El lector RFID emite ondas de radio de frecuencias específicas a través de antenas RFID. Las ondas "dan energía" a las etiquetas para que puedan comunicarse emitiendo una identificación única. No necesitan pilas y pueden usarse durante muchos años. El lector procesa los datos para que podamos integrarlos en nuestra aplicación y darles significado. El rango de lectura típico es de 0 a 12 metros. Los sistemas Gen2 UHF RFID constan de: lectores, antenas, impresoras y etiquetas o etiquetas RFID. En este artículo definiré con una breve explicación cada uno de los elementos principales a la hora de implementar un proyecto RFID.

ANTENAS RFID

Las Antenas RFID son las encargadas de emitir y recibir ondas que nos permiten detectar chips RFID. Cuando un chip RFID cruza el campo de la antena, se activa y emite una señal. Las antenas crean diferentes campos de ondas y cubren diferentes distancias.

Tipo de antena: Las antenas de polarización circular funcionan mejor en entornos donde varía la orientación de la etiqueta. Las antenas de polarización lineal se utilizan cuando la orientación de las etiquetas se conoce y controla y es siempre la misma. Las antenas NF (Near Field) se utilizan para leer etiquetas RFID a unos pocos centímetros.

Ángulo de nublado y ganancia: Utilizar antenas con ganancias de entre 8,5-10 dbi o más, nos permitirá emitir más potencia y obtener un mayor ratio de lectura. El ángulo de apertura depende del área a cubrir, por ejemplo: 70 ° , 100 ° , etc. Mientras más obertura tengan las antenas, menor distancia de detección.

Número de antenas: Los lectores estándar de alto rendimiento tienen 2 puertos, 4 puertos u 8 puertos. El número de antenas se suele elegir en función del espacio de lectura que queramos detectar o de la densidad de etiquetas a leer. Normalmente se utilizan lectores fijos de 2 o 4 puertos. Algunas marcas disponen de multiplexores que nos permiten conectar hasta 32 antenas en un mismo lector.

LECTORES RFID

Hay múltiples tipos de lectores; RFID fijo, lectores rfid portátiles, lectores rfid para Smartphone y lectores USB. Para leer una alta densidad de etiquetas o requisitos de 100% de precisión en la detección, los mejores lectores RFID fijos son: Impinj R420, ThingMagic M6e, Zebra FX9500. Y si necesitamos utilizar lectores portátiles, te recomendamos el Zebra MC9190, Impinj AB700 Zebra RFD8500. Para elegir el lector adecuado, tenemos que tener en cuenta varios factores:

Zona de lectura: Los lectores fijos sirven principalmente para cubrir una zona concreta: un punto junto a una puerta, una máquina, sobre una cinta transportadora, en una caja, etc. Los lectores móviles nos permiten leer mientras nos desplazamos y realizar inventarios o búsquedas RFID. Etiquetas que no vemos.

Ratio de lectura: los requisitos de potencia de emisión y capacidad de lectura están determinados por el número de etiquetas a detectar en un tiempo concreto. Las aplicaciones más complejas son aquellas donde hay una alta densidad de etiquetas, líquidos o productos metálicos. La potencia máxima de lectura viene marcada por la regulación permitida en cada país o zona según el tipo de frecuencia (ETSI, FCC).

El tipo de lector rfid: muchas veces la duda es si utilizar un lector fijo o un lector portátil. Este factor depende de la aplicación. Por ejemplo, si estamos en una tienda o almacén donde necesitamos realizar inventarios y movimientos, es conveniente utilizar un terminal portátil. Si la zona de lectura es fija, es conveniente instalar un lector que cubra la zona y dejar la tarea automatizada. Por ejemplo para detectar palés o productos en zonas de envío.

Lectores USB: Estos lectores dan excelentes resultados cuando necesitamos grabar o leer muy pocas etiquetas en diferentes puntos durante los procesos de fabricación o para validación de documentos en oficinas. Dos claros ejemplos son el Nordic Stix y el ThingMagic USB Reader.

ETIQUETAS Y ETIQUETAS RFID

Los factores esenciales son: tamaño, orientación, ángulo de lectura, zona en la que se ubican y tipo de chip.

Tamaño: el tamaño del chip es un factor muy importante, por la sencilla razón de que cuanta más antena tenga la etiqueta RFID, mejor será la sensibilidad y la detección. Ya sea que la respuesta de la etiqueta sea siempre la misma o muy similar cada vez que se detecta, podemos desarrollar aplicaciones confiables y robustas. Las antenas suelen estar fabricadas en aluminio o cobre.

Orientación y ángulo de lectura: Si tenemos antenas circulares no tenemos que preocuparnos mucho por la orientación. La orientación de la etiqueta es preocupante cuando intentamos detectarlas con antenas lineales. En este caso debemos probar si la mejor posición de la etiqueta es vertical u horizontal, como ocurre al utilizar la etiqueta ShortDipole. Existen antenas omnidireccionales con dos dipolos, como FROG 3D y WEB, que nos permiten detectar las etiquetas independientemente de su orientación. El rango de lectura de estos suele ser menor por la composición de la antena.

Circuito Integrado (IC): Estos son los chips internos de la etiqueta RFID. Los más comunes son Impinj Monza, NXP y Higgs. Hay IC's con más o menos memoria, desde 96 bits hasta 512 bits. Disponen de memorias adicionales, sistema de alarma EAS, posibilidad de bloqueo con contraseñas, etc. También hay IC's que combinan ambas tecnologías RFID/NFC en un mismo chip. Cuando se requiera más memoria podemos ponerla en una base de datos externa y asociarle un ID que identifique el chip.

Zona de ubicación: es muy importante tener en cuenta dónde irá la etiqueta aplicada para que la solución rfid tenga éxito y cumpla con los rangos de lectura necesarios. Tenga en cuenta que el metal hace rebotar las ondas de RF y que el agua las absorbe. Existen soluciones para etiquetas metálicas que nos permiten colocar las etiquetas sobre el metal y detectarlas correctamente. El material y el adhesivo a utilizar están determinados por factores ambientales como interior o exterior, altas temperaturas, como es el caso del seguimiento de productos farmacéuticos o de alimentos, así como otras aplicaciones especiales.

Etiqueta de precio RFID: Si la aplicación requiere un gran volumen de etiquetas, este seguramente será el factor más importante para determinar el precio y medir el retorno de la inversión.

CODIFICACIÓN RFID

Muchas veces nos preguntamos cómo podemos codificar la información dentro de las etiquetas. Con impresoras rfid como las impresoras Zebra ZT410 0 R110xi, podemos codificar el chip e imprimir cualquier código de barras o número. También podemos codificar etiquetas con lectores USB, lectores fijos o lectores portátiles. ¿Pero dónde codificamos la información? Por lo general, al leer las etiquetas, se lee el EPC o TID. Los TID no son modificables y están compuestos por un número único que viene de fábrica. El espacio EPC de la etiqueta es lo que se registra, modifica y con el que interactuamos normalmente. Las etiquetas disponen de una memoria interna (Memoria de usuario) donde podemos guardar información adicional.