RFID Was hinter EPC steckt

Radiofrequenz-Identifikation (RFID) ist eine Schlüsseltechnologie, die großes Nutzenpotenzial verspricht. Ein wesentlicher Treiber ist EPC. Die Abkürzung steht für Electronic Product Code – doch was steckt eigentlich dahinter?

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EPC gilt als Synonym für eine neue Entwicklungsstufe bei RFID-Systemen: sensationell preisgünstige Tags (Preis <0,15 € bei entsprechender Stückzahl), hohe Leistungsdaten des Systems und eine weltweite Standardisierung der Protokolle und Applikationen ermöglichen neue Anwendungsfelder für RFID in der Intralogistik, im Supply Chain Management und im Handel. Der eigentliche elektronische Produktcode (Electronic Product Code, EPC) ist dabei nur ein Element einer Vielzahl von Aktivitäten und Technologien.

Hinter EPC steckt die Organisation EPCglobal

Hinter EPC steckt die Organisation EPCglobal mit Sitz in den USA und Belgien. Sie unterhält vor allem eine Reihe von Gremien, die die Entwicklung und Standardisierung sämtlicher für RFID in Logistik und Handel benötigter Technologien vorantreiben. Namhafte Hersteller von RFID-Systemen wie Siemens, aber auch die großen Software-Häuser und etliche RFID-Anwender (wie z.B. die Handelsketten Metro oder Walmart) sind Mitglied bei EPCglobal. Neben der technischen Standardisierung gibt es so genannte „Business Action Groups“, die die Anwendung von EPC in verschiedenen Branchen bearbeiten.

Träger von EPCglobal sind GS1 International und die nationalen GS1-Ableger. Die Hauptaufgabe von GS1 ist die Verwaltung und Vergabe von international verbreiteten Nummernsystemen wie der European Article Number (EAN). Firmen, die solche Nummernsysteme einführen wollen, müssen bei GS1 ein entsprechendes Nummernband lizenzieren. Daneben betätigt sich GS1 auch bei Projekten zur weiteren (Daten-)Integration im Handel, z.B. über die ECR-Initiative. Auch die EPC-Nummernbänder werden durch GS1 vergeben.

Für Hersteller sind vor allem die Funkstandards von Bedeutung

Für Hersteller von RFID-Systemen sind vor allem die Funkstandards von EPCglobal von großer Bedeutung. Hier wird eine Reihe von RFID-Technologien definiert, die früher auf Vorschlägen der Mitglieder beruhten, inzwischen aber in eigenen Fachgremien („Action Groups“) entwickelt werden. EPC unterteilt die Tag-Spezifikationen und die Standards für die Luftschnittstelle in verschiedene Klassen:

Class 0: passive, nur lesbare Tags (die Programmierung erfolgt beim Halbleiter-Hersteller)

Class 1: passive, einmal beschreibbare Tags

Class 1 Generation 2: passive, mehrfach beschreibbare Tags

Class 2.4: weitere Definitionen für semi-aktive und aktive Systeme

Die größte Bedeutung haben die Datenträger nach Class 1 Generation 2 (oder kurz „Gen-2“ genannt). Mit diesem Standard konnten Erkennungsrate und Lesegeschwindigkeit deutlich erhöht werden. Zudem wurde die Fähigkeit zum Pulklesen (mehrere Tags befinden sich gleichzeitig im Feld) ausgebaut werden und liegt nun im Idealfall deutlich über 100 Tags.

Bislang hat sich EPCglobal ausschließlich auf das UHF-Band gestützt, das aber nicht weltweit auf einer einheitlichen Frequenz nutzbar ist. Da diese Frequenzen auch für andere Anwendungen vorgesehen sind, gibt es deutliche Unterschiede in der regionalen bzw. nationalen Umsetzung. In USA wurden die Frequenzen 902-928 MHz, in Europa von 865-868 MHz für RFID freigegeben; in Asien gelten wiederum andere Bestimmungen. Die aktuellen Gen-2-Tags können jedoch mit allen international freigegebenen Frequenzen betrieben werden. Damit steht einer Einführung in internationalen Logistikketten nichts mehr im Weg. Reader (Lesegeräte) und Antennen müssen hingegen weiterhin auf die nationalen Vorschriften abgestimmt werden.

EPC ist vor allem für die Speicherung von Hersteller- und Produktkennung ausgelegt

Ein weiteres Element stellt der eigentliche EPC, der Electronic Product Code dar. Dieser EPC ist Teil des Datenformats auf den Chips der RFID-Tags. Der EPC ist vor allem für die Speicherung von Hersteller- und Produktkennung sowie einer Seriennummer ausgelegt. In dieser Kombination wird der EPC als Serial Global Trade Item Number (SGTIN, entspricht dem europäischen EAN+Seriennummer) interpretiert.

Da aber EPC nicht nur im Handel eingeführt werden soll, hat EPCglobal Algorithmen zur Umwandlung zahlreicher anderer Nummernsysteme definiert. Dazu zählen u.a. der Serial Shipping Container Code (SSCC, in Deutschland auch als „Nummer der Versandeinheit“, NVE, bekannt) und die Serial Global Location Number (SGLN), die nun auch die Identifizierung von Orten (z.B. Lagerplätzen) innerhalb eines Unternehmens ermöglicht.

Der EPC hat üblicherweise einen Umfang von 96 Bit. Die ersten acht Bit im Kopfbereich definieren die Länge und das Format des nachfolgenden Codes. Um den für den eigentlichen EPC reservierten Speicher für eigene Daten zu verwenden, muss der Kopfbereich korrekt als „proprietär“ codiert werden. Somit stehen für eigene Anwendungen bei einem 96 Bit EPC nur 88 Bit zur Verfügung.

Daneben können bei Gen-2-Tags auch Anwenderdaten gespeichert werden. Die Größe dieses „User Memory“ hängt vom Hersteller ab; die Formatierung befindet sich noch in der Standardisierung.

EPCglobal ist auch bei der Definition künftiger Software-Strukturen aktiv

Schließlich ist EPCglobal auch bei der Definition künftiger Software-Strukturen aktiv. EPC schlägt vor, dass die Hersteller von Produkten einen so genannten „Information Service“ (EPC IS) unterhalten. Dies sind Datenbanken, die zu jedem Produkttyp oder, anhand der Seriennummer, zu jedem Einzelprodukt weitere Informationen zur Verfügung stellen, z.B. Produkteigenschaften, Zulassungen, Mindesthaltbarkeitsdaten usw. Um die entsprechende Datenbank ausfindig zu machen, soll ein „Object Name Service“ (EPC ONS) die auf dem EPC gespeicherte Hersteller-Kennung in eine Web-Adresse auflösen. Diese ONS-Server arbeiten analog zu denen im Internet verwendeten Domain Name Services. Geplant ist die Ergänzung der Architektur um Discovery Services. EPCglobal definiert dabei nur Rollen und Interfaces der einzelnen Komponenten; implementiert und vertrieben werden die Module von den großen Software-Herstellern.

In der Praxis werden die Schnittstellen zur Anbindung der RFID-Geräte (Reading Protocol) sowie die Aufgaben und Schnittstellen der RFID Filter Middleware (Application Level Events) bislang hersteller-spezifisch implementiert. Gerade aber bei der Filter Middleware gibt es eine weitere Anzahl an Konzepten und Produkten (z.B. von SAP, IBM, Microsoft), wobei noch nicht klar ist, welche Architektur sich als führende Lösung etablieren kann. Die höheren Software-Ebenen der EPC- Architektur (EPC IS, EPC ONS) spielen hingegen noch keine große Rolle, da sich die Standards in weiten Teilen noch in der Ausarbeitung befindet.

*Markus Weinländer ist Marketing-Manager für die AutoID-Initiative der Siemens AG, Bereich Automatisierungstechnik

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