Qué es un sistema RFID

¿Qué es un sistema RFID?

Un sistema de RFID (Radio Frequency IDentification) es la tecnología

inalámbrica que nos permite, básicamente, la comunicación entre un lector y una

etiqueta. Estos sistemas permiten almacenar información en sus etiquetas mediante

comunicaciones de radiofrecuencia. Esta información puede ir desde un Bit hasta

KBytes, dependiendo principalmente del sistema de almacenamiento que posea el

transponder.

Los sistemas de RFID no son del todo nuevos, aparecen en los años 80 en

sistemas de identificación, pero sí es cierto que actualmente están recibiendo una

especial atención en muchos campos de la industria, lo que permite grandes avances en

esta tecnología. Por ese motivo aparecen continuos estándares, aplicaciones e

innovaciones.

El funcionamiento del sistema, es a priori, bastante sencillo, como podemos

observar en la Figura 2.1, el lector envía una serie de ondas de radiofrecuencia al tag,

que son captadas por la microantena de éste. Dichas ondas activan el microchip, el cual,

a través de la microantena y mediante ondas de radiofrecuencia, transmite al lector la

información que tengan en su memoria. Finalmente, el lector recibe la información que

tiene el tag y lo envía a una base de datos en la que previamente se han registrado las

características del producto o puede procesarlo según convenga a cada aplicación.

El funcionamiento de los dispositivos de RFID se realiza entre los 50 KHz y 2.5

GHz. Las unidades que funcionan a bajas frecuencias (50 KHz-14 MHz) son de bajo

coste, corto alcance, y resistentes al "ruido" entre otras características. No se requiere de

licencia para operar en este rango de frecuencia.

La carga electromagnética de una antena lectora de RFID es menos de una quinta parte

de la que produce un teléfono móvil.

Elementos de un sistema RFID

Un sistema RFID se compone básicamente de dos elementos: un lector (reader)

y una etiqueta (transponder).

2.3.1 Transponder

La palabra transponder deriva de TRANSmitter/resPONDER, lo cual explica su

funcionamiento. Los componentes básicos de un transponder los podemos distinguir en

la figura 2.2 y son:

• Una memoria no volátil donde se almacenan datos.

• Una memoria ROM donde se almacenan instrucciones básicas para el

funcionamiento, como son temporizadores, controladores de flujo de datos, etc.

• También puede incorporar memoria RAM para almacenar datos durante la

comunicación con el lector.

• La antena por la cual detecta el campo creado por el interrogador, y del que

extrae energía para su comunicación con él.

• Restos de componentes electrónicos que procesan la señal de la antena y para el

proceso de datos, como buffers, filtros, etc.

Alimentación

Los transponders necesitan poca alimentación, del orden de los mW. Podemos

diferenciar dos tipos de etiquetas dependiendo de la energía que utilizan para la

comunicación:

• Etiquetas activas: son transponders que necesitan el apoyo de baterías

adicionales, ya que no tienen suficiente energía con la que proporciona el lector.

Este tipo de etiqueta tiene la ventaja de poseer un alcance mayor de

comunicación e incluso no necesitan que el lector sea quién inicie la

comunicación. Además permiten habitualmente procesos de lectura y reescritura

enviando previamente instrucciones al lector y la utilización de memorias más

grandes (existen etiquetas con 1Mb de memoria). Por el contrario ofrecen una

vida útil limitada (menos de diez años), dependiendo del tipo de batería y de las

temperaturas a las que opera. También hay que destacar que su coste es bastante

elevado, su precio suele ser 5 veces más alto. De esta forma aparecen nuevas

aplicaciones para sistema RFID gracias a este tipo de etiquetas alimentadas por

baterías.

• Etiquetas pasivas: son transponders que no necesitan baterías adicionales, ya

que únicamente se alimentan de la energía del campo generado por el lector.

Para las etiquetas pasivas, la energía que necesitan para transmitir la información

que contienen, proviene en su totalidad de la señal generada por el lector. Estas

etiquetas aprovechan la energía subministrada por un lector para generar su

propia señal que recibe nuevamente el lector.

Gráfico del consumo de potencia varios sistemas RFID (Amtel 1996) la mínima es 1.8V y máx.

10V.

Frecuencia y velocidad de transmisión

Las etiquetas también las podemos clasificar según el rango de frecuencias en el

que opera, es decir, en que frecuencias se comunicará con el lector:

• LF (Low Frequency) en el rango de 120 KHz-134 KHz.

Estudio, diseño y simulación de un sistema RFID basado en EPC - 16 -

• HF (High Frequency) en el rango de 13.56 MHz.

• UHF (Ultra High Frequency) en el rango de 868-956 MHz.

• Microondas (Microwave) en el rango de 2,45 GHz, conocida como banda ISM

(Industrial Scientific and Medical).

Acoplamiento inductivo

Figura 2.8 Esquema del acoplamiento inductivo entre lector y transponder.

El acoplamiento inductivo se basa en el mismo funcionamiento de los

transformadores. En la Figura 2.8 podemos observar un esquema del acoplamiento

inductivo. En estas frecuencias el campo creado por la antena del interrogador es la

energía que aprovecha el transponder para su comunicación. Este campo esta cerca de la

antena del interrogador, lo que permite alcanzar unas distancias cercanas al diámetro de

la antena. A distancias mayores la potencia necesaria es muy elevada. La bobina del

lector genera un fuerte campo electromagnético, que penetra en la sección de la antena

del transponder y en su zona cercana.

Las antenas de estos sistemas son bobinas, tanto del lector como del transponder,

de gran tamaño, debido a la circunstancia de que la longitud de onda (λ ) (como inverso

de la frecuencia) es elevada. Estamos hablando de 2400m para frecuencias menores de

135KHz, y de 22,4m a una frecuencia de 13,56 MHz. Como esta longitud de onda es

sensiblemente mayor que la distancia entre el lector y el transponder, el campo

electromagnético puede ser tratado como un simple campo magnético alternante con

respecto a la distancia entre tranponder

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