Konzipierung eines Identifikationssystems auf Bluetooth-Basis

RFID (Radio Frequency Identification) erfährt gegenwärtig ein nahezu uneingeschränktes Interesse in der Öffentlichkeit. Dies zeigt insbesondere die Vielzahl der in die Transponder-Thematik einführenden RFID-Kongresse, Publi-kationen, welche die herausragenden Potenziale von RFID verkünden sowie die derzeitige Gründung von RFID-Test- und Demonstrationszentren bei Unternehmen und Institutionen. Diese Technologie weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber der Barcode-Technologie auf (wie wiederbeschreibbare Datenträger, Auslesen mehrerer Datenträger gleichzeitig und ohne „Sichtkontakt“), birgt aber auch einige Schwachstellen, die den Einsatz in einigen Bereichen der Praxis verhindern oder erschweren.
Die gegenwärtige Diskussion fokussiert sich zum größten Teil auf die Kosten von RFID-Systemen und die noch zu hohen Transponderpreise für den Einwegeinsatz. Dabei werden jedoch technische und organisatorische Problemfelder außer Acht gelassen, die den RFID-Einsatz neben den hohen Kosten behindern [JBL04]:
- Da für die RFID-Technologie verschiedene Frequenzbänder eingesetzt werden, führt dies dazu, dass eine Kompatibilität der Schreib-/Lesegeräte für die Transponder in den unter¬schiedlichen Arbeitsfrequenzen in einer funktionellen Einheit nicht umsetzbar ist.
- Die mangelhafte Standardisierung des Datenaustausches zwischen Transpondern und Schreib-/Lesegeräten sowie zwischen Schreib-/Lesegeräten und PC-basierter Schnittstellensoftware (Middleware) ist nach wie vor ein Hemmnis.
- Es sind nur wenige Anwendungsgebiete der RFID-Technologie standardisiert.
- Im Frequenzbereich 13,56 MHz besteht das Problem der Lageabhängigkeit.
- Europäische Systeme arbeiten im hochfrequenten Bereich mit 868 MHz und haben eine geringere Leistungsfähigkeit als hochfrequente amerikanische Systeme, die bei 915 MHz arbeiten.

Mit Bluetooth steht eine aus der Informations- und Kommunikationstechnik bekannte Technologie als Alternative zur Verfügung, die einen Teil der technischen und organisatorischen Probleme der RFID-Technologie lösen könnte. Analog zu RFID werden hierbei Transponder auf Bluetooth-Basis zur Identifikation von Objekten und zur Datenspeicherung am Objekt eingesetzt. Wie ein RFID-System würde ein Bluetooth-System aus den Komponenten:

- Transponder (Bluetoothchip mit Antenne und Gehäuse),
- Schreib-/Lesegerät (Bluetoothmodul, z. B. in Form einer PC-Karte mit integrierter Antenne)
- und Middleware-Programm bestehen.
Den Namen Bluetooth (Blauzahn) wählte die schwedische Firma Ericsson als Initiator dieser Technologie in Erinnerung an den vor rund 1000 Jahren in Dänemark herrschenden König Harald II, der diesen Beinamen trug. Wegen des durch ihn eingeleiteten, erfolgreichen Zusammenschlusses einzelner Gebietsteile zu einem einheitlichen Königreich genießt der Name dieses Herrschers auch heute noch einen guten Ruf und steht als Synonym für fortschrittliches Denken auf Basis eines großen Grundgedankens. Ähnliches gilt auch für die Bluetooth-Technologie, die einen weltweit einheitlich akzeptierten Standard nutzt, und die heute rund 1900 Elektronik-Firmen, die im Rahmen der Bluetooth-SIG (Special Interest Group) organisiert sind und Bluetooth einsetzen wollen oder schon eingesetzt haben [Wollert02].
Seit Ende 2000 sind erste Bluetooth-Geräte verfügbar. Mittlerweile ermöglicht diese Technologie die kabellose Vernetzung unterschiedlichster digitaler Peripheriegeräte, wie z. B. Notebooks, PDA`s (Personal Digital Assistant), Drucker, Scanner und Mobiltelefone. Alle Geräte, die über Bluetooth kommunizieren wollen, müssen die Bedingungen der lizenzfreien SIG-Spezifikation erfüllen, damit die Kompatibilität gewährleistet wird. Der Standard wird kontinuierlich von den Mitgliedsunternehmen weiterentwickelt.

Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Arbeit ist die technische und technologische Realisierung eines anwendungsspezifischen Prototypen in Form eines Experimental¬systems und deren Anwendung in spezifischen Einsatzgebieten.
Im Rahmen der Ausarbeitungen soll ermittelt werden, inwieweit ein Transponder auf Basis der Bluetooth-Technologie gegenüber einem Transponder auf Basis der RFID-Technologie in typischen Anwendungsbereichen und darüber hinaus technologische Vorteile bietet. Das bedeutet, dass der Einsatz der zu entwickelnden Bluetooth-Transponder in Produktionsumgebungen, Logistik¬prozessen und bei Sicherheits¬anwendungen im Hinblick auf ihre technisch-technologische Anwendbarkeit untersucht werden muss. Somit liegt der entscheidende innovative Beitrag bei der Nutzung der Bluetooth-Transpondertechnologie in der Möglichkeit, neue Anwendungsbereiche für die Transpondertechnologie zu erschließen und bestehende weitaus effizienter und prozesssicherer zu gestalten.

In der vorliegenden Arbeit wurden wesentliche Elemente der RFID- und der Bluetooth-Technologie herausgearbeitet (Kapitel 2). In Kapitel 3 wird ein Systemvergleich zwischen RFID und Bluetooth angestellt. Die Realisierung eines Experimentalsystems erfolgte unter Nutzung von Ergebnissen eines AiF-Verbundprojektes mit der TU Dresden [Endbericht06]. Im Kapitel 4 werden Systemkonzeption, Hard-, Firm- und Softwareentwicklung sowie die Gehäuseentwicklung dokumentiert. Funktions- und Simulationstests werden im Kapitel 5 dargestellt. Potenzielle Einsatzgebiete werden mit Anforderungsprofilen in Kapitel 6 herausgearbeitet und deren Eignung für Bluetooth-Transponder bewertet.
Ein bedeutender Schritt ist die Überführung der theoretisch gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis. Dazu konnten zwei prototypische Pilotanwendungen umgesetzt werden, die in Kapitel 7 vorgestellt werden.