Identificación por radiofrecuencia (RFID)

1. ¿Qué es?

La identificación por radiofrecuencia o RFID es una tecnología que permite la transmisión de la identidad de un objeto (como un número de serie) mediante ondas de radio. Las etiquetas (tags) RFID, son pequeños dispositivos, parecidos a una pegatina, que pueden incorporarse a un producto, y pueden recibir y responder a peticiones por radiofrecuencia desde un emisor-receptor RFID. Hay tags pasivos (que no requieren alimentación) y activos. Una gran ventaja del empleo de RFID (en lugar de infrarrojos, por ejemplo) es que no requiere visión directa entre emisor y receptor.

2. Funcionamiento

La tecnología RFID se basa en la transmisión de datos por campos electromagnéticos para la identificación sin contacto, y está formada por tres elementos básicos:

• Una etiqueta o tag, que lleva una microantena incorporada
• Un lector de tags
• Una base de datos

El lector envía una serie de ondas de radiofrecuencia al tag o transpondedor, que con captadas por la microantena. Las ondas activan el microchip, el cual a través de la microantena y mediante ondas de radiofrecuencia, transmite al lector el código del producto. El lector usa el código recibido para el servicio para el que ha sido pensado, como puede ser enviarlo a una base de datos en la que previamente se han registrado las características del producto que lleva el tag (fecha de fabricación, de caducidad, nº de serie, etc.)

El tag se compone de una antena y un pequeño chip. Este último es el auténtico portador de la información, el número EPC (Electronic Product Code). Este número es capaz de identificar productos o grupos de productos. Opcionalmente, el EPC puede sobre escribirse con nueva información. Para leer la información del tag, el lector activa a un portador de radio frecuencia mediante una antena seleccionada, proporcionando, por tanto, energía a los tags dentro del campo de radio frecuencia. También es necesario listar los tags y luego seleccionar uno del conjunto. Tras finalizar correctamente el listado, puede leerse el número EPC de cada tag y enviarlo al PC. Es posible añadir información adicional al EPC, por ejemplo, la antena que efectuó la lectura, o la hora a la cual se produjo.

Ejemplo de tag de parabrisas para identificación de vehículos sin contacto

3. Aplicaciones

a. Identificación automática de vehículos en parkings públicos

Mediante un tag integrado en una tarjeta, las barreras se abren automáticamente al detectar el tag en el vehículo, y facturan el tiempo de aparcamiento al usuario a final de mes.

b. Optimización de la logística del transporte de bloques de acero

Cada bloque de acero es marcado con una etiqueta RFID creada por una impresora especial. Esto permite su seguimiento y organización mejorada a través de las diferentes fases de fabricación de la cadena de producción, así como automatizar, mediante un software especial del cliente, el proceso de carga de los bloques en el barco, evitando desequilibrios y la inclinación de este, entre otras cosas. El resultado es una aceleración del proceso logístico y evitar errores de transporte.

c. Trazabilidad en el sector vinícola

El consumidor está cada vez más interesado en conocer el origen y proceso productivo de lo que consume, y el vino no es una excepción. Para dotar de transparencia a la cadena de producción, se emplean tecnologías de seguimiento y trazabilidad como las ofrecidas por Kathrein, implementadas mediante un proyecto. Se registran los viñedos en el sistema, con las diferentes variedades de uva, y su pertenencia a cada viñedo. En el almacén, se simplifica la logística mediante pallets con tags RAIN RFID. Dependiendo del producto final, los vinos se transfieren a diferentes contenedores, marcados con etiquetas RAIN RFID. Durante la fase de etiquetado de las botellas, mediante serialización, una ID única se asigna a cada una, permitiendo su trazabilidad fuera de la bodega. Con todo esto, se consigue optimizar el proceso de producción, controlar y registrar los resultados de las comprobaciones de análisis y calidad, controlar el mercado gris, y proteger la marca contra falsificaciones.

d. Seguimiento preciso para fabricante de automóviles deportivos

Un fabricante de coches requiere una solución RFID para seguir y optimizar el desarrollo y movimiento de prototipos en los centros de desarrollo y en las pruebas de conducción. Se incorporan etiquetas RFID-UHF-EPC a cerca de 200 componentes y prototipos. Se asigna una ID individual a cada etiqueta RFID, con información como nº de serie y otros detalles. Tras las pruebas, los vehículos pasan a través de una puerta RFID donde se identifican automáticamente todos los componentes, y se envían los datos generados. Además de la lista de componentes del prototipo, el sistema RFID permite al fabricante localizar los vehículos en tiempo real dentro de la fábrica. El resultado es que, gracias a la tecnología RFID, puede identificarse y monitorizar qué componentes están montados en qué prototipo durante las pruebas, y mejorar los procesos manuales y de documentación notablemente, mejorando su tiempo de ejecución y reduciendo el riesgo de error humano.

Material a utilizar en este tipo de aplicaciones si queremos un Sistema de Localización en Tiempo Real (RTLS):

• RTLS-N-1000-40 -> para interiores (IP40)
• RTLS-N-1000-67 -> para exteriores (IP67) -> Dos tecnologías en un mismo dispositivo (RFID UHF y RFID NFC)

4. Ejemplos de antenas de Kathrein

• WRA 3070

• WRA 7070

• Low Range Antenna Unit

5. Conectividad de los equipos de Kathrein

Kathrein dispone de una alta conectividad en sus equipos, gracias a la gama de comunicaciones que incorporan, como Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, 2G/3G. Además, el lector RFID de las series RRU 4xxx y ARU 3xxx es un dispositivo multiprotocolo capaz de leer tags RFID activos y pasivos en el rango de frecuencia de 865 a 868 MHz para Europa, y de 902 a 928 MHz para el mercado americano. Es capaz de leer diferentes datos contenidos en un tag, e incluso grabar información en el mismo. También disponen de puertos de antena, GPIO, WLAN, como puede apreciarse en las siguientes imágenes:

Vista de los puertos del lector de RFID RRU4500 de Kathrein Solutions

Vista de los puertos del lector de RFID ARU2400 de Kathrein Solutions

6. Software ReaderStart

Kathrein proporciona gratis con cada lector, un software de configuración e instalación llamado “ReaderStart”, para empezar de forma fácil desarrollos de aplicaciones. Los parámetros del lector, por ejemplo la dirección IP, pueden configurarse, así como todos los valores RFID específicos para preparar al lector para su aplicación. Mediante el empleo de de plantillas predefinidas como la de “Puerta” para producto, o la de “Identificación de personas” para control de acceso de personas, puede comenzar a efectuar lectura RFID muy rápido, incluso si la aplicación de software no está disponible todavía.

Apartado de “Aplicación” dentro del software ReaderStart

Apartado de “Lectura básica” en Readerstart

7. Otras aplicaciones

a. CrossTalk

CrossTalk IoT es una suite de sofware  para gestión de identificación automática e internet de las cosas, y visualización de seguimiento y trazabilidad.

b. AccessManager

Software especialmente configurado para control de accesos en aplicaciones de parking.

c. Skidata

Aplicación que proporciona una interfaz de integración de los lectores RFID con ethernet de Kathrein en la última generación de sistemas de barrera Skidata. Esta aplicación convierte al lector en un producto certificado oficialmente compatible con SKIDATA.

d. Low Level Reader Protocol

Los lectores RFID de Kathrein están disponibles con una aplicación de LLRP (Low Level Reader Protocol ó protocolo de lectura de bajo nivel).

e. Profinet IO

La aplicación Profinet IO permite la integración de un lector en un entorno Profinet IO; el lector actúa como un dispositivo IO.

f. TagBlower

La aplicación TagBlower puede leer tags de forma asíncrona y puede generar mensajes cuando un tag viene o va.

Kathrein Solutions dispone de hardware RFID UHF pasivo que incluye lectores RFID estáticos y móviles, antenas RFID con rango de lectura desde unos pocos centímetros hasta varios metros, y transpondedores RFID. Con estos dispositivos de vanguardia tecnológica, pueden resolverse aplicaciones de identificación en logística, automatización industrial, venta al por menor e industria del automóvil.