Balluff BIS U Basishandbuch
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Inhaltszusammenfassung für Balluff BIS U
- Seite 1 BIS U Basic Manual deutsch Basishandbuch english Basic Manual 中文 基本手册...
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Seite 5: Inhaltsverzeichnis
BIS U-Basishandbuch Einleitung Sicherheitsabstände zur Antenne Physikalische Grundlagen Physik der Sendeantenne Physik des Transponders Referenzantennen und Antennenparameter Referenz- oder Normantennen Antennengewinn Rückflussdämpfung und Spannungsstehwellenverhältnis Öffnungswinkel Vor-Rück-Verhältnis Impedanz Polarisation Achsenverhältnis Belastbarkeit (Power Rating) Antennenkabel Berechnung der abgestrahlten Leistung Eigenschaften der Komponenten und Systemverhalten Speichertopologie des Datenträgers... -
Seite 6: Einleitung
BIS U-Basishandbuch Einleitung In diesem Dokument werden die physikalische Wirkungsweise des RF-Identifikationssystems BIS U sowie die Aufgaben der Einzelkomponenten innerhalb des Gesamtsystems beschrieben. Weiterhin werden die Ausbreitung und das Verhalten von elektromagnetischen Wellen im Raum und deren Wechselwirkung mit allgemeinen Gegenständen und Gebäudeeinrichtungen praxis- nah behandelt. -
Seite 7: Sicherheitsabstände Zur Antenne
BIS U-Basishandbuch Sicherheitsabstände zur Antenne Beim Einsatz des Identifikationssystems BIS U ist es möglich, dass sich Menschen kurz oder auch längere Zeit im Strahlungsbereich der Antennen aufhalten. Zusätzlich zu den Produktnormen, die andere Funkdienste gegen Störungen oder Beeinträchti- gungen durch das RFID-System schützen sollen, hat die Internationale Strahlenschutzkommis- sion (ICRP) Grenzwerte für HF-Felder erarbeitet, um eine Schädigung des menschlichen Gewe-... - Seite 8 BIS U-Basishandbuch Sicherheitsabstände zur Antenne Es sind folgende Maßnahmen zur Einhaltung der Arbeitsschutzvorschrift möglich: – als organisatorische Maßnahme die Erstellung von Betriebsanweisungen, die notwendige Angaben für einen sicheren Betrieb enthalten und auf die Möglichkeit der Expositionen von elektromagnetischen Feldern hinweisen.
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Seite 9: Physikalische Grundlagen
BIS U-Basishandbuch Physikalische Grundlagen Das BIS U-System gehört zur Klasse der UHF-Identifikationssysteme. Unterstützt werden Datenträger deren Luftschnittstellen-Protokoll gemäß ISO 18000-6C bzw. dem EPCglobal Class-1 Generation-2-Standard aufgebaut ist. Detailinformationen zu Leistungsmerkmalen der UHF-Identifikationssysteme, wie Betriebsfre- quenzen und Strahlungsleistungen sind in den entsprechenden Produkthandbüchern zu finden. -
Seite 10: Physik Der Sendeantenne
BIS U-Basishandbuch Physikalische Grundlagen 3.1 Physik der Sen- Die UHF-Antenne ist ein offener Schwingkreis, dessen elektrische Felder in den Raum hinaus deantenne reichen. Die einfachste Form einer UHF-Antenne ist ein elektrischer Dipol. Aufgrund der hohen Anregungsfrequenz kommt es aber bereits in der Nähe der Antenne zu Feldablösungen. - Seite 11 BIS U-Basishandbuch Physikalische Grundlagen 3.2 Physik des Trans- Die Antennen der Datenträger sind aufgrund ihrer Form und Größe in der Lage, die vom Identifi- ponders kationssystem BIS U ausgesandten elektromagnetischen Wellen sowohl zu reflektieren als auch zu absorbieren. Da der passive Transponder (Datenträger) keine eigene Energieversorgung z. B. in Form einer Batterie besitzt, muss er die für den Betrieb notwendige Energie aus dem elektromagnetischen...
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Seite 12: Referenzantennen Und Antennenparameter
BIS U-Basishandbuch Referenzantennen und Antennenparameter An die BIS U-Auswerteeinheit können nur passive Antennen angeschlossen werden. Die Lei- stungsbeschreibung der Antennen erfolgt über einen allgemein verbindlichen Parametersatz von messbaren Eigenschaften. Dies sind: – Antennengewinn – Rückflussdämpfung/VSWR – Öffnungswinkel – Vor-/Rückverhältnis – Impedanz –... -
Seite 13: Antennengewinn
BIS U-Basishandbuch Referenzantennen und Antennenparameter 4.2 Antennengewinn Reale Antennen bündeln die Strahlung und besitzen daher eine Richtung maximaler Strahllei- stungsdichte (Hauptstrahlrichtung). Um Antennen unterschiedlicher Bauform bzw. Richtcharakteristik vergleichbar zu machen und um ein Maß zu nennen, wie stark die abgestrahlte Leistung einer Antenne in eine Vorzugsrich- tung gerichtet wird, muss der Antennengewinn herangezogen werden. -
Seite 14: Öffnungswinkel
BIS U-Basishandbuch Referenzantennen und Antennenparameter 4.4 Öffnungswinkel Durch die Angabe des Öffnungswinkels wird ein weiterer Parameter der Richtcharakteristik einer Antenne erfasst. Man bezeichnet damit den Öffnungswinkel, bei dem gerade noch die halbe Leistung – Abfall der Leistung um 3 dB – abgestrahlt wird. Bezugsgröße ist wieder der Maximal- wert in Hauptstrahlrichtung. -
Seite 15: Impedanz
BIS U-Basishandbuch Referenzantennen und Antennenparameter 4.6 Impedanz Für eine bestmögliche Leistungsübertragung zwischen der Auswerteeinheit und der Antenne müssen alle Komponenten die gleiche reelle Impedanz besitzen. Das BIS U-System ist zum Anschluss von Systemkomponenten (Antenne und Kabel) ausgelegt, die einen Wellenwiderstand bzw. eine Impedanz von Z = 50 Ω aufweisen. -
Seite 16: Achsenverhältnis
BIS U-Basishandbuch Referenzantennen und Antennenparameter 4.8 Achsenverhältnis Eine exakt gleich große Auslenkung in beide Raumachsen wird bei realen Antennen jedoch nicht erreicht. Die so entstehende Polarisationsellipse wird durch das Achsenverhältnis (Axial-Ratio) der beiden Komponenten beschrieben. Für die BIS U 302-Antenne wird als typischer Wert 1 dB angegeben. -
Seite 17: Antennenkabel
BIS U-Basishandbuch Antennenkabel Um Reflexionen und stehende Wellen (Resonanzen) in der Antennenzuleitung zu vermeiden, dürfen nur koaxiale Antennenkabel mit einem Wellenwiderstand bzw. einer Impedanz von Z = 50 Ω verwendet werden. Die Verluste, die bei der Übertragung der elektrischen Leistung an die Antenne entstehen, wer- den als Kabeldämpfung bezeichnet. -
Seite 18: Berechnung Der Abgestrahlten Leistung
BIS U-Basishandbuch Berechnung der abgestrahlten Leistung Als abgestrahlte Leistung der Antennen wird immer der in Hauptstrahlrichtung messbare Wert angegeben. Grenzwerte bezüglich der von Antennen abgestrahlten Leistung, werden im Gel- tungsbereich der EU anhand einer sogenannten effektiven Strahlungsleistung (ERP = Effective Radiated Power), bezogen auf den Halbwellendipol angegeben. -
Seite 19: Eigenschaften Der Komponenten Und Systemverhalten
TID - unveränderbare, eindeutige Produkt- und Seriennummer 32 bit Zugangspasswort 32 bit Kill-Passwort zur Zerstörung des Transponder (von BIS U nicht unterstützt) 7.2 Struktur des Mit Einführung des EPC-Codes soll ein Migrationspfad für den Übergang vom Barcode zur EPC-Codes RFID-Technologie geschaffen werden. Gemäß EPCglobal bzw. GS1-Konvention ist die Daten- struktur des 96 bit EPC-Codes wie folgt standardisiert. -
Seite 20: Antennenformen Der Datenträger
BIS U-Basishandbuch Eigenschaften der Komponenten und Systemverhalten 7.3 Antennenformen Da im Fernfeld die Leistung ausschließlich aus dem elektrischen Feld entnommen wird, ist das der Datenträger Antennendesign weitgehend auf dipolähnliche Formen beschränkt. Eine Sonderstellung nehmen dabei Datenträger mit Schlitz-, Patch- oder Mikrostreifenresonatorantennen ein, die dann direkt auf Metallflächen montiert werden können. - Seite 21 BIS U-Basishandbuch Eigenschaften der Komponenten und Systemverhalten 7.4 Richtcharakteri- Das Dipol-Antennenprinzip des Datenträgers führt zu einer orientierungsabhängigen Empfindlich- stik der Datenträ- keit des Bauteils. ger-Dipolantenne Antenne φ Die 0°-Orientierung stellt α jeweils die ebene Lage in der x-y-Ebene dar. Abbildung 10: Orientierungsabhängige Empfindlichkeit der Datenträger-Dipolantenne Qualitativ gelten folgende Aussagen: –...
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Seite 22: Theoretische Lesereichweite
BIS U-Basishandbuch Eigenschaften der Komponenten und Systemverhalten 7.6 Theoretische Unter optimalen Bedingungen nimmt die elektrische Feldstärke im Fernfeld (näherungsweise Lesereichweite > 70 cm) reziprok zur Entfernung ab (Freiraumdämpfung). Durch Variation der Antennenleistung kann somit eine Kurvenschar erzeugt werden, die jedem Punkt im Raum eine eindeutige Feld- stärke zuweist. -
Seite 23: Reflexion, Streuung Und Adsorption Von Elektromagnetischen Wellen
BIS U-Basishandbuch Reflexion, Streuung und Adsorption von elektromagnetischen Wellen Elektromagnetische Wellen breiten sich nach der Ablösung von der Antenne annähernd mit Lichtgeschwindigkeit aus und treffen auf Objekte unterschiedlichster Beschaffenheit. Die Welle kann sowohl absorbiert als auch in unterschiedlicher Stärke in viele Richtungen reflektiert oder gestreut werden. -
Seite 24: Änderung Des Polarisationsachsenverhältnisses
BIS U-Basishandbuch Reflexion, Streuung und Adsorption von elektromagnetischen Wellen 8.1 Änderung des Die Wechselwirkung mit den Strukturen der Umgebung, führen zu Änderungen der ursprünglich Polarisations- nahezu gleich großen Achskomponenten einer zirkular polarisierten Welle. achsenverhält- Dies führt dazu, dass je nach Höhe der Ansprechfeldstärke deutliche Unterschiede im Lesever- nisses halten bzw. -
Seite 25: Dämpfung Von Elektromagnetischer Strahlung
BIS U-Basishandbuch Reflexion, Streuung und Adsorption von elektromagnetischen Wellen 8.3 Dämpfung von Von den niederfrequenten RFID-Systemen ist bekannt, dass alle elektrisch nichtleitenden Materi- elektromagne- alien nahezu verlustfrei durchdrungen werden. Bei den UHF-Systemen ist das Verhalten bei der tischer Strahlung Durchdringung von Materie differenzierter zu behandeln. -
Seite 26: Montageabstände Für Antenne Und Transponder
BIS U-Basishandbuch Montageabstände für Antenne und Transponder 9.1 Antennen an Auch wenn die Antennen an einer Auswerteeinheit angeschlossen sind, sollten zur Vermeidung einer Auswertein- von unzulässigen Wechselwirkungen Mindestabstände für folgende Konfigurationen eingehalten heit werden: – Montage von zwei Antennen nebeneinander > 50 cm... -
Seite 27: Betrieb Von Mehreren Auswerteeinheiten
BIS U-Basishandbuch Betrieb von mehreren Auswerteeinheiten Aufgrund der großen Reichweite für die UHF-Felder ist es möglich, dass sich Auswerteeinheiten gegenseitig negativ beeinflussen können, wenn sie gleichzeitig betrieben werden und zufällig die selben Betriebsfrequenzen gewählt haben. 10.1 Frequenzsprung- Eine Möglichkeit der Störvermeidung ist, dass die Auswerteeinheiten in einer zufälligen Abfolge verfahren ihren Sendekanal (Frequencyhopping) wechseln. -
Seite 28: Maßnahmen Zur Verbesserung Der Betriebsicherheit Von Uhf-Systemen
BIS U-Basishandbuch Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebsicherheit von UHF-Systemen In einer realen Umgebung wird die von der Antenne ausgessendete Primärwelle an großen Objekten wie Wänden, Fußböden, abgestellten Transportbehältern etc. reflektiert und erhält so als vagabundierende Sekundärwelle ein eigenständiges und unkontrollierbares Ausbreitungsver- halten. - Seite 29 BIS U-Basishandbuch Maßnahmen zur Verbesserung der Betriebsicherheit von UHF-Systemen 11.2 Verwendung von Jede Antenne erzeugt eine andere räumliche Feldverteilung, da für jede Antenne die Hindernisse mehreren Anten- einer Multi-Reflexions-Umgebung räumlich angeordnet sind. So ist zu erwarten, dass die lokale Feldstärke am Ort des Transponders seinen Wert ändern wird, sobald eine räumlich anders positionierte Antenne den Sendebetrieb aufnimmt.
- Seite 30 Balluff GmbH Schurwaldstraße 9 73765 Neuhausen a.d.F. Deutschland Tel. +49 7158 173-0 Fax +49 7158 5010 balluff@balluff.de www.balluff.com...
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- Seite 59 BIS U 基本手册 操作 UHF RFID 系统的基本信息 中文...
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- Seite 61 BIS U 基本手册 简介 到天线的安全距离 基本物理信息 发射天线的物理原理 应答器的物理原理 参考天线和天线参数 参考或标准天线 天线增益 回波损耗和电压驻波比 散射角 反射比 阻抗 极化 轴比 额定功率 天线电缆 计算辐射功率 组件属性和系统特性 数据载体的存储拓扑 EPC 代码的结构 数据载体天线形状 数据载体偶极子天线的方向特性 数据载体的响应性 - 响应场强度 理论读取范围 电磁波的反射、散射和吸收 极化轴比的变化 不同环境条件的影响 电磁辐射的衰减 天线和应答器安装距离 处理单元的天线 与周围结构物的距离 安装应答器 操作多个处理单元 10.1 跳频法...