El ABC de la RFID: Conocimiento y uso de la ... - Intermec

Documentación técnica
El ABC de la RFID:
Conocimiento y uso de la
identificación por radiofrecuencia
ÍNDICE
Introducción 2
Cómo funciona la tecnología RFID 2
Etiquetas RF (transpondedores) 2
Opciones de lector/grabador 3
Uso de la tecnología RFID 4
Conclusión 4
Rendimiento de la tecnología RFID 3
Frecuencia 3
Alcance 3
Seguridad 4
Estándares 4

INTRODUCCIÓN
La identificación por radiofrecuencia (RFID) es una de las tecnologías
con mayor crecimiento y que más beneficios aportan
a las empresas que la están adoptando. La adopción de la
tecnología de captura automática de datos (ADC) ha experimentado
recientemente un despegue espectacular gracias
al establecimiento de estándares de base, a las exigencias de
los gobiernos y de las grandes cadenas de distribución, al mayor
desarrollo tecnológico y a los menores costes de implementación.
La tecnología RFID aporta un gran valor a múltiples industrias
y aplicaciones. Sin embargo, las percepciones erróneas
sobre lo que es la RFID y lo que puede hacer generan obstáculos
que desaniman a algunas empresas a sacar partido de ella.
Este estudio ofrece una visión global de la RFID, de la tecnología
y de sus prestaciones, describe las frecuencias y tecnologías
utilizadas habitualmente en las aplicaciones empresariales,
identifica los principales estándares y presenta una serie de
métodos para obtener un mayor beneficio, precisión, calidad
y seguridad.
La “RFID” hace referencia a un tipo de tecnología de intercambio
inalámbrico de datos. La lectura y grabación de los datos
se realiza a partir de un chip conectado a una antena que recibe
señales de radiofrecuencia desde un dispositivo de lectura y
grabación (denominado normalmente lector, codificador o interrogador).
El intercambio de datos se produce automáticamente,
sin que ningún operador tenga que intervenir para activar la
lectura de RFID.
La tecnología RFID ofrece una serie de ventajas importantes
en comparación con otras formas de captura de datos:
• La RFID permite monitorizar y capturar datos en entornos
inadecuados para los operarios, ya que la lectura de las
etiquetas no requiere ningún trabajo.
• Esta tecnología permite realizar más de mil lecturas por
segundo, ofreciendo una alta velocidad y una gran precisión.
• Los datos de una etiqueta RFID se pueden modificar
reiteradamente.
• La tecnología RFID no necesita una línea directa de visión
entre la etiqueta y el lector; esto la convierte en idónea
para muchas aplicaciones en las que no se pueden utilizar
códigos de barras.
• Miles de empresas de múltiples sectores han explotado las
ventajas de la identificación por radiofrecuencia para realizar
operaciones que monitorizan procesos, proporcionan datos
precisos en tiempo real, realizan el seguimiento de bienes
e inventarios y reducen las necesidades de mano de obra.
• La tecnología RFID se puede utilizar conjuntamente
con sistemas de códigos de barras y redes inalámbricas.
a los artículos y a menudo forman parte de una etiqueta
adhesiva de código de barras. Estos transpondedores también
se pueden encapsular en envoltorios más duraderos, así como
en tarjetas de identificación o pulseras. Los lectores pueden ser
unidades autónomas desatendidas (por ejemplo, destinados al
control de una puerta de expedición o una cinta transportadora),
estar integrados en un terminal portátil para su uso en una
carretilla elevadora o con la mano o incluso se pueden incorporar
a impresoras de código de barras.
El lector envía una señal de radio que es recibida por todos
los transpondedores que trabajan en la misma frecuencia. Los
transpondedores reciben la señal a través de sus antenas y responden
transmitiendo los datos que almacenan. El transpondedor
puede almacenar múltiples tipos de datos, como el número
de serie, instrucciones de configuración, historial de actividad
(por ejemplo, fecha del último mantenimiento, paso del transpondedor
por una ubicación concreta, etc.) o incluso la temperatura
y otros datos proporcionados por sensores. El dispositivo
de lectura/escritura recibe la señal del transpondedor a través de
su antena, la descodifica y transfiere los datos al sistema informático
a través de una conexión de cable o inalámbrica.
Los apartados siguientes facilitan más información acerca de
los transpondedores, lectores, impresoras y rendimiento de la
tecnología RFID.
Etiquetas RF (transpondedores)
Los transpondedores RFID constan de dos elementos básicos:
un chip y una antena. El chip y la antena, montados, forman un
ensamble (figura 1).
Chip (revestido)
Antena
Inserción
Figura 1: Ensamble electrónico – Componentes de la etiqueta RFID
Después, el ensamble se encapsula en otro material para formar
el transpondedor o etiqueta final (figura 2).
CÓMO FUNCIONA LA TECNOLOGÍA RFID
Los sistemas RFID constan de etiquetas de RF o transpondedores
–un transpondedor o transponder es un dispositivo que
emite una señal identificable en respuesta a una interrogación.
El término surge de la fusión de las palabras Transmitter
(Transmisor) y Responder (Respondedor)–, lectores y software
para procesar los datos. Los transpondedores se suelen aplicar
Figura 2: Etiqueta RF final
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Hay diversos tipos de transpondedores para los diferentes
entornos de trabajo. Por ejemplo, puede que los transpondedores
adecuados para las cajas de cartón que contengan artículos
de plástico no sean los más idóneos para palés de madera,
contenedores metálicos o vidrio. Los transpondedores pueden
ser tan diminutos como un grano de arroz o tener el tamaño de
un ladrillo, o ser lo suficientemente delgados y flexibles como
para caber dentro de una etiqueta adhesiva. Las prestaciones
de los transpondedores también varía enormemente, en aspectos
como la capacidad de lectura y escritura, la memoria y los
requisitos eléctricos.
Las etiquetas de papel delgado conocidas como “etiquetas
inteligentes” suelen emplearse en aplicaciones de un solo uso,
como en el caso de la identificación de cajas y palés. La impresora
y los codificadores producen etiquetas inteligentes según
las necesidades, codificando el transpondedor al tiempo que
imprimen texto o un código de barras en la etiqueta externa.
Las etiquetas inteligentes satisfacen la mayoría de los requisitos
de etiquetado RFID para cajas y palés.
La duración de las etiquetas RFID también varía en función de
la aplicación y el entorno. Los transpondedores utilizados para
la identificación permanente se pueden encapsular de modo que
soporten temperaturas extremas, humedad, ácidos y disolventes,
pintura, grasa y otros elementos que dañan al texto, a los
códigos de barras y a otras tecnologías de identificación óptica.
Las etiquetas RFID se pueden reutilizar y adecuar para una identificación
permanente; el resultado es una ventaja en el coste
total de propiedad sobre las etiquetas de códigos de barras y
otros métodos de identificación desechables o no permanentes.
Las etiquetas RFID pueden ser de sólo lectura o de lectura/
escritura; esta última opción es el estándar. Las etiquetas de
sólo lectura se programan en origen con un número de serie y
otros datos inalterables. Los datos de las etiquetas de lectura/
escritura se pueden leer y/o escribir miles de veces. Las etiquetas
de lectura/escritura suelen estar particionadas en un área
segura de sólo lectura definida por el usuario, que incluye un
número de identificación exclusivo y una parte grabable de
memoria que los usuarios pueden escribir siempre que quieran.
De esta manera, el usuario puede codificar de modo permanente
un número identificativo del palé en la memoria de sólo lectura
y utilizar posteriormente las secciones de lectura/escritura
para registrar los artículos cargados en el palé. Después, una
vez descargado el palé, la sección grabable se puede borrar y
reutilizar. Para obtener más información acerca de las aplicaciones
y la tecnología de lectura/escritura, consulte el documento
técnico de Intermec The Write Stuff: Understanding the Value
of Read/Write Functionality.
Los transpondedores también se clasifican en pasivos, semipasivos
o activos. Los transpondedores pasivos, sin duda los
más comunes, reciben la energía de transmisión del lector. Todas
las etiquetas inteligentes RFID son pasivas. Los transpondedores
activos incluyen una batería para alimentar las transmisiones,
lo que también proporciona un mayor alcance. Por esto los
transpondedores activos son más grandes y más caros que los
pasivos. Los transpondedores semi-pasivos se comunican del
mismo modo que los transpondedores pasivos, aunque también
incorporan una batería. Su alcance se encuentra entre el pasivo y
el activo y, aunque sus baterías son de larga duración, su tamaño
es comparable al de los transpondedores pasivos.
Opciones de lector/grabador
Los dispositivos RFID tienen una gran flexibilidad para su ubicación
ya que, a diferencia de los lectores de códigos de barras,
no se necesita una línea de visión directa y los alcances de lectura
pueden ser muy amplios. Los lectores, por ejemplo, se
pueden instalar bajo el suelo y montar en el techo. Además,
la banda de frecuencia ultra alta (UHF) utilizada en la mayoría
de sistemas RFID comerciales pueden proporcionar un alcance
de lectura superior a 10 metros. Los lectores portátiles se pueden
integrar con terminales portátiles o impresoras de etiquetas
inteligentes; también se pueden montar en vehículos (por ejemplo,
carretillas elevadoras).
Asimismo, los sistemas RFID pueden funcionar simultáneamente
con redes inalámbricas y suelen integrarse con redes WLAN
para intercambiar datos con los sistemas de los servidores
centrales, ya que estas redes no causan interferencias con
los sistemas RFID. Los antiguos equipos propietarios de redes
inalámbricas de 915 MHz sí pueden causar interferencias con los
sistemas RFID UHF, aunque actualmente el uso de estos dispositivos
es muy limitado.
RENDIMIENTO DE LA TECNOLOGÍA RFID
Las características básicas descritas anteriormente se aplican a
todas las tecnologías RFID. Los sistemas RFID varían en función
del alcance y la frecuencia utilizados, de la memoria del chip, de
la seguridad, del tipo de datos capturados y de otras características.
Entender correctamente estas variables es básico para
conocer el rendimiento de la tecnología RFID y el modo de aplicarla
a las operaciones. En los apartados siguientes hay una
breve descripción de las características más importantes de la
tecnología RFID.
Frecuencia
La frecuencia es el factor principal que determina el alcance
de la RFID, la inmunidad frente a las interferencias y otros parámetros
del rendimiento. La mayor parte de los sistemas RFID
en el mercado operan en la banda UHF, entre 859 y 960 MHz,
o en la alta frecuencia (HF), a 13,56 MHz. Otras frecuencias RFID
habituales son la de 125 KHz (una frecuencia de corto alcance
que se suele utilizar para la identificación de vehículos), y las de
430 MHz y 2,45 GHz, usadas ambas en la identificación de largo
alcance, generalmente con transpondedores caros y alimentados
con batería. La banda UHF se utiliza más en aplicaciones de
cadena de suministros y de automatización industrial. El conocido
estándar Gen 2 de EPCglobal (del que se hablará más tarde)
es una tecnología UHF.
Alcance
El alcance de lectura de un sistema RFID (la distancia al transpondedor
a la que debe estar la antena del lector para leer los
datos almacenados en el chip del transpondedor) varía de unos
cuantos centímetros a decenas de metros, en función de la frecuencia
utilizada, de la potencia y de la sensibilidad direccional
de la antena. La tecnología HF se utiliza en las aplicaciones de
corto alcance, ya que el alcance máximo de lectura es de unos
tres metros. La tecnología UHF proporciona un alcance de lectura
de 20 metros o más. El alcance también depende enormemente
del entorno físico inmediato; la presencia de metales y
líquidos puede causar interferencias que afecten al desempeño
del alcance y de la lectura/escritura. Así, es posible que varios
sistemas de la misma instalación funcionen con alcances
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distintos, según el entorno más cercano y la posición de la
antena. En los transpondedores de lectura/escritura, el alcance
de lectura suele superar al alcance de escritura.
Seguridad
Los chips RFID son extremadamente difíciles de falsificar. Un
pirata informático necesitaría conocimientos especializados
de ingeniería inalámbrica, de algoritmos de codificación y de
técnicas de cifrado. Además, se pueden aplicar distintos niveles
de seguridad a los datos del transpondedor, haciendo que los
datos sean legibles en algunos puntos de la cadena de suministros
pero no en otros. Algunos estándares RFID incluyen elementos
de seguridad adicional. Debido a esta seguridad innata,
la agencia americana de alimentación y medicamentos (FDA)
ha alentado el uso de la tecnología RFID para evitar las falsificaciones
farmacéuticas. Gracias a ello, los fabricantes de medicamentos
han empezado a explotar la relativa invulnerabilidad
de la tecnología RFID, al igual que los fabricantes de componentes
electrónicos, artículos textiles, etc.
Estándares
En los primeros días de la RFID, existía la percepción errónea
de que se trataba de una tecnología propietaria que carecía
de estándares. Actualmente hay numerosos estándares que
garantizan la diversidad de frecuencias y aplicaciones. Por
ejemplo, existen estándares RFID para la gestión de artículos,
contenedores logísticos, tarjetas de pago, identificación de
animales, identificación de ruedas y neumáticos y muchos
otros usos. La Organización Internacional de Estándares (ISO)
y EPCglobal Inc. son dos de las organizaciones de estándares
más importantes para la cadena de suministros. Muchos estándares
nacionales e industriales se basan en estándares ISO
o EPCglobal, como por ejemplo el estándar ANSI MH10.8.4 de
EE.UU. para la identificación de contenedores retornables
(según una especificación ISO).
Por definición, los estándares ISO se pueden utilizar en cualquier
lugar del mundo y funcionan como normativa nacional
en muchos países. El estándar EPCglobal UHF Generation 2
(EPC Gen 2) ha sido remitido a la organización ISO y se espera
que forme parte de la serie de estándares ISO-18000.
El estándar Gen 2 se creó con el objetivo de facilitar el uso de
los números de Código de Producto Electrónico (Electronic
Product Code, EPC), que permiten identificar de modo exclusivo
objetos como palés, cajas o productos individuales. Los estándares
EPC proporcionan las especificaciones técnicas de RFID
y un sistema de numeración para la identificación única e
inequívoca de los artículos. Gen 2 y otros estándares EPC son
administrados por EPCglobal, una organización filial de GS1 (la
misma organización sin ánimo de lucro que emite números UPC
y gestiona el sistema EAN.UCC). Muchos fabricantes, minoristas,
empresas, organizaciones del sector público y asociaciones
industriales han adoptado o validado los estándares EPC, en
especial el Gen 2.
Visite el sitio Web de Intermec (www.intermec.com/RFID)
para obtener más documentos e información acerca del estándar
Gen 2 y de la tecnología RFID.
USO DE LA TECNOLOGÍA RFID
La tecnología RFID es una opción válida en los casos en que no
resulta práctico o es imposible utilizar otras tecnologías o tareas
manuales para capturar datos. RFID funciona en entornos en los
que factores como la línea de visión indirecta, los requisitos de
lectura de alta velocidad, la temperatura extrema y la exposición
a gases y elementos químicos impiden el uso de otros métodos
de captura de datos. La tecnología RFID aporta un elemento
de comodidad en innumerables tareas habituales. Los consumidores
suelen utilizar la identificación por radiofrecuencia para
abrir las puertas de los vehículos a distancia, para registrar de un
modo rápido la entrada y salida de libros en las bibliotecas o para
acelerar las transacciones pasando un dispositivo de autenticación
en las estaciones de servicio. Las empresas confían en la
tecnología RFID para ubicar y realizar el seguimiento de miles
de bienes, envíos y artículos de inventario, de una forma segura.
Además, la tecnología RFID tiene un gran potencial aún no
explotado, especialmente si se integra con otras tecnologías
y aplicaciones de software. Imagine un sensor de temperatura
o de choque integrado en un transpondedor RFID que permita
emitir avisos automáticos en situaciones de cambio que puedan
dañar o estropear los productos. La tecnología RFID y los sistemas
de redes inalámbricas se pueden integrar y ofrecer opciones
de monitorización a tiempo completo y a gran escala. Los movimientos
de inventario en las ubicaciones monitorizadas pueden,
por ejemplo, activar automáticamente una petición de reposición
de artículos o contactar con los responsables de seguridad
si un artículo es trasladado por personal no autorizado. Estas
aplicaciones ya se están utilizando, al igual que otros novedosos
sistemas que aumentan la comodidad y la eficiencia en los ámbitos
de las transacciones de los consumidores, de la sanidad, de
la identificación personal, de la fabricación, de la logística, de la
gestión de activos y de muchas otras operaciones.
CONCLUSIÓN
Intermec Technologies Corp. ofrece una amplia gama de servicios
y productos que ayudan a las organizaciones a evaluar si pueden
aprovechar las ventajas de la tecnología RFID y la manera de integrarla
en los procesos ya existentes de las empresas. Intermec
es una empresa líder en el desarrollo de estándares y tecnología
RFID, con una amplia experiencia a la hora de ayudar a las organizaciones
a implementar sistemas completos de captura de datos
con RFID. Visite nuestro sitio Web para ver los estudios de casos
concretos de usuarios de RFID en múltiples sectores productivos;
además podrá consultar documentos adicionales acerca de
la tecnología RFID y otros temas relativos a la captura de datos.
Intermec lleva más de 40 años ayudando a las empresas a beneficiarse
de las tecnologías de captura de datos.
Visítenos hoy en la dirección www.intermec.com/RFID para
conocer de qué modo Intermec puede ayudarle a prepararse para
la tecnología RFID.
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