RFID FAQs
Identificación por radiofrecuencia, o RFID, es un término genérico para denominar a las tecnologías que utilizan ondas de radio.
RFID es básicamente un método simple y automático de recoger datos sobre un determinado activo o producto (identificación, ubicación, estado, fecha y hora, etc.) de una forma más rápida y fácil, sin requerir la intervención de personas y evitando el error humano.
Existen diversos métodos para realizar la identificación de objetos utilizando tecnología RFID, pero el más común consiste en almacenar un número de serie que identifica un producto, (y tal vez otro tipo de información adicional), en un microchip que se adjunta a una antena. El chip y la antena juntos son denominados Tag RFID.
La antena RFID le permite al chip transmitir la información almacenada a un lector.
El lector convierte las ondas de radio de las etiquetas RFID en datos de modo que puedan ser transmitidos a una computadora.
RFID genera nuevas posibilidades para rastrear el origen de un producto, validar su autenticidad o bien identificar su lugar de producción.
La tecnología RFID no requiere línea de visión, el tag puede operar en ambientes agresivos y aún así ser leído desde largas distancias. Esta es una prestación muy importante para la cadena de abastecimiento.
El código de barras exige que las etiquetas sean “vistas” por los láser. Una línea directa de visión es requerida para leer un código de barras. Esta tecnología denominada “apuntar y disparar” requiere mucho tiempo si se compara con RFID. Como la identificación por radiofrecuencia no se basa en la adaptación visual para recoger información, un producto puede ser colocado al azar en una pallet o en un almacén.
Los códigos de barras como el EAN sólo identifican un producto o SKU (stock keeping unit). El código electrónico de producto es la información transmitida por la tecnología RFID. RFID puede identificar cada ítem en particular, tanto en una caja como en un almacén, en forma univoca asignando a cada código una numeración serial.
Los códigos de barras son leídos deliberadamente por una persona con un escáner. Un tag RFID automáticamente se anuncia a un lector cercano por medio de su señal de radio proveyendo un flujo continuo de datos disponibles a través de la tecnología RFID, aumentando la precisión y reduciendo los costos de control de inventario.
El código de barras requiere que las etiquetas sean “vistas” por el láser. Así, para leer un código de barras se necesita contar con una línea directa del código en cuestión. Esta tecnología denominada “apuntar y disparar” exige mucho tiempo cuando se la compara con la tecnología RFID. Debido a que la identificación por radiofrecuencia no deposita su confianza en la alineación visual para recolectar información, el producto también puede ser aleatoriamente ubicado, ya sea en un pallet o en un depósito. La tecnología RFID facilita la lectura de la etiqueta aunque ésta se encuentre a gran distancia, incluso en entornos rigurosos.
La información que aparece impresa en un código de barra es fija y no puede modificarse. Por el contrario, algunas etiquetas RFID poseen memoria electrónica y pueden ser dinámicamente actualizadas.
Los códigos de barras básicos solamente identifican un producto (como por ejemplo el EAN). El Código Electrónico de Producto (EPC) es la información transmitida mediante tecnología RFID. RFID puede identificar cada artículo en particular, identificándolo unívocamente respecto de otro ítem similar.
Escaneado deliberado vs. escaneado automático: en un control de ingresos/salidas de mercaderías en un depósito, una persona debe utilizar un scanner para, deliberadamente, leer los códigos de barras. Una etiqueta RFID automáticamente se anuncia a sí misma ante la presencia de un lector cercano por medio de su respectiva señal de radio. El flujo permanente de datos disponibles con la tecnología RFID aumentará la precisión y reducirá los costos de control de inventario.
Ventajas de RFID:
• No requiere ninguna línea visual con el producto
• La etiqueta puede soportar un entorno riguroso
• Rango de lectura extenso
• El Tag RFID opera como una base de datos portátil
• Lectura / Escritura de varias etiquetas al mismo tiempo.
• Seguimiento de personas, artículos y equipos en tiempo real.
Beneficios adicionales de RFID:
• Mejoramiento de la disponibilidad de producto.
• Reducción de hurtos y falsificaciones.
• Aumento de exactitud de inventario.
• Eficacia racional de logística.
• Mejoramiento de pronóstico y planificación comercial.
• Evaluación de eficiencia de la cadena de abastecimiento y realce de áreas problemáticas
• Reducción de atascamiento de stock en la cadena de abastecimiento.
• Reducción de costo de servicios.
• Identificación de ubicación de artículos específicos.
• Reducción de costosas excepciones en el proceso.
• Aumento de velocidad de manipulación del material.
• Optimización de la gestión general de la cadena de abastecimiento.
Un lector de RFID es también conocido como interrogador.
El principal objetivo de un lector de RFID es transmitir y recibir señales, convirtiendo las ondas de radio de los tags en un formato legible para las computadoras.
Los lectores RFID pueden suministrar energía a los tags RFID pasivos. Los lectores pueden ser unidades autónomas conectadas a antenas, unidades portátiles con antenas integradas, en placas miniatura montadas dentro de impresoras, o integrados en grandes dispositivos.
El lector es necesario para transmitir energía al tag, para recibir desde el tag los datos correspondientes a las comunicaciones, y para separar estos dos tipos de señales.
La mayoría lectores son capaces de leer y escribir a un tag. La función lectora lee datos almacenados en el chip del tag. Del mismo modo, la función escritura escribe los datos pertinentes sobre el chip del tag. Por ejemplo, si un fabricante envía productos terminados a un centro de distribución puede escribir la identificación del fabricante en el tag del producto.
La comunicación lector-tag puede utilizar cualquiera de las cuatro bandas de frecuencia: baja, alta, ultra alta, y de microondas.
Otra función de un interrogador es manejar la situación que se presenta cuando más de un tag responde simultáneamente a su interrogatorio. A esto se le llama procesamiento anti-colisión y se realiza a través de la electrónica del interrogador utilizando su software. Un lector tiene que estar conectado a través de cables de antenas para realizar la transmisión y recepción de señales. Los lectores portátiles pueden contar con antenas incorporadas o conectarse con módulos de lectura externos. Los lectores utilizan protocolos estándar de comunicación para comunicarse.
Las ondas de radiofrecuencia (RF) se generan cuando una corriente alterna pasa a través de un conductor. Las ondas se caracterizan por sus frecuencias y longitudes. La frecuencia se mide en hercios (o ciclos por segundo) y la longitud de onda se mide en metros (o centímetros).
Las ondas de radio son ondas electromagnéticas y viajan a la velocidad de la luz en el espacio libre.
La ecuación que une a la frecuencia y la longitud de onda es la siguiente: velocidad de la luz (c) = frecuencia x longitud de onda.
Se observa partir de la ecuación que, cuando la frecuencia de RF se incrementa, su longitud de onda disminuye.
La tecnología RFID utiliza cuatro bandas de frecuencia: baja, alta, muy alta y microondas. La baja frecuencia utiliza la banda de 120-140 kilo hertzios. La alta frecuencia utiliza la tecnología RFID en 13,56 MHz. En ultra alta frecuencia RFID utiliza la gama de frecuencias de 860 a 960 mega hertz. La RFID de microondas en general utiliza las frecuencias de 2,45 Giga Hertz y superiores. Para las cuatro bandas de frecuencia utilizadas en RFID, las frecuencias de microondas tienen la menor longitud de onda.
Las ondas electromagnéticas se componen de dos diferentes (pero relacionados campos) un campo eléctrico (conocido como el campo “E”), y un campo magnético (conocido como el campo “H”). El campo eléctrico se genera por las diferencias de voltaje. Dado que una señal de radiofrecuencia es una alternancia, el constante cambio de tensión crea un campo eléctrico que aumenta y las disminuye con la frecuencia de la señal de radiofrecuencia. El campo eléctrico irradia desde una zona de mayor tensión a una zona de menor voltaje.
En RFID, es importante ser conscientes de los dos campos que componen las ondas electromagnéticas. Esto se debe a que los tags RFID van a utilizar tanto el campo eléctrico como el campo magnético para comunicar su información, dependiendo de la frecuencia que los tags RFID estén utilizando. Los tags RFID en las bandas de frecuencia LF y HF utilizan el campo magnético, mientras que los tags RFID UHF y microondas utilizan el campo eléctrico.
Cuando un lector emite señales de radiofrecuencia, provoca variaciones en los campos eléctricos y magnéticos. Cuando un conductor, como la antena de un tag, se encuentra dentro del mismo campo variable, se genera una corriente en su antena.
Cuando un tag está cerca del campo de un lector, el acoplamiento de la antena del tag con el campo magnético de un lector genera corriente. Este acoplamiento es conocido como acoplamiento inductivo. El acoplamiento inductivo es el proceso de comunicación utilizado por tags pasivos LF y HF.
En el caso de los tags UHF y microondas, los tags modulan y reflejan la señal del lector para comunicarse con el lector. A esto se le llama comunicación pasiva backscatter (o modulación backscatter).
El término «energía» se refiere a la fuerza de la señal de radiofrecuencia. Puede considerarse como la suma de RF que se transmite, o la fuerza de la señal en el receptor. La unidad básica de energía es el watt. Sin embargo, en el mundo de RF, hablamos de poder en términos de milivatios, abreviado como mW. Un mW = .001 Watt.
Realizar cálculos utilizando la forma decimal de milivatios puede llegar a ser engorroso, por lo que la convención es hacer cálculos en términos de decibelios, o potencias de diez. La abreviatura “dB” se utiliza cuando se utiliza decibelios. En el caso de cálculos RF, normalmente se menciona a los niveles de energía con decibeles 1mW, y se utiliza la abreviatura «dBm».
Las Antenas desempeñan el papel más importante en una zona de lectura RFID. Sin ellas, no se puede diseñar o configurar una zona de interrogación. Las antenas están siempre conectadas a un interrogador. El interrogador utiliza antenas para transmitir y recibir señales de radiofrecuencia. Las antenas son fabricadas en diferentes formas y tamaños. Algunos de estos ejemplos son las antenas dipolo y las antenas de lazo.
La apariencia física de una antena no siempre denota el tamaño real del conductor en su interior. El tamaño de los conductores depende de la frecuencia de operación. Por ejemplo, una antena emisora de alta frecuencia de 13,56 MHz tendrá un conductor más grande que una antena que emite en ultra-alta frecuencia, operando en 910 MHz. El elemento conductor puede ser enrollado en varias ocasiones dentro de su carcasa, como consecuencia, una larga antena pueden aparecer pequeña.
Como regla general, cuanto mayor sea el tamaño real de la antena conductora, más energía irradiara y penetrará más profundo en los materiales.
Los tags pasivos no poseen fuente de alimentación interna. Reciben energía del lector a través del envío de una señal de ondas electromagnéticas induciendo una corriente en la antena del tag. Puesto que dependen de la energía electromagnética de radiofrecuencia tanto para la energía como para la comunicación, los tags pasivos pueden sufrir restricciones en el rango de lecto-escritura.
El rango de lectura de los tags pasivos es mucho menor en comparación con los tags activos (el rango de lectura de tags pasivos es de alrededor de 5m, pero puede ser de hasta 10m; el rango de lectura de tags activos puede llegar a varios kilómetros). Los tags pasivos utilizan backscatter pasivo para comunicarse con el lector y utilizan un campo magnético (denominado acoplamiento inductivo) y / o un campo eléctrico para la transferencia de energía. La utilización de uno u otro método de operación se determinan por el tipo de etiqueta y su frecuencia.
Los tags pasivos son actualmente requeridos por grandes minoristas como Wal-Mart y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Son de fácil producción en grandes cantidades y son los más económicos.
Los tags semi-pasivos son también llamados tags asistidos por batería. Utilizan una batería para alimentar el microchip del circuito, pero se comunican mediante la energía del lector. Este diseño mejora el tiempo de respuesta del tag, y aumenta el rango de lectura. Debido a su fuente de energía, los tags semi-pasivos son capaces de utilizar una mayor capacidad de memoria y de incluir capacidades de procesamiento adicionales.
Con la energía de pequeñas baterías similares a las de los relojes, los tags semi-pasivos se pueden utilizar para controlar las entradas de sensores. Los tags semi-pasivos se utilizan por ejemplo para registrar la temperatura de los productos frescos en tránsito.
Los tags Semi-pasivos son útiles para el seguimiento de artículos de elevado valor que tienen que ser escaneados por largos períodos, y llevar dentro sensores y mayor cantidad de memoria. Sin embargo, estos tags resultan aun demasiado costosos para colocarse en productos de bajo costo.
Los tags activos poseen una fuente de energía (por lo general, una batería) que se utiliza para alimentar el circuito del microchip y para transmitir la señal al lector. Esto permite que los tags activos puedan leerse a grandes distancias en comparación con los tags pasivos.
Debido a que contienen su propia fuente de energía, los tags activos también son capaces de responder a señales de menor nivel en comparación con los tags pasivos.
Los tags activos también pueden contener una mayor cantidad de memoria y funciones de procesamiento. Ellos pueden contener varios sensores para controlar las condiciones ambientales como temperatura, humedad o movimiento. Esta información puede entonces ser comunicada a un sistema central y / o ser almacenada en la memoria del tag. Algunos tags activos pueden comunicarse entre sí, así como con los demás lectores del sistema.
Dependiendo del diseño, un tag activo puede transmitir su identificación y datos adicionales sin ser interrogado por un lector. Estos tags son llamados “beacon” tags y pueden transmitir su señal a intervalos preestablecidos. Otros tags activos esperan a que el interrogador los consulte para activarse y transmitir su señal.
Los tags activos poseen una mejor relación señal / ruido debido a su habilidad para utilizar la banda ancha y la propagación del espectro de comunicación para mejorar su rendimiento contra el ruido de fondo y las interferencias. Los tags activos son generalmente utilizados en entornos difíciles, sobre todo en cercanía a metales y para comunicarse a través de grandes distancias. También se utilizan para localizar activos en tiempo real (Real-Time Location Systems).
Por estos motivos, los tags activos resultan más costosos. Los tags utilizados en sistemas de peaje para el control automático de automóviles son un ejemplo de aplicación típica de tags activos.
Un sistema básico RFID consiste en un tag RFID, un lector de RFID y una antena RFID. Un tag RFID consiste en un chip y una pequeña antena. Un lector de RFID lee y escribe datos al tag RFID utilizando una antena. Una antena RFID es un conducto de comunicación entre el tag y el lector. Son varios los métodos de identificación de objetos utilizando la tecnología RFID, pero la más común es almacenar un número de serie que identifica un producto, y tal vez otro tipo de información, en un microchip que se adjunta a una antena. (El chip y la antena juntos se denominan tag RFID.)
La antena permite al chip transmitir la información de identificación a un lector de RFID. El lector convierte las ondas de radio recibidas del tag RFID en datos que son transmitidos a las bases de datos o las computadoras que pueden almacenarlos para aplicar reglas de negocio predeterminadas.
Por ejemplo, supongamos que una tienda minorista tiene marcada la mercadería con tags RFID en estantes. Cuando un estante se encuentra casi vacío, la antena instalada en la plataforma puede informar al sistema de inventario al respecto. Esta información, a su vez, se envía al almacén y la plataforma se completa con la mercadería faltante de inmediato.
EPCglobal es una organización que lidera el desarrollo de estándares de la industria impulsados por las normas del Código Electrónico de Producto o EPC.
EPCglobal es un joint venture entre EAN International y el Uniform Code Council (o UCC). Fue creado para establecer y dar soporte a la red de EPC (Electronic Product Code) como una especificación mundial que llevara a un estándar internacional (ISO) a fin de lograr que la identificación de cualquier artículo dentro de la cadena de suministro sea inmediata, automática y exacta, y se ha transformado en la principal organización para el desarrollo de especificaciones en RFID.
Los legados de UCC y EAN International, junto a su creciente plataforma de organizaciones que participan como miembros, han sido todos conglomerados en una institución llamada GS1.
GS1 reúne formalmente el conjunto de especificaciones que es aceptado mundialmente, el sistema EAN.UCC, con una organización que no posee límites geográficos o de determinada industria.
La organización trabaja a través de EPCglobal US así también como otras organizaciones miembro (MOs) para manejar las suscripciones y servicios de EPCglobal y promover el desarrollo de EPC, como el futuro de la identificación automática.
La tecnología RFID puede ser utilizada para la ubicación física de un objeto. Uno de los métodos más populares de localización de objetos es el uso de tags activos. Los tags activos transmiten información a intervalos de tiempo predeterminados a lo largo de grandes distancias. El software del sistema de ubicación recoge automáticamente esta información y calcula y reporta casi en tiempo real la ubicación de los productos identificados con el tag.
Existen varios métodos de localización de objetos con tags activos. Uno de ellos es conocido como Real-Time Location Systems o RTLS (“Sistema de ubicación en tiempo real”)
RTLS es el uso de la tecnología RFID activa para localizar la ubicación específica de un producto utilizando un tag. Hay muchas maneras de lograrlo, pero todos se centran en un enfoque común, la triangulación.
Triangulación implica la medición de la distancia de un tag desde tres puntos de acceso situados en un área específica. En primer lugar, una señal es enviada desde el tag a un punto de acceso en la antena. Luego, la distancia se calcula a partir del tiempo que demora la señal en recorrer esa distancia. Conocer su distancia respecto de tres puntos conocidos le permite triangular su posición con excelentes niveles de precisión. RTLS se utiliza para el rastreo de productos de alto valor, tales como vehículos, contenedores y equipamiento médico entre otros.
A pesar de todas sus ventajas, los sistemas RTLS no son fáciles de implementar. El reto consiste en el control de diversas anomalías RF que pueden sesgar las mediciones.
Reflexiones, refracciones, absorción, y la interferencia a la RF pueden distorsionar el cálculo de tiempo / distancia necesario para el correcto funcionamiento de RTLS. Como resultado, la mayoría de las empresas RTLS certifican una precisión de sólo 2 a 5 metros. Debido al costo del tag activo, el hardware RTLS puede resultar muy costoso.
Al igual que cualquier inversión en tecnología, debe hacerse un adecuado análisis costo-beneficio para garantizar que los sistemas brinden los beneficios que justifiquen los costos involucrados.
Los datos RFID son diferentes porque grandes cantidades de información pueden generarse en tiempo real. Los datos generados en base a los negocios tradicionales normalmente se basan en los gráficos de ventas, inventarios, gráficos de producción, etc. Los datos RFID se generan directamente de la lectura de los tags aplicados a los productos.
Después de que la información es recopilada y archivada, es necesario extraer los datos detallados (incluso de la operación menos relevante). En este punto, el detalle de los datos es muy minucioso. Antes de la aparición de la tecnología RFID, la recopilación de información nunca fue tan detallada.
Veamos un ejemplo simple. Un depósito ha sido equipado con 10 lectores. Cada lector, lee un tag por segundo. Esto se traduce en 600 tags por minuto, o 864.000 tags por día. Cada tag envía 96 bits de información, (12 bytes); quiere decir entonces que el depósito necesitaría procesar más de 10 millones de bytes de información por día. Supongamos que se aplican ciertas reglas a los procesos del depósito. Por ejemplo, un lector solamente lee y envía datos cuando un tag entra o sale por una puerta y descarta el 90% del resto de la información capturada. Por ende, el depósito tiene alrededor de un megabyte de información que debe procesar cada día. Tengamos en cuenta la cantidad de datos que pueden ser generados en un depósito que tenga 400 portales, con un lector instalado en cada uno
Las tecnologías RFID y EPC constituyen la nueva generación en materia de etiquetado de productos y revolucionará la gestión de la cadena de abastecimiento. El desarrollo de la red EPC resulta fundamental en el marco de la implementación de la tecnología EPC. A fin de que los socios compartan, de un modo perfecto, la información del producto en tiempo real, deben ajustarse a una modalidad basada en estas normas para poder localizar y acceder a los datos de EPC.
EPCglobal ha seleccionado a VeriSign para proveer servicios de infraestructura destinados a la red EPC que apalanca la infraestructura de Internet ya existente a fin de crear un sistema de bajo costo y basado en la aplicación de estas normas con el objeto de encontrar y compartir información a lo largo de la cadena de abastecimiento.
VeriSign se encuentra bien posicionado para suministrar esta infraestructura que utiliza una plataforma DNS patentada, el Sistema Avanzado de Búsqueda y Señalización de Operaciones (ATLASTM). Utilizando ATLAS, VeriSign maneja miles de millones de resoluciones DNS diariamente para sitios “.com” y “.net” y opera 2 de los 13 servidores DNA raíz del mundo. La plataforma es capaz de escalar su capacidad actual varias veces sin afectar ni el rendimiento ni la confiabilidad.
La red globalizada bajo la denominación de EPCglobal se compone de 3 elementos claves:
• Servicios de información EPC (EPC-IS)
• Servicios de descubrimiento de EPC
• Servicio de Denominación de Objeto (“Object Name Service”) (ONS)
Al fabricarse una etiqueta RFID con un EPC, el EPC queda registrado dentro de ONS. La etiqueta RFID se adhiere a un producto mientras que EPC se convierte en una parte integrante de ese producto a medida que éste se desplaza a través de la cadena de abastecimiento. La información del producto en cuestión se agrega al EPC-IS del fabricante y el conocimiento de estos datos existe dentro de los servicios de información de EPC del fabricante para cumplimentar el servicio de descubrimiento de EPC.
Cuando el producto ya deja la planta de fabricación, esta salida queda automáticamente registrada en EPC-IS. Asimismo, cuando el producto arriba al siguiente punto en la cadena de abastecimiento (ej. el sitio del distribuidor), es automáticamente leído y registrado con el EPC-IS del distribuidor y con el Servicio de Descubrimiento de EPC.
Cuando el distribuidor necesita información del producto, solicita al ONS la ubicación del EPC-IS del fabricante. El ONS raíz brinda la ubicación del ONS del fabricante que, a su vez, proporciona la ubicación del EPC-IS del fabricante. Este proceso de consulta es transparente para el integrante de la cadena de abastecimiento y demora solamente milisegundos para ejecutarse. Con la ubicación del EPC-IS del fabricante, la aplicación del distribuidor puede solicitar información específica del producto en cuestión.
A medida que los productos avanzan a través de la cadena de abastecimiento, están en comunicación constante con el EPC-IS. El resultado es una visibilidad total en tiempo real de la cadena de abastecimiento, tal como muestra la ilustración precedente.
El ONS es el “pegamento” que mantiene unida a la Red EPCglobal; este servicio rastrea cada EPC-IS así como el Servicio de Descubrimiento de EPC. Los usuarios autorizados tienen acceso a inteligencia completa y de última hora acerca de cualquier producto. El ONS se ejecuta sobre la misma infraestructura del Domain Name System (DNS) (“Sistema de Denominación de Dominio”) de Internet que sirven como vía de los nombres de dominios a servidores específicos de la Web alrededor del mundo.
Son muchos los proveedores que describen la Red EPCglobal como la “Internet de las cosas”. Así como Internet guía a los usuarios a determinados servidores de la Web o de correos electrónicos, la Red EPCglobal conduce a los usuarios hacia la información relacionada con determinados productos. Esta red tiene un potencial mucho más grande y complejo que la red de websites en Internet. El Domain Name System (DNS) (“Sistema de Denominación de Dominio”) que convierte nombres de dominio a direcciones IP también procesa más de 10 mil millones de consultas a diario. Se espera que el ONS que brinda servicios similares para la Red EPCglobal logre procesar más de 100 mil millones de consultas por día. Una Red EPCglobal veloz y confiable exige contar con un sistema que pueda manejar 10 veces el tráfico del DNS.
Grupos privados están activamente en campaña en contra del uso de etiquetas de RFID en ítems de consumo masivo, reclamando que invaden la privacidad del consumidor.
¿Cuáles son las principales preocupaciones relacionadas con la privacidad?
• Las etiquetas pueden emitir información personal que puede interceptarse. Es decir, se adquieren hábitos, recetas médicas, etc.
• ¿Quién controla la información proveniente de los sistemas RFID?
• ¿Cómo se emplean los datos?
Cuestiones de ética comercial:
• Las etiquetas RFID que se utilizan en tarjetas de pago / de membresía podría almacenar información que, al descubrirse, podría utilizarse para fines no planeados de antemano.
• La comunidad RFID se ha presentado en sociedad pero sin incluir al público en general.
• La tecnología, en sí misma, no es invasiva. El problema reside en cómo se utilizan los datos una vez recopilados. La comunidad RFID ha demostrado cierta lentitud en el tratamiento de estas cuestiones y en tranquilizar a la opinión pública en general.
Cuestiones personales:
• Uso de información proveniente de etiquetas RFID para descubrir identidad y preferencias personales, acciones del consumidor, y ubicación.
• Mucha de la información cuya revelación temen los consumidores es exactamente el tipo de información que las compañías querrían tener para captar mercados y distribución así como para detectar tendencias.
• La preocupación principal consiste en que la identidad de la persona podría estar unida a los datos demográficos recolectados.
Existe una concepción equivocada sobre la tecnología RFID, en relación a la vulnerabilidad de las etiquetas comparada con otros métodos de identificación.
La información que actualmente contienen los tags RFID es menor a la que usted puede leer en una etiqueta de código de barras. La primera generación de chips supera los 128 bits de memoria. La segunda generación tendrá típicamente 512 bits (32 palabras aproximadamente). Los chips de RFID nunca fueron diseñados para acumular toda la información acerca de un producto. Ellos almacenan números seriales que no tienen ningún valor por sí mismos. Si alguien quisiera leer y descifrar los contenidos de un chip, necesitaría tener acceso a las bases de datos de la cadena de abastecimientos, las cuales están típicamente protegidas para la obtención de información descriptiva sobre el ítem, su fabricante, destino, costo, etc.
Las medidas de seguridad mencionadas pueden ser vulnerables, pero proveen una mejora significativa sobre el código de barras. Cualquier persona que posea una impresora láser puede escanear el código de barras de un ítem de bajo costo, imprimir copias y pegarlas en un ítem de alto precio en un supermercado para pagar de menos. Es evidente que violar un lector de etiquetas RFID resulta más complejo que falsificar una etiqueta de código de barras.
Por el contrario, RFID incrementará la detección automática y la prevención de pérdidas dentro de la cadena de abastecimiento. En el nivel de pallet, cajas y eventualmente a nivel de ítems, RFID reducirá las pérdidas generadas por una pobre reposición de productos y por robos internos y externos. La validación de códigos EPC está siendo utilizada para aplicaciones de trazabilidad en la industria farmacéutica con el objeto de detectar la falsificación de medicamentos y drogas. En el comercio minorista, RFID se utiliza para registrar automáticamente al comprador, brindando mayor seguridad al comprador a efectos de la garantía del producto, reembolsos y devoluciones.
Existe suficiente conocimiento práctico desarrollado en los últimos años para ayudar a todas las compañías a adoptar un acercamiento serio y profesional a la tecnología RFID. Las principales ideas equivocadas sobre la tecnología se aclaran a continuación:
Rango de Lectura: Las etiquetas UHF son pasivas, por lo tanto, tienen un rango de lectura menor a los 10 metros, y su uso dentro de la cadena de abastecimientos no constituye una invasión a la privacidad o una tentativa por espiar las privacidades individuales.
Lectura y escritura en movimiento: Las etiquetas RFID casi siempre se leen a alta velocidad pero ciertamente no son escritas del mismo modo. El rango de programación de la etiqueta es 30 por ciento menor al de lectura. El tag necesita ser primero programado antes de responder al subsiguiente programa de lectura en velocidad. La mayoría de las implementaciones de etiqueta UHF pasivas usan una impresora / codificadora en el pro-grama inicial, y luego usan la etiqueta en modo de “sólo lectura”.
Las empresas son cada vez más conscientes acerca de la importancia de obtener una lectura confiable de la etiqueta en cada punto de la cadena de abastecimientos, sabiendo que ellas pueden utilizar bases de datos externas para realizar el seguimiento de su estado.
Reemplazante del Código de barras: RFID tiene numerosas ventajas sobre el código de barras, entre ellas, la de acelerar el movimiento de materiales y crear cadenas de abastecimiento más eficientes. Donde estos objetivos se alcancen, RFID reemplazará al código de barra y a otras tecnologías de identificación automática. Sin embargo, RFID nunca reemplazará a las etiquetas visibles y a la identificación de productos que ayuda a los trabajadores en la dentificación de contenidos y en el cumplimiento de su trabajo. El código de barras tiene sus limitaciones, pero mientras continúe siendo utilizado en el envase por parte del consumidor y mientras la infraestructura de código de barras siga proveyendo beneficios, continuará siendo utilizado durante muchos años.
Los tags RFID operan principalmente en cuatro bandas de frecuencia: baja frecuencia (LF) que opera en el rango de 120 a 140 kilohertz; alta frecuencia (HF), que funciona a 13,56 megahertz; ultra alta frecuencia (UHF) operando dentro de los 860 a 960 megahertz y ultra alta frecuencia (microondas) que opera a 2.45 gigahertz (o por encima).
Recuerde que la frecuencia es un factor importante en la selección de un tag RFID, porque decide la distancia de comunicación entre los tags y los lectores.
Baja Frecuencia (LF)
Los tags de baja frecuencia (LF) utilizan la frecuencia de 120 a 140 kilohertz y operan por acoplamiento inductivo para obtener energía de un lector. Los tags LF tienen una bobina de inducción en lugar de una antena. Son adecuados para aplicaciones que requieren lectura de pequeñas cantidades de datos a baja velocidad. Los tags pasivos LF pueden ser leídos desde una distancia inferior a 0,5 metros.
Las ondas de radio de baja frecuencia pueden penetrar con facilidad materiales como el agua, tejidos, madera y aluminio, entre otros. Por lo tanto, los tags LF se pueden utilizar para etiquetar productos de metal o que contengan líquidos.
Los tags LF son relativamente más costosos, ya que requieren bobinas de inducción con un diámetro más grande. Esto implica utilizar más metal de cobre, que habitualmente resulta más costoso.
Aplicaciones comunes de tags LF son la identificación de animales, aplicaciones de seguridad para automóviles como los llaveros electrónicos para el control de encendido y la vigilancia electrónica de artículos (EAS).
Alta Frecuencia (HF)
Los tags de alta frecuencia (HF) utilizan 13,56 megahertz y operan por acoplamiento inductivo. Los tags HF tienen una bobina de inducción en lugar de una antena. Al igual que ocurre con los tags LF, los tags de alta frecuencia son también adecuados para aplicaciones que requieren lectura de pequeñas cantidades de datos a baja velocidad, siendo leídos a cortas distancias. La distancia de lectura por lo general se encuentra por debajo de un metro.
Las ondas de radio de alta frecuencia pueden penetrar relativamente bien, materiales como el agua, tejidos, madera y aluminio. Por lo tanto, los tags HF, pueden utilizarse para el etiquetado de productos que contienen metales, líquidos, etc. Los tags HF son relativamente menos costosos si se compara con los tags LF, debido al menor diseño de su bobina de inducción.
Una de las aplicaciones más comunes de tags de alta frecuencia se encuentra en tarjetas inteligentes y control de acceso de personas utilizando un lector de tarjetas de identificación.
Ultra Alta Frecuencia (UHF)
Los grandes minoristas como Wal-Mart y el Departamento de Defensa de los EE.UU. han solicitado a sus proveedores la utilización de tags pasivos de ultra alta frecuencia en cajas y pallets. Los tags UHF funcionan en un rango de 860 a 960 megahertz de frecuencia.
Los tags pasivos UHF se acoplan con el campo del lector de forma capacitiva utilizando el campo eléctrico. En algunos casos los tags pueden utilizar el campo magnético de inducción cuando están cerca del transmisor. Estos diseños de tags poseen antenas en lugar de bobinas de inducción. Algunos tags UHF tienen un rango de lectura de hasta 15 metros.
Las ondas de radio UHF se curvan o refractan fácilmente en torno a materiales sólidos. Por lo tanto, los tags UHF no necesitan una línea de visión para la comunicación con los lectores RFID.
Las ondas de radio UHF son absorbidas por el agua y se reflejan en los metales. Por lo tanto, los tags UHF pasivos no pueden utilizarse directamente para identificar productos líquidos o elementos metálicos.
Actualmente existen diseños inteligentes de tags e ingeniosas ideas se han generado para superar este problema.
Con los tags UHF, la tasa de velocidad de lectura de datos es bastante alta, a veces llega a más 1500 tags por segundo (para los nuevos tags Gen 2). Vamos a analizar los tags Gen 2 más adelante.
Debido a los avances en diseño de los chips de los tags UHF éstos resultan menos costosos.
Los tags UHF pasivos generalmente se utilizan para identificar cajas y pallets y realizar su seguimiento en la cadena de suministro. Recientemente, se han utilizado para monitorear en tiempo real la cantidad de ítems en las góndolas inteligentes. Wal-Mart y el Departamento de Defensa de los EE.UU. iniciaron la revolución de RFID, exigiendo la utilización de tags pasivos UHF en cajas y pallets.
Diferentes regulaciones nacionales permiten utilizar diversas frecuencias UHF en la banda 860-960 MHz. En los E.E.U.U., la banda de frecuencia UHF permitida es 902 – 928 MHz.
Dependiendo de la implementación especifica que se trate, puede requerirse el uso de una impresora / codificador RFID. El hecho de tomar un punto de etiquetado ya existente y añadir RFID a la etiqueta facilitará la visibilidad serializada que impulsa la adopción de RFID de un modo tan significativo como el que se observa hoy en día.
Nota: Muchas compañías que cumplen con exigencias de sus clientes, incorporan estos dispositivos en los centros de distribución, para realizar el envió de sus productos a aquellos clientes que así lo requieren. Las impresoras / codificadores RFID pueden implementarse con gran facilidad y velocidad y resultan ser dispositivos muy eficaces en la medida en que se embarque un pequeño volumen de mercadería. Esta aplicación inicial de cumplimiento de exigencias se denomina “identificar y despachar”. Una vez que la operación alcanza volúmenes significativos, este método ya no resulta eficaz desde el punto de vista del costo y comienza a ser más sensato trasladar la operación de etiquetado hacia un proceso automatizado en la fabricación.
Función de una Impresora / Codificador RFID
Las impresoras / codificadores RFID pueden leer, escribir e imprimir etiquetas inteligentes. Las etiquetas inteligentes son leídas, escritas y verificadas dentro de la impresora antes de proceder a la impresión utilizando el lector RFID que se ha instalado dentro a tal efecto. Cuando se observa alguna falla en la etiqueta, las impresoras marcarán la etiqueta (por lo general, imprimen una etiqueta con la palabra “NULO”) avanzando a la siguiente etiqueta, asegurando una extrema confiabilidad en aplicaciones criticas.
Diferentes materiales afectarán el rendimiento de un tag. La respuesta de un tag, además de depender de su construcción, depende fundamentalmente del producto a identificar y de su envase (que puede ser cartón, plástico, metal, líquido y otros materiales).
También depende de los espacios de aire disponible y otros factores como la orientación del tag respecto del a antena. El comportamiento de un material dependerá también de las frecuencias de RF en que se opere. En las frecuencias UHF, los metales reflejan la energía de RF, y los líquidos absorben la energía de RF.
Otros materiales densos como el papel y la madera pueden absorber energía de radiofrecuencia, generando efectos negativos en el rendimiento de un tag. Baja y alta frecuencia de las ondas no son reflejadas por los metales o absorbidas por líquidos. Los Tags que operan en baja frecuencia (LF) son especialmente buenos si el entorno operativo contiene metales, líquidos, suciedad, nieve o barro.
El primer uso de identificación por radiofrecuencia (o RFID) a gran escala se llevo a cabo durante la Segunda Guerra Mundial. Los británicos querían ser capaces de distinguir entre sus propios aviones que regresaban de la costa y los del enemigo. El sistema se desarrolló de la siguiente manera: se colocó un tag en las aeronaves aliadas. Al dar la respuesta adecuada a la señal, una aeronave propia podía ser distinguida automáticamente de una perteneciente al enemigo.
Con más investigaciones y mejores conocimientos, la tecnología RFID creció y se desarrollo en los años 70. En 1973, Charles Watson patentó la tecnología que actualmente conocemos como RFID pasiva.
Las aplicaciones comerciales de RFID también comenzaron en este momento. Empresas como Sensormatic y Checkpoint se fundaron a fines del 1960. Estas empresas, desarrollaron el control electrónico de artículos (EAS) para contrarrestar el robo. Los sistemas EAS utilizan a menudo tags de “un” bit a través de los cuales se detecta únicamente la presencia o ausencia del mismo, permitiendo que los tags sean más económicos y provean la eficacia requerida para prevenir los robos. El sistema antirrobo EAS es posiblemente el primer y más extendido uso comercial de la tecnología RFID en el mundo.
Posteriormente fueron desarrollados sistemas de identificación vehicular que fueron los precursores de los actuales sistemas de telepeaje y de gestión de flotas de camiones, ferrocarriles y otros medios de transporte.
Con la tecnología RFID en crecimiento durante medio siglo, la actual vigencia de RFID entró en vigor en 1999, cuando se creó el laboratorio de identificación automática (Auto-ID Lab) en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), con financiación de Procter & Gamble y Gillette. El Auto-ID Lab creó una solución utilizando la tecnología RFID combinada con códigos de producto electrónico (EPC) en sustitución de los sistemas de código de barras. Los tags RFID que el Auto ID Lab creo, almacenan un código electrónico de producto univoco (denominado por sus siglas EPC) en un microchip que se transmite a través de una antena a los lectores RFID.
Algunos usos comunes de la tecnología RFID incluyen:
• Sistemas de control de acceso
• Gestión y seguimiento de documentos
• Sistemas de Pago Electrónico
• Sistemas de control y cobro de peajes
• Administración de playas y centros de distribución (ingreso y pesaje de camiones)
• Seguimiento de contenedores (puertos, zonas francas)
• Control de activos retornables
• Control de activos informáticos
• Trazabilidad de medicamentos
La tecnología RFID puede ser utilizada para la ubicación física de un objeto. Uno de los métodos más populares de localización de objetos es el uso de tags activos. Los tags activos transmiten información a intervalos de tiempo predeterminados a lo largo de grandes distancias. El software del sistema de ubicación recoge automáticamente esta información y calcula y reporta casi en tiempo real la ubicación de los productos identificados con el tag.
Existen varios métodos de localización de objetos con tags activos. Uno de ellos es conocido como Real-Time Location Systems o RTLS (“Sistema de ubicación en tiempo real”)
RTLS es el uso de la tecnología RFID activa para localizar la ubicación específica de un producto utilizando un tag. Hay muchas maneras de lograrlo, pero todos se centran en un enfoque común, la triangulación.
Triangulación implica la medición de la distancia de un tag desde tres puntos de acceso situados en un área específica. En primer lugar, una señal es enviada desde el tag a un punto de acceso en la antena. Luego, la distancia se calcula a partir del tiempo que demora la señal en recorrer esa distancia. Conocer su distancia respecto de tres puntos conocidos le permite triangular su posición con excelentes niveles de precisión. RTLS se utiliza para el rastreo de productos de alto valor, tales como vehículos, contenedores y equipamiento médico entre otros.
A pesar de todas sus ventajas, los sistemas RTLS no son fáciles de implementar. El reto consiste en el control de diversas anomalías RF que pueden sesgar las mediciones.
Reflexiones, refracciones, absorción, y la interferencia a la RF pueden distorsionar el cálculo de tiempo / distancia necesario para el correcto funcionamiento de RTLS. Como resultado, la mayoría de las empresas RTLS certifican una precisión de sólo 2 a 5 metros. Debido al costo del tag activo, el hardware RTLS puede resultar muy costoso.
Al igual que cualquier inversión en tecnología, debe hacerse un adecuado análisis costo-beneficio para garantizar que los sistemas brinden los beneficios que justifiquen los costos involucrados.
Los datos RFID son diferentes porque grandes cantidades de información pueden generarse en tiempo real. Los datos generados en base a los negocios tradicionales normalmente se basan en los gráficos de ventas, inventarios, gráficos de producción, etc. Los datos RFID se generan directamente de la lectura de los tags aplicados a los productos.
Después de que la información es recopilada y archivada, es necesario extraer los datos detallados (incluso de la operación menos relevante). En este punto, el detalle de los datos es muy minucioso. Antes de la aparición de la tecnología RFID, la recopilación de información nunca fue tan detallada.
Veamos un ejemplo simple. Un depósito ha sido equipado con 10 lectores. Cada lector, lee un tag por segundo. Esto se traduce en 600 tags por minuto, o 864.000 tags por día. Cada tag envía 96 bits de información, (12 bytes); quiere decir entonces que el depósito necesitaría procesar más de 10 millones de bytes de información por día. Supongamos que se aplican ciertas reglas a los procesos del depósito. Por ejemplo, un lector solamente lee y envía datos cuando un tag entra o sale por una puerta y descarta el 90% del resto de la información capturada. Por ende, el depósito tiene alrededor de un megabyte de información que debe procesar cada día. Tengamos en cuenta la cantidad de datos que pueden ser generados en un depósito que tenga 400 portales, con un lector instalado en cada uno.
ISO (Organización Internacional de Normalización) es el mayor creador de estándares a nivel mundial.
Las normas ISO son usadas como base para otras organizaciones de estandarización. ISO ha publicado los estándares técnicos principales para RFID, los cuales están designados para ser utilizados en cualquier parte del mundo.
El IEC promueve la cooperación internacional de estandarización electro-técnica, como ser la evaluación de conformidad para con las normas en los campos de la electricidad, la electrónica, y otras tecnologías relacionadas, como RFID.
Las series 18000 se refieren a la administración de interfaces aéreas. La parte 1 de ISO 18000 hace referencia a parámetros genéricos para la interfaz aérea en frecuencias aceptadas mundialmente. La parte 2 de ISO 18000 especifica los parámetros para las comunicaciones de interfaz aérea por debajo de 135 kHz. La parte 3 de ISO 18000 especifica los parámetros para las comunicaciones de interfaz aérea de13.56 MHz.
La parte 4 de ISO18000 especifica los parámetros para las comunicaciones de interfaz aérea de 2.45 GHz. La parte 6 de ISO 18000 especifica los parámetros para las comunicaciones de interfaz aérea de 860 a 960 MHz y finalmente, la parte 7 de ISO18000 especifica los parámetros para las comunicaciones de interfaz aérea de de 433 MHz.
La parte 5 de ISO18000 referida a las comunicaciones en 5.8 GHz ha sido retirada.
Las partes 6A y 6B de ISO 18000 específica los lineamientos para RFID pasivo en la banda UHF (900 MHz). EPC Clase 1 Generación 2 será establecida como parte de la sección 6C, luego de ser ratificada por ISO
