5 hechos:tecnología RFID activa y sistemas de localización en tiempo real

Cuando se trata de rastrear y monitorear activos en cualquier momento y desde cualquier lugar, la prisa está en implementar una solución de posicionamiento en interiores que incorpore la identificación activa de radiofrecuencia (RFID) en la tecnología del sistema de ubicación en tiempo real (RTLS).

¿Por qué? Porque la RFID activa es realmente duradera y confiable, con un rango de lectura relativamente largo y una sólida capacidad de almacenamiento de datos. Además de eso, generalmente es asequible y requiere poca o ninguna intervención humana.

En pocas palabras, RFID es una forma de comunicación inalámbrica que utiliza ondas de radiofrecuencia de baja potencia para recibir y transmitir datos. Y aunque hay dos tipos básicos, RFID pasivo y activo, centraremos nuestra discusión principalmente en este último, dada su mayor versatilidad para el seguimiento de la ubicación en tiempo real.

Por supuesto, antes de invertir en cualquier tecnología, siempre es una buena idea aprender más sobre ella. Entonces, para comenzar, hemos compilado una lista de cinco datos interesantes sobre RFID.

1) La tecnología RFID cuenta con una historia que se remonta al advenimiento de la tecnología de radar durante la Segunda Guerra Mundial.

Aunque el concepto de ondas de radio surgió en el siglo XIX con la primera teoría sobre la energía electromagnética, la tecnología RFID apareció por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial con el uso de un radar para advertir de los aviones que se aproximaban a kilómetros de distancia. Pero en su forma más temprana, esta tecnología no tenía forma de identificar a quién pertenecían estos aviones.

Decididos a superar este desafío, los británicos lanzaron un proyecto secreto de investigación y desarrollo que resultó en el primer identificar amigo o enemigo activo. (IFF) sistema. Al igual que la tecnología RFID actual, utilizó la transmisión de ondas de radio para identificar aeronaves amigas, una invención pionera que todavía se utiliza en operaciones de control de tráfico aéreo civiles y militares.

En el futuro, las décadas de 1950 y 1960 vieron más de unos pocos avances en los sistemas de comunicaciones de radar y radiofrecuencia, incluida la investigación sobre el uso de energía de RF para identificar objetos de forma remota. Y en 1973, el inventor estadounidense Mario Cardullo supuestamente recibió la primera patente estadounidense para una etiqueta RFID activa con memoria regrabable.

Aproximadamente al mismo tiempo, Los Alamos National Laboratories comenzaron a trabajar en un sistema para rastrear de manera segura el transporte de materiales nucleares, un invento que fue reelaborado para rastrear ganado, a pedido del Departamento de Agricultura de EE. UU.

Estos desarrollos allanaron el camino para el uso de tecnología RFID a lo largo de los años 80 y 90 para realizar actividades tan remotas como cobrar los peajes de las carreteras y monitorear los vagones de ferrocarril.

A medida que Internet de las cosas (IoT) comenzó a tomar vuelo a fines de la década de 1990, también lo hizo el uso generalizado de RFID activo para sistemas de ubicación en tiempo real, con más de 1,000 patentes presentadas en 2000. Y según Zion Market Research, el Se espera que el mercado de equipos RFID aumente, alcanzando más de $ 25 mil millones de dólares para 2022.

---

Lectura relacionada:Tecnologías de ubicación de activos y el proceso de selección

---

2) Si bien los sistemas RFID activos pueden diferir en términos de tipos de dispositivos y complejidad, todos tienen al menos tres componentes de hardware:lectores, antenas y etiquetas.

La mejor manera de comprender cómo funciona un sistema RFID activo es pensar en sus componentes de hardware dentro del contexto del cuerpo humano.

Lectores RFID activos

El lector, o interrogador, como se le llama a veces, es el cerebro de la operación, ya que transmite y recibe ondas de radio para comunicarse con una etiqueta RFID activa.

Al hacerlo, normalmente utiliza una o más antenas, junto con una aplicación de software, comúnmente conocida como middleware, que transfiere información del lector al sistema donde se procesa. En su mayor parte, los lectores RFID vienen en uno de dos factores de forma distintos:fijo y móvil.

Como su nombre lo indica, arreglado los lectores permanecen en un lugar, donde generalmente se montan en paredes, en portales o en alguna otra estructura que sea adecuada para la zona de lectura.

Debido a que generalmente necesitan antenas externas para leer con precisión las etiquetas activas, incorporan puertos externos para conectar una o más antenas adicionales, según el área de cobertura requerida.

Por otro lado, móvil Los lectores de RFID son dispositivos portátiles especialmente compactos, en los que la antena está integrada o conectada externamente. Conocidos por su flexibilidad, pueden montarse o transportarse prácticamente a cualquier lugar, sin dejar de comunicarse con una computadora host o un dispositivo inteligente.

Etiquetas RFID activas

Las etiquetas que funcionan con pilas sirven como el corazón de cualquier sistema RFID activo. Cuando se fijan a un objeto, transmiten continuamente sus propias señales, al igual que el corazón bombea sangre a través del cuerpo para mantener el funcionamiento de sus órganos.

Dicho esto, las etiquetas activas utilizan estas señales para rastrear la ubicación del activo en tiempo real, mientras registran información a velocidades muy altas, por lo que funcionan especialmente bien para monitorear activos valiosos en movimiento.

Tal como está ahora, estas etiquetas vienen en una variedad de tamaños y formas y, por lo general, tienen una duración de batería de unos pocos años. También tienen un rango de lectura largo (más de 300 pies); no requieren línea de visión; y puede generar datos más allá del simple posicionamiento, como la temperatura ambiente y la humedad. Pero en el lado negativo, el costo puede variar mucho desde alrededor de $ 5 hasta $ 20 por etiqueta.

Antenas RFID activas

Y finalmente, las antenas RFID son análogas a las arterias y venas del cuerpo que transportan sangre hacia y desde el corazón. Teniendo esto en cuenta, se utilizan para transmitir la señal de interrogación del lector para "despertar" la etiqueta, que luego envía una señal de identificación única al lector a través de la antena.

Las antenas vienen en diferentes tamaños y diseños, dependiendo de una variedad de factores. Para empezar, las condiciones ambientales (niveles de temperatura y / o humedad) son clave, así como dónde se montará la antena (en interiores o exteriores). Asimismo, el rango de lectura es importante. Por ejemplo, al aumentar el tamaño de la antena, puede aumentar el rango de lectura.

3) Hay tres tipos de RFID activa:baliza, transpondedor e inteligente.

La RFID activa se presenta en tres tipos distintivos que, a su vez, se prestan a diferentes casos de uso. Estos son los conceptos básicos de cada tipo ...

Tecnología de balizas

El tipo más común, con diferencia, el RFID de baliza es un sistema relativamente simple, en el que las etiquetas alimentadas por batería emiten un mensaje de identificación encriptado a una velocidad de entre cada 100 milisegundos y cada cinco segundos.

En su mayor parte, utiliza tecnología Bluetooth Low Energy (BLE), dado su bajo costo y eficiencia energética, aunque existen algunas tecnologías patentadas en el mercado que funcionan igual de bien.

A medida que aumentan los costos, las etiquetas varían en precio desde $ 5 (para balizas básicas) a $ 100 (para la variedad de servicio pesado), mientras que el gasto asociado con la transmisión de datos varía, según el estado del lector. Los sistemas de balizas RFID son más rentables cuando el lector transmite datos solo cuando la etiqueta se mueve, lo que reduce la cantidad de información que se transmite.

Transpondiendo

Los sistemas automatizados de cobro de peajes son un gran ejemplo de transpondedor RFID activo. En esencia, estos sistemas funcionan con un lector pasivo, una antena y un transpondedor o etiqueta activa que funciona con batería y que está pegada al vehículo que no transmite, pero sí recibe señales de radio.

Entonces, cuando el automóvil se detiene en un carril de cobranza, el lector pasivo emite una señal que "despierta" el transpondedor activo, que luego transmite un número de identificación de serie único a una computadora centralizada donde se almacena para registrar el pago.

Esta funcionalidad híbrida no solo extiende la vida útil de la batería a alrededor de 10 años o más, sino que también requiere una infraestructura mínima. Y aunque este tipo de RFID activa se ha convertido en el estándar de cobro de peajes, también puede funcionar para otras soluciones de ubicación de activos que no requieren rangos de lectura largos o seguimiento constante.

RFID inteligente

La RFID inteligente también es una especie de híbrido que combina la RFID activa de balizamiento y transpondedor. En este escenario, las etiquetas RFID activas inteligentes están diseñadas para activarse a intervalos establecidos, escaneando su entorno en busca de balizas de puntos de referencia fijos cercanos, que utilizan para calcular sus ubicaciones (la función "inteligente"). Luego, las etiquetas envían estos datos al lector.

Estos sistemas inteligentes de RFID activos son significativamente más rentables que las balizas RFID por algunas razones de peso. (De hecho, en Link Labs, quedamos tan impresionados con estos beneficios que convertimos nuestro sistema de ubicación en tiempo real AirFinder de balizas a RFID inteligente como una forma de reducir el costo para nuestros clientes).

Para empezar, estos sistemas son más precisos para la ubicación y menos pesados ​​en infraestructura, al tiempo que requieren poca o ninguna integración de TI. Asimismo, los únicos datos que transmiten a través del backend son la ubicación de los activos y los cambios de condición. Naturalmente, la reducción de la carga de datos aumenta enormemente la duración de la batería de la etiqueta.

4) Un sistema RFID transmite a tres frecuencias básicas dentro del espectro electromagnético:baja, alta y ultra alta.

RFID de baja frecuencia (LF)

Estos sistemas RFID operan en un rango de frecuencia general de entre 30 y 300 KHz, con un rango de lectura de hasta 10 centímetros.

Eso se traduce en un rango de lectura particularmente corto, almacenamiento de memoria limitado y una velocidad de transmisión de datos más lenta que aquellos sistemas con transmisiones de frecuencia más alta. Por otro lado, sin embargo, las etiquetas LF RFID funcionan mejor alrededor de metales y / o líquidos.

A un costo promedio por etiqueta relativamente bajo, de $ 0,75 a $ 5,00, la RFID de baja frecuencia se utiliza principalmente para el seguimiento de animales (piense en ranchos en expansión) y el control de acceso (como tarjetas de acceso); aunque se puede implementar para otras aplicaciones que no requieren un rango de lectura más largo.

RFID de alta frecuencia (HF)

Con un rango de frecuencia general de entre 3 y 30 MHz y un rango de lectura de alrededor de 30 centímetros, los sistemas RFID de alta frecuencia se prestan bien para la emisión electrónica de boletos y transferencias de pago, así como para otros tipos de tarjetas inteligentes.

Por ejemplo, la tecnología Near Field Communication (NFC), basada en HF RFID, se usa a menudo para aplicaciones tan comunes como tarjetas de acceso a hoteles. Como nota al margen, hemos escrito más sobre las diferencias entre RFID y NFC para la ubicación de los activos.

Además, al igual que LF, HF utiliza un acoplamiento magnético para comunicarse entre las etiquetas RFID y los lectores. Por lo tanto, al confiar en esto como su fuente de energía, las etiquetas HF generalmente siguen funcionando durante la vida útil de su aplicación, a menos que se dañen por el uso y desgaste.

Y para hacerlas aún más atractivas, estas etiquetas también son relativamente económicas, entre $ 0.35 y $ 10.00 por etiqueta, y por lo general son de tamaño pequeño.

RFID de frecuencia ultra alta (UHF)

Los sistemas RFID activos UHF tienen un rango de frecuencia entre 400 MHz y 3 GHz, con rangos de lectura mucho más altos de 30 a más de 100 metros, junto con tasas de transferencia de datos más rápidas. Además, tienen un costo de infraestructura bastante bajo y una gran capacidad de memoria.

Igualmente importante, sus etiquetas son alimentadas por baterías internas y balizas proactivas a intervalos predeterminados, que son detectados por lectores RFID y pasados ​​al sistema anfitrión para su procesamiento.

Sin embargo, en el lado negativo, las etiquetas RFID UHF cuestan más a un precio promedio de $ 25 a $ 50 por etiqueta, y son bastante sensibles a la interferencia de metales, líquidos y señales electromagnéticas, aunque el diseño innovador está mitigando algunos de estos problemas. Al mismo tiempo, debido a que funcionan con baterías, estas etiquetas tienen una vida útil limitada de tres a cinco años.

Las aplicaciones RFID UHF activas se utilizan comúnmente para rastrear activos móviles (por ejemplo, contenedores de carga, equipos grandes y vehículos), así como activos como herramientas de construcción y materiales que se almacenan en áreas grandes, como patios de depósito.

5) La tecnología RFID ha avanzado mucho en las últimas dos décadas en forma, función y aplicación.

A medida que los dispositivos de IoT se vuelven cada vez más omnipresentes, la tecnología RFID activa se vuelve cada vez más sofisticada, particularmente con respecto al seguimiento y rastreo de activos en tiempo real. De hecho, al mantener la visibilidad de los activos las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año, las organizaciones de todos los tipos y tamaños no solo están mejorando sus resultados, sino que también están salvando vidas, mitigando eventos peligrosos y reduciendo responsabilidades.

Dicho esto, ha habido más de unos pocos avances en la tecnología RFID activa durante las últimas dos décadas, que incluyen:

• Etiquetas RFID activas que incorporan tecnologías de sensores innovadoras para monitorear factores ambientales como temperatura, humedad y vibración
• Etiquetas RFID inteligentes cada vez más pequeñas que también son más delgadas y ligeras, con más memoria
• Lectores RFID menos costosos con mayor velocidad de lectura (1,000 a 1,200 etiquetas por segundo) y sensibilidad, junto con más opciones de conectividad para transferir datos
• Una variedad de antenas especializadas, con menos peso y volumen
• Aplicaciones y servicios basados ​​en la nube para administrar el flujo de datos, creando así soluciones que requieren poco o ningún soporte de TI
• Sistemas de ubicación en tiempo real que son mucho más eficientes en cuanto a energía y datos, con menos requisitos de infraestructura.

Por supuesto, con todos estos avances, la RFID activa se está implementando en innovadoras soluciones Bluetooth RTLS, como AirFinder, en múltiples industrias para administrar una variedad de activos valiosos. A continuación se muestran algunos ejemplos:

RTLS para atención médica y gestión de emergencias

Los hospitales están utilizando soluciones RTLS que aprovechan una combinación de etiquetas RFID activas y balizas de sensor BLE para mejorar en gran medida la atención al paciente, al realizar un seguimiento de la ubicación y el estado del equipo de tratamiento médico a medida que se mueve entre las habitaciones y los pisos.

Y con la introducción de nuestro AirFinder SuperTag, que proporciona una visibilidad perfecta tanto en interiores como en exteriores, ahora podemos ofrecer el mismo beneficio para los hospitales de campaña móviles que brindan el apoyo médico de emergencia muy necesario en zonas de desastre y durante epidemias importantes.

Seguridad en la industria hotelera

Dada la necesidad de mantener seguros a los empleados del sector hotelero en todo momento dentro de las instalaciones donde trabajan, AirFinder combina la tecnología RFID con Bluetooth y ultrasonido para producir sistemas de botones de pánico de hotel livianos y fáciles de usar. Diseñado para funcionar con un dispositivo enchufable simple en cada habitación, envían rápidamente una señal de socorro, que registra la ubicación exacta del empleado.

Seguimiento de carga en centros de transporte

Si bien hay muchos casos de uso para las soluciones RFID RTLS en los centros de transporte, algunos de los más populares involucran el seguimiento de la ubicación de una pieza crítica de carga, así como el monitoreo de grandes cantidades de paletas en movimiento. Asimismo, estas soluciones se pueden implementar para mantener la cadena de custodia, así como para garantizar que los activos sensibles al clima no se trasladen a áreas donde las altas temperaturas o la humedad podrían dañarlos.

Gestión de activos de fabricación

Al igual que la industria del transporte, las operaciones de fabricación de todos los tipos y tamaños están implementando RFID RTLS activo con mayor frecuencia para cualquier número de funciones críticas.

Sin duda, están empleando estas soluciones para la gestión de activos de fabricación y el seguimiento de la ubicación en tiempo real tanto de los equipos como de los empleados dentro y fuera del edificio. Lo mismo ocurre con los pallets utilizados para almacenar materias primas y otros inventarios móviles. Asimismo, están monitoreando las fluctuaciones ambientales en la temperatura y el movimiento que podrían tener un impacto en equipos costosos.

Pensamientos finales…

Como componente integral de IoT, la tecnología RFID activa definitivamente ha hecho que las soluciones RTLS sean más fáciles, rentables y más confiables. Pero, como puede imaginar, estos sistemas seguirán mejorando en el futuro, ya que el mercado de RFID está creciendo a un ritmo exponencial. Entonces, aunque esperamos que ahora tenga un conocimiento básico, no dude en contactarnos para obtener más información sobre todo lo relacionado con RFID.