RFID-Lokalisierung als "Indoor-Navi"

PhD Markus Cremer hat eine neue RFID-Methode entwickelt, mit der man beispielweise in Geschäften zielgerichtet das gewünschte Kleidungsstück im Regal lokalisieren kann.

(v. l.): Dr. Leeson (Warwick University), Dr. Jim Pervez (London South Bank University), PhD Markus Cremer und Prof. Dr. Uwe Dettmar (v. l.): Dr. Leeson (Warwick University), Dr. Jim Pervez (London South Bank University), PhD Markus Cremer und Prof. Dr. Uwe Dettmar (Bild: privat)

In seiner Promotion "Digital Beamforming Techniques for Passive UHF RFID Tag Localization" entwarf er in einem Kooperationsverfahren mit der London South Bank University in Großbritannien ein in seiner Genauigkeit bisher einzigartiges Verfahren. Betreut wurde er an der Fakultät für Informations-, Medien und Elektrotechnik von Prof. Dr. Uwe Dettmar. Nach knapp sechs Jahren hat Markus Cremer jetzt seine Promotion erfolgreich abgeschlossen. Im Interview erklärt er die Möglichkeiten, die seine Methode in verschiedenen Branchen bietet und warum er ein Jahr länger brauchte, als geplant.

Wie erklären Sie Ihren Freunden und Ihrer Familie Ihre Arbeit?
Cremer: Die passive RFID-Technik ist jedem bekannt von den Aufklebern zur Warensicherung in Bekleidungsgeschäften. Dort sind RFID-Tags zum Diebstahlschutz etwa in einen Pullover geklebt und werden an der Kasse entfernt oder unbrauchbar gemacht. Das Ziel meiner Arbeit war es, Methoden zu finden, mit denen man diese RFID-Tags lokalisieren kann: Durch Messung und Auswertung der Signale, die von den Tags ausgesendet werden, kann man deren Position berechnen. So könnte man zum Beispiel im Bekleidungsgeschäft für jeden Artikel feststellen, in welchem Regal er sich gerade befindet. Ich könnte mir also am Eingang an einem PC etwas aussuchen und würde dann automatisch zum richtigen Regal geführt. Das funktioniert auch, wenn das ausgesuchte Produkt von jemandem falsch einsortiert wurde. Die gleiche Technik ließe sich auch bei der Büchersuche in Bibliotheken anwenden. Ein Beispiel für eine andere Anwendung ist in Warenlagern zu finden. Dort könnte man mit RFID-Lokalisierung den Standort von Paketen feststellen und den Lagerarbeiter mit einer Art „Indoor-Navi“ zum gesuchten Paket führen. Da hier bereits RFID zur Registrierung von Wareneingängen und -ausgängen verwendet wird, könnte man eine bereits existierende Infrastruktur benutzen.

Welche Verbesserung haben Sie erreicht?
Cremer: Ich habe ein neues Kanalmodell und eine neue Simulationsumgebung für passive UHF-RFID-Systeme entwickelt, die zur Optimierung von beliebigen Systeminstallationen in Innenräumen helfen kann. Meine Methoden erreichen eine Genauigkeit (im Bereich von 10 cm) die vorher noch nie erreicht wurde! Dadurch besteht jetzt die Möglichkeit, sehr kostengünstige Lokalisierungssysteme in Innenräumen zu installieren. Hinzu kommt, dass passive UHF-RFID-Tags bereits weltweit in der Logistik eingesetzt werden. Durch die neuen Methoden lassen sich diese bereits existierenden Systeme relativ einfach um eine Lokalisierungsfunktion erweitern.

Welcher Teil Ihrer Arbeit hat Sie am meisten interessiert?
Cremer: Am meisten haben mich die praktischen Teile interessiert. Es war mir wichtig, dass ich alle theoretischen Konzepte in praktischen Messungen verifiziere. Dazu habe ich verschiedene Messaufbauten, Hardware und Software entwickelt. Es war immer ein kleines Erfolgserlebnis zu sehen, dass die Theorie auch in der Praxis funktioniert.

Gab es Situationen, die Ihre Arbeit in eine andere Richtung gesteuert haben?
Cremer: Während den theoretischen und praktischen Arbeiten gab es keine Situation, mit der ich nicht gerechnet hatte. Da ich schon vorher im Bereich RFID aktiv war, war der größte Teil der Arbeiten geplant und verlief auch tatsächlich so, wie beabsichtigt. Am Ende gab es allerdings eine Situation, mit der ich nicht gerechnet hatte. Ich hatte meine Doktorarbeit nach deutschen Maßstäben geschrieben und musste nun feststellen, dass das englische System einen ganz anderen Schreibstil und eine andere Herangehensweise verlangt. Es hat fast ein Jahr gedauert, die Arbeit entsprechend umzuschreiben und anzupassen.

Womit hatten Sie persönlich zu kämpfen?
Cremer: Über die Hochs und Tiefs während der gesamten Promotionszeit könnte ich wohl ein Buch schreiben. Während den Arbeiten hatte ich als praktischer Ingenieur mit der sehr mathematischen Beamfoming-Theorie und generell mit der Signaltheorie zu kämpfen – und im privaten Bereich vor allem mit der Finanzierung. Dank meiner Betreuer an der TH Köln war ich drei Jahre als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in Vollzeit angestellt. Die restliche Zeit war ich allerdings nur in oft wechselnden Teilzeitanstellungen beschäftigt. Da ich Geld verdiente, konnte ich keinerlei Stipendien beantragen. Trotzdem musste ich natürlich die hohen Studiengebühren der englischen Universität von rund 6.000 Euro pro Jahr für fast sechs Jahre bezahlen. Da die Finanzierung die hauptsächliche Schwierigkeit meiner Promotionszeit war, wünsche ich mir, dass in Zukunft Wege gefunden werden um die Promotion an Fachhochschulen zu stärken. Hier ist natürlich in erster Linie die Landespolitik gefragt.

Worauf sind Sie besonders stolz?
Cremer: Ich bin stolz darauf bewiesen zu haben, dass auch FH-Absolventen erfolgreich promovieren können und das sogar im Ausland.

Was sind Ihre nächsten Pläne?
Cremer: Seit September arbeite ich bei der Firma Assion Electronic GmbH in Niederkassel als Hard- und Softwareentwickler. Da dort auch RFID-Hard- und Software entwickelt wird, kann ich in meinem Fachgebiet bleiben. Ich möchte auch weiterhin in gutem Kontakt zur Hochschule und meinen Betreuern bleiben. Professor Dettmar hat den Weg für meine Promotion bereitet und war nie müde mich zu motivieren und zu unterstützen. Ich bin stolz, sein erster Doktorand gewesen zu sein. Vor kurzem haben wir mit der Planung eines ersten gemeinsamen Projektes begonnen und ich freue mich schon auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit.

Interview: Monika Probst
6. Dezember 2016

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