Das gedruckte BLE-Etikett überträgt Daten über eine Entfernung von bis zu 100 Metern

Von Claire Swedberg

Eine Lösung von Reelables mit integrierten InPlay-Schaltkreisen kann aktiviert werden und dann bis zu einem Jahr über BLE übertragen, wobei eine gedruckte Batterie ohne giftige Chemikalien oder Schwermetalle verwendet wird.

9. Juni 2023 Mehrere Logistikunternehmen haben damit begonnen, dünne Kunststoffetiketten an ihren Produkten anzubringen, die auf einem Standarddrucker gedruckt werden, um nahezu in Echtzeit Standortdaten zu erhalten, während diese Waren durch ihre Einrichtungen transportiert werden. Die Bluetooth Low Energy (BLE)-Tags beaconen alle 10 Sekunden und nutzen die Leistung einer dünnschichtgedruckten Batterie, um Daten an ein Gateway-Lesegerät in einer Entfernung von bis zu 360 Fuß zu übertragen. Die Lösung von Reelables dient als Alternative zu herkömmlichen BLE- oder aktiven Radiofrequenz-Identifikationslösungen (RFID), die Standardbatterien in Tags und eine umfangreiche Leseinfrastruktur erfordern, oder zu passiven Systemen, die keine Echtzeit-Standortdaten liefern.

Reelables baute seine Etiketten auf der Grundlage seines gedruckten Zink-Mangan-Beschichtungsverfahrens auf, um eine umweltfreundliche Batterie direkt auf dem Inlay-Schaltkreis zu bilden, und die Batterie versorgt das aktive Beaconing-System-on-Chip von InPlay mit Strom. Das Unternehmen stellt auch die Bluetooth-Gateways bereit und bietet Software-Programmierschnittstellen zur Erfassung von Standortdaten, Bestandsprüfungen und Bewegungsereignissen basierend auf den Beaconing-Etiketten. Die Etiketten können mit handelsüblichen Etikettendruckern, die über einen Barcodescanner und HF-RFID-Funktionalität verfügen, gedruckt und aktiviert werden.

Brian Krejcarek demonstriert die Lösung von Reelables und InPlay.

Das Ziel von Reelables besteht laut CEO Brian Krejcarek darin, die automatisierte Nachverfolgung mit aktivem RFID oder BLE als Alternative zum passiven UHF-RFID zugänglich zu machen, das für die Bestandsverfolgung auf Artikelebene üblich geworden ist. Ein Vorteil der aktiven Funktionalität besteht laut Krejcarek darin, dass sie regelmäßig Daten sendet – beispielsweise alle 10 Sekunden – und eine Reichweite von 360 Fuß (110 Metern) erreichen kann. In einem typischen Lager, erklärt er, könnte ein einziges BLE-Gateway Daten von allen markierten Waren erfassen. Das Unternehmen hat für seine Klebeetiketten ein Herstellungsverfahren entwickelt, das die Herstellung einer Batterie, bestehend aus einer Beschichtung und der Laminierung zweier Kunststofffolien, auf dem Inlay-Substrat ermöglicht.

Krejcarek gründete Reelables 2018 zusammen mit David Stanton, mit dem er zuvor bei einem Unternehmen für Energiegewinnungstechnologie zusammengearbeitet hatte. Die beiden traten im ersten Jahr des Unternehmens dem Beschleuniger Y Combinator bei und begannen dann mit dem Testen der Technologie, um mit BLE gekennzeichnete Werkzeuge zu verfolgen, indem sie die Smartphones in den Taschen der Mitarbeiter nutzten, während sie durch ein Gebiet gingen. Sie stellten jedoch fest, dass sich Telefone nicht gut für Umgebungs-BLE-Daten im Hintergrund eignen, und begannen daher mit der Entwicklung einer Lösung mit Etiketten und einem dedizierten BLE-Gateway.

„Wir fingen an, Unternehmen zu finden, die über große Lagerbestände verfügten und mit Lieferkettenproblemen zu kämpfen hatten“, erinnert sich Krejcarek. „Da wurde uns klar, dass wir goldrichtig wären, wenn wir eine Lösung einführen könnten, für die es keinen Aufwand zu implementieren gäbe.“ Das war der Ursprung für die Übertragung über große Entfernungen und ein einziges Gateway zur Erfassung dieser Tag-Lesevorgänge. Auf diese Weise, sagt er, „können wir weiterhin für diese Transparenz in ihren Lieferketten sorgen, ohne dass sie irgendwelche Arbeiten [zur Installation] oder Änderungen an ihren Arbeitsabläufen oder Prozessen durchführen müssen“, wie etwa das Lesen von RFID-Tags oder die Installation von Portallesegeräten. Das Gateway, das das in Großbritannien ansässige Unternehmen über einen Dritthersteller herstellt, kostet normalerweise etwa 350 US-Dollar.

Laut Reelables können die Etiketten bis zu einem Jahr inaktiv bleiben, bevor sie aktiviert werden. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Etiketten vor der Anbringung auf Produkten zu aktivieren. Bei Single-Label-Anwendungen würden Benutzer den Barcode scannen, um diese Serialisierung automatisch mit der Bluetooth-ID (MAC-Adresse) in der cloudbasierten Software zu verknüpfen. Die zugehörige Desktop-Drucksoftware weist dann den Drucker an, das Etikett zu drucken und aktiviert es automatisch.

Darüber hinaus könnte das System mit gedruckten Etiketten in großen Mengen verwendet werden, indem die HF-RFID-Funktionalität im Tag genutzt wird. In einem solchen Szenario könnte ein Drucker – beispielsweise ein SATO-Etikettendrucker – jede RFID-Tag-ID über eine 13,56-MHz-Übertragung lesen, die gesammelten Daten dann an die Cloud weiterleiten, mit der BLE-ID verknüpft, und das Etikett würde gedruckt und aktiviert werden auf der Rolle. Als nächstes würde das gedruckte und aktivierte Etikett auf einer Schachtel angebracht, die dann ihre Reise durch die Lieferkette antreten würde.

Das Etikett sendet kontinuierlich alle 10 Sekunden ein Signal, und wenn es in die Reichweite eines Gateway-Lesegeräts gelangt, leitet dieses die Daten an die Software weiter und aktualisiert den Status des Produkts basierend auf seinem Standort. Auf diese Weise können Mitglieder der Lieferkette den Empfang, die Lagerung und den Versand jedes Produkts in einer Anlage verfolgen. Einer der ersten Anwender der Technologie war ein Unternehmen, dessen Lager Garten- und Rasengeräte lagert. Dieses Unternehmen konnte mithilfe des Systems erkennen, welche Waren sich in seinem Lager befanden und wann sie ankamen und wann sie abgingen.

In einigen Fällen nutzen Unternehmen die Technologie, um Waren nicht nur in ihren eigenen Einrichtungen, sondern auch in denen ihrer Partner zu verfolgen. Um dies zu erreichen, könnten sie ihren Partnern ein Gateway zur Verfügung stellen oder sie bitten, eines zu erwerben, und dann dieses einzelne Gerät an der Decke ihrer Einrichtung installieren. So könnte beispielsweise eine Produktmarke wissen, was sich in ihrem gesamten Vertriebsnetz in ihrem Bestand befindet.

Durch den Austausch von Daten mit Partnern können Unternehmen vorhersehen, wenn der Lagerbestand beim Partner oder Kunden zu niedrig wird, und dann Dienste wie das automatische Auffüllen des Lagerbestands anbieten. Darüber hinaus können Unternehmen mithilfe von Echtzeitdaten in der gesamten Lieferkette bestätigen, dass Sendungen pünktlich geliefert werden, oder Verzögerungen erkennen. „Sie möchten ihren Kunden sagen können: ‚Ja, die Lieferung bis zu diesem Datum liegt im Plan, und das wissen wir, weil es in diesem Lager liegt‘“, sagt Krejcarek.

Die Batterie, die die Fernübertragung und die Datenspeicherung betreibt, ist nach Angaben des Unternehmens mit Zink beschichtet, enthält jedoch kein Lithium, das in Standardbatterien verwendet wird, was den Einsatz an Bord eines Flugzeugs sicher macht. Tatsächlich hat Reelables die Genehmigung von zehn Fluggesellschaften für die Anbringung des Etiketts an Bord ihrer Flugzeuge erhalten. Das Unternehmen hat von der Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) die DO 160-Standardzulassung erhalten, was darauf hinweist, dass es auf Sicherheit in der Avionik unter Umweltbedingungen getestet wurde.

Wenn es darum geht, Produkte zu recyceln, auf denen das Etikett angebracht ist, hat das Etikett laut Reelables kaum Auswirkungen. Ein Karton mit dem daran angebrachten Etikett könnte einem typischen Aufschlussprozess unterzogen werden, während die Materialien des Etiketts herausgefiltert werden könnten, ohne dass es zu einer Auswirkung kommt, die bei Standardbatterien mit Chemikalien und Schwermetallen auftreten kann. Das Etikett kann auch die Temperatur von Kühlkettengütern wie frischen Lebensmitteln und Arzneimitteln verfolgen.

Wenn ein Temperatursensor in ein Etikett integriert ist, kann er Messwerte erfassen und protokollieren, während etikettierte Kartons die Lieferkette durchlaufen. Jedes Mal, wenn das Etikett in die Reichweite eines Gateway-Lesegeräts gelangt, werden historische Daten übertragen. Benutzer erhalten somit einen Gütesiegel, der auf Temperaturergebnissen oder Warnungen vor einem Problem basiert, und diese Informationen werden in einem Lagerverwaltungs- oder Transportmanagementsystem gespeichert. Reelables liefert die Etiketten auf Rollen zu je 750 Stück, alle im Ruhezustand, und bietet sie jetzt in großen Mengen an, typischerweise zu einem Preis von weniger als 2 US-Dollar pro Stück bei Mengen von fünf Millionen oder mehr.