Download Presentación - Ivan Bernal - Escuela Politécnica Nacional

Escuela Politécnica Nacional
Electrónica y Telecomunicaciones
Comunicaciones Inalámbricas
Profesor: Ph.D. Iván Bernal
Tema: Traducción texto – IBM
WebSphere RFID Handbook: A Solution
Guide
Proyecto 3
Grupo 4
Integrantes:
1. Christian Ramiro Flores Meza
2. Jorge Santiago Fuel Portilla
3. Eduardo Aníbal Galárraga Sosa
4. Geovanny Santiago Guamialama
Pazmiño
5. Jorge Esteban Guerra Chicango
Fecha: Miércoles, 22 de Noviembre de
2006
1.1Fundamentos de Identificación de Radio
Frecuencia (RFID)
Breve visión general sobre RFID.
1.1.1 Qué es La Identificación de Radio Frecuencia (RFID)
Esta tecnología de RFID es utilizada en sistemas que
tienen la habilidad de transmitir una identidad única
utilizando las ondas de radio.
1.1.2 Utilización de la tecnología de RFID
Hoy, la aplicación de esta tecnología es utilizada en todo el mundo en
diferentes sistemas especialmente donde se necesita de recaudación
y cobro de pago de varios tipos de servicios.
La tecnología RFID sirve en aplicaciones agrícolas-ganaderas ya
que incluyen poner una etiqueta incrustada en la piel del animal sea
ganado o mascotas, este chip contendría el nombre del
animal, la fecha de nacimiento, las vacunas y medicamentos
administrados y la información del propietario en caso de que el
ganado o mascota se hayan perdido.
Esta tecnología es muy beneficiosa porque ayuda en la reducción
de gastos operacionales debido a la automatización y mejora la
eficiencia del servicio brindado.
El control de acceso de seguridad que muchos de nosotros usamos
hoy proveen ejemplos diferentes de cómo ha sido explotada la
tecnología de RFID.
Especialmente las instituciones financieras se están sujetando con
este tipo de tecnología en las tarjetas para propósitos de
identificación de su personal.
El área más grande del crecimiento para la tecnología de RFID es
la agrupación según rendimiento de existencias de cadena de
suministros. Esto diferencia significativamente esta tecnología del
código de barras Código Universal de Producto (UPC), que ha sido
utilizado en lo amplio de la industria como un identificador de
productos.
Los organismos gubernamentales a nivel mundial están definiendo
los estándares para que la tecnología de RFID pueda ser utilizado
en todo el mundo. La Inclusión de estos estándares son para una
mejor utilización de frecuencias sobre una perspectiva
intercontinental.
1.1.3 Sistemas de identificación Automática
RFID es un tipo de sistema de identificación automático por tanto se
hace un análisis de comparación con los códigos de barra.
Códigos de barras
Es una series de líneas legibles por máquina, son una representación
de un producto específico (UPC). Este código se escanea y se
transmite a un sistema de entrega que dependerá de la aplicación,
traduce y suministra la respuesta apropiada para ese producto. Los
códigos de barras tienen algunas limitaciones en comparación a
etiquetas de RFID:
Tarjetas Inteligentes
Son de dos tipos: una tipo tarjeta y la otra tipo llavero y cada una tiene
ensambladas características propias de funcionalidad.
Sistema de Identificación
Automática
La identificación por Radio Frecuencia es un tipo de Sistema de
Identificación Automática.
Esta tecnología entre otras cosas trata de suplantar a los conocidos
códigos de barras usados para identificar un producto específico que
poseen información del tipo estático.
Las tarjetas inteligentes pueden ser de forma y tamaño similares a las
conocidas tarjetas de crédito, con un elemento de memoria en su
interior o del tipo que depende de un microprocesador embebido.
Estas últimas proporcionan las funciones de computadora pero de
tamaño pequeño.
Rangos para Radio Frecuencia
Dependiendo del tipo de material a usarse se puede definir cuatro rangos de
frecuencia :
• Baja-Frecuencia (LF) 125 KHz 134 KHz
• Alta-Frecuencia (HF) 13.56 MHz
• Ultra™-Alta Frecuencia (UHF) 303.8 MHz 433 MHz 868 MHz
• Frecuencia de Microonda (MW) 915 Mhz
Rangos de frecuencia en Estados Unidos para varios materiales
Para seleccionar la mejor o la frecuencia optima para una determinada aplicación se
debe tomar en cuenta las influencias (de los diferentes materiales a determinada
frecuencia) en las ondas de radio frecuencia
Sistema Simplificado RFID
El sistema tiene dos componentes principales y algunos adicionales:
• Un lector
• Una etiqueta RFID
• Componentes adicionales: controlador, sensores, actuadores, anunciadores
e interfases.
GRÁFICO DE UN SISTEMA RFID
•
El lector es el responsable de transmitir señales electromagnéticas y recibir las respuestas de las
etiquetas RFID.
•
La información analógica que envía la RFID en recolectada por las antenas del lector para ser
procesada y transformada a señal digital.
•
El flujo de datos resultante se entrega al controlador el cual trabaja con interfases del tipo RS232,
RS485, 802.x por mencionar a algunos.
•
La función del controlador puede estar incorporada en el mismo lector o puede ser un ente
individual.
•
Los interfases proveen la comunicación entre los elementos adicionales del sistema como son los
actuadotes, anunciadores y sensores los cuales a su ves le dan al sistema cierto nivel de
automatización.
Representación de un sistema RFID
DISEÑOS DE ANTENAS Y
FUNCIONABILIDAD
•
•
•
•
PARAMETROS DE DISEÑO DE UNA ANTENA DE UN
SISTEMA RFID
COBERTURA
DIRECCIONABILIDAD
VELOCIDAD DE TRANSMISION
INMUNIDAD A LA INTERFERENCIA DE RF.
EN UN MODELO IDEAL LA ANTENA RADIARIA
OMNIDIRECCIONALMENTE EN EL PLANO XY
COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA UNO PERO
EN LA PRACTICA LA FORMA DE RADIACION ES
COMO LA SEGUNDA FIGURA
ETIQUETAS RFID
EN UNA ETIQUETA RFID EL PROBLEMA
FUNDAMENTAL ES LA ENERGIA PARA EL
FUNCIONAMIENTO DE ESTA
UNA SOLUCION ES INDUCIR UN CAMPO CON EL
LECTOR CUANDO ESTE ESTA EN UN ANGULO DE 90
GRADOS
ETIQUETAS RFID (2)
PARA EVITAR EL PROBLEMA DE UNA SOLA
POSICION PARA LA LECTURA SE UTILIZA
LECTORES CON VARIAS ANTENAS HACIENDO
POSIBLE SIMPLIFICAR EL DISEÑO DE LA ANTENA
DE LA ETIQUETA Y ASI PODER REDUCIR SU
TAMAÑO
ETIQUETAS RFID
UBICACION
• El rendimiento de la etiqueta es significativamente mejor
(la potencia generada y las distancias globales desde el
lector) cuando una antena direccional es utilizada en
esta apropiada orientación.
• El óptimo funcionamiento de la etiqueta es estar a un
ángulo recto a la antena de lectura (se logra teniendo
una ubicación específica predefinida por la etiqueta para
ser localizada ).
• Esa ubicación de la etiqueta (Ver la Figura ) permitirá en
la caja tenerla situada en cualquier orientación y
resultará una lectura exitosa
ETIQUETAS RFID
UBICACION
• La complejidad de una lectura exitosa está compuesta
por el resultado interno de las etiquetas. (Ver figura 1)
Figura 1
Figura 2
• La caja puede extenderse a una paleta cajas más
pequeñas envueltas en él.
ETIQUETAS RFID
ASPECTOS IMPORTANTES
• Doble Dipolo.- Conecta dos dipolos de antena en diferentes
orientaciones al chip. Esto incrementa las oportunidades de una
lectura exitosa desde la segunda antena es usualmente
posicionada en un ángulo recto con respecto a la primera.
• Sintonización de Frecuencia.- Las antenas también podrían ser
sintonizadas a una frecuencia específica qué proporciona la
habilidad de dirigir diferentes materiales empaquetados, volúmenes,
o condiciones de medio ambiente donde puedan añadirse las
etiquetas.
• Absorción del Campo EM.- Los materiales absorbentes reducen el
poder potencial disponible al transpondedor. La degradación afecta
al rendimiento global y la fiabilidad de la etiqueta.
Diferentes tipos de metales pueden influenciar la distribución de los
campos electromagnéticos. Materiales como aluminio pueden presentar
desafíos específicos a campos electromagnéticos. Las consideraciones de
diseño deberían identificar limitaciones o futuros requerimientos de
expansión que podría resultar en la introducción de nuevos requerimientos.
ETIQUETAS RFID
ABSORCION DEL CAMPO
ELECTROMAGNETICO
• Las consideraciones de diseño deberían identificar limitaciones o
futuros requerimientos de expansión que podría resultar en la
introducción de nuevos requerimientos.
ETIQUETAS RFID
PASIVAS
• Sencillas en su diseño, estas no tienen parte móvil, ni batería.
• Diseñado para las condiciones adversas tal como temperaturas
extremas y químicos o condiciones medioambientales corrosivas.
• Estas etiquetas son típicamente pequeñas, menos anchas y tiene el
rango de lectura útil por encima de los 30 pies (aproximadamente 9
metros).
• La etiqueta utiliza el campo electromagnético alternativo creado por
la bobina de antena de lectura, esto origina un voltaje por inducción
cuando el campo electromagnético penetra la selección cruzada de
la bobina de la antena del transpondedor.
• El voltaje se rectifica y actúa como el suministro de poder para dar
energía al microchip y la memoria en la etiqueta.
• Luego utilizando modulación el transponder puede transferir datos
codificados hacia la memoria de la etiqueta desde el lector en onda
UHF modulada.
Etiquetas Activas y Pasivas
- Las etiquetas pasivas se caracterizan por ser simples, y
no tener partes móviles ni baterías, son baratas y su
funcionamiento de transmisión de datos se basa en la
inducción de voltaje por parte de una señal
electromagnética emitida por la antena lectora, su
alcance típico es de aproximadamente 30 pies.
- - Las etiquetas activas se caracterizan por ser diseñadas
para realizar funciones específicas, contienen un
proveedor de energía a bordo (batería), su alcance
típico es de aproximadamente 100 pies. Este tipo de
etiqueta puede utilizar ahorro de energía durmiendo a la
etiqueta cuando no está transmitiendo datos.
Etiquetas Semi-Activas
Utilizan características tanto de etiquetas
activas y pasivas, pues se induce voltaje
para la transmisión de datos pero se tiene
una batería interna en la etiqueta, se
utiliza modulación en UHF o con
microondas.
Características de las etiquetas
Solo lectura (RO): Se refiere a que una
etiqueta es quemada durante el proceso
de fabricación.
Solo escritura (RW): Se refiere a que una
etiqueta puede ser actualizada
periódicamente por el lector.
Escritura una vez y lectura muchas veces
(WORM): Se refiere a que una etiqueta
puede ser actualizada por el usuario muy
rápidamente, poseen mejor nivel de
seguridad que las anteriores y son más
baratas.
Etiquetas SAW
Se utiliza generalmente en equipos
celulares, no requieren DC para la
transmisión de datos, utilizan señales de
Radio Frecuencia en la banda ISM en los
2.4 GHz.