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El Futuro de la Identificación de Objetos: RFID
RFID son las siglas en inglés de Radio Frequency Identification. La identificación por
radiofrecuencia es un tipo de tecnología emergente que permite asignar a cualquier
producto un número de identificación. Es un sistema de almacenamiento y recuperación
de datos de forma remota, cuyo fin es transmitir la identidad de un objeto por ondas de
radio.
Historia y antecedentes
Los inicios de RFID no están claros, pero se cree que fue creada en 1946 por Leon
Theremin para el gobierno soviético. El dispositivo creado por Theremin, era un
dispositivo de escucha pasivo, pero no una etiqueta, de ahí que muchos piensen que su
origen del RFID no es este.
Otras fuentes nos dan a entender que la tecnología RFID se empezó a utilizar en la
Segunda Guerra Mundial para la identificación de aviones. El ejército alemán
balanceaba los aviones cuando se aproximaban a la base para cambiar la señal de vuelta
enviada por los radares y, de este modo, podían distinguir sus aviones de los aviones
enemigos, por lo que este sistema se puede considerar como un dispositivo RFID
pasivo.
La primera aplicación no militar de la tecnología RFID, fue patentada en Estados
Unidos en el año 1969 por Mario Cardillo. Esta aplicación estaba centrada en la
identificación de vehículos, pacientes y tarjetas de crédito. En esos años, el uso de RFID
estaba muy poco extendido debido a su alto coste.
A principio de los años 80, RFID llegó a Europa como método de identificación de
ganado en el sector privado. El método consiste en insertar bajo la piel una tarjeta RFID
pasiva, para poder distinguir los animales que habían sido vacunados de los que no lo
habían sido.
Durante la década de los 90 es cuando la tecnología RFID toma más relevancia debido a
la bajada del coste de fabricación de las etiquetas gracias a IBM1, que consiguió integrar
todo el circuito en un solo chip.
En el año 1999 se fundó el Auto-ID Center, en la actualidad Auto-ID Labs2, como una
sociedad que englobaba unas 100 compañías internacionales y dos importantes
universidades: el Massachussets Institute of Technology (MIT) en Estados Unidos y la
University of Cambridge (UCAM) den el Reino Unido. Posteriormente se han ido
uniendo otras grandes universidades de todo el mundo, como University of Adelaida en
Australia, Keio University en Japón o University of St. Gallen en Suiza.
1 IBM, (http://www.ibm.com)
2 Auto-ID Labs, (http://www.autoidlabs.org/)
1
Esta unión está creando los estándares y la tecnología necesaria para hacer posible
identificar cualquier objeto instantáneamente en cualquier lugar del mundo desde
cualquier ordenador conectado a la red.
En el año 2003 fue cuando, en verdad, la tecnología RFID se comenzó a extender por la
industria, propiciado por los avances tecnológicos, el abaratamiento de los costes y los
esfuerzos del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
En el año 2005 los principales proveedores de la empresa Wal-Mart, cadena minorista
de autoservicio, comenzaron a utilizar RFID como sistema de identificación de pedidos.
Funcionamiento de la tecnología RFID
La tecnología RFID está basada en la transmisión de datos por campos magnéticos. Este
sistema está formado por tres elementos: las etiquetas RFID, un lector y una base de
datos.
Su funcionamiento es el siguiente: el lector dispone de una antena que emite por medio
del aire señales electromagnéticas a una determinada frecuencia. Cuando una etiqueta
recibe esta señal, se activa y responde con otra señal en la que se encuentra, codificada,
la información contenida en ella. La señal emitida por la tarjeta es recibida por la antena
y es almacenada en la base de datos. En la figura 2.11, mostramos un diagrama
explicativo del funcionamiento de la tecnología RFID.
Figura 1: Diagrama explicativo funcionamiento RFID
2
Etiquetas RFID
Las etiquetas RFID son unos pequeños dispositivos que pueden ser adheridos o
incorporados a un producto o ser vivo.
Estos dispositivos están compuestos por una antena, un chip y, en ocasiones, algún
elemento de almacenamiento de energía. La antena permite que el chip responda a la
señal que emite el lector RFID. Dicho chip posee una memoria interna que es dónde se
almacenan los números de identificación.
Atendiendo al tipo de memoria que pueden llevar las etiquetas, podemos distinguir los
siguientes tipos:
• De solo lectura: el código de identificación de cada tarjeta es único y es
asignado durante la fabricación de la tarjeta.
• De lectura y escritura: el código de la tarjeta puede ser modificado
posteriormente por el usuario.
• Anticolisión: son tarjetas especiales que permiten que el lector de RFID
identifique varias etiquetas a la vez.
Una primera clasificación para las etiquetas sería si llevan o no fuente de energía
incorporada. Existen los siguientes tipos:
• Etiquetas activas: Este tipo de etiquetas llevan incorporada una fuente de
energía, normalmente baterías de litio o baterías tipo AA. Al llevar fuente de
energía incorporada, permiten amplios rangos de lectura, son muy fiables,
pueden tener memorias de hasta 128 Kbytes y su distancia de lectura puede
alcanzar los 100 metros. El inconveniente es que son de mayor tamaño y más
caras que el resto de tipos, ya que las más pequeñas pueden tener un tamaño de
una moneda. Se utilizan en entornos en los que podemos tener alguna dificultad
de lectura, como agua o metales.
Figura 2: Etiqueta RFID activa (Fuente: www.tagsense.com)
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• Etiquetas pasivas: Las etiquetas de este tipo no tienen fuente de energía propia.
La señal que es emitida por los lectores, induce una pequeña corriente al circuito
CMOS que le permite generar y transmitir una respuesta. Estas tarjetas permiten
una distancia de lectura de, como máximo, 6 metros, son más económicas que
las anteriores, pueden almacenar hasta 2 Kbytes y pueden ser muy pequeñas. El
dispositivo más pequeño de este tipo tiene un tamaño de 0’05x0’05 mm y es
más fino que una hoja de papel.
• Etiquetas semipasivas: Son similares a las activas, solo que la fuente de energía
que llevan incorporada sólo se usa para alimentar el microchip y no para emitir
la señal, que se realiza como en las pasivas. Este tipo de etiquetas responden
más rápido que las pasivas y su ratio de lectura es mayor.
A continuación, realizamos un resumen comparando las características tanto de las
etiquetas pasivas como de las activas:
• Etiquetas activas:
o Transmiten señal de radio.
o Cuentan con una fuente de alimentación interna.
o Largo alcance, pueden llegar a los 100 metros.
o Dimensiones considerables. Las más pequeñas, tienen el tamaño de una
moneda.
• Etiquetas pasivas:
o Reflejan la señal de radio emitida por el lector.
o Responden gracias a la energía inducida en la antena por la señal de
escaneo.
o Alcance limitado, de unos 6 metros como máximo.
o Su tamaño es muy pequeño, pudiendo ser del orden de milímetros.
Figura 3: Etiqueta RFID pasiva (Fuente: www.trazablog.com)
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Lectores RFID
Los lectores RFID son los dispositivos electrónicos encargados de emitir y recibir las
señales de radio a través de las antenas que llevan acopladas. Después, capturan los
datos almacenados en las etiquetas y, dependiendo del tipo de memoria, pueden
sobrescribir datos en ellas.
Son los responsables del flujo de información existente entre las etiquetas y el sistema
central, a través del middleware.
Dependiendo de su movilidad, pueden ser de tres tipos: fijos, de mano y móviles.
El middleware3 RFID es el responsable de la monitorización de los lectores. Además, se
encarga de filtrar, procesar y agregar los datos de las etiquetas que han leído los
lectores.
3 Middleware RFID: Es la plataforma existente entre los lectores de tarjetas y los sistemas de gestión
empresariales para trabajar, gobernas y enviar los datos camptados por le hardware RFID.
Figura 4: Imagen lector fijo RFID (Fuente: www.directindustry.com)
Figura 5: Imagen lector de mano RFID (Fuente: www.directindustry.com)
Figura 6: Imagen lector móvil RFID (Fuente: www.directindustry.com)
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El tipo de antena utilizado, depende de la frecuencia en la que se emiten las señales. El
voltaje inducido es proporcional a la frecuencia, por lo que se puede producir el
necesario para alimentar un circuito integrado dado un número suficiente de espiras.
Estándares RFID
En la actualidad, la tecnología RFID está desarrollada ya lo suficiente en cuanto a
hardware, software y a un relativo bajo coste. Pero esto no es suficiente para su
implantación en toda la cadena se suministros.
Si cada empresa tuviese sus propios sistemas RFID, los costes aumentan
considerablemente. Por ello, hay que crear un sistema integrado en el que participen
todos los agentes de la cadena de suministro, es decir, hay que crear una red de lectores,
tarjetas y bases de datos que usen los mismos lenguajes y protocolos, y que sean
accesibles para cualquiera que quiera utilizarlos. Para la realización de todo esto, es
imprescindible la creación de estándares.
Las compañías se esfuerzan en buscar estándares, pero estos sólo funcionan en su
entorno interno, son sistemas cerrados. Actualmente, existen muchas organizaciones
que intentan trabajar para la creación de estándares. Una de ellas es el Auto-ID Center,
del MIT. El ISO también trabaja en ese sentido, al igual que el grupo estadounidense
X3T9, formado por fabricantes, desarrolladores e integradores de tecnología RFID.
Así mismo, EAN International también tiene algo que decir en este aspecto, pues puede
contribuir enormemente a la difusión de la tecnología RFID mediante la adaptación de
los códigos de barras.
La red EPC (Electronic Product Code ó Código Electrónico de Producto) es un estándar
RFID desarrollado por el Auto-ID Center y desde 2003 es conocido como EPCGlobal4.
Este estándar aborda cuatro áreas fundamentales:
• Protocolo en el interfaz aéreo: Especifica el modo en el que las etiquetas y los
lectores se comunican.
• Contenido de los datos: Especifica el formato y la semántica de la información
que se transmite.
• Certificación: Consiste en una serie de pruebas que deben cumplir los
dispositivos RFID para garantizar que cumplen los estándares y, por
consiguiente, pueden operar con otros de distintos fabricantes.
• Aplicaciones: Usos de los sistemas RFID.
Los estándares EPC para etiquetas son de dos tipos:
• Clase 1: Etiquetas pasivas de solo lectura.
• Clase 2: Etiquetas de solo lectura, pero que se programan en el momento de la
fabricación de la misma.
4 EPC Global, (http://www.epcglobalinc.org/home)
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La red EPC, extiende su infraestructura añadiendo una identificación única de producto
a través del código EPC, del Servicio de Nombres de Objeto (Object Name Service,
ONS en sus siglas en inglés) y del Servicio de Información EPC (EPC-Information
Service, EPC-IS en sus siglas en inglés).
Este tipo de estandarización es aún joven y necesita madurar para convertirse en un
estándar global. Para ello, hay que realizar los siguientes pasos:
• Investigar y obtener un conocimiento de EPCGlobal y RFID:
o Uso de la base de datos de conocimiento de EPCGlobal España.
o Investigación y aprendizaje de la tecnología RFID y sus procesos.
o Incentivar a las compañías para unirse a la comunidad EPCGlobal.
• Experimenta y obtener experiencia práctica:
o Desarrollo de casos empresariales de alto nivel.
o Llevar a cabo pruebas de concepto de la tecnología RFID a pequeña
escala.
o Evaluar las ofertas procedentes de proveedores de tecnología.
• Realizar un trabajo de campo previo y extraer conocimientos prácticos de
procesos y aplicaciones de negocio que desee alcanzar.
o Identificar, priorizar y probar las aplicaciones empresariales dónde el
EPC aporta más valor.
o Llevar a cabo pruebas interactivas de varios productos, componentes y
configuraciones de medio ambiente.
o Comprobar todo lo relacionado con el proceso y las repercusiones
técnicas.
• Poner en marcha pilotos y prever el despliegue a largo plazo:
o Evaluar los resultados a partir de las pruebas de campo.
o Llevar a cabo un despliegue, transición y planificación educativa,
incluyendo también financiación.
o Seleccionar los socios para el comercio y la tecnología.
• Comenzar con un despliegue permanente y a largo plazo:
o Colaboración con socios comerciales (flujo de datos e información en el
proceso y técnicos).
o Llevar a cabo la integración de sistemas en desarrollo.
o Ajustar y mejorar los procesos y la información de flujo.
En la actualidad, ISO también se encuentra desarrollando estándares de RFID para la
identificación y gestión de objetos. Por el momento, los dos estándares existentes no
son compatibles, pero Auto-ID Center está intentando conseguir una nueva generación
de estándares EPC (Gen2) que permitan la interoperabilidad con el estándar ISO.
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Bibliografía
[1] Alexandres, S.; Rodríguez-Morcillo, C.; Muñoz, J.D.; (2006). “RFID: La
tecnología de identificación por radiofrecuencia”. Universidad Pontificia
Comillas, Madrid.
[2] Auto-ID Centre Whitepaper; (2002). “La Nueva Red”.
[3] Engels, D.W.; (2005). “On Ghosts Reads in RFID Systems”. Auto-ID Labs
White Papers.
[4] European Technology Assessment Group, (2007). “RFID and Identity
Management in Everyday Life”. European Parliament. Scientific Technology
Options Assessment, STOA.
[5] Hodges, S.; Thorne, A.; Garcia, A.; Chirn, J.L.; Harrison, M.; McFarlane, D.;
(2002). “Auto-ID based control demonstration. Phase 1: Pick and Place parking
with conventional control”.
[6] Juels, A.; (2005). “Strengthening EPC Tags Against Cloning”. Workshop on
Wireless Security. Proceedings of the 4th ACM Workshop on Wireless Security.
Pp. 64-76. Cologne, Germany.
[7] Moraleda, J.; García, A.; Carnero, M.C.; (2003). “La Tecnología de
Identificación de Objetos Auto-ID: Hacia la Integración Total de Sistemas
Distribuidos”. UCLM.
[8] Seong, K.; Ng, M.L.; Cole, P.H.; (2006). “Operational Considerations in
Simulation and Deployment of RFID Systems” Auto-ID Lab Adelaide, School of
Electrical & Electronic Engineering University of Adelaide, Australia.
Autores
José Iván San José Vieco, Doctorando y Personal Investigador de la Escuela Politécnica
de Cuenca.
José Manuel Pastor García, Profesor Titular de la Escuela Politécnica de Cuenca y
Director del ITAV.
Andrés García Higuera, Profesor Titular de la E.T.S. de Ingenieros Industriales de
Ciudad Real.
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