Passive, aktive und semi-passive RFID-Tags
Die Energiearten im Vergleich
Vergleich der drei Energiearten von RFID-Tags hinsichtlich Reichweite, Batterielebensdauer, Kosten und typischer Einsatzfälle.
Passive und aktive RFID-Tags
RFID-Tags beziehen ihre Energie auf eine von drei Arten: vollständig aus dem Feld des Lesegeräts, aus einer eingebauten Batterie oder aus einer Mischform beider Prinzipien. Diese Energiearchitektur ist der wichtigste Einflussfaktor für Kosten, Reichweite und Eignung eines Tags.
Vergleich der Energiearchitekturen
| Merkmal | Passiv | Semi-passiv (BAP) | Aktiv |
|---|---|---|---|
| Energiequelle | Nur Feld des Lesegeräts | Batterie und Lesegerätfeld | Batterie (dauerhaft aktiv) |
| Tag-Kosten | 0,05–2 $ | 1–5 $ | 10–50 $ |
| Batterielebensdauer | Entfällt | 1–5 Jahre | 1–7 Jahre |
| Lesereichweite | 0,01–12 m | 0,5–15 m | 10–100+ m |
| Tag initiiert Kommunikation? | Nein | Nein | Ja |
| Echtzeitortung | Nein | Eingeschränkt | Ja |
| Datenrate | Mittel | Höher | Hoch |
| Bauform | Inlay oder Etikett | Festes Gehäuse | Festes Gehäuse |
Passive Tags besitzen keine Batterie. Das elektromagnetische Feld des Lesegeräts induziert einen Strom in der Tag-Antenne, der den Chip versorgt und die Modulation per Backscatter ermöglicht. Da sie weder bewegliche Teile noch eine Batterie enthalten, halten passive Tags unbegrenzt und kosten in UHF-Stückzahlen ab 0,05 $.
Semi-passive Tags (Battery-Assisted Passive, BAP) führen eine Batterie zur Versorgung des Chips mit, benötigen für den Kommunikationsbeginn und die Rückstreuung aber weiterhin das Feld des Lesegeräts. Die Batterie verbessert Empfindlichkeit und Reichweite, ohne dass das Tag dauerhaft senden muss.
Aktive Tags senden ein eigenes HF-Signal, entweder nach einem Zeitplan oder ereignisgesteuert. Lesegeräte hören dabei lediglich zu, statt Energie zu liefern. Das ermöglicht Echtzeitortung und sehr große Lesereichweiten von 30–100 m, verursacht jedoch deutlich höhere Kosten und den Aufwand des Batteriewechsels.
Zuordnung zu Anwendungsfällen
| Anwendungsfall | Geeignete Wahl | Begründung |
|---|---|---|
| Artikelkennzeichnung im Handel | Passiv UHF | Kosten unter 0,10 $, Portalreichweite 3–6 m |
| Pharmazeutische Serialisierung | Passiv UHF | EPC Gen 2 und Konformität mit DSCSA |
| Temperaturaufzeichnung in der Kühlkette | Semi-passiv | Batterie versorgt den Sensor, Rückstreuung bleibt passiv |
| Verfolgung von Fahrzeugen und Staplern | Aktiv 433 MHz | 30–100 m Reichweite, selbst initiierend |
| Echtzeitortung von Anlagen (RTLS) | Aktiv 2,4 GHz | Ortung im Submeterbereich mit fester Infrastruktur |
| Nutztieridentifikation | Passiv LF | Zuverlässig in nasser und schlammiger Umgebung |
Batterien in aktiven Tags
In aktiven Tags kommen üblicherweise Lithium-Thionylchlorid-Zellen (LiSOCl₂) zum Einsatz, spezifiziert für −40 °C bis +85 °C. Die Lebensdauer hängt stark vom Sendeintervall ab: Ein Tag, das jede Sekunde sendet, verbraucht rund zehnmal so viel Energie wie eines mit zehn Sekunden Intervall. Bei den meisten aktiven Tags lässt sich das Intervall per Software konfigurieren.
Semi-passive Tags in Kühlkettenanwendungen unterliegen einem besonderen Risiko: Die Batterie versorgt Sensor und Speicher in gefrorener Umgebung, die Kommunikation mit dem Lesegerät stützt sich jedoch auf gewonnene Energie. Die Empfindlichkeit der Energiegewinnung des Tag-Chips sollte daher für die Zielumgebung geprüft werden.
Der Reichweitenrechner modelliert die Abdeckung passiver und aktiver Tags für eine gegebene Lesegerät- und Antennenkonfiguration. Der RFID-Tag-Selektor filtert nach Energieart und Umgebung.
Siehe auch: RFID-Frequenzbänder erklärt, RFID-Tags für raue Umgebungen.
Häufig gestellte Fragen
Passive RFID tags have no internal battery; they harvest energy from the reader's radio signal to power their IC and respond. Active RFID tags contain their own battery, allowing them to broadcast signals continuously or on demand. Passive tags are cheaper, smaller, and have indefinite shelf life, while active tags offer read ranges exceeding 100 meters and can include sensors.
Semi-passive tags, also called battery-assisted passive (BAP) tags, use an internal battery solely to power the IC and any onboard sensors, but still rely on the reader's signal for communication via backscatter. This extends read range and enables sensor data logging (temperature, humidity) while keeping communication costs lower than fully active tags.
Choose active RFID when you need read ranges beyond 10-15 meters, real-time location tracking (RTLS), or integrated sensors that must operate without reader proximity. Common use cases include vehicle tracking in large yards, personnel location in hospitals, and cold-chain temperature logging. Active tags cost $5-50+ versus a few cents for passive tags, so the business case must justify the cost.
Battery life in active RFID tags typically ranges from 3 to 10 years depending on beacon frequency, transmission power, and environmental conditions. Tags beaconing every 10 seconds will drain batteries much faster than those beaconing every 10 minutes. Many active systems allow configurable beacon intervals and motion-triggered activation to extend battery life.
Our guides cover a range of experience levels. Getting Started guides introduce RFID fundamentals. Implementation guides help engineers design RFID solutions for specific industries. Advanced guides cover topics like dense reader mode, anti-collision algorithms, and EPC encoding schemes.
Most getting-started guides require only a basic UHF RFID reader (such as the Impinj Speedway or ThingMagic M6e) and a few sample tags. Some guides reference desktop USB readers for development. All hardware requirements are listed at the beginning of each guide.