Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

66 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

Drd. ing. psih. Gheorghi PESCARU1, Drd. ing. Radu DRAGOMIR1,

Dr. ing. Sorin PUCOCI1

Cuvinte cheie: RFID, etichet, trasabilitate, identi-ficare prin radiofrecven

Rezumat. Lucrarea prezint construcia i funcionarea etichetelor RFID, a caracteristicilor funcionale i a

schimburilor de date ce au loc ntre un cititor RFID i

o entitate marcat RFID.

Keywords: tag, trackyng, radio frequenty identifi-cation

Abstract. The paper is persenting the design and operation for the RFID labels, the functional features

and data exchanges betwen a RFID reader and an

RFID signed entity.

1. RFID i codurile de bare

Radio1Frequency Identification (RFID) (sau identificarea prin radiofrecven) reprezint un

domeniu aprut cu civa ani n urm, caracterizat

printr-o tehnologie avansat de identificare rapid a

obiectelor i de colectare a datelor, fr a fi necesar

un contact fizic sau vizual. Dezvoltarea acestui

domeniu este n curs de a ctiga o universalitate tot

mai larg pe msur ce necesitatea de optimizare a

fluxurilor de informaii devine tot mai acut. RFID

este asemntor tehnologiei cu cod de bare, fr a fi

necesar ns o vizibilitate direct a entitilor moni-

torizate. Aa cum sistemele cu cod de bare necesit

un cititor optic corespunztor i etichete speciale lipite

pe obiecte, RFID necesit un echipament cititor i etichete speciale sau cartele ataate articolelor de urmrit sau chiar integrate n acestea. Dac facem o analiz comparativ ntre tehnologia de identi-

ficare prin cod de bare i tehnologia RFID, vom

observa c un cod de bare este scanat prin reflexia

unui fascicol luminos pe eticheta ce conine codul

1 Institutul Naional de Studii i Cercetri pentru Co-municaii.

tiprit, n timp ce metoda RFID folosete un cmp de

radiofrecven de mic putere. Scanarea etichetelor

RFID ntr-un cmp de radiofrecven nu necesit o

poziionare precis a obiectului la citire deoarece

cmpul de radiofrecven penetreaz orice material

nemetalic astfel nct nu mai este necesar contactul

direct dintre eticheta avnd un dispozitiv RFID i

echipamentul de citire.

Pn n prezent, tehnologiile de identificare prin

cod de bare sunt metode de identificare i prelucrare a datelor ceva mai ieftine.

Codurile de bare reprezint un set de simboluri (dispuse ntr-o form grafic) folosite pentru a

reprezenta informaiile alfa-numerice. Adic, n loc de numrul 1 sau litera B, se va trece o niruire

de bare avnd diferite grosimi i aezate ntr-o anumit ordine, folosite pentru a reprezenta acel numr sau acea liter. Aceast codificare va permite

citirea rapid a datelor cu ajutorul unor echipamente specializate, fr a fi necesar procesarea unui

mesaj-text printr-un program tip OCR2. ns un cod de bare identific doar productorul i tipul

2 Optical Character Recognition = recunoaterea optic a caracterelor

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008 67

produsului, ns nu poate identifica i unitatea fizic a produsului sau alte informaii colaterale.

Astfel, codul de bare tiprit pe pachetele de unt dac lum ca exemplu un produs perisabil i relativ

frecvent cumprat produse n zile diferite este

acelai, fapt care nu permite identificarea acelui pachet cu termenul de pstrare expirat. Avantajele

identificrii RFID, n comparaie cu codificarea de bare, const n posibilitatea de a mri cmpul infor-

maional astfel nct se obine o personalizare a entitii, fapt ce exclude n mare parte posibilitatea

de falsificare al acestuia. Volumul informaiei care este nregistrat ntr-un dispozitiv RFID depete

cantitatea informaiei din codul de bare i, n plus,

datele de personalizare pot fi modificate sau completate la cerere sau la nevoie. Pentru exem-

plificare, n figura 1 este redat imaginea grafic a unui cod de bare.

Fig. 1. Marcarea parametrilor uni cod de bare.

Dup cum se poate observa, codul de bare are o

anumit compoziie dat de respectarea anumitor

reguli. Astfel, un parametru important al codului de

bare este densitatea lui, i are ca unitate de msur

mil-ul. Mil-ul reprezint a mia parte dintr-un inch1.

Dup grosimea barei celei mai subiri dintr-un cod,

densitile codurilor de bare se mpart n:

coduri ultra-dense (X < 0,19 mm);

coduri de nalt densitate (0,19 < X < 0,24 mm);

coduri de densitate medie (0,24 < X < 0,3 mm);

coduri de densitate sczut (0,3 < X < 0,5 mm);

coduri densitate foarte sczut (X > 0,5 mm).

Codul de bare folosit depinde n general de civa

parametrii ca:

ramura industrial sau standardul din industrie

adoptat;

1 1 inch = 2,54 mm

tipul de date necesare a fi codate;

lungimea codului (sau spaiul alocat tipririi

acestor date).

Toate informaiile prezentate mai sus arat dorina,

dar i nevoia productorilor de bunuri (i nu numai)

de a integra ct mai multe date i informaii ntr-un

spaiu ct mai mic dar inftin i uor de folosit. Utiliza-

rea codurilor de bare pentru identificarea entitilor

i are originea n nevoia de a gestiona mai eficient

fluxuri de informaii, n special legate de evidena

entitilor. Pe parcursul dezvoltrii economice i in-

dustriale au aprut ns mai multe standarde care

doreau, fiecare, s reglementeze modalitatea de

marcare a etichetelor cu codurile de bare, tipurile de

informaii ce trebuie trecute pe un cod de bare i,

lucrul poate cel mai important, modalitile de

verificare a numrului de control. Nu insistm ns

Lungimea cod de bare

X

Y Distana dintre elemente

Distana unui element de cod

A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Dimensiunea cea mai mic a unei bare

Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

68 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

asupra acestei probleme. Amintim doar c vom

regsi o parte dintre ele la realizarea tehnologiilor

RFID, cu specificitile de rigoare.

2. Identificarea prin etichetare RFID. Conceptul de trasabilitate

Dup ISO 8402, prin trasabilitate se nelege posibilitatea de a reface istoricul unui drum parcurs

i de a folosi sau localiza o entitate, cu ajutorul

identificrilor nregistrate.

Din punct de vedere semantic, prin trasabilitate

se nelege posibilitatea de urmrire i identificare a

originii produselor, obiectelor i a entitilor fizice n

care acestea sunt ambalate, pstrate, transportate,

arhivate sau depozitate. Urmrirea se poate face n

secii de producie, centre de ambalare, operatori de

transport, an-grositi i vnztori an-detail etc. Cu

alte cuvinte, fiecare cod va trebui s cuprind un

cod de zon - GLN1. Este un cod numeric ce

identific fiecare entitate legal, funcional sau fizic corespunztoare unei ntreprinderi, firme sau

organizaii.

n tehnologia RFID s-au definit conceptele pre-

zentate n continuare.

Trasabilitate direct i trasabilitate invers

Trasabilitatea direct (tracking) este procesul care urmrete entitatea de la origine la un final

prestabilit i marcheaz informaional orice stadiu

prin care trece, lsnd urme (informaii) ce pot fi

ulterior folosite. n prealabil trebuie s se stabileasc

n ce momente i care informaii vor avea voie s fie

nscrise.

Trasabilitatea invers (tracing) este procedeul invers, care trebuie s fie capabil s adune i s

sintetizeze informaiile modificate anterior. Prin tra-

1 GLN = Global Location Number.

sabilitate invers trebuie s se poat identifica

informaiile cele mai potrivite precum i prin felul

care se pot urmri aceste informaii.

Trasabilitate intern i de filier

Trasabilitate intern este trasabilitatea de-a lungul

unui ntreg proces sau transformare aplicat de fiecare

ntreprindere/firm produselor sale. Se concretizeaz

printr-o serie de coduri interne aflate la dispoziia lor

care permit identificarea tipurilor de materiale, a

provenienei acestora, pe toat perioada de utilizare

a lor ct i la nivelul produsului final.

Trasabilitate de filier - este un proces inter-firme, care rezult din combinaia proceselor de

trasabilitate intern a fiecrui operator dintr-o filier

prestabilit. Aceste procese sunt unite de fluxuri

eficiente de comunicare. Rezult c implementarea

sistemelor de trasabilitate intern constituie o condiie

fr de care nu poate exista trasabilitate de filier.

Raportul dintre trasabilitate i protocoalele de comunicare

Datorit existenei mai multor entiti de comuni-

care pe acelai canal de comunicaie, a fost necesar

definirea unor reguli i a unor protocoale pentru

evitarea coliziunii pachetelor de date i a pierderilor

de informaii. Aceste elemente sunt necesare n

cadrul sistemelor RFID deoarece n momentul n

care un cititor trimite o cerere toate etichetele din

raza sa de aciune rspund acestei cereri simultan,

putnd provoca coliziuni sau erori n recepionarea

rspunsului. Regulile stabilite n comunicaia dintre

cititor i etichet constituie aa-numitele protocoale

de comunicaie pentru evitarea coliziunii pachetelor

de date. Puterea absorbit i radiat de etichetele

RFID este limitat i, din aceast cauz, acestea nu

pot comunica ntre ele. Un parametru important al

comunicaiei este necesitatea meninerii (din punct

de vedere energetic) a legturii cu eticheta pn cnd

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008 69

s-au obinut toi identificatorii. n mod curent sunt

utilizate mai multe standarde ce ncearc rezolvarea

acestei probleme (de exemplu modelele EPC din

cadrul standardelor ISO). Alegerea unui standard se

face mai ales prin prisma frecvenelor utilizate.

Standardele EPC folosesc frecvenele de lucru de

13.56 MHZ i 800-930 MHZ. Amintim aici doar

pentru exemplificare c standardele ISO 18000 - 1 ...

ISO 18000 - 6 sunt standarde care reglementeaz

aceste cerine (standardul ISO 18000-3 corespunde

unei frecvene de 13.56 MHZ, iar standardul

ISO 18000-6 corespunde frecvenei de 860-960 MHZ.

Sistemele integrate de identificare tip RFID sunt

alctuite n esen din urmtoarele componente:

etichetele propriu-zise sunt componentele mobile ale sistemului fiind i purttoarele de informaie.

Au o capacitate de stocare de pn la 3kB (RAM sau

E2PROM) i se ataeaz fizic produsului permind

scrierea i citirea informaiilor, asigurnd astfel identifi-

carea i trasabilitatea produsului. Sunt disponibile n

diverse construcii geometrice, acoperind un domeniu

de temperaturi de la - 40 la +210 grade Celsius.

dispozitive de citire - nscriere permit citirea i/sau nscrierea informaiilor din/n etichetele

RFID. Conectate ntr-o reea cu echipamente speci-

fice, ele permit scrierea/citirea etichetelor RFID aflate

n micare.

interfaa de comunicaie asigur trans-miterea informaiilor spre/dinspre etichetele RFID.

dispozitivul de programare a etichetelor permite introducerea i programarea datelor n

eticheta RFID, dac acest lucru nu a fost realizat de

productorul etichetei.

antena este considerat ca parte distinct a sistemului RFID, i face posibil transferul de informaii

ntre eticheta RFID i dispozitivul de interogare/citire.

un sistem de management i baza de date aferent asigur stocarea, procesarea i gestionarea informaiilor din procesul de identificare.

distana de citire este distana la care trebuie sa se afle eticheta, fa de dispozitivul de

citire, astfel nct s se realizeze citirea informaiilor

stocate n memoria etichetei RFID. Aceast distan

poate varia ntre civa centimetri i civa zeci de

metri. Distana este determinat de:

puterea disponibil n dispozitivul de interogare;

puterea disponibil n eticheta RFID pentru a

putea stimula rspunsul;

condiiile de mediu (n spaiu neobstrucionat,

n absena unor mecanisme de absorbie,

puterea cmpului electromagnetic scade invers

proporional cu ptratul distanei);

poziia antenei etichetei RFID fa de dispozi-

tivul de interogare.

Fig. 3. Model de aplicaie RFID.

Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

70 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

Radio towerRadio tower

Intero

gare Raspuns

Fig. 3. Ilustrarea nceputului domeniului RFID.

Pentru stocarea datelor, eticheta RFID conine

unul dintre urmtoarele tipuri de memorie:

o memorie ROM. Memoria ROM este utilizat pentru registrele de memorie i instruciunile siste-

mului de operare a etichetei RFID.

o memorie RAM. Memoria RAM este utilizat pe durata comunicrii (respectiv a interogrii i trans-

miterii/primirii rspunsului) pentru stocarea temporar a datelor.

3. Scurt istoric al domeniului RFID

RFID (Radio Frequency Identification) este o

metod ce are la baz o lung istorie. n 1946 Lon Theremin a realizat un dispozitiv de spionaj care

retransmitea undele radio incidente pe o suprafa de reflexie, suprafa ce vibra i realiza i o

modulaie audio. Unda sonor de joas frecven fcea s vibreze

o diafragm la suprafa unui rezonator care modula unda de radio frecven reflectat. Astfel, Theremin

a realizat un dispozitiv de ascultare pasiv neidenti-

ficabil n mod direct i prin metode obinuite. Este prima realizare fizic ce a constituit nceputul

tehnologic al domeniului RFID.

O tehnologie similar, cunoscut sub denumirea

Identify Friend or Fre (IFF) a fost inventat n Anglia

n 1939. Aceast metod (fig. 3) a fost aplicat n cel

de-al Doilea Rzboi Mondial pentru identificarea

avioanelor dumane sau partenere.

ns internaionalizarea tehnologiei RFID se poate

considera c a nceput odat cu brevetarea, n

S.U.A., n 1973, a unui microcip prevzut cu o

anten (transponder RFID pasiv cu memorie), de

ctre Mario Cardullo.

Dispozitivul su era pasiv i se autoalimenta din

energia semnalului RF de interogare. Demonstraia

privind autoalimentarea transponderelor fusese

efectuat cu 2 ani nainte, 1971 de ctre Autoritatea

Portuar din New York.

Invenia lui Cardullo arta cum pot fi identificate

vehicule aflate n micare prin folosirea unui trans-

ponder ce memora 16 bii, dar extindea aria de

aplicare i n alte domenii cum ar cel al securitii

perimetrale, al mijloacelor de plat bancare, a docu-

mentelor, a monitorizrii obiectelor, n medicin la

identificarea pacienilor i a istoriei i evoluiei bolilor

lor etc. Un alt sistem similar cu al lui Cardullo a fost

prezentat ntr-o demonstraie la Los Alamos Scientific

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008 71

Laboratory Art n 1973 de ctre Steven Depp, Alfred

Krelle i Robert Fryeman folosind att dispozitive

pasive ct i semi-pasive. Sistemul era portabil i

opera la o frecven de 915 MHz utiliznd 12 bii/dis-

pozitiv.

ns primul patent nregistrat ce asocia denumi-

rea RFID a fost nregistrat de ctre Charles Walton

n 1983 n S.U.A.

4. Construcia unui sistem de operare RFID

n figura 4 este ilustrat un model funcional RFID

format dintr-o etichet RFID i un cititor RFID. O

etichet pasiv RFID tipic este format dintr-o

anten i un circuit integral specific, amndou avnd

impedane complexe. Cipul circuitului integrat se

autoalimenteaz din receptarea semnalului de RF

emis de cititorul RFID. Eticheta RFID returneaz

datele stocate n cip prin comutarea intrrii ntre dou

valori ale impedanei complexe, genernd astfel un

semnal modulat.

Din punct de vedere teoretic, una dintre strile

impedanei de intrare este:

=

1in 1Z ,

iar cealalt este

0=inZ .

Practic ns,

[ ] M 11 xZin (1)

i

[ ] M 22 xZin (2)

Schimbul de date dintre cititorul RFID i etichet

poate folosi o varietate de scheme de codare i de

modulare. Semnalul transmis de cititorul RFID ctre

etichet conine o purttoare nemodulat (figura z).

Eticheta RFID va rspunde interogaiei cititorului

RFID n timpul urmtoarei perioade de emisie a

purttoarei nemodulate, perioad n care impedana

etichetei RFID va modula semnalul de rspuns.

Emitator RFID

Procesare informatii

Receptor RFID

Echipament cititor RFID

1 2

Cmp RF de alimentare + date

de interogare

Raspunsul reflectat + date de identificare

Entitate cu eticheta RFID

Ant

ena

Fig. 4. Schema de funcionare a unui sistem RFID.

Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

72 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

Fig. 5. Schimbul de date dintre un cititor i o etichet.

Pentru a nelege funcionarea schimbului de

putere / informaie n cadrul unui sistem RFID, se

poate folosi circuitul echivalent din figura. 5. Puterea

reflectat napoi de ctre antena etichetei poate fi

divizat n dou pri:

prima, numit i funcionare n mod structural

este dat de curentul indus n anten atunci cnd

aceasta este terminat pe o impedan complex

conjugat;

a doua, numit i funcionare n mod anten

este dat de coeficientul de reflexie datorat ne-

adaptrii dintre impedana proprie a antenei i cea a

circuitului electronic al etichetei.

Graficul schimbului de informaii dintre cititor i

etichet este redat n figura 5.

5. Adaptarea impedanei la etichetele RFID

Adaptarea impedanei proprii ntre intrarea

chipului i anten este foarte important n RFID,

influennd caracteristicile i performanele dispozi-

tivelor (ca de exemplu distana maxim pn la care

cititorul RFID sau eticheta RFID poate recepiona i

prelucra corect informaii).

ntr-un dispozitiv-etichet RFID antena este

conectat n mod curent la circuitul integrat (fig. 6).

Se observ din figur c antena este reprezen-

tat prin echivalentul Thevenin:

aaa jXRZ += (3)

(impedana complex a antenei)

i

ccc jXRZ += (4)

este impedana complex la intrarea circuitului

integrat.

Impedana antenei este adaptat la starea de

impedane mare a circuitului integrat pentru a

permite un transfer maxim de putere.

Fig. 6. Schema electric echivalent a unui sistem RFID.

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008 73

Circuitul integrat al etichetei RFID reprezint o

sarcin neliniar a crei impedan complex varia-

z cu frecvena i puterea la intrare. Circuitul integrat

necesit o energie minim pentru a se activa.

Starea tranzitorie i dependena impedanei de

intrare de nivelul semnalului la intrare sunt deter-

minate de caracteristicile constructive ale circuitului

integrat din eticheta RFID.

Dependena impedanei de frecven este de-

terminat i de cuplajele parazite i efectele

ncapsulrii circuitului integrat n eticheta RFID.

Variaia impedanei de intrare a circuitului integrat

cu nivelul de putere poate afecta drastic performana

circuitului integrat i, n final, a etichetei RFID. n

mod normal, pentru a obine un maxim de transfer

de putere, impedana antenei este perfect adaptat

la impedana de intrare a circuitului integrat pentru a

diminua la maxim pierderile de putere datorate dez-

adaptrilor.

n cele mai multe aplicaii, circuitul integrat din

eticheta RFID continu s fie alimentat cnd purt-

toarea emis de cititorul RFID va trece din starea

modulat n starea nemodulat (WQ CW). Este

posibil s existe o situaie n care o variaie semni-

ficativ a impedanei de intrare a circuitului integrat

cu nivelul semnalului la intrare s aib ca efect

distrugerea circuitului de intrare a circuitului integrat

i astfel scoaterea din uz a etichetei RFID.

6. Funcionarea etichetei RFID

Pentru nelegerea funcionrii unei perechi cititor

RFID etichet RFID se poate considera schema

simplificat din figura 6. Dei schema prezint

cteva limitri de analiz discutate n literatura de

specialitate, se poate aplica la o mare varietate

constructiv a etichetelor RFID, n special pentru a

calcula puterea semnalului de rspuns al etichetei

RFID la interogarea cititorului RFID.

Nivelul de putere al semnalului pe rspuns al

etichetei RFID conine 2 componente: una denumit

mod structural i care este dat de curenii indui

n anten, atunci cnd aceasta este terminat pe

impedana complex-conjugat, i cea de-a doua,

denumit mod anten dat de neadaptarea dintre

impedana antenei i impedana de ncrcare a

circuitului integrat.

n acest sens, energia total a cmpului radiant

returnat dup interogare poate fi scris ca sum ntre

energia semnalului RF reflectat de ctre anten

avnd impedana de sarcin n gol i energia

efectiv a semnalului retransmis generat de an-

samblul circuit integrat i anten.

aiin ZZZt == += (5)

Densitatea de putere a cmpului emitent incident

al antenei RFID n spaiu este dat de relaia

24 rGPS TT

= (6)

n care PT este puterea transmis, GT este ctigul

antenei, iar r este distana fa de eticheta RFID. Puterea recepionat pe anten PR este, prin

definiie, puterea maxim care poate fi livrat pe o

impedan complex conjugat:

ef = SPR (7)

n care ef este suprafaa efectiv a antenei, calcu-

lat cu relaia:

Gef

=4

2

(8)

n care G este ctigul antenei.

Puterea reflectat de eticheta RFID pe aceeai

direcie pe care recepioneaz semnalul cititorului

poate fi aproximat prin circuitul echivalent artat

anterior. Este vorba de puterea disipat n rezistena

Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

74 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

de sarcin a antenei, multiplicat de ctre factorul

de ctig al antenei:

GPKP R =reflectata (9)

n care factorul K este dat de relaia:

224

ca

a

ZZ

RK+

= (10)

Ecuaia de mai sus definete (prin factorul K) ponderea coeficientului de pierderi n puterea re-flectat de ctre anten. De exemplu, o anten adaptat cu o impedan complex nmagazineaz o aceeai cantitate de energie a semnalului reflectat ca i cea a semnalului absorbit.

Tabelul 1 arat valorile factorului K n funcie de impedana antenei. Se poate observa c, atunci cnd impedana echivalent a antenei este real, o terminaie de scurt va produce o reflexie a semna-lului de patru ori mai mare.

Totodat, cnd impedana antenei devine suficient de reactiv

3 >a

a

RX (11)

impedana de sarcin complex conjugat a antenei

poate reflecta mai mult putere ca n cazul impe-

danei de scurt (aa cum rezult din figura 7).

Tabelul 1

Coeficientul K funcie de impedana de ncrcare a antenei

ZC aZ

K 2224

aa

a

XRR+

1

Lobul transversal al etichetei RFID poate fi calcu-

lat dup relaia:

GAKS

Pe ==

referinta (12)

n care: S este suprafaa estimat de aciune;

Ae suprafaa efectiv.

Dac exprimm suprafaa efectiv a antenei cu

relaia

GAe

=4

2 (13)

?

Pute

re n

orm

aliz

at

1

0 1

2

3

4

2 3 4

Srs

Sra

PP

ae RX 73,1

a

a

RX

Fig 7. Modulul Xa / Ra n funcie de puterea normalizat: PSra puterea semnalului refractat cnd circuitul este adaptat; PSrs puterea semnalului refractat cnd circuitul este n scurt.

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008 75

i utiliznd expresia factorului K exprimat anterior,

rezult:

2222

ca

a

ZZ

RG

+

= (14)

Este important de reinut c impedana circuitului

integrat depinde de frecven i de puterea de intrare

(relaiile 10 i 14). Ecuaia (14) este adevrat pentru

cititoare RFID i pentru etichete RFID cu polarizare

adaptat. n general, rspunsul etichetei RFID depinde

de polarizarea coeficientului de pierderi ntre cititorul

RFID i antena etichetei. Mai poate fi subliniat c

puterea semnalului modulat recepionat de cititorul

RFID depinde nu numai de diferena scalar ntre lobul

transversal definit prin cele 2 stri ale impedanei de

intrare din circuitul integrat, dar i de faza relativ a

componentei spectrale reflectate.

7. Metode de msurare

Exist multiple tehnici pentru msurarea lobului

principal al antenei. Aceste tehnici complexe separ

transmisia i recepia antenelor i echipamentul

complex de radio frecven izolndu-le de exterior

printr-o camer anecoic. O schem general de

msurare a unei antene i a unui echipament-

etichet RFID este prezentat n figura 8.

Reflexia datorat neadaptrii antenei este prima

msurtoare care este efectuat cu ajutorul ana-

lizorului de spectru n camera anecoic goal, fr

eticheta RFID. Valoarea msurat arat efectele

coeficientului de pierdere la postul de intrare, dato-

rate reflexiilor din camera anecoic. Aceast valoare

va fi valoarea de referin pentru msurarea reflexiei

datorit neadaptrii, msurat ns n prezena eti-

chetei RFID. n acest mod va putea fi determinat un

nivel minim al puterii semnalului de reflexie necesar

pentru ca eticheta RFID s fie alimentat, iar circuitul

integrat s poat rspunde.

Semnalul de reflexie msurat raportat la valoarea

de referin va fi dat de relaia:

t

m

PPS (15)

Laptop

PR INT

HEL P

ALP HA

S HIFT

ENT ERRUN

DG ER FI

AJ BK CL

7M 8N 9O

DG DG DG

DG T 3U

0V .WX Y Z

TAB

% U TIL IZ ATIO N

HUB/M AU NIC

2BNC4 Mb /s

Echipam ent de testare pentru cititor RFID

Statie de m asurare si analiza

Fig. 8: M ontaj experim ental pentru m asurarea lobului principal al etichetei RFID

PW R

OK

WIC0ACT/C H0

A CT /CH 1

WIC0AC T/CH0

A CT/C H1

ETHAC T

CO L

Cam era anecoica

Eticheta R FID

Fig. 8. Montaj experimental pentru msurarea lobului principal al etichetei RFID.

Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

76 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

n care Pm este puterea semnalului reflectat de

ctre eticheta RFID i msurat de analizorul de

spectru.

Pentru situaia experimental a camerei anecoice,

Pm poate fi calculat n funcie de lobul principal al

antenei:

( ) 43

22

4

= ttmGPP (16)

Rezult, din ecuaiile (15) i (16), lobul central al

antenei etichetei RFID funcie de reflexia datorat

neadaptrii:

( )

22

434

=tG

S (17)

Dispozitivele de citire sunt, de asemenea, un

element cheie n sistemele RFID. Pn n momentul

de fa cititoarele erau folosite n principal la sisteme

de control al accesului i n alte aplicaii RFID care

implic volume mici de date, ceea ce nu a pus

problema folosirii unui numr mare de etichete. Cum

tehnologia avanseaz n toate domeniile, s-a ajuns

la necesitatea unei soluii pentru rezolvarea trans-

ferului mare de date. Din aceast cauz productorii

de echipamente au fost nevoii s dezvolte o nou

generaie de produse care s satisfac nevoile de pe

piaa mondial actual. Caracteristicile cititoarelor

moderne au prevzute cu urmtoarele funcii:

frecvena de operare: UHF, HF;

flexibilitatea protocolului: ISO, EPC, sau propriu

de firm;

diferite reglementri regionale: frecvena UHF

(902-930 MHz SUA, 869 MHz Europa);

sursa de alimentare (4 W SUA, 500 mW

Europa);

capabiliti de conectare cu reeaua: TCP/IP,

Wireless LAN (802.11), Ethernet LAN, RS 485 / 422,

RS 232, USB;

posibilitatea de funcionare n reea a mai

multor cititoare;

posibilitatea de up-grade a firmware-ului prin

internet sau interfa local;

utilizarea mai multor antene;

adaptarea la diferite tipuri de antene (auto-

tunning dinamic);

interfee I/O digitale pentru senzori externi i

circuite de control.

8. Benzile de radio frecven folosite

de tehnologia RFID

Datorit spectrului radio diferit n care

opereaz, echipamentele (i implicit aplicaiile) RFID

se mpart n mai multe categorii. Alegerea benzii de

frecven optime pentru o aplicaie RFID este dictat

n primul rnd de condiiile de mediu n care sistemul

trebuie s funcioneze precum i de cerinele apli-

caiei. Astfel, pentru Europa i Africa benzile de

operare sunt:

Joas frecven (LF Low Frequency),

F = 125/134 KHz dispozitive cuplate inductiv, pentru

care majoritatea rilor nu solicit autorizarea siste-

melor ce opereaz n aceast band. Aplicaii uzuale:

identificarea animalelor, control acces, mana-

gementul recipientelor.

distane de citire: 0,1 pn la 1 m

funcionare excelent n apropierea metalelor

sau n lichide.

nalt frecven (HF - High Frequency),

F = 13,56 MHz elemente electronice de supra-

veghere. Aplicaii uzuale:

inventariere-arhivare documente, control baga-

je, transport auto;

distane de citire : 1 pn la 3 m.

Aceast band de frecvene are cele mai multe

aplicaii posibile.

Optimizarea activitilor prin folosirea tehnologiilor RFID

TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008 77

Fig. 9. Formatul unui cod electronic cuprins ntr-o etichet RFID.

Foarte nalt fecven (Ultra High Frequency UHF/MW), F = 850 MHz - 2,46 GHz. Cuprinde dou

domenii:

cel al frecvenelor cuprinse ntre 430 i

460 MHz aplicaii industriale, tiinifice i

medicale;

cel al hiperfrecvenelor cuprinse ntre 2,35 i

2,45 GHz aplicaii cu spectru distribuit.

Caracteristici pentru acest domeniu:

aplicaii uzuale: transport auto, parcare, mana-

gementul containerelor;

distane de citire: 1 pn la 12 m;

permit identificarea vehiculelor n micare cu

viteze de peste 100 km/h.

9. Codarea informaiilor nscrise n etichete

Elementul de baz a codrii informaiilor l repre-

zint formatul su afiabil n cod ASCII sau hex. Este

constituit sub forma unui standard dar nu nlocuiete

standarde existente ale codificrii de bare, ci mai

degrab creaz trecerea de la standardele existente

pentru codurile de bare la un cod electronic nou. Pentru acest scop, sunt adoptate structuri de baz ale

numrului ce va identifica entitatea la nivel internaional

(cunoscut sub forma G.T.I.N. Global Trade Item Number). n acest proces particip activ organisme de standardizare precum Uniform Code Council (UCC) i EAN International dou organizaii internaionale, ce supravegheaz standardele codificrii de baz.

n prezent, codul electronic ce poate fi stocat ntr-

o etichet RFID este realizat n dou variante: cu

lungimea de 64 de bii i 96 de bii. Deoarece, n

viitor, exist necesitatea de a extinde informaiile

cuprinse n structura etichetelor, s-a ajuns la o struc-

tur format din 128 de bii adugnd i informaii

referitoare la numrul versiunii de standard i etiche-

tare. Un cod format din 96 de bii poate conine

urmtoarele informaii (fig. 9.):

8 bii ce formeaz grupul de identificare

(headerul); al doilea grup de date respectiv 0000B39

reprezint informaia referitoare la identitatea entitii care a realizat asignarea etichetei (organismul care a

realizat corelaia dintre etichet i produs/productor;

al treilea grup de date, respectiv 00025C

reprezint identitatea clasei obiectului reprezentat

de eticheta RFID conform clasificrii S.K.U. (Stock

Keeping Unit) sau, altfel spus, tipul exact al pro-

dusului nregistrat, manufacturat, sau stocat ntr-o

zon geografic determinat;

al patrulea grup de date respectiv 000339DC0

reprezint informaia dat de caracteristicile i/sau

proprietile fizico-chimice ale entitii reprezentate.

El poate indica, de exemplu, mrimea ambalajului,

a sticlei, cantitatea, durata de valabilitate, garanie,

condiii de pstrare etc.

10. Aplicabilitatea RFID. Avantaje i limite ale sistemelor RFID

n ceea ce privete implementarea noilor teh-

nologii RFID se pune foarte mult accentul pe

avantajele i dezavantajele comparndu-se foarte

Gheorghi Pescaru, Radu Dragomir, Sorin Pucoci

78 TELECOMUNICAII Anul LI, nr. 2/2008

mult cu sistemul cu coduri de bare care a devenit

deja omniprezent. n comparaie cu tehnologia cu

coduri de bare, tehnologia RFID are urmtoarele clase de avantaje:

Capacitatea de stocare. Etichetele conven-ionale bazate pe codul de bare pot memora un

volum de informaii de numai 20 de caractere.

Eticheta cu coduri de bare ofer avantajul stocrii

unui volum mai mare de informaii.

Viteza. Fa de tehnologia cu coduri de bare, tehnologia RFID permite o citire i o comunicare mai

rapid a informaiei.

Posibilitatea automatizrii. Citirea informai-ilor stocate n eticheta RFID nu presupune prezena

n cmpul vizual i nu necesit o anumit orientare a

produsului.

Flexibilitatea. O serie de etichete RFID sunt baze de date dinamice. Exist etichete ce pot con-

ine informaii de tip citite/scrise.

Selectivitatea. Tehnologia RFID permite etiche-telor s rspund selectiv la solicitrile dispozitivului

de interogare.

Costul total al deinerii n proprietate i al utilizrii. Etichetele RFID ce au posibiliti de ci-tire/nscriere ofer avantaje datorate utilizrii multiple.

Etichetele ce utilizeaz coduri de bare pot fi folosite

doar pentru aplicaia pentru care au fost desemnate.

Citirea simultan. Un sistem RFID poate citi simultan mai multe etichete. Ca i celelalte teh-

nologii de identificare, RFID accelereaz achiziia

datelor i elimin intervenia uman n procesele de control i sortare. Aceast facilitate devine

semnificativ n cazul unor cantiti mari de date necesare pentru automatizarea produciei n care

productivitatea devine de necontrolat n cazul opera-torilor umani, timpii de procesare crescnd inadmisibil

la o rat a erorilor ridicat. n concluzie, singura metod practic de colectare automat a acestor

date este utilizarea de sisteme computerizate de

identificare i urmrire. Culegerea automat a date-

lor nu numai c sporete viteza de lucru i elimin

erorile, dar crete valoarea informaiei din sistem prin

accesul n timp real la aceasta. Pentru exemplificare,

la un depozit, dac un transport de produse finite

este trimis la o destinaie greit, informaia res-

pectiv devine valoroas numai dac poate fi

procesat n timp util pentru a se corecta eroarea,

altfel se nregistreaz cheltuieli mari i penalizri din partea clientului.

Bibliografie

[1] Pavel V. Nikitin & K.V.S. Rao, Theory and Measurement of Backscattering from RFID Tags; Intermec Technologies Corporation, USA

[2] x x x i2010 Raport anual privind societatea infor-

maional {sec (2007) 395}, {vol. 1,2,3}, Bruxelles, 30.03.2007. Comunicarea Comisiei ctre Parlamentul European, Consiliu, Comitetul Economic i Social

European i Comitetul Regiunilor [3] Mihalcea Petre, Tez de doctorat Tehnologii infor-

matice aplicate n economie, 2006 Academia de Studii Economice, Facultatea de Management i Contabilitate,

[4] www.standard.ro/articol-7806: Standard Bussines: Eticheta RFID a cucerit primul lan de retail din Europa, 27.07.2007

[5] www.sciencedaily.com: Nano will brost RFID tags, Grenoble, 07.03.2006

[6] www.fr.wikipedia.org / RFID [7] www.RFM. Radio Frequency Identification [8] www.rfidjournal.com /Glaxosmithkline Test RFID on

HIV Drug [9] www.pageperso.aol..fr. Antene. Cours. [10] D. Dasclu .a. Dispozitive i circuite electronice,

Bucureti, Editura Didactic i Pedagogic, 1982. [11] Economides, Nicholas, (1991b), "Compatibility and

Market Structure", Discussion Paper EC-91-16, Stern

School of Business, N.Y.U. [12] http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ints

olns/voipsol/ta_isd.htm. - Traffic Analysis

[13] http://www.iee.org.uk/Publish/Books/TeleComm/Te035c.cfm