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Guía práctica sobre el lector RFID

Conozca una de las piezas claves para obtener un alto rendimiento en las tasas de lectura

En un sistema RFID los dos principales dispositivos son el tag y el lector. En la si-guiente guía se explica brevemente su descripción, componentes y cuestiones a tener en cuenta en su adquisición. Los lectores, juntamente con lo tags, son los componentes que disponen de mayor variedad en el mercado. Además hay dife-rentes tipologías: fijos y móviles, incluso fijos adaptados para dispositivos móviles. La fabricación y diseño de estos difiere bastante entre los distintos modelos aunque soporten los mismos protocolos. Una de las grandes diferencias se encuentra en los rendimientos de lectura, pero también por el tipo y número de conexiones. Por todo ello es imprescindible entender de manera básica lo que significa el lector y los parámetros a tener en cuenta en su adquisición que variarán según el tipo de implementación

Roger Hostalot

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GUÍA

El lector utiliza su antena para enviar información digital codificada a través de ondas de radiofre-cuencia. Un circuito receptor en la etiqueta es ca-paz de detectar el campo modulado, decodificar la información y usar su propia antena para enviar una señal más débil a modo de respuesta.

Los lectores RFID se encuentran disponibles para realizar lecturas móviles con un operador, monta-dos en un autoelevador o instalados en forma fija. En un centro de distribución típico, uno o más lec-tores con un par de antenas serían configurados en los docks de carga y descarga para identificar el paso de tags entre ellos. Tal configuración es de-nominada “portal”. Los portales están localizados en las puertas de recepción de mercadería, en las líneas de producción y empaque y en las puertas de despacho de producto terminado. Los lectores portátiles o de autoelevadores pueden ser utiliza-dos para leer las etiquetas que no son despacha-das a través del portal o para localizar productos en el centro de distribución.

Debido a que una gran cantidad de etiquetas po-drían encontrarse en presencia de un lector, los lectores deben ser capaces de recibir y administrar varias respuestas al mismo tiempo (potencialmen-te cientos por segundo). La capacidad de gestio-nar una gran cantidad de etiquetas es utilizada para permitir que las etiquetas sean identificadas y seleccionadas individualmente. El lector puede instruir algunos tags para que se enciendan y otros para que se apaguen con el objetivo de suprimir las interferencias. Una vez que el tag es seleccionado, el lector está habilitado para realizar un número de operaciones tales como leer su número de identifi-cación o escribir información en la etiqueta, depen-diendo de la aplicación. Luego el lector procede, a través de una lista, a reunir información de todas las etiquetas.

OPERACIÓN BÁSICA DE UN LECTOR RFIDPara la mayoría de las aplicaciones, los lectores operarán automáticamente o como equipos gestio-nados. Algoritmos anti-colisión son utilizados para leer y clasificar recepciones múltiples y simultá-neos de distintos tags.

Lectura Fija: Un lector puede configurarse para operar en forma constante realizando lecturas fijas y acumulando listas de tags en su memoria. Las listas de tags representan la población actual de etiquetas en su rango de lectura. A medida que los tags responden a las emisiones del lector son in-cluidos en la lista. Si no responden, son eliminados de la lista acumulada en la memoria. Un lapso de tiempo determinado es fijado para establecer cuan-

do un tag debe ser eliminado de la lista. Un sistema central puede recibir una lista de etiquetas desde el lector cuando desee actualizar sus registros. La información disponible que recibe el servidor inclu-ye la ubicación del lector, el tiempo de lectura, el tamaño de la lista de tags, y la identificación de cada etiqueta en la lista.

Modo Directo / Interactivo: Los lectores que operan bajo esta modalidad responderán a los comandos proporcionados por las aplicaciones de gestión almacenadas en servidores. El servidor puede indicar al lector que reúna una lista de eti-quetas dentro del rango de lectura o que busque una etiqueta específica. En ambos casos el lector comienza por recoger una lista. Una vez completa-do el comando instruido por el servidor, el lector espera hasta recibir el siguiente.

GEN 2: OPERACIONES DEL LECTORUn lector de Gen2 gestiona todos los tags que es-tán en determinado lugar usando tres operaciones básicas:

Selección: Esta operación aisla eventualmente un grupo de tags para inventario y acceso. El coman-do de selección puede utilizar un código de infor-mación, un código de fabricación u otra variable que seleccione (targets), sólo los tags que son de interés. Esta operación es análoga a seleccionar registros de una base de datos.

Inventario: La operación de únicamente identificar tags, uno cada vez. El lector empieza una ronda de inventario transmitiendo un comando de consulta en una de las cuatro sesiones. Uno o más tags pueden responder. El lector resuelve conflictos a través de las respuestas del tag y establece etique-tas en cada uno de los tags a medida que éstos se cuentan.

Acceso: Una vez que un tag ha sido identificado a través de las operaciones de inventario, la opera-ción de acceso permite al lector leer y escribir a un tag. El acceso comprende múltiples comandos para programar campos de memoria en tags de forma individualizada, configurar passwords, cam-pos de memoria bloqueados o matar el tag.

Entre las consideraciones para seleccionar los lec-tores se incluyen:

- Frecuencia operativa: que encaje con los requeri-mientos del tag

- Multi-protocolo: una característica deseable si una variedad de tags están para ser leidos por diferen-

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tes dispositivos, lo cuál puede entender distintos protocolos de interfaz aerea.

- Codificación: si se espera utilizar el lector para escribir información en los tags. Se requieren las capacidades de configuración y codificación del comando.

- Adaptación a la normativa local: la potencia de salida es diferente en Estados Unidos y en Europa. Igual sucede con las frecuencias.

- Memoria: características de gestión de colas y listas de tags.

- Capacidad de red: capacidad de interconectar lectores y comunicar con los ordenadores de apli-caciones a través de las interfaces comunes (ca-

ble, par trenzado o inalámbrico), utilizando RS-485, TCP/IP, Ethernet, o 802.1.

- Potencia: algunos lectores operan con Power sobre Ethernet (PoE), eliminando la necesidad de una fuente de energía separada, pero requiriendo un router PoE en la red.

- Configurable y actualizable: a través de la cone-sión de red y el firmware.

- Antena: se adapta a varias condiciones utilizando un autosintonizador dinámico. Puede aceptar múlti-ples antenas para varias aplicacciones.

- Interfaces de control: Input/output digital y circui-tos de control para sincronización con otros com-ponenentes en una línea automatizada.

- Actualizaciones: A medida que los estándares y la tecnología evolucionan, los lectores necesitarán un firmware actualizable para no conllevar continuam-nente compras de nuevos equipos.

ESCOGER EL LECTOR CORRECTOEl lector (y las antenas) igual que los tags tiene un elevado impacto en el comportamiento de la so-lución RFID. Por este motivo, se debe de contar con la suficiente información para escoger el lector más apropiado para cada implantación.

Los componentes de un lector son el módulo de radio, el procesador y sus conexiones que pueden ser de varios tipos para conectar con distintos dis-positivos (conector de antena, Ethernet, RS232, actuadores, sensores u otros). Tampoco hay que olvidar el firmware del lector que puede determinar significativamente el comportamiento.

Aunque dos lectores cumplan con los mismos es-tándares, no significa que sean iguales y, por lo tanto, que tengan el mismo comportamiento. Pue-den hacer lo mismo pero de diferentes maneras. Al igual que sucede con los coches donde el motor puede tener las mismas prestaciones pero dife-rente ingeniería. Esta característica de ingeniería diferencia y determina el rendimiento que puede al-canzar el lector. De ahí la importancia de los com-ponentes electrónicos que constituyen cada uno de los dispositivos.

A la hora de elegir un lector debemos tener clara la aplicación que vamos a realizar para determinar el nivel de rendimiento que se requiere. De esta manera, escojeremos el que mejor se adapte. Tam-bién deben tenerse en cuenta el número y tipos de conectores que necesitamos. Así, por ejemplo, si

Lector Intermec IF61 de última generación

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lo que se quiere es conectar dos antenas no ele-giríamos un lector de 8. Si no debe conectarse a la red, no es necesario que contenga un módulo Ethernet.

Para aplicaciones donde es necesario crear por-tales lectores, tomará importancia la cantidad y tipo de conectores para actuadores (PLC, semá-foro, etc.) o sensores. Normalmente este tipo de soluciones se relaciona con acciones físicas que desarrollan personas o máquinas. Una aplicación clásica sería cuando un palet es leído por el portal quién verifica que todo sea correcto y enciende el semáforo en verde en caso afirmativo o alerta al trabajador de un error al encenderse el testigo rojo del semáforo.

Si se analizan todas estas variantes u otras más técnicas se entenderá la necesidad de testear di-ferentes tipos de lectores para cada uno de los casos concretos con el objetivo de encontrar la solución idónea en funcionamiento y coste.

Lector para integrar en vehículos comocarretillas de almacén

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