RFID o identificación por radiofrecuencia

¿Cómo funciona RFID?

Cada sistema RFID consta de tres componentes: una antena de exploración, un transceptor y un transpondedor. Cuando se combinan la antena de exploración y el transceptor, se les denomina lector o interrogador RFID. Hay dos tipos de lectores RFID: lectores fijos y lectores móviles. El lector RFID es un dispositivo conectado a la red que puede ser portátil o estar conectado de forma permanente. Utiliza ondas de radio para transmitir señales que activan la etiqueta. Una vez activada, la etiqueta envía una onda de regreso a la antena, donde se traduce en datos.

El transpondedor está en la propia etiqueta RFID. El rango de lectura de las etiquetas RFID varía en función de factores que incluyen el tipo de etiqueta, el tipo de lector, la frecuencia de RFID y la interferencia en el entorno circundante o de otras etiquetas y lectores RFID. Las etiquetas que tienen una fuente de energía más fuerte también tienen un rango de lectura más largo.

¿Qué son las etiquetas RFID y las etiquetas inteligentes?

Las etiquetas RFID se componen de un circuito integrado (IC), una antena y un sustrato. La parte de una etiqueta RFID que codifica la información de identificación se llama incrustación RFID.

Hay dos tipos principales de etiquetas RFID:

• RFID activo. Una etiqueta RFID activa tiene su propia fuente de alimentación, a menudo una batería.
• RFID pasivo. Una etiqueta RFID pasiva recibe su energía de la antena de lectura, cuya onda electromagnética induce una corriente en la antena de la etiqueta RFID.

También hay etiquetas RFID semi-pasivas, lo que significa que una batería hace funcionar los circuitos mientras que la comunicación es alimentada por el lector RFID.

La memoria no volátil incorporada de bajo consumo juega un papel importante en todos los sistemas RFID. Las etiquetas RFID suelen contener menos de 2000 KB de datos, incluido un identificador o número de serie único. Las etiquetas pueden ser de solo lectura o de lectura y escritura, donde el lector puede agregar datos o sobrescribir los datos existentes.

El rango de lectura de las etiquetas RFID varía en función de factores que incluyen el tipo de etiqueta, el tipo de lector, la frecuencia RFID y la interferencia en el entorno circundante o de otras etiquetas y lectores RFID. Las etiquetas RFID activas tienen un rango de lectura más largo que las etiquetas RFID pasivas debido a la fuente de energía más fuerte.

Las etiquetas inteligentes son etiquetas RFID simples. Estas etiquetas tienen una etiqueta RFID incrustada en una etiqueta adhesiva y cuentan con un código de barras. También pueden ser utilizados por lectores de códigos de barras y RFID. Las etiquetas inteligentes se pueden imprimir bajo demanda utilizando impresoras de escritorio, donde las etiquetas RFID requieren equipos más avanzados.

¿Cuáles son los tipos de sistemas RFID?

Hay tres tipos principales de sistemas RFID: baja frecuencia (LF), alta frecuencia (HF) y ultra alta frecuencia (UHF). También está disponible RFID por microondas. Las frecuencias varían mucho según el país y la región.

• Sistemas RFID de baja frecuencia (LF RFID). Estos van desde 30 KHz a 500 KHz, aunque la frecuencia típica es de 125 KHz. LF RFID tiene rangos de transmisión cortos, generalmente desde unas pocas pulgadas hasta menos de seis pies.
• Sistema RFID de alta frecuencia (HF RFID). Estos van desde 3 MHz a 30 MHz, siendo la frecuencia HF típica de 13,56 MHz. El rango estándar es desde unos pocos centímetros hasta varios pies.
• Sistemas RFID UHF. Estos van desde 300 MHz a 960 MHz, con la frecuencia típica de 433 MHz y generalmente se pueden leer a más de 25 pies de distancia.
• Sistemas RFID por microondas. Estos se ejecutan a 2,45 GHz y se pueden leer desde más de 30 pies de distancia.

La frecuencia utilizada dependerá de la aplicación RFID, y las distancias reales obtenidas a veces varían de lo esperado. Por ejemplo, cuando el Departamento de Estado de EE.UU. anunció que emitiría pasaportes electrónicos habilitados con un chip RFID, dijo que los chips solo podrían leerse desde aproximadamente 4 pulgadas de distancia. Sin embargo, el Departamento de Estado pronto recibió evidencia de que los lectores de RFID podían escanear la información de las etiquetas de RFID desde mucho más de 4 pulgadas, a veces a más de 33 pies de distancia.

Si se necesitan rangos de lectura más largos, el uso de etiquetas con potencia adicional puede aumentar los rangos de lectura a más de 300 pies.

Aplicaciones y casos de uso de RFID

RFID se remonta a la década de 1940; sin embargo, se utilizó con más frecuencia en la década de 1970. Durante mucho tiempo, el alto costo de las etiquetas y los lectores prohibió un uso comercial generalizado. A medida que los costos de hardware han disminuido, la adopción de RFID también ha aumentado.

Algunos usos comunes de las aplicaciones RFID incluyen:

• seguimiento de mascotas y ganado
• gestión del inventario
• seguimiento de activos y rastreo de equipos
• control de inventario
• logística de la cadena de suministro y carga
• rastreo de vehículos
• servicio al cliente y control de pérdidas
• mejor visibilidad y distribución en la cadena de suministro
• control de acceso en situaciones de seguridad
• envíos
• cuidado de la salud
• fabricación
• ventas al por menor
• pagos con tarjeta de crédito tap-and-go

Las etiquetas RFID pasivas no requieren baterías. En este ejemplo de RFID pasiva de Honeywell, las etiquetas sin batería en los vehículos se utilizan para cobrar los peajes en las carreteras.

RFID frente a códigos de barras

El uso de RFID como alternativa a los códigos de barras se está utilizando cada vez más. Las tecnologías RFID y de códigos de barras se utilizan de manera similar para rastrear el inventario, pero existen algunas diferencias importantes entre ellas.

RFID frente a NFC

La comunicación de campo cercano (NFC) permite el intercambio de datos entre dispositivos mediante el uso de tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance y alta frecuencia. NFC combina la interfaz de una tarjeta inteligente y un lector en un solo dispositivo.

Desafíos RFID

RFID es propenso a dos problemas principales:

• Colisión de lectores. La colisión del lector, cuando una señal de un lector RFID interfiere con un segundo lector, se puede prevenir utilizando un protocolo anticolisión para hacer que las etiquetas RFID se turnen para transmitir a su lector apropiado.
• Colisión de etiquetas. La colisión de etiquetas ocurre cuando demasiadas etiquetas confunden a un lector RFID al transmitir datos al mismo tiempo. La elección de un lector que recopile información de etiquetas de una en una evitará este problema.

Seguridad y privacidad RFID

Un problema común de seguridad o privacidad de RFID es que cualquier persona con un lector compatible puede leer los datos de las etiquetas RFID. Las etiquetas a menudo se pueden leer después de que un artículo sale de una tienda o cadena de suministro. También se pueden leer sin el conocimiento del usuario utilizando lectores no autorizados, y si una etiqueta tiene un número de serie único, se puede asociar a un consumidor. Si bien puede ser un problema de privacidad para las personas, en entornos militares o médicos puede ser un problema de seguridad nacional o un asunto de vida o muerte.

Debido a que las etiquetas RFID no tienen mucha potencia de cómputo, no pueden acomodar el cifrado, como el que podría usarse en un sistema de autenticación de desafío-respuesta. Sin embargo, una excepción a esto es específica para las etiquetas RFID utilizadas en los pasaportes: el control de acceso básico (BAC). Aquí, el chip tiene suficiente potencia de cálculo para decodificar un token encriptado del lector, probando así la validez del lector.

En el lector, la información impresa en el pasaporte se escanea a máquina y se utiliza para obtener una clave para el pasaporte. Se utilizan tres datos: el número de pasaporte, la fecha de nacimiento del titular del pasaporte y la fecha de vencimiento del pasaporte, junto con un dígito de suma de verificación para cada uno de los tres.

Los investigadores dicen que esto significa que los pasaportes están protegidos por una contraseña con una entropía considerablemente menor que la que se usa normalmente en el comercio electrónico. La clave también es estática durante la vida útil del pasaporte, por lo que una vez que una entidad ha tenido acceso por única vez a la información clave impresa, el pasaporte es legible con o sin el consentimiento del portador del pasaporte hasta que expire.

El Departamento de Estado de EE.UU., que adoptó el sistema BAC en 2007, ha agregado un material anti-skimming a los pasaportes electrónicos para mitigar la amenaza de intentos no detectados de robar la información personal de los usuarios.

Estándares RFID

Existen varias pautas y especificaciones para la tecnología RFID, pero las principales organizaciones de estándares son:

• Organización Internacional de Normalización (ISO)
• Código de productos electrónicos Global Incorporated (EPCglobal)
• Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)

Cada radiofrecuencia tiene estándares asociados, incluidos ISO 14223 e ISO/IEC 18000-2 para LF RFID, ISO 15693 e ISO/IEC 14443 para HF RFID, e ISO 18000-6C para UHF RFID.

Uso de RFID de próxima generación

Los sistemas RFID se utilizan cada vez más para admitir implementaciones de internet de las cosas (IoT). La combinación de la tecnología con sensores inteligentes y/o tecnología GPS permite que los datos de los sensores, incluida la temperatura, el movimiento y la ubicación, se transmitan de forma inalámbrica.