Das Internet der Dinge - Ubiquitous Computing und RFID in der Praxis: Visionen, Technologien, Anwendungen, Handlungsanleitungen

Architektur und Integration von RFID-Systemen (S. 101-102)

Frédéric Thiesse
Institut für Technologiemanagement, Universität St. Gallen

Kurzfassung. RFID-Systeme erweitern die bestehende IT-Landschaft um eine Reihe zusätzlicher Soft- und Hardwarekomponenten. RFID-Daten finden in verschiedensten Applikationen Verwendung und machen daher häufig einen hohen Integrationsaufwand erforderlich. Die gewählte Informationssystem-Architektur spielt aus diesem Grund eine entscheidende Rolle für den Erfolg einer RFIDEinführung und bedarf einer sorgfältigen Planung in frühen Projektphasen. Der vorliegende Beitrag stellt zu diesem Zweck eine RFID-Referenzarchitektur und ihre wesentlichen Komponenten vor, die in der Analyse- und Designphase eines Einführungsprojekts als Hilfsmittel für einen strukturierten Informationssystem- Entwurf Verwendung finden kann. Darüber hinaus werden die wichtigsten, für die Implementierung notwendigen Softwaretechnologien vorgestellt. Abschließend wird das Zusammenspiel der einzelnen Bausteine anhand mehrerer Anwendungsbeispiele illustriert.

1 Einführung

In der Vergangenheit waren RFID-Systeme weitgehend Individualentwicklungen, was vor allem in der Vielzahl verschiedener Anbieter, Technologien und Anwendungsfelder begründet lag. Mit der zunehmenden Reife bzw. Standardisierung der Technologie und der damit einhergehenden Größe der zu realisierenden Systeme verlieren diese aber nach und nach ihren Prototypencharakter und es verschiebt sich der Fokus weg von den Eigenschaften der Hardware hin zum Aufbau komplexer Gesamtsysteme. Zentraler Aspekt ist dabei die Gestaltung der Softwarearchitektur zur Steuerung der eingesetzten Hardware, zur Einbindung weiterer Informationssysteme (IS) sowie zur ganzen oder teilweisen Abbildung der betroffenen Geschäftsprozesse [Kub03].

Die Anforderungen an eine derartige RFID-Softwarearchitektur lassen sich dabei wie folgt zusammenfassen:

Integration. RFID-Systeme sind in den allermeisten Fällen keine isolierten Anwendungen, sondern dienen als Schnittstelle zwischen physischen Vorgängen in der realen Welt einerseits und den Informationssystemen zur Planung, Steuerung und Kontrolle dieser Vorgänge andererseits. Die Möglichkeiten zur flexiblen Integration in eine bestehende Systemlandschaft sind daher für den Nutzen von RFID-Systemen entscheidend.

Performance. Insofern RFID nicht nur zur Offline-Analyse, sondern zur Prozesssteuerung in Echtzeit verwendet wird, entstehen u. U. hohe Anforderungen, die das System auch unter Volllast zuverlässig erfüllen muss. Dies betrifft sowohl die Fähigkeit, große Mengen an ankommenden Daten zu verarbeiten, als auch die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht.

Skalierbarkeit. Eine mit steigenden Leistungsanforderungen ebenfalls wichtiger werdende Fähigkeit ist die Skalierbarkeit, d.h. die Möglichkeit zur Erweiterung des Systems durch Verteilung auf mehrere Rechner bzw. Standorte. Entscheidend ist hierbei jeweils, inwiefern die Systemleistung von der zusätzlichen Rechenkapazität profitiert bzw. durch die evtl. redundante Datenhaltung und Notwendigkeit zum Datenaustausch zwischen mehreren Installationen negativ beeinflusst wird.

Robustheit. Die Steuerung und Kontrolle physischer Vorgänge bringt eine Vielzahl möglicher Fehlerquellen mit sich, je nachdem, inwieweit es sich jeweils um geführte oder chaotische Prozesse handelt. Da unmittelbare Benutzereingriffe zumeist nicht möglich sind, muss das RFID-System jederzeit in der Lage sein, auftretende Fehler zu behandeln bzw. an übergeordnete Systeme weiterzuleiten, ohne dass die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems beeinträchtigt wird.

Sicherheit. Nicht zuletzt ist für RFID-Systeme wie auch bei anderen Informationssystemen der Sicherheitsaspekt zu berücksichtigen, sei es zum Schutz einzelner Systemkomponenten vor Manipulation von außen oder zur Sicherung der bei Kommunikationsvorgängen übertragenen Daten. Dies gilt insbesondere bei Anwendungen, die nicht an den Grenzen einer Organisation enden, z.B. in der Lieferkette eines Industrieunternehmens.

Vor diesem Hintergrund entsteht ein wachsender Bedarf nach wieder verwendbaren Lösungsbausteinen, die schneller und zuverlässiger zum Erfolg führen, als es mit dem „Grüne Wiese"-Ansatz möglich wäre. Existierende Vorschläge für Architekturen zu Ubiquitous-Computing-Anwendungen wiederum konzentrieren sich zumeist nur auf einzelne isolierte Szenarien, um technische oder funktionale Prinzipien zu demonstrieren. Im Gegensatz dazu adressiert RFID vor allem große integrierte, häufig organisationsübergreifende Anwendungen und die wesentliche Herausforderung bei deren Implementierung besteht in der Einbettung von Technologie und Systemen in eine bereits bestehende Infrastruktur, sodass sich der Schwerpunkt mehr und mehr von der Basistechnologie in Richtung der oben genannten Punkte bewegt.