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Est√°ndares y protocolos RFID UHF

Est√°ndares y protocolos RFID UHF
A medida que la adopci√≥n de la tecnolog√≠a RFID ha crecido, la necesidad de establecer protocolos y est√°ndares que hagan posible la interoperabilidad de los productos RFID, sea cual sea su fabricante, se ha vuelto indispensable. Las etiquetas RFID tienen formas y tama√Īos muy variados dependiendo de su frecuencia y dise√Īo de antena. Los clientes eligen una u otra etiqueta dependiendo de varios factores espec√≠ficos de sus negocios, desde el entorno f√≠sico donde debe operar el sistema RFID, hasta los materiales del producto que se etiquetar√°, o la distancia y la velocidad que deben leerse. Comprender los protocolos y est√°ndares RFID es esencial para determinar la mejor soluci√≥n para un negocio. En este art√≠culo, nos centraremos en los protocolos RFID UHF.

Resumen de conceptos b√°sicos

En resumen, hay tres tipos de etiquetas RFID: activas, pasivas y semiactivas. Las etiquetas activas y semiactivas potencian la respuesta de la etiqueta gracias a una bater√≠a incorporada, es por eso que tienen rangos de lectura mucho m√°s largos que las etiquetas pasivas. Por otro lado, las etiquetas pasivas son alimentadas por energ√≠a electromagn√©tica de una orden que lanza el interrogador. Las etiquetas activas y semiactivas tienen rangos m√°s largos pero tambi√©n costos m√°s altos; Las etiquetas pasivas, por lo tanto, son m√°s baratas pero implican el desaf√≠o de aumentar su rango de lectura gracias a su dise√Īo.
Un sistema RFID est√° compuesto por un lector de etiquetas que es el interrogador y una etiqueta que responde. La comunicaci√≥n entre una etiqueta y un lector se realiza a trav√©s de una red inal√°mbrica llamada ¬ęinterfaz a√©rea¬Ľ. Con una secuencia de comandos enviados entre los dos elementos, un lector RFID puede identificar el ¬ęC√≥digo de Producto Electr√≥nico¬Ľ (EPC, Electronic Product Code) de una etiqueta RFID. En las etiquetas pasivas, el interrogador inicia una ronda de interrogaci√≥n con un comando de consulta. Este comando de consulta ¬ęactiva¬Ľ la etiqueta que responde gracias a la potencia electromagn√©tica con la informaci√≥n que ha almacenado.
El comando de consulta que env√≠a el interrogador / lector es un mensaje codificado en una onda, que se modula mediante un ¬ęEsquema de Modulaci√≥n de Amplitud¬Ľ¬†(ASK, Shift Keying Amplitude).¬†Esta onda se propaga a trav√©s del aire y cuando alcanza la etiqueta, la antena se activa, y la potencia de la radiofrecuencia se convierte en corriente continua a trav√©s de una l√≠nea de voltaje. La onda se modula nuevamente con la informaci√≥n codificada del chip, esto determina el siguiente comando. El √ļltimo paso es la onda que lanza la etiqueta ahacia el lector/interrogador. El sistema de codificaci√≥n para transmitir la informaci√≥n es el ¬ęIntervalo de Impulso de Codificaci√≥n¬Ľ (Pulse Interval Encoding, PIE).

Est√°ndares y protocolos RFID UHF

Hasta aquí ya hemos hablado del EPC, de PIE y de ASK, ahora vamos a ahondar en estos tres conceptos y otros dentro del tema de los protocolos y estándares. Los protocolos definen las comunicacines entre etiquetas y dispositivos. Las organizaciones que trabajan conjuntamente a fin de definir y aprobar estándares y protocolos universales para los equipos de RFID son: International Standards Organization (ISO), EPCglobal, GS1, y la World Trade Organization (WTO). Por ejemplo, al crear estándares globales, GS1 e ISO permiten la adopción mundial de RAIN RFID.
RAIN RFID est√° regulado por un √ļnico est√°ndar global llamado EPC UHF Gen 2v2 o ISO/IEC 18000-63. Las organizaciones internacionales que emiten est√°ndares relacionados con Rain RFID incluyen ISO, GS1, la International Electrotechnical Commission (IEC) y el Joint Technical Committee (JTC). Las entidades regionales que regulan el uso de las bandas de frecuencia RAIN RFID incluyen la Federal Communication Commission (FCC), que supervisa en EEUU, y la European Communications Standards Institute (ETSI) que opera en Europa.
EPCglobal cre√≥ el formato est√°ndar para el n√ļmero EPC, que incluye un encabezado, un identificador de producto √ļnico, y un valor de filtro. EPCglobal tambi√©n desarrolla los est√°ndares para las etiquetas Class 1 Gen 2, que fueron ratificadas por ISO para convertirse en ISO 18000-6C. Todas las clases establecidas por EPCglobal est√°n aprobadas por la ISO y la WTO. Las etiquetas UHF RFID usan el protocolo de interfaz a√©rea ISO 18000.
En equipos de Class 1 Gen 2¬† (ISO 18000-6C) se utiliza la codificaci√≥n de intervalo de impulsos (Pulse Interval Encoding, PIE) para la comunicaci√≥n entre lector y etiqueta. PIE describe la forma en que se codifica un mensaje para que el lector lo env√≠e a la etiqueta. PIE es similar al c√≥digo Morse, usa pausas cortas y largas para representar ¬ę0¬Ľ y ¬ę1¬Ľ. PIE en ISO 18000-6C funciona conjuntamente a Amplitude Shift Keying (ASK) que describe c√≥mo se modula la informaci√≥n. ASK funciona cambiando la amplitud de la onda para representar datos digitales.
En el caso de que dos etiquetas respondan al mismo tiempo a un lector las ondas de estas colisionarían y no podrían ser leídas. Por eso, el lector usa algoritmos de anticolisión, si no fuera así, leer las etiquetas RFID en una habitación donde hubiera más de dos sería casi imposible. Para los lectores y las etiquetas UHF RFID de Class 1 Gen 2 este algoritmo anticolisión es el llamado Algoritmo Q o Algoritmo Q adaptativo.
Hasta aquí llegamos en esta breve introducción a estándares y protocolos RFID UHF, hemos visto la codificación de onda (PIE), la modulación de la onda (ASK), y el algoritmo Q de anticolisión.
Si este artículo le pareció interesante, puede que le guste leer el artículo sobre cómo entender una hoja de datos de etiquetas RFID.
 
Fuentes:
Foto principal: Markus Spike en Unsplash.
Artículos enlazados:
‚ÄĒAdvanced RFID Measurements: Basic Theory to Protocol Conformance Test, National Instruments.
‚ÄĒUHF RFID Tag Communications: Protocols and Standards, RFID Insider.
‚ÄĒRFID STANDARDS, Impinj.

Esperamos que el art√≠culo haya sido √ļtil.

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