Estudio EPC/RFID sobre Near FieldEtiquetado de unidades de consumo

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ESTUDIO EPC/RFID SOBRE NEAR FIELD:Etiquetado de unidades de consumo

Hasta la actualidad la mayoría de tagso etiquetas EPC/RFID del mercado sehan basado en el concepto de campolejano (Far Field), es decir, en el usode las ondas electromagnéticasplanas radiadas por las antenas UHFpara el envío y la recepción de lainformación del tag. El campo lejanoresuelve perfectamente los distintoscasos de etiquetado a nivel de cajay palet pero no es así cuandohablamos de etiquetado a nivel deítem donde necesitamos tagspequeños y que además permitan

una lectura masiva fiable. Por estemotivo se plantea el campo cercano(Near Field en adelante) como unasolución totalmente válida para laidentificación de ítems que ademássigue el estándar actual EPC UHFGen2 permitiendo así una únicainfraestructura tecnológica. ElNearField permite reducir lasdimensiones de los tagsconsiderablemente y además nosfacilita la posibilidad de realizarlecturas en grupo incluso enlíquidos y metales.

Pruebas realizadas

Desde AECOC y juntamente con laempresa TRACE Tecnologías,suscriptora de EPCglobal, se hanllevado a cabo diversas pruebas paracomprobar el rendimiento y lafiabilidad de las comunicacionesNear Field. Para ello se ha utilizado unlector EPC UHF Gen2 y una antena decampo cercano, además de distintosformatos de tags de Near Field EPCUHF Gen2.

Siguiendo un orden lógico se hanprocedido a realizar lecturas a nivelunitario para comprobar larespuesta de los tags en diferentesproductos tanto líquidos comosólidos y después se ha analizadola fiabilidad y el tiempo derespuesta en lecturas con varioselementos a la vez.

¿Qué es el Near Field?

Se considera Near Field en un sistemaUHF RFID al campo radiado alrededorde la antena haciendo uso de losprincipios de acoplamientomagnéticos. Alrededor de la antenase crean dos campos magnéticos, unoreactivo, tocando a la antena, y el otroradiante, alrededor de la antena.Cuando la onda se vuelve plana, elcampo magnético se transforma encampo electromagnético, eldenominado Far Field.Haciendo uso del campo magnéticocercano se pueden obtener resultadosde lectura óptimos. Este campo esmenos sensible a los diferentes tiposde materiales que rodean al tag, comolos metales o los dieléctricos(elementos mal conductores de laelectricidad), permitiendo la lecturade los tags incluso en líquidos.

Partiendo de esta teoría se puedeemular el método de comunicaciónde los sistemas LF o HF, ya que lasdistancias de lectura son sólo posiblesen el campo cercano y se comprendenentre los 2 y los 30 cm. respecto alcentro de la antena. En algunasocasiones se podría recurrir al contactocon la antena o base lectora.

Prueba 1:Nivel de ítem - Descripción de la prueba y resultados

Para comprobar si es posibleleer el Near Field en productoslíquidos y sólidos se ha diseñadouna prueba de potencia mínimade lectura. Se ha utilizado unaúnica probeta etiquetada con untag y se ha rellenado de distintosproductos habituales en elconsumo diario, tanto líquidosde distintas densidades comosólidos.Una vez la probeta está llena, seposiciona en estático siemprecon la misma posición y orientacióndel tag para realizar el test.

Los resultados obtenidos son lossiguientes:

Potencia mínimade lectura (W)

dBm mínimosde lectura

% de lecturascorrectas

100% delecturas

Aceite 0,320 W 25.00 dBm

Agua 0,360 W 25.50 dBm

Azúcar 0,285 W 24.50 dBm

Cacao en polvo 0,225 W 23.50 dBm

Café líquido 0,285 W 24.50 dBm

Café molido 0,285 W 24.50 dBm

Café soluble 0,320 W 25.00 dBm

Detergente líquido 0,400 W 26.00 dBm

Leche entera 0,285 W 24.50 dBm

Leche desnatada 0,250 W 24.00 dBm

Sal 0,320 W 25.00 dBm

Vinagre 0,360 W 25.50 dBm

Tal y como podemos observar apartir de 250mW podemos empezara obtener lecturas incluso conlíquidos.

Si nos centramos en latipología de producto, sólidoso líquidos, podemos obtenercomo conclusión principalque la tecnología estotalmente independiente deltipo de material quequeramos leer.

Este fenómeno es debido a la pocainfluencia que tienen los dieléctricosen el campo magnético utilizadopara transmitir y recibir lainformación del tag.

Prueba 2:Sector sanitario - Descripción de la prueba y resultados

A diferencia de los entornos líquidos, enlos metales la comunicación es posiblesi se toman determinadas precaucionescon el diseño y el posicionamiento deltag. Estas consideraciones sonespecialmente importantes en el sectorfarmacéutico, pues existe una grandiversidad de envases y tipos decontenidos para los productos finales.

Prueba 3:Lectura masiva - Descripción de la prueba y resultados

Vista la capacidad del Near Field parala lectura en líquidos se etiquetanen serie 96 probetas llenas de agua,cada una etiquetada con su tag enla parte inferior exterior, de modoque el tag queda totalmentecubierto por el líquido.

El test consiste en pasar la caja con las96 probetas etiquetadas por encimade la antena de Near Field hastaobtener el 100% de lecturas esperadas.La operación se realiza 10 veces paracada una de las distintas potencias delectura que se contemplan en el test.

Por este motivo, y con unbuen diseño de la solución, seconsiguen lecturas 100%fiables en diversos fármacoscon diferentes encapsulados.Por ejemplo tubos depomada, blisteres metálicos,sobres de medicamentos enpolvo y ampollas con líquidos.

W dBm t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 tm

1 30 3’’ 1’’ 3’’ 2’’ 1’’ 2’’ 1’’ 1’’ 1’’ 2’’

0,640 28 3’’ 3’’ 3’’ 3’’ 3’’ 2’’ 2’’ 2’’ 2’’ 2’’

0,500 27 2’’ 3’’ 2’’ 2’’ 1’’ 1’’ 2’’ 2’’ 3’’ 2’’

0,250 24 5’’ 7’’ 6’’ 2’’ 2’’ 1’’ 4’’ 3’’ 3’’ 4’’

0,125 21 12’’ 21’’ 15’’ 8’’ 11’’ 18’’ 15’’ 5’’ 4’’ 10’’

Se comprueba el tiempo total delectura de toda la agrupación.

Inventory Statistics Rate

Unique Tags: 96

Tags Rdr1: 96

Total Reads: 1324 270.2

Tot Rdr1: 1324

Test Time: 0: 00: 04

Peak Rate: 414.0 178.4

Los tiempos obtenidos son los siguientes:

Ajustando el lector a una potenciade 500mW podemos obtener latotalidad de lecturas en un tiempomínimo equiparable a cuandotrabajamos con 1W.

Con una potencia mínima muypor debajo del máximo permitidose consigue el 100% de las lecturasen tiempos inferiores a 4segundos.

Conclusiones generales de las pruebas

Las pruebas realizadas handemostrado que el Near Field esuna tecnología fiable en el 100%de los casos y que puede resolverdefinitivamente los problemasque se planteaban hasta ahoracon líquidos y metales.

Es importante destacar que notodos los tags de Near Fieldson adecuados para todas lasaplicaciones. Por este motivo, esimprescindible realizar pruebas yensayos para determinar el tagmás adecuado para cadaproducto o aplicación.

Además, al estar dentro delestándar EPC UHF Gen2 el NearField ha sabido aprovechar todaslas mejoras que ha habido desdeque se empezó a apostar por elUHF como tecnología aplicablea la cadena de subministro, y espor ello que se plantea comouna solución muy firme parael etiquetado a nivel de ítem,dejando de lado otrastecnologías que podríanencarecer el coste deimplementación en lossistemas de información.

Queremos invitar a todas las empresasque lo deseen a realizar pruebas en elEPC Competence Centre y hacer usode las estructuras disponibles y delúltimo equipamiento de las empresasproveedoras de tecnología quecolaboran con el centro.

Para más información:

Sergi Cardona Responsable del EPCCompetence Centre de AECOCscardona@aecoc.esT. 932523900Albert Escala Director Técnicode TRACE Tecnologíasaescala@tracetecnologias.comT. 628400314

Con la colaboración de:

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