simulation und Test sollten auch die Einflüsse von unterschiedlichen Umgebungsbedingungen untersucht werden.
  3. Entwicklung eines Lesegerätes (Readers) für das 24 GHz Transpondersystem. Über die entwickelte angepasste Antenne wird die Leistung für den TAG bereitgestellt und es erfolgt die Kommunikation. Eine große Herausforderung ist die Auswertung der nach dem Backscatter-Prinzip rückgestrahlten Antwort des TAGs.
  4. Entwicklung einer Technologieplattform für die Handling- und Montageprozesse. 
  5. Entwicklung einer RFID-Cloud für ein globales Tracing and Tracking. Damit sind die in der Cloud gesammelten Informationen von einem beliebigen Ort in der Welt und zu einer beliebigen Zeit im gewünschten Umfang abrufbar.
  6. Untersuchungen von unterschiedlichen Anwendungsszenarien durch die Simulation und Erprobung von Umwelteinflüssen auf die Funktionalität. Untersucht werden Einflüsse durch Änderung der Temperatur, Feuchte, mechanischer Druck, UV-Strahlung usw.
  7. Mitarbeit bei der Normung eines Übertragungsprotokolls im 24GHz Bereich unter der Beachtung des bestehenden ISO-18000 Standards.

Die Partner

Das Projekt wird vom Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosystem (IPMS) koordiniert. Das Institut war auch der Initiator der InnoProfile-Initiative RFID-Transponder-Plattform. Die InnoProfile-Transfer-Initiative stellt die logische Fortführung der Arbeiten dar, in dem die Technologie weiterentwickelt wird und eine breitere Anwendung erfährt. Die beteiligen Partner sind:

  • SMARTRAC TECHNOLOGY Dresden GmbH
  • metraTec GmbH
  • ASEM Präzisions-Automaten GmbH
  • Dresden Informatik GmbH
  • Talk-Id

Die Partner decken die gesamte Wertschöpfungskette, die für die Entwicklung und Umsetzung in eine Anwendung benötigt wird, ab. Sie reicht von der Chipentwicklung über die Montagetechnologie und Systementwicklung bis zur Cloud-Anwendung.

Mit dem Arbeitskreis Cluster RFID des Silicon Saxony e.V.-Netzwerkes erfolgt regelmäßiger Informationsaustausch. Ein großer Teil der Partner ist Mitglied in dem Netzwerk.

Kontakt

Hans-Jürgen Holland
Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS)
Maria-Reiche-Straße 2
01109 Dresden
Tel.: 0351 8823-215
Fax: 0351 8823-266
E-Mail: hans-juergen.holland[at]ipms.fraunhofer.de
Internet: www.rfid-sensor-plattform.de


Berichterstattung aus dem Blickpunkt finden Sie hier.

Nähere Informationen zum vorangegangenen InnoProfile-Projekt "RFID-Transponder-Plattform" stellen wir Ihnen hier zur Verfügung.