Tecnologías inalámbricas utilizadas en aplicaciones RFID

RFID transmite a través de tres rangos de frecuencia principales  en el espectro electromagnético.

• La banda de baja frecuencia de 120-150 kHz se utiliza para la identificación básica con un alcance de hasta 10 centímetros (cuatro pulgadas).
• Las bandas RFID de alta frecuencia operan a 13,5 MHz, una banda ISM, con aplicaciones en tarjetas inteligentes y tarjetas de memoria. Los rangos de transmisión son de hasta 1 metro.
• La transmisión RFID de ultra alta frecuencia admite dispositivos de corto alcance con una frecuencia de 433 MHz y alcances de hasta 100 m
• La banda de microondas RFID transmite a frecuencias de 865 MHz a 10 GHz en una variedad de bandas ISM con rangos de 1 a 200 m. A estas frecuencias, RFID funciona de acuerdo con una serie de estándares y protocolos de RF, como Bluetooth y 802.11.

Acerca de RFID (identificación por radiofrecuencia)

RFID utiliza la transferencia de datos por radiofrecuencia para la identificación y el seguimiento automáticos de artículos etiquetados con RFID. Esta tecnología ha experimentado una evolución considerable desde su desarrollo durante la Segunda Guerra Mundial como medio de identificación de aeronaves. Esta tecnología inalámbrica de identificación automática tiene una amplia variedad de aplicaciones centradas en la información almacenada electrónicamente que se transmite (mediante etiquetas activas) o se recibe (mediante etiquetas pasivas). RFID puede operar fuera de la línea de visión, o estar integrado con etiquetas que se pueden leer dentro de un rango de unas pocas pulgadas o centímetros, hasta cientos de metros.

RFID también se clasifica como una  tecnología de identificación automática y captura de datos (AIDC) en la que los datos de los objetos identificados de forma única pueden transferirse a bases de datos anteriores casi sin intervención humana.

Un sistema RFID simple constará de una etiqueta RFID (también conocida como transpondedor), un lector (también conocido como transceptor) y una antena. Las etiquetas suelen contener un circuito integrado y una antena en una carcasa robusta, que transmiten al lector. Las etiquetas inteligentes contienen una antena impresa o grabada y un circuito mínimo que contiene la información que se va a transmitir. El lector se comunica tanto con las etiquetas como con una aplicación o sistema de procesamiento de datos de algún tipo.

Lectores RFID

Los transceptores RFID pueden recibir información de la etiqueta y transmitir esta información al software de la aplicación. El lector también puede ser capaz de comunicarse bidireccionalmente, transfiriendo información de la aplicación a la etiqueta. Por lo general, se compone de un módulo de interfaz de radiofrecuencia (RFI) y una unidad de control.

RFID e IoT

Las aplicaciones de RFID se han centrado normalmente en la identificación, el seguimiento y el control de activos. Sin embargo, las aplicaciones RFID de próxima generación se están utilizando en implementaciones de Internet de las cosas (IoT), aprovechando los amplios rangos de frecuencia en los que opera RFID, particularmente las frecuencias UHF y de microondas.

RFID se puede utilizar como un protocolo de comunicación inalámbrica que sustenta la identificación de objetos en IoT. Estos objetos pueden ser representados en una estructura similar a Internet, monitoreados e inventariados por computadoras.

En la actualidad existe una convergencia de las tecnologías RFID e IoT con el desarrollo de sistemas de captura, transferencia y retroalimentación de datos basados en Internet y que funcionan de forma autónoma. En la actualidad, la RFID se combina con otros equipos de procesamiento de información, como el GPS, el GPRS o el WSN, para conectar en red los objetos inventariados y hacerlos "inteligentes".

Dado que la RFID se ocupa principalmente de la identificación de objetos, la combinación de esta tecnología con sensores, actuadores y el procesamiento de datos basado en Internet produce un sistema IoT en el que los artículos pueden ser monitoreados y controlados globalmente en tiempo real.

Desafíos del uso de RFID en aplicaciones de IoT

RFID ofrece un gran potencial para aplicaciones innovadoras, integradas y basadas en IoT, sin embargo, actualmente existen algunas limitaciones y desafíos.

• Interferencia: La comunicación RFID es simple, insegura en su forma más básica y susceptible a interferencias e intercepciones EM.
• Colisiones: también pueden producirse entre transmisiones simultáneas, ya que los lectores RFID y las etiquetas suelen funcionar utilizando los mismos canales inalámbricos. Esto provoca un mayor consumo de energía y ancho de banda y retrasos en la identificación.
• Etiquetas de seguridad y privacidad: requieren medios efectivos de seguridad contra el espionaje o la piratería. Sin mecanismos de control de acceso, personas o software no autorizados pueden acceder a los sistemas RFID y potencialmente comprometer las redes de IoT ascendentes.
• Costos: Las etiquetas RFID son costosas y requerirán un mayor desarrollo e ingeniería para proporcionar una identificación confiable e integrar tecnologías de sensores y actuadores de IoT.
• Integración: RFID requiere modificaciones para una integración efectiva en los sistemas IoT existentes

Aunque RFID es una tecnología inalámbrica establecida y ampliamente utilizada, requiere protocolos de control de acceso, autenticación y anticolisión más robustos, así como el refinamiento de los diseños de etiquetas y la reducción de los costos unitarios para aprovechar su potencial.

Antenas RFID

Las antenas desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de los sistemas RFID. Están diseñados para operar dentro de las frecuencias portadoras designadas de su sistema RFID específico. Propagan la energía de RF tanto vertical como horizontalmente para crear un campo electromagnético (EM) que se puede identificar junto con los datos transmitidos. Cuanto mayores sean los diagramas de cobertura de ondas de campo electromagnético generados por estas antenas, menor será la intensidad general de la señal.

Las etiquetas RFID pasivas tienen una bobina de antena plana que se activa mediante el suministro de una señal de RF energizante. Las bobinas de antena inducida suelen ser antenas de etiqueta, por lo que no requieren una fuente de alimentación y solo comunican sus datos cuando están energizadas. Cuanto mayor sea el área neta de la bobina de antena impresa, grabada o integrada, mayor será su rango de lectura y su capacidad para absorber energía de RF.

Una amplia gama de antenas RFID están disponibles y diseñadas para asociarse con una variedad de sistemas RFID. Los tipos incluyen antenas UHF, antenas polarizadas y antenas de parche.