Que es la Identificación por Radio Frecuencia o RFID ?

Es la tecnologías que emplean ondas radiales (RF) para identificar de manera automática una etiqueta (tag) que porta una personas u objetos. Normalmente esta etiqueta (tag) tendrá un numero único que estará asociado a la descripción de la persona u objeto en una base de datos.

El sistema consta de varias partes: Lector, cables, antena, etiquetas y software que los une.

Hay varias tecnologías Auto ID como el código de barras, códigos QR, tarjetas inteligentes y RFID.

El un microchip que se anexa a una antena (el microchip y la antena en conjunto se denominan transpondedor de RFID o etiqueta de RFID). La antena permite que el microcircuito transmita la información de identificación a un lector. El lector convierte las ondas radiales emitidas por la etiqueta RFID en información digital que puede ser pasada a computadoras que la pueden usar.

1. Frecuencias

De la misma manera en que su radio sintoniza diferentes frecuencias para escuchar distintos canales, las etiquetas y lectores de RFID deben sintonizarse en la misma frecuencia para poder comunicarse entre sí.

Diferentes frecuencias en RFID

Las ondas radiales se comportan de diferentes maneras con las diferentes frecuencias, así que se debe elegir la frecuencia correcta para la aplicación correcta.

1.1 Baja frecuencia - LF

Tipicamente 125~134 KHz

Por ejemplo, se usa la baja frecuencia (LF) para realizar el rastreo de ganado en muchas partes del mundo.

Por ejemplo, las etiquetas de baja frecuencia utilizan menos energía y penetran de mejor manera las sustancias no metálicas. Son ideales para escanear objetos con un alto contenido de agua, como ser fruta, pero su distancia de lectura se limita a menos de 5 cm.

Son muy baratas: un lector portatil cuesta al rededor de $30 aunque su lectura es de apenas 6 cm; 50 tarjetas NCF cuestan $15 y 100 llaveros $16.

1.2 Alta frecuencia - HF

Tipicamente 13.56 MHz, MiFARE

La alta frecuencia (HF) se usa en sistemas de control de acceso a edificios, aplicaciones de boletaje o etiquetado, y en inmovilizadores de automóviles.

Las etiquetas de frecuencia alta (HF) funcionan de mejor manera con objetos metálicos y pueden funcionar con objetos con alto contenido de agua. Tienen un área máxima de lectura de aproximadamente tres pies (1 metro).

NTAG significa Near Field Communication Wireless TAG integrated circuit.

La ISO 15693 y la ISO 14443 son normas estandarizadas de HF bien establecidas.

La ISO 18000-7 es una norma internacional estandarizada para las etiquetas que funcionan en los 433 MHz.

Un lector MiFARE cuesta unos $17; 100 tarjetas cuestan $30 y puede leer hasta 10 cm; 100 lleveros $25 y pueden ser leidos hasta 1 m.

1.3 Ultra alta frecuencia - UHF

Tipicamente entre 860~960 MHz

La UHF es relativamente nueva. Los primeros productos con UHF no llegaron al mercado sino hasta el año 2003, y la primera norma ISO para la UHF, se aprobó en el año 2005. Otro de los temas relacionados con la UHF ha sido su desempeño. Las primeras etiquetas no siempre se leían confiablemente cerca del agua o los metales. Sin embargo, esta tecnología ha mejorado significativamente durante los últimos años. Por último, no había soluciones de software que aprovecharan las ventajas de la información de la RFID para resolver los problemas del mundo de los negocios en algunas industrias específicas. Esto también está comenzando a cambiar, cada año se van introduciendo más soluciones de software en el mercado.

Las frecuencias UHF ofrecen de manera característica mejores distancias de lectura y pueden transmitir la información más rápidamente que las frecuencias bajas (LF) y altas (HF). Pero usan más energía y tienen menos probabilidades de atravesar diferentes materiales. Debido a que tienden a ser más "dirigidas" requieren una ruta despejada entre la etiqueta y el lector. Las ondas radiales rebotan del metal y son absorbidas por el agua en las frecuencias ultra altas UHF.

En América del Norte la FCC determino entre 902~928 MHz, con lectores capaces de transmitir a una potencia máxima de 1 W ERP, con canales de 500 KHz.

El ancho de banda para la Unión Europea es entre 865~868 MHz, con transmisores de una potencia máxima de 2 W ERP en el centro del ancho de banda entre 865.6~867.6 MHz. Con canales de 200 KHz.

Australia ha asignado el rango de entre 920~926 MHz para la tecnología RFID UHF.

China ha aprobado anchos de banda entre los 840.25~844.75 MHz y entre 920.25~924.75 MHz para las etiquetas y lectores de UHF que se usan en ese país. Japón aun no autoriza ningún espectro de UHF para la RFID, pero está estudiando el abrir con este fin la zona de los 960 MHz. Muchos otros dispositivos usan el espectro de la UHF, así que tomará años para que todos los gobiernos acuerden establecer una sola banda de UHF para la RFID.

El otro problema es que los lectores y antenas de UHF son bastante mas caros que los de LH y HF.

Las normas estándar de la Gen 2 EPC global se han adoptado como un estándar mundial (ISO 18000-6C)

1.3 Micro ondas

Tipicamente 2.45 GHz

2. Normas RFID UHF

En la actualidad existen normas estandarizadas bien establecidas para el funcionamiento de sistemas de RFID y estas tecnologías tienen un uso extendido.

2.1 Códigos Electrónico de Productos - EPC

Fue desarrollado como sucesor eventual del código de barras. El objetivo era crear un método de bajo costo para realizar el seguimiento y rastreo de mercancías usando la tecnología de la RFID. El beneficio de la RFID es que no requiere una línea directa de vista, lo que se traduce en que la mercancía puede ser escaneada a través de sus empaques y sin necesitar que sean personas las que hagan el escaneo de los objetos. Los EPC se diseñaron para identificar cada objeto fabricado, a diferencia de solamente el fabricante y la clase de productos, como lo hacen los códigos de barra en la actualidad.

El EPC es una serie de números y letras, que consta de un encabezado y de tres compartimentos de información. El primer compartimento identifica al fabricante. El segundo identifica el tipo de producto (unidad de mantenimiento de existencias) y el tercero es el número de serie particular para el producto. Al separar la información en compartimentos, los lectores pueden buscar objetos que tienen un código de fabricante en particular o código de producto. Se puede también programar a los lectores para que busquen EPCs con el mismo código de fabricante y de producto, pero que presenten números únicos con cierta secuencia. Esto por ejemplo, hace que sea posible encontrar rápidamente productos que se aproximan a su fecha de expiración y que deben ser retirados.

2.2 Gen 2 EPC

Es el nombre abreviado de segunda generación del protocolo de la interfaz aérea (el lenguaje que usan las etiquetas y los lectores para comunicarse). Fue diseñada para funcionar internacionalmente y tiene otras características como ser el funcionamiento en modo de lectura densa que impide que un lector interfiera con otro, cuando ambos se usan próximos el uno del otro.

El Código Electrónico de Producto (EPC) es una norma estandarizada creada por EPCglobal, diseñada como un estándar global para ser empleado en muchas industrias. En JUL-2006, se aprobó el protocolo Gen 2 EPC y fue adoptado por la Organización Internacional para la Estandarización como la norma estándar ISO 18000-6C. La ISO ha establecido muchos estándares para la RFID que tratan tanto con el protocolo de la interfaz aérea y las aplicaciones de la RFID. La empresa EPCglobal ha creado una serie de normas para establecer la manera en que la información EPC se comparte entre empresas y otras organizaciones.

La EPC Gen 2 se diseñó para trabajar internacionalmente y tiene otras cualidades que son importantes, pero el verdadero beneficio de la Gen 2 es que funciona en cualquier parte del mundo y que los fabricantes más importantes de CHIPs y etiquetas se han alineado dentro de sus normas.

2.3 ISO 18000-6

Es una norma estándar internacional que establece el modo en que las etiquetas (tag) y los lectores se comunican en el espectro de la UHF. Actualmente existen tres versiones: la 18000-6A, 18000-6B y la 18000-6C. De estas tres, la 18000-6C es la que comúnmente más se usa.

2.4 Servicio de Información de Códigos de Productos Electrónicos - EPCIS

Es una especificación para una norma estándar para el acceso a información relacionada con el Códigos de Producto Electrónico ( EPC). Los EPC permiten que haya números de serie únicos para cada objeto, lo que permite que las empresas puedan realizar el seguimiento de manera independiente, recolectando información en tiempo real sobre cada objeto, así mismo almacenar dicha información y manipularla. La EPCIS permite que los participantes en una cadena de suministros puedan compartir e intercambiar información de una manera eficiente, al ofrecer una interfaz estandarizada para los socios comerciales. El resultado es menos tiempo invertido en la integración, puesto que todas las partes intervinientes pueden usar la misma interfaz, sin importar los diferentes tipos de bases de datos que se empleen en el almacenamiento de datos.

2.5 Protocolo Wiegand

El protocolo Wiegand es una forma de comunicación que fue definida e introducida al mercado por la empresa Sensor (hoy HID®), hace ya más de 15 años, es esencialmente unidireccional y permite el traspaso de datos entre una lectora y una controladora. El protocolo establece líneas de datos, alimentación y señalización. Las líneas de datos son llamadas Data0 y Data1, cuando se necesita enviar un “1“ lógico, se coloca un pulso negativo de un ancho mínimo de 50 microsegundos en la línea llamada “data1“ y cuando se necesita transmitir un “0“ lógico, se envía un pulso negativo del mismo ancho en la línea llamada “data0“. La separación mínima entre dos pulsos consecutivos en cualquier orden es de 1 milisegundo.

Existe una librería de Arduino para manejar el protocolo Wiegand