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IntelligentesPapier Christian Schmidt Christian Schmidt physikalische Technik & Informationsverarbeitung.

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Präsentation zum Thema: "IntelligentesPapier Christian Schmidt Christian Schmidt physikalische Technik & Informationsverarbeitung."—  Präsentation transkript:

1 IntelligentesPapier Christian Schmidt Christian Schmidt physikalische Technik & Informationsverarbeitung

2 Übersicht 1 Begriffsdefinition 2 Das EAN-Codierungsverfahren 3 smart labels 3.1 Aufbau und Funktionsweise 3.1 Aufbau und Funktionsweise 3.2 Anwendungen 3.2 Anwendungen 4 Probleme & Risiken 4.1 physikalische Problem 4.1 physikalische Problem 4.2 ethische Probleme 4.2 ethische Probleme 5 Quellen Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 2

3 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 3 intelligentes Papier - Begriffsdefinition 1 Begriffsdefinition Intelligentes Papier: EAN: EPC: Electronic Produktion Code Electronic Produktion Code Nachfolger des EAN-Codes Nachfolger des EAN-Codes weltweite eindeutige Nummer für Objekte weltweite eindeutige Nummer für Objekte European Authorisation Code European Authorisation Code 13 – oder 8stellige Produktkennziffer für Handelsartikel 13 – oder 8stellige Produktkennziffer für Handelsartikel auch smart label genannt Bezeichnung für RFID (Radio Frequency Identification) - Folien Folien dünn wie Papier und ähnlich verarbeitbar intelligentes Papier

4 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 4 intelligentes Papier – EAN-Codierung 2 Das EAN-Codierungsverfahren 1974 in Europa eingeführt Erleichterung des Warenverkehrs1974 in Europa eingeführt Erleichterung des Warenverkehrs 1977 European Article Association1977 European Article Association gegründet 98 Mitgliedsstaaten maschinenlesbarer Strichcode = Barcodemaschinenlesbarer Strichcode = Barcode derzeit 13 - oder 8-stelligderzeit 13 - oder 8-stellig 8-stellig speziell für kleine und lokale Produkte8-stellig speziell für kleine und lokale ProdukteAnwendung: LebensmittelLebensmittel Bücher (ISBN)Bücher (ISBN) Software (Microsoft:UPC)Software (Microsoft:UPC) EAN-Code für eine 1,5 l Flasche Coca Cola Vanille

5 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 5 intelligentes Papier – EAN-Codierung 2 das EAN - Codierungsverfahren EAN-8, EAN-13 und UPC-A (amerik.) haben selbe StrichcodierungEAN-8, EAN-13 und UPC-A (amerik.) haben selbe Strichcodierung 2 helle und 2 dunkle Striche bilden eine Ziffer2 helle und 2 dunkle Striche bilden eine Ziffer 4 unterschiedliche Strichstärken (dünn, 2x, 3x und 4x so breit)4 unterschiedliche Strichstärken (dünn, 2x, 3x und 4x so breit) 4 Linien einer Ziffer insgesamt 7x so breit wie dünne Linie4 Linien einer Ziffer insgesamt 7x so breit wie dünne Linie C1/C3: Start/EndmarkerC1/C3: Start/Endmarker C2: BarcodemitteC2: Barcodemitte

6 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 6 intelligentes Papier – EAN-Codierung 2 das EAN-Codierungsverfahren Bedeutung der einzelnen Ziffern bei EAN13: 3 Ziffern: Ländercode des Staates (Deutschland: )3 Ziffern: Ländercode des Staates (Deutschland: ) 4 Ziffern: Hersteller4 Ziffern: Hersteller 5 Ziffern: Artikelbezeichnung5 Ziffern: Artikelbezeichnung letzte Ziffer: Prüfzifferletzte Ziffer: Prüfziffer Prüfziffer berechnet sich: Ziffern 1-12 werden von rechts nach links abwechselnd mit 1 und 3 multipliziert und dann addiertZiffern 1-12 werden von rechts nach links abwechselnd mit 1 und 3 multipliziert und dann addiert Prüfziffer ergänzt dann Summe zu Vielfachen von 10Prüfziffer ergänzt dann Summe zu Vielfachen von 10 Bsp: Bsp: (Kellogs) 8*3+4*1+5*3+5*1+1*3+4*1+9*3+9*1+3*3+0*1+0*3+4*1 = = 6

7 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 6 intelligentes Papier – smart label

8 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 7 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Haftetikett mit integriertem Transponder (Transmit and response) Haftetikett mit integriertem Transponder (Transmit and response) Unterscheidung in aktive, semipassive und passive Transponder aktiv: semipassiv: passiv: in RFID: nur passive Transponder (Platzgründe) in RFID: nur passive Transponder (Platzgründe) eigene Energieversorgung zur Datenspeicherung/transfer (meist Batterie) eigene Energieversorgung zur Datenspeicherung/transfer (meist Batterie) Transponder besitzt eigene Energievesorgung Transponder besitzt eigene Energievesorgung bei Datentransfer: Energie aus elektrischem Feld bei Datentransfer: Energie aus elektrischem Feld der Schreib/Leseeinheit der Schreib/Leseeinheit Energie wird aus elektromagn. Feld der Energie wird aus elektromagn. Feld der Lese/Schreibeinheit bezogen Lese/Schreibeinheit bezogen

9 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 8 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels 300 – 400 µm dick wie Papier bedruckbar 300 – 400 µm dick wie Papier bedruckbar je nach Typ festprogrammiert oder programmierbar je nach Typ festprogrammiert oder programmierbar Datenmenge: 1024 Bit Datenmenge: 1024 Bit Reichweite: 120cm – 100m Reichweite: 120cm – 100m smart labels bestehen aus: Sende/Empfangsantenne Sende/Empfangsantenne Steuerlogik Steuerlogik Datenspeicher Datenspeicher (Energiespeicher) (Energiespeicher)

10 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 9 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels smart label kommt in Reichweite von Sende/Leseeinheit smart label kommt in Reichweite von Sende/Leseeinheit Energiespeicher wird aufgeladen Energiespeicher wird aufgeladen Transponder sendet Daten Transponder sendet Daten (Sendefrequenz: 13,56 MHz) (Sendefrequenz: 13,56 MHz) erhält gegebenenfalls neue Daten erhält gegebenenfalls neue Daten Vorteile gegenüber Barcode: Datenaustausch ohne Sichtverbindung Datenaustausch ohne Sichtverbindung gleichzeitiger Datenaustausch mit mehreren smart labels gleichzeitiger Datenaustausch mit mehreren smart labels höhere Leserate als Barcode-Verfahren höhere Leserate als Barcode-Verfahren durch Einbettung in Materialien: umweltresistent Einsatz unter Extrembedingungen durch Einbettung in Materialien: umweltresistent Einsatz unter Extrembedingungen

11 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 10 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels

12 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 11 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Anwendungen: Diebstahlsicherung Diebstahlsicherung Produkt Authentifikation Produkt Authentifikation intelligente Sensoren intelligente Sensoren intelligente Textilien intelligente Textilien Das letzte Buch Das letzte Buch

13 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 12 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Diebstahlsicherung Ware mit Diebstahlsicherung (EAS) versehen Ware mit Diebstahlsicherung (EAS) versehen besteht aus seriellem Schwingkreis (8,2 MHz Resonanz) besteht aus seriellem Schwingkreis (8,2 MHz Resonanz) Sicherung kommt in elektrisches Feld der Alarmanlage Alarm Sicherung kommt in elektrisches Feld der Alarmanlage Alarm Kunde bezahlt Schwingkreis wird verstimmt kein Alarm beim Passieren Kunde bezahlt Schwingkreis wird verstimmt kein Alarm beim Passieren 2 Zustände (An/Aus): 1Bit Speicherkapazität 2 Zustände (An/Aus): 1Bit Speicherkapazität einfach zu realisieren einfach zu realisieren einfach zu umgehen einfach zu umgehen

14 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 13 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Produkt Authentifikation Ziel: mehr Herstellungskontrolle mehr Herstellungskontrolle leichtere, umfangreichere Warenrückverfolgung leichtere, umfangreichere Warenrückverfolgung automatisches Auslesen von Produktkennziffern automatisches Auslesen von Produktkennziffern Verwendung von RFIDs und EPC Verwendung von RFIDs und EPCEPC: jedes Objekt weltweit hat eine eindeutige Identifikationsnummer jedes Objekt weltweit hat eine eindeutige Identifikationsnummer verkaufte oder verlorene/gestohle Objekte können direkt zugeordnet werden verkaufte oder verlorene/gestohle Objekte können direkt zugeordnet werden EPC kann als primary key für Datenbanken dienen EPC kann als primary key für Datenbanken dienen Herstellergarantien und MHD genauer bestimmbar Herstellergarantien und MHD genauer bestimmbar

15 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 14 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Produkt Authentifikation automatische Informationssammlung in komplexeren Ausmaßen automatische Informationssammlung in komplexeren Ausmaßen Wegbereiter für neue Nummerierungsstandards Wegbereiter für neue Nummerierungsstandards

16 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 15 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Produkt Authentifikation Waren werden registriert, sobald sie im Warenkorb liegen Waren werden registriert, sobald sie im Warenkorb liegen beim Verlassen des Marktes wird Rechnung automatisch erstellt und online abgebucht beim Verlassen des Marktes wird Rechnung automatisch erstellt und online abgebucht

17 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 16 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Produkt Authentifikation Vergleich EAN – EPC EAN billig, weit verbreitet, einfach herzustellen EAN billig, weit verbreitet, einfach herzustellen großer Nachteil: muss sichtbar auf glatter Oberfläche aufgebracht werden großer Nachteil: muss sichtbar auf glatter Oberfläche aufgebracht werden EPC eindeutig, fehlerfrei, umfangreiche Datenspeicherung EPC eindeutig, fehlerfrei, umfangreiche Datenspeicherung großer Nachteil: Datenschutz großer Nachteil: Datenschutz Kombination aus beidem möglich Kombination aus beidem möglich

18 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 17 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels intelligente Sensoren Mikrochips in Sensoren können physikalische Mikrochips in Sensoren können physikalische Eigenschaften messen (z.B. Temp, Feuchte, Druck) Eigenschaften messen (z.B. Temp, Feuchte, Druck) bei kritischen Veränderung kann Personal oder bei kritischen Veränderung kann Personal oder Zentrale informiert werden Zentrale informiert werden Anwendungsbeispiele: MHD von Milchflaschen sind abgelaufen Meldung MHD von Milchflaschen sind abgelaufen Meldung Ware kann direkt und schnell detektiert und Ware kann direkt und schnell detektiert und ausgetauscht werden ausgetauscht werden Backpapier teilt Backofen genaue Zeit für Pizza mit Backpapier teilt Backofen genaue Zeit für Pizza mit Kühlschrank erkennt, welche Ware abgelaufen ist und bestellt neue Kühlschrank erkennt, welche Ware abgelaufen ist und bestellt neue

19 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 18 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels intelligente Textilien Integration von smart labels in Textilien Integration von smart labels in Textilien genaue Lokalisation von Personen (bei Unfällen) genaue Lokalisation von Personen (bei Unfällen) einfaches Abrufen von Wander/ Stadt/ Landkarten einfaches Abrufen von Wander/ Stadt/ Landkarten militärische Anwendung: Koordination und sofortige militärische Anwendung: Koordination und sofortige Befehlsübermittlung hohe Flexibilität Befehlsübermittlung hohe Flexibilität bei Verlust Ermittlung des Besitzers bei Verlust Ermittlung des Besitzers

20 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 19 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Das letzte BuchDas letzte Buch Entwicklungsprojekt am MIT, Massachusetts Entwicklungsprojekt am MIT, Massachusetts physikalisch vorhandenes Buch mit 100 Folien als Seiten physikalisch vorhandenes Buch mit 100 Folien als Seiten Menü über alle verfügbaren Bücher im Buchrand Menü über alle verfügbaren Bücher im Buchrand Leser stellt Buch in Ladestation wählt Buchtitel öffnet Buch und liest Leser stellt Buch in Ladestation wählt Buchtitel öffnet Buch und liest spezielle Tinte (electronic ink) ändert schwarz/weiß-Zustand bei elektrischem Feld spezielle Tinte (electronic ink) ändert schwarz/weiß-Zustand bei elektrischem Feld Problem: Problem: Dimensionierung der Displays auf Buchformat Dimensionierung der Displays auf Buchformat Gewichtreduzierung Gewichtreduzierung Kostenreduzierung Kostenreduzierung

21 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 20 intelligentes Papier – smart labels 3 Aufbau und Funktionsweise von smart labels Das letzte BuchDas letzte Buch

22 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 21 intelligentes Papier – Probleme & Risiken 4 Probleme und Risiken 4.1 physikalische Probleme Nah – Fern – Problem Nah – Fern – Problem Empfänger muss Signal bei bekannter Bandbreite auch aus Umgebung heraus erkennen Empfänger muss Signal bei bekannter Bandbreite auch aus Umgebung heraus erkennen große, unbekannte Signale können das Signal abblocken/überlagern große, unbekannte Signale können das Signal abblocken/überlagern gewolltes Signal weit weg Receiver wird überlagert Signal geblockt gewolltes Signal weit weg Receiver wird überlagert Signal geblockt Filter helfen nur, wenn überlagerndes Signal nicht in gewollter Bandbreite liegt Filter helfen nur, wenn überlagerndes Signal nicht in gewollter Bandbreite liegt Reparatur von smart labels in Gegenständen schwierig (z.B. Gepäck) Kosten Reparatur von smart labels in Gegenständen schwierig (z.B. Gepäck) Kosten

23 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 22 intelligentes Papier – Probleme & Risiken 4 Probleme und Risiken 4.2 ethische Probleme Datenschutz Datenschutz wichtige Problemsituationen: wichtige Problemsituationen: gesetzliche Regelung erforderlich gesetzliche Regelung erforderlich smart labels müssen nach Kauf des Objektes zerstört werden smart labels müssen nach Kauf des Objektes zerstört werden Vorteile dadurch teilweise aufgehoben Vorteile dadurch teilweise aufgehoben unerlaubtes Auslesen von Besitz Tracken von Personen Langfristige Verantwortung von Objekten Ausübung von Verhaltenskontrolle

24 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) Seite 23 intelligentes Papier – Quellen 5 Quellen Überblick über die Thematik, EAN-Codierung Überblick über die Thematik, EAN-Codierungwww.wikipedia.de Hersteller von smart labels, Anwendungen Hersteller von smart labels, Anwendungenwww.avesodisplays.com Elektronische Tinte, the last book Elektronische Tinte, the last bookwww.dimagemaker.com Einführung in die RFID-Technologie, Matthias Lampe Aufbau und Funktionsweise von RFIDs Einführung in die RFID-Technologie, Matthias Lampe Aufbau und Funktionsweise von RFIDs Radio Frequenzy Integated Circuit Design, John Rogers,Calvin Plett Probleme & Risiken Radio Frequenzy Integated Circuit Design, John Rogers,Calvin Plett Probleme & Risiken Fraunhofer Institut IWMH, Dr. Petzold Fotos von RFIDs Fraunhofer Institut IWMH, Dr. Petzold Fotos von RFIDs

25 Christian Schmidt Physikalische Technik & Informationsverarbeitung (03PHT) intelligentes Papier – Probleme & Risiken Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Aufmerksamkeit


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