RFID Tutorial

CARShttp://www.cenidet.edu.mx/subaca/web-dcc/laboratorios/sistemdistribuidos/index.html

cenidetCentro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico

Tutorial de Tecnología de Identificación por Radio Frecuencia

(RFID)Presentan:

Dr. Gabriel González Serna

Agenda

Introducción Contexto de aplicación de RFID en SRSCC Descripción técnica Conclusiones

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Agenda


3

RFID es una tecnología inalámbrica que utiliza ondas de radio frecuencia para transferir datos entre un lector y una etiqueta incorporada a una persona u objeto, para identificar, categorizar, seguir (tracking). . ., etc.

La identificación por radiofrecuencia (RFID) es una tecnología de captura automática de datos (ADC), esta tecnología se conforma de pequeños transmisores de datos (Tags), y de lectores fijos o móviles (Readers). Las etiquetas se fijan o incorporan en personas y objetos para que estos sean auto-identificados.

4

Introducción

EPC

RFID

http://www.harthosp.org/IntMed/images/yin-yang.gif



Es un identificador basado en radiofrecuencia, definido en la especificación IEEE 802.15.4.

Es una herramienta tecnológica de identificación cuya principal premisa es sustituir al código de barras actualmente existente.

Ofrece un sistema único de localización en tiempo real que permite monitorizar cualquier parámetro referente a la persona u objeto que lo porta.

5

Introducción

Código de Barras

Código 2D

RFID - ActiveRadio Frequency ID

RFID- PassiveRadio Frequency ID

Principales aplicación : Detectar la presencia de objetos etiquetados y/o personas. Identificar objetos/personas

Otras aplicaciones: Seguimiento de objetos y personas Localización de objetos y personas

6

Introducción

Agenda


7

8

Aplicación de RFID en SRSCC

SRSCC

Contexto

Info

rmació

n

con

textu

al

9


SRSCC Perfil de Usuarios

Log de actividad de usuarios

Ontología multidimensional

Log de actividad del usuario

JSON

JSON

JSON

Mapas interactivos (SVG) con información contextual

10

Repositorio de mapas

Organizacionales

Conjunto de recomendacion

es

Destilado de mapa

Cubículo de

doctorantes

Cubículo del Dr. Juan Pérez

Cómputo Móvil


Servicios de ubicación en interiores (RFID y NFC)

11


Edificio de Computación

Edificio de Electrónica

Edificio Administrativo

Esta

cio

na

mien

to 1

Cafetería

RFID

Servicio de ubicación1. Portal RFID entrada/salida

edificios/instalaciones2. Portal RFID edificios multinivel

Estacionamiento 2R

RR

R

R

R

R

R

R

R

R

R

Zona de lectura RFID

Lector RFIDR

Información de autoi-dentificación de personas y objetos

Edificios multinivel

R

R

R

R

Portales RFID

R

R

Servidor de localización

Selección de Mapa de ubicación

Repositorio de Mapas SVG

Ontología de localizaciónE

stacio

na

mie

nto

1




Estacionamiento 2

Cafetería

Servicios de localización en interiores (RFID, WiFi, Bluetooth, QRCodes)

12


WiFi1. MAC_A, Power_A2. MAC_B, Power_B3. ….4. ….5. MAC_n, Power_n

Bluetooth6. MAC_A, Power_A7. MAC_B, Power_B8. ….9. ….10. MAC_n, Power_n

Esta

cio

na

mien

to 1




Estacionamiento 2

Cafetería

JSON

Planta Baja_A

Planta Alta_A

Mapa Edificio AA B C D E

1

2

3

A B C D E

1

2

3

B2

Agenda


13

Un sistema RFID consta de por lo menos tres componentes principales: Readers (lectores) : el mecanismo que permite leer

dicho tag. Tag (etiqueta) : elemento de silicio que está unido a un

objeto al que identifica, hay dos tipos de tags: Activos: poseen una batería que les proporciona la

alimentación que necesiten. Pasivos: reciben la alimentación del campo electromagnético

que los rodea. Software cliente. Define la lógica de negocio que se

aplica a los eventos de lectura de los tags asociados a personas y objetos, utiliza en algunos casos protocolos estándares (LLRP)

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Descripción técnica

Reader RFID

Air ProtocolConexión cableada o inalámbrica

Protocolo del Reader

Señal de Radio Frecuencia

Tag RFIDCliente

Componentes de un sistema RFID: Reader y antenas

15


Proto

colo

ent

re A

nten

as

y Rea

der

Protocolo entre Readery Aplicación

LLRP

Conexión cableada o inalámbrica

Prot

ocol

o en

tre ta

gs

y R

eade

r

C1G2

Reader

Antenas

Tags

Aplicación Cliente

Componentes de un sistema RFID: Tags16




ESTABLECIDO

MEDIO

1 m.

13.56 Mhz

HF

NUEVO

ALTO

6 m.

868 – 915 Mhz

UHF

TAMAÑO DE LOS TAG

COMPORTAMIENTO CON METALES

INDICE LECTURA MULTIPLE

NUEVOMUY MADUROMADUREZ TECNOLOGIA

MUY ALTOBAJOCOSTO DEL LECTOR

10 m.10 cmRANGO LECTURA MAXIMO

2.45 Ghz125 KhzFRECUENCIA

MICROONDASLF

LENTO ALTO

MEJOR PEOR

GRANDE PEQUEÑO

Los tags se activan por la propiedad de inducción de campos magnéticos

20


Prototipo de portal RFID (entrada/salida)21


A3

A1

RHCP

A2

LHCPA

nten

a 2

Antena 1

Antena 3

Rea

derAnt

ena

1

Anten

a 2

Anten

a 3

Anten

a 4


Descripción técnicaAnt

ena

1

Anten

a 2

Anten

a 3

Anten

a 4



Reader AP (WiFi) Tablet Antenas (HF y

UHF)

Configuración de nivel de potencia lectores RFID24


A

R

A A A

R

A A

A A

Met

ros

12

5

A

Poder (Wats)

Alcance

1 3-5 cms.

25 1.2 mtrs.

30 1.4 mtrs.

40 1.8 mtrs.

50 2.5 mtrs.

60 3 mtrs.

81 5 mtrs.

Tag RFID

R

A

Reader

Antena

Simbología

Modelado de eventos de entrada/salida Las redes bayesianas son grafos acíclicos, donde los nodos son

variables aleatorias que representan eventos y los arcos entre nodos, relaciones causales.

25


1 2 3 4 5

1

2

3

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

Modelado de eventos de entrada/salida Las cadenas de Markov o modelos ocultos de Markov (HMM) se

obtienen como resultado de eventos aleatorios, donde: El evento obtenido sólo puede estar en un estado (de muchos posibles) El evento obtenido depende del estado inicial, así como de las

probabilidades (conocidas) de transición de un estado a otro. La probabilidad de que ocurra un evento depende del evento inmediato

anterior Los parámetros se modelan mediante observaciones.

26


PU

ERTA

en

trad

a/

salid

a

Flujo del movimiento de personas en una puerta de entrada

R

R

R

E1

E2

E3

E4

E5

Eventos de entrada y Salida simultáneos…

¿Es posible su seguimiento?




Es

tac

ion

am

ien

to 1

Cafetería

Estacionamiento 2R

RR

R

R

R

R

R

R

R

R

R

RIO2

RIO1

RIO3

RIO4

RIO5

RIO6

Modelado de eventos de entrada/salida27

Variables: • Usuario (U1…Un)• Item (I1 …In)• Tiempo (t1 …tn)• PortalES (PES1 …PESn)• PortalAA (PAA1 …PAAn)• Antena (A1 A2 A3)• Campus (C1 …Cn)• Edificio (E1 …En)A2

A1

R

R

PAA1

tn

t1

Salida

In

I1

U2

t1

tn

Entrada

I1

In

U1

A

A

R

Zona de lectura RFID

Lector RFIDR

E1

E2

E3

Campus


28

From: http://www.idtechex.com/products/en/article.asp?articleid=42


Arquitectura del TAG y del Reader

El tag(etiqueta) consta de dos componentes fundamentales : Antena: a mayor dimensión del tag, tendremos que

aumentar el tamaño de su antena, obteniendo mas alcance.

Memoria: oscila entre 128 y 512 bits. Está estructurada en 4 bancos.

29


Banco 0 (00) Kill Password 4 Bytes Access Password 4 Bytes

Banco 1 (01) Header info Bytes 0-3 EPC Code Bytes 4-15

Banco 2 (10) TID 4+ Bytes

Banco 3 (11) UID Opcional ? Bytes

Mapa de memoria

30


No es obligatorio, pero esta zona de memoria puede albergar información vital en la optimización de procesos

31


Banco 11 USUARIO

Banco 10 TID

Banco 01 EPC

Banco 00 RESERVADO

Identificador para el tag en si mismo (un nº de serie a parte del EPC)

32


Banco 11 USUARIO

Banco 10 TID

Banco 01 EPC

Banco 00 RESERVADO

El campo EPC contiene el nº EPC del tag en cuestión

33


Banco 11 USUARIO

Banco 10 TID

Banco 01 EPC

Banco 00 RESERVADO

Contiene las contraseñas para deshabilitar el tag (Kill tag) como las contraseñas de acceso que contiene dicho protocolo.

34


Banco 11 USUARIO

Banco 10 TID

Banco 01 EPC

Banco 00 RESERVADO

Cada objeto con tecnología RFID lleva asignado un número individual y único, llamado EPC.

Puede ser de 96 o 64 bits, el más común es de 96 bits.

A través del número de EPC de un producto sabemos: Versión del EPC usada Identificación del fabricante Tipo de producto Número de serie UNICO del objeto.

35

EPC (Electronic Product Code)


Con 96 bits se pueden etiquerar productos los próximos 1,000 años

296 = 79,228,162,514,264,337,593,543,950,336 Más de 268 millones de fabricantes 228

Cada uno con 16 millones de clases de objectos 224

Cada clase con 68 billones de números de serie 236

1732050807+

Código del fabricante Código del producto Número de serie único

= EPC

EPC (Caso de uso)

Para extraer la información contenida, se presenta el diseño de la base de datos empleada en el proyecto.


Protocolo Frecuencia

Tipo de etiqueta

Clase 0 UHF Sólo lectura

Clase 0 Plus

UHF Lectura-escritura

Clase 1 HF/UHF Una escritura múltiples lecturas (WORM)

Clase 1 Gen2

UHF Una escritura múltiples lecturas (WORM)

Clase 2 UHF Lectura y escritura

Clase 3 UHF Clase 2 más batería y sensores

Clase 4 UHF Etiquetas activas pueden comunicarse con otros tags

Clase 5 UHF Clase 4 + capacidad de lectura

Protocolos EPCGlobal para RFID

Gracias por su atención39

Si supiese qué es lo que estoy haciendo, no le llamaría investigación. (Albert Einstein)

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