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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES
ADMINISTRACION DE SISTEMAS INFORMATICOS
TEORIA DE LA DECISION Y APRENDIZAJE ORGTANIZACIONAL
COMPILACIÓN BIBLIOGRÁFICA SOBRE HERRAMIENTAS WEB X.0
TEMA: INTERNET DE LAS COSAS, RFID, NFC, TECNOLOGÍAS DE RECARGA
INALÁMBRICA - SENSORES INALÁMBRICOS.
PRESENTADO POR:
DANIEL JESUS RODRIGUEZ GONZALEZ
CODIGO: 910056
PRESENTADO A:
CARLOS HERNAN GÓMEZ
MANIZALES MARZO DE 2015
Contenido
I. Introducción .................................................................................................. 3
II. Historia Y Evolución ...................................................................................... 3
a. Internet De Las Cosas: ............................................................................. 3
b. RFID: ........................................................................................................ 4
c. NFC: ......................................................................................................... 5
d. Recarga Inalámbrica: ............................................................................... 6
III. Desarrollo De La Temática ........................................................................... 7
a. Internet De Las Cosas: ............................................................................. 7
b. RFID: ........................................................................................................ 9
c. NFC: ....................................................................................................... 15
d. Recarga Inalámbrica .............................................................................. 16
IV. Herramientas Disponibles ........................................................................... 17
a. Internet De Las Cosas: ........................................................................... 17
b. RFID: ...................................................................................................... 17
V. Como Se Puede Utilizar Cada Herramienta/Tecnología ............................. 17
a. Internet De Las Cosas: ........................................................................... 17
b. RFID: ...................................................................................................... 18
VI. Estadísticas Sobre Las Herramientas/Tecnologías .................................... 20
VII. Aplicaciones En General De Las Diferentes Herramientas ......................... 26
VIII. Aplicaciones Podemos Tener A Nivel De La Empresa Con Estas
Tecnologías. ............................................................................................. 28
IX. Conclusiones Y Observaciones .................................................................. 29
X. Bibliografía .................................................................................................. 30
I. Introducción
En la actualidad son más las innovaciones tecnológicas que se desarrollan
y con más frecuencia que en tiempos pasados, pues el avance tecnológico
esta creciendo de una manera abismal. El internet que paso de ser un
conjunto de redes de comunicación descentralizada para usos académicos
y militares a un medio de comunicación que logro romper las barreras
físicas entre regiones remotas, y luego con la evolución de la web 2.0 se
incorpora la participación de emisores y receptores, creándose así grandes
centros públicos como puntos de encuentro en el espacio digital. Dando
espacio a la creación de weblogs, plataformas sociales, automatización de
bases de datos, digitalización de diversos trámites, transacciones
bancarias. A la par con el Internet han surgido grandes avances
tecnológicos como la capacidad de transmitir paquetes de información de
forma inalámbrica mediante ondas de radio.
En el presente documento se desea hacer una recopilación bibliográfica
donde se muestra la historia y evolución de IoT (Internet de las Cosas)
donde se pretende que sean más las cosas conectadas a Internet que
personas, Sensores Inalámbricos como: RFID (Identificación Por
Radiofrecuencia) que es un sistema de almacenamiento y recuperación de
datos remoto y NFC (Comunicación De Campo Cercano) también es una
tecnología de comunicación inalámbrica. Además de mostrar tecnología de
recarga inalámbrica que últimamente ha venido tomando fuerza.
II. Historia Y Evolución
a. Internet De Las Cosas:
El concepto de la Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT) tiene ya
quince años. Sin embargo, no es un término conocido por el gran
público que usa tecnología en la vida cotidiana: desde computadoras
hasta termostatos, desde aplicaciones hasta wifi, desde teléfonos
inteligentes hasta automóviles.
¿Qué es el Internet de las Cosas? Es la evolución de un primer Internet
más centrado en las personas y cuyo potencial reside en la capacidad
para combinar datos con personas, procesos y objetos. A partir de
sensores, redes avanzadas de comunicaciones y procesos analíticos
basados en el bigdata se están poniendo en marcha aplicaciones que
harán más fácil la vida de las personas, mejorarán la sanidad y la
educación, potenciarán las ciudades, los edificios y las redes eléctricas
inteligentes, aumentarán la seguridad de la información e incrementarán
el nivel de eficiencia de empresas y Administraciones Públicas.
En esencia el Internet de las Cosas se basa en sensores, en redes de
comunicaciones y en una inteligencia que maneja todo el proceso y los
datos que se generan. Los sensores son los sentidos del sistema y,
para que puedan ser empleados de forma masiva, deben tener bajo
consumo y coste, un reducido tamaño y una gran flexibilidad para su
uso en todo tipo de circunstancias. La evolución de Internet también
precisa de potentes y seguras redes de comunicación inalámbrica M2M
(máquina a máquina), que hagan posible la incorporación a las redes y
a los sistemas de objetos totalmente fuera de ellos hasta hace poco.
Finalmente es necesario aplicar inteligencia (“smart”) a los sistemas y a
los objetos, aprovechando los datos recogidos por los sensores, para
procesarlos y convertirlos en información útil y en actuaciones. Aquí las
técnicas de análisis asociadas al big data son vitales. En ocasiones hay
que aplicar potentes sistemas de información y de software avanzado
que hagan posible el tratamiento de grandes volúmenes de datos de
una naturaleza variada y a gran velocidad. Muchos de esos datos ya
existían, pero hasta ahora la tecnología disponible no permitía su
explotación y aprovechamiento.
b. RFID:
Es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remotos que
usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transpondedores o
tags RFID.
Se ha sugerido que el primer dispositivo conocido similar a RFID pudo
haber sido una herramienta de espionaje inventada por Léon Theremin
para el gobierno soviético en 1945. El dispositivo de Theremin era un
dispositivo de escucha secreto pasivo, no una etiqueta de identificación,
por lo que esta aplicación es dudosa. Según algunas fuentes, la
tecnología usada en RFID habría existido desde comienzos de los años
1920, desarrollados por el MIT y usados extensivamente por los
británicos en la Segunda Guerra Mundial (fuente que establece que los
sistemas RFID han existido desde finales de los años 1960 y que sólo
recientemente se había popularizado gracias a las reducciones de
costos).
Una tecnología similar, el transpondedor de IFF, fue inventada por los
británicos en 1939, y fue utilizada de forma rutinaria por los aliados en
la Segunda Guerra Mundial para identificar los aeroplanos como amigos
o enemigos. Se trata probablemente de la tecnología citada por la
fuente anterior.
Otro trabajo temprano que trata el RFID es el artículo de 1948 de Harry
Stockman, titulado "Comunicación por medio de la energía reflejada"
(Actas del IRE, pp. 1196-1204, octubre de 1948). Stockman predijo que
"... el trabajo considerable de investigación y de desarrollo tiene que ser
realizado antes de que los problemas básicos restantes en la
comunicación de la energía reflejada se solucionen, y antes de que el
campo de aplicaciones útiles se explore." Hicieron falta treinta años de
avances en multitud de campos diversos antes de que RFID se
convirtiera en una realidad.
c. NFC:
Near field communication (NFC, "comunicación de campo cercano" en
español) es una tecnología de comunicación inalámbrica, de corto
alcance y alta frecuencia que permite el intercambio de datos entre
dispositivos. NFC ( Near Fiel Comunication ) comenzó su andadura en
el año 2002 cuando Philips y Sony intentaron conseguir un protocolo
compatible con las tecnologías sin contactos existentes en ese
momento, Mifare de Philips y FeliCa de Sony. NFC fue aprobado como
el estándar ISO 18092 en diciembre de 2003 para después, en marzo
de 2004, Philips, Sony y Nokia crearon NFC Forum consiguiendo en
estos momentos que empresas como Google, Visa, At&t,PayPal,etc
pertenezcan y apoyen esta tecnología.
Como ya se ha mencionado en el año 2004 nace NFC-Forum, una
organización encargada de regular y determinar las características y
estándares de NFC. Sin embargo, es en el año 2006 cuando tiene lugar
el lanzamiento de la primera especificación técnica de esta tecnología.
Son miembros dicha organización empresas como: Google, Visa, Dell,
Intel, Microsoft, Samsung, Sony, At&t, Paypal, Nokia(que de hecho es
uno de los mayores impulsores de la tecnología) etc.
NFC-Forum tiene, además, otros objetivos o propósitos como son:
o Desarrollar las especificaciones de estándares, las
arquitecturas e incluso los parámetros de interoperabilidad
para el protocolo y dispositivos NFC.
o Fomentar el desarrollo de productos que utilicen la
tecnología y cumplan sus especificaciones determinadas
por la organización.
o Educar a los consumidores y empresas a comprender
NFC.
d. Recarga Inalámbrica:
La recarga inalámbrica (también conocida como recarga inductiva) es la
transferencia de electricidad a través de ondas que llegan a las
máquinas de recepción, haciendo que el dispositivo se cargue. En el
mercado se encuentran bases sobre cuya superficie se colocan
dispositivos, creándose una carga eléctrica. Se considera en un futuro
la posibilidad de recargar vehículos eléctricos. Esta idea fue
desarrollada por primera vez por una empresa llamada HaloIPT,1
actualmente integrada en Qualcomm, con un concepto llamado
Transferencia Inductiva de Energía (en inglés Inductive Power Transfer
- IPT).
Aunque suene extraño, el concepto de carga inalámbrica no es nuevo.
De hecho, tiene más de un siglo a sus espaldas. Se lo debemos, como
tantas otras cosas, a Nikola Tesla, el 'padre' de la electricidad. En 1891,
este científico de la actual Croacia inventó la bobina transformadora, la
base para la transmisión inalámbrica de la corriente eléctrica.
Sin embargo, hasta el siglo XXI a los grandes fabricantes de móviles y
cargadores no habían pensado en este tipo de tecnología. En 2009, 125
compañías se unieron para desarrollar un modelo de carga inalámbrica
que sirviera de estándar para todos los dispositivos móviles. La
asociación, el Consorcio de la Energía Sin Cables ( Wireless Power
Consortium – WPC- en inglés); el modelo, el Qi – pronunciado como la
letra griega ‘chi’.
No obstante, el modelo Qi tiene aplicaciones más allá de la carga
inalámbrica. Tres años antes de la creación del WPC, un grupo de
investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts descubrió un
método más eficiente para transmitir energía entre dos puntos, situados
a varios metros de distancia. El proyecto, de nombre WiTricity, se ha
convertido en un paradójico y potente rival de Qi, ya que es capaz de
cargar el móvil sin necesidad de apoyar el dispositivo en la plataforma.
Y justamente hace un mes, dos agrupaciones más de fabricantes
unieron fuerzas en la lucha hacia la estandarización de la carga
inalámbrica. La Alianza para el Poder Sin Cables (A4WP), que reúne
los fabricantes de carga por resonancia magnética, decidió dejar de
lado esta tecnología y pasarse a la inducción, de la mano de la Alianza
para los Asuntos de Energía (PMA, en inglés) –una organización que
reúne a fabricantes como Samsung, LG o Nokia (también presentes en
el WPC), y que ya cuenta con las mesas ‘cargadoras’ del Starbucks y el
McDonalds en Boston-. Sin embargo, esta agrupación no opera con el
modelo Qi.
No obstante, estas alianzas no constituyen la única amenaza. En
Estados Unidos, la compañía de cargadores, baterías y pilas Duracell
desarrolló en 2012 el Powermat, una especie de alfombrilla capaz de
cargar hasta tres iPhone al mismo tiempo. En una entrevista para la
MIT Technology Review, Ron Rabinowitz, CEO de Powermat Duracell,
afirmó que ‘no le importaba que su modelo conviviera con el estándar
Qi’.
III. Desarrollo De La Temática
a. Internet De Las Cosas:
Un mundo de aparatos cotidianos en las economías desarrolladas,
cada persona posee o utiliza en sus ambientes entre 1.000 y 5.000
que se conectan en una nube propia, intercambian información entre sí
para actuar y se controlan desde un centro sencillo como un
teléfono inteligente o una laptop.
El Internet De Las Cosas es un escenario donde animales, personas u
objetos están todos conectados provistos o disponen de unos
identificadores únicos. Un identificador único, UID por sus siglas en
inglés (Unique Identifier) es una cadena de datos numéricos o
alfanuméricos que están asociados una sola cosa, a una sola entidad
(sea animal, sea objeto, sea persona) y cuyos datos se almacenan en
un sistema. De esta forma ese objeto, animal o persona tiene un
identificador único gracias al cual podemos acceder a los datos
asociados a esa entidad e interactuar con ellos.
Entendiendo lo anterior se define entonces como Internet De Las Cosas
a ese escenario donde las personas, objetos o cosas tienen esos
identificadores únicos con los que existe la posibilidad de transferir
datos sobre ellos a través de la red sin necesidad de interacción entre
persona-persona o persona-ordenador. Todo esto es posible gracias a
la evolución en el tiempo de las tecnologías sin cable, sistemas
electromecánicos e Internet.
Cualquier 'cosa' conectable a Internet, sea grande o pequeña, pueden
incorporarse en una base de datos y recoger estos datos para
ayudarnos en el día a día. En definitiva, consiste en que tanto personas
como objetos puedan conectarse a Internet en cualquier lugar y en
cualquier momento.
Algunos ejemplos:
Conocer en tiempo real tus facultades bioquímicas, para que
las conozca el médico.
Conocer en tiempo real las necesidades de las plantas de
nuestra casa.
Encender un electrodoméstico antes de llegar a nuestra casa.
Pulseras que cuando salgamos a correr nos informen de
nuestras constantes vitales.
Lámparas inteligentes que se encienden solas cuando hace
falta iluminación.
Un tenedor que nos da los datos de la velocidad a la que
comemos para mejorar nuestra forma de comer.
Un inodoro que nos haga un análisis de nuestra orina y nos
recomiende la dieta más adecuada.
Un cepillo que te avisa de caries y te pide consulta al dentista
automáticamente.
Zapatillas que te dicen los Km que hiciste corriendo cada
semana.
b. RFID:
ARQUITECTURA:
El modo de funcionamiento de los sistemas RFID es simple. La etiqueta
RFID, que contiene los datos de identificación del objeto al que se
encuentra adherido, genera una señal de radiofrecuencia con dichos
datos. Esta señal puede ser captada por un lector RFID, el cual se
encarga de leer la información y pasarla en formato digital a la
aplicación específica que utiliza RFID.
Un sistema RFID consta de los siguientes tres componentes:
Etiqueta RFID o transpondedor: compuesta por una antena, un
transductor radio y un material encapsulado o chip. El propósito de la
antena es permitirle al chip, el cual contiene la información, transmitir la
información de identificación de la etiqueta. Existen varios tipos de
etiquetas. El chip posee una memoria interna con una capacidad que
depende del modelo y varía de una decena a millares de bytes. Existen
varios tipos de memoria:
Solo lectura: el código de identificación que contiene es único
y es personalizado durante la fabricación de la etiqueta.
De lectura y escritura: la información de identificación puede
ser modificada por el lector.
Anticolisión. Se trata de etiquetas especiales que permiten
que un lector identifique varias al mismo tiempo
(habitualmente las etiquetas deben entrar una a una en la
zona de cobertura del lector).
Lector de RFID o transceptor: compuesto por una antena, un
transceptor y un decodificador. El lector envía periódicamente señales
para ver si hay alguna etiqueta en sus inmediaciones. Cuando capta
una señal de una etiqueta (la cual contiene la información de
identificación de esta), extrae la información y se la pasa al subsistema
de procesamiento de datos.
Subsistema de procesamiento de datos o Middleware RFID:
proporciona los medios de proceso y almacenamiento de datos.
TIPOS DE ETIQUETAS:
Las etiquetas RFID pueden ser activas, semipasivas (también
conocidos como semiactivos o asistidos por batería) o pasivos. Las
etiquetas pasivas no requieren ninguna fuente de alimentación interna y
son dispositivos puramente pasivos (sólo se activan cuando un lector se
encuentra cerca para suministrarles la energía necesaria). Los otros
dos tipos necesitan alimentación, típicamente una pila pequeña.
La gran mayoría de las etiquetas RFID son pasivas, que son mucho
más baratas de fabricar y no necesitan batería. En 2004, estas
etiquetas tenían un precio desde 0,40$, en grandes pedidos, para
etiquetas inteligentes, según el formato, y de 0,95$ para etiquetas
rígidas usados frecuentemente en el sector textil encapsulados en PPs
o epoxi. El mercado de RFID universal de productos individuales será
comercialmente viable con volúmenes muy grandes de 10.000 millones
de unidades al año, llevando el coste de producción a menos de 0,05$
según un fabricante. La demanda actual de chips de circuitos integrados
con RFID no está cerca de soportar ese coste. Los analistas de las
compañías independientes de investigación como Gartner and Forrester
Research convienen en que un nivel de precio de menos de 0,10$ (con
un volumen de producción de 1.000 millones de unidades) sólo se
puede lograr en unos 6 u 8 años, lo que limita los planes a corto plazo
para una adopción extensa de las etiquetas RFID pasivas. Otros
analistas creen que esos precios serían alcanzables dentro de 10-15
años.
A pesar de las ventajas en cuanto al coste de las etiquetas
RFID pasivas con respecto a las activas son significativas, otros
factores; incluyendo exactitud, funcionamiento en ciertos ambientes
como cerca del agua o metal, y confiabilidad; hacen que el uso de
etiquetas activas sea muy común hoy en día.
Para comunicarse, las etiquetas responden a peticiones o preguntas
generando señales que a su vez no deben interferir con las
transmisiones del lector, ya que las señales que llegan de las etiquetas
pueden ser muy débiles y han de poder distinguirse. Además de la
reflexión o backscatter, puede manipularse el campo magnético del
lector por medio de técnicas de modulación de carga. El backscatter se
usa típicamente en el campo lejano y la modulación de carga en
el campo próximo (a distancias de unas pocas veces la longitud de
onda del lector).
(Backscatter en RFID)
El diagrama muestra un esquema de retro dispersión típico para las
etiquetas RFID, que se alimenta con la energía contenida en la onda
que solicita desde el dispositivo lector.
ETIQUETAS PASIVAS
Las etiquetas pasivas no poseen alimentación eléctrica. La señal que
les llega de los lectores induce una corriente eléctrica pequeña y
suficiente para operar el circuito integrado CMOS de la etiqueta, de
forma que puede generar y transmitir una respuesta. La mayoría de las
etiquetas pasivas utiliza backscatter sobre la portadora recibida; esto
es, la antena ha de estar diseñada para obtener la energía necesaria
para funcionar a la vez que para transmitir la respuesta por backscatter.
Esta respuesta puede ser cualquier tipo de información, no sólo un
código identificador. Una etiqueta puede incluir memoria no volátil,
posiblemente escribible (por ejemplo EEPROM).
Las etiquetas pasivas suelen tener distancias de uso práctico
comprendidas entre los 10 cm (ISO 14443) y llegando hasta unos pocos
metros (EPC e ISO 18000-6), según la frecuencia de funcionamiento y
el diseño y tamaño de la antena. Por su sencillez conceptual, son
obtenibles por medio de un proceso de impresión de las antenas. Como
no precisan de alimentación energética, el dispositivo puede resultar
muy pequeño: pueden incluirse en una pegatina o insertarse bajo la piel
(etiquetas de baja frecuencia).
En 2006, Hitachi desarrolló un dispositivo pasivo denominado µ-Chip
con un tamaño de 0,15×0,15 mm sin antena, más delgado que una hoja
de papel (7,5 µm).4 5 Se utiliza SOI (Silicon-on-Insulator) para lograr
esta integración. Este chip puede transmitir un identificador único de
128 bits fijado a él en su fabricación, que no puede modificarse y
confiere autenticidad al mismo. Tiene un rango máximo de lectura de
30 cm. En febrero de 2007 Hitachi presentó un dispositivo aún menor
de 0,05×0,05 mm y lo suficientemente delgado como para poder estar
integrado en una hoja de papel.6 Estos chips tienen capacidad de
almacenamiento y pueden funcionar en distancias de hasta unos pocos
cientos de metros. Su principal inconveniente es que su antena debe
ser como mínimo 80 veces más grande que el chip.
Alien Technology (Fluidic Self Assembly), SmartCode (Flexible Area
Synchronized Transfer) y Symbol Technologies (PICA) declaran
disponer de procesos en diversas etapas de desarrollo que pueden
reducir aún más los costes por medio de procesos de fabricación
paralela. Estos medios de producción podrían reducir mucho más los
costes y dirigir los modelos de economía de escala de un sector
importante de la manufactura del silicio. Esto podría llevar a una
expansión mayor de la tecnología de etiquetas pasivas.
Existen etiquetas fabricadas con semiconductores basados en
polímeros desarrollados por compañías de todo el mundo. En 2005
PolyIC y Philips presentaron etiquetas sencillas en el rango de
13,56 MHz que utilizaban esta tecnología. Si se introducen en el
mercado con éxito, estas etiquetas serían producibles en imprenta
como una revista, con costes de producción mucho menores que las de
silicio, sirviendo como alternativa totalmente impresa, como los actuales
códigos de barras. Sin embargo, para ello es necesario que superen
aspectos técnicos y económicos, teniendo en cuenta que el silicio es
una tecnología que lleva décadas disfrutando de inversiones de
desarrollo multimillonarias que han resultado en un coste menor que el
de la impresión convencional.
Debido a las preocupaciones por la energía y el coste, la respuesta de
una etiqueta pasiva RFID es necesariamente breve, normalmente
apenas un número de identificación (GUID). La falta de una fuente de
alimentación propia hace que el dispositivo pueda ser bastante
pequeño: existen productos disponibles de forma comercial que pueden
ser insertados bajo la piel. En la práctica, las etiquetas pasivas tienen
distancias de lectura que varían entre unos 10 milímetros hasta cerca
de 6 metros, dependiendo del tamaño de la antena de la etiqueta y de
la potencia y frecuencia en la que opera el lector. En 2007, el dispositivo
disponible comercialmente más pequeño de este tipo medía 0,05
milímetros × 0,05 milímetros, y más fino que una hoja de papel; estos
dispositivos son prácticamente invisibles.
ETIQUETAS ACTIVAS
A diferencia de las etiquetas pasivas, las activas poseen su propia
fuente autónoma de energía, que utilizan para dar corriente a sus
circuitos integrados y propagar su señal al lector. Estas son mucho más
fiables (tienen menos errores) que las pasivas debido a su capacidad
de establecer sesiones con el lector. Gracias a su fuente de energía son
capaces de transmitir señales más potentes que las de las pasivas, lo
que les lleva a ser más eficientes en entornos dificultosos para la
radiofrecuencia como el agua (incluyendo humanos y ganado, formados
en su mayoría por agua), metal (contenedores, vehículos). También son
efectivas a distancias mayores pudiendo generar respuestas claras a
partir de recepciones débiles (al contrario que las pasivas). Por el
contrario, suelen ser mayores y más caras, y su vida útil es en general
mucho más corta.
Muchas etiquetas activas tienen rangos efectivos de cientos de metros
y una vida útil de sus baterías de hasta 10 años. Algunas de ellas
integran sensores de registro de temperatura y otras variables que
pueden usarse para monitorizar entornos de alimentación o productos
farmacéuticos. Otros sensores asociados con RFID incluyen humedad,
vibración, luz, radiación, temperatura y componentes atmosféricos
como el etileno. Además de mucho más rango (500 m), tienen
capacidades de almacenamiento mayores y la habilidad de guardar
información adicional enviada por el transceptor.
Actualmente, las etiquetas activas más pequeñas tienen un tamaño
aproximado de una moneda. Muchas etiquetas activas tienen rangos
prácticos de diez metros, y una duración de batería de hasta varios
años.
CARACTERÍSTICAS
Fuente de alimentación propia mediante batería de larga duración
(generalmente baterías de litio / dióxido de manganeso).
Distancias de lectura escritura mayor de 10m a 100m
generalmente.
Diversas tecnologías y frecuencias:
Hasta 868 MHz (UHF) o según estándares aplicados.
2,4 GHz muy utilizada (banda ISM, Industrial Scientific and
Medical), la misma que para dispositivos wireless
LAN 802.11b.
Memoria generalmente entre 4 y 32 kB.
Principales fabricantes: TagMaster, Identec Solutions, Siemens,
Nedap, WhereNet, Bluesoft, Syris RFID.
Precio de la etiqueta: 30 a 90 €.
La principal ventaja de las etiquetas RFID activas respecto a las pasivas
es el elevado rango de lectura, del orden de decenas de metros. Como
desventajas, cabe destacar el precio, que es muy superior que las
pasivas y la dependencia de alimentación por baterías. El tiempo de
vida de las baterías depende de cada modelo de etiqueta y también de
la actividad de este, normalmente es del orden de años. Para facilitar la
gestión de las baterías, es habitual que las etiquetas RFID activas
envíen al lector información del nivel de batería, lo que permite sustituir
con antelación aquellas que están a punto de agotarse.
Representación esquemática de entornos de búsqueda RFID típicos,
donde un gran número de etiquetas se puede probar y localizados
mediante comandos primitivas sencillas como "responder si el bit i de su
etiqueta es 0/1". El diagrama muestra una posible ruta de búsqueda para
encontrar un determinado dispositivo o grupo de dispositivos.
CLASIFICACION
Los sistemas RFID se clasifican dependiendo del rango de frecuencias
que usan. Existen cuatro tipos de sistemas: de frecuencia baja (entre
125 ó 134,2 kilohercios); de alta frecuencia (13,56 megahercios); UHF o
de frecuencia ultraelevada (868 a 956 megahercios); y
de microondas (2,45 gigahercios). Los sistemas UHF no pueden ser
utilizados en todo el mundo porque no existe una única regulación
global para su uso.
c. NFC:
Como en ISO 14443, NFC se comunica mediante inducción en
un campo magnético, en donde dos antenas de espira son colocadas
dentro de sus respectivos campos cercanos. Trabaja en la banda de los
13,56 MHz, esto hace que no se aplique ninguna restricción y no
requiera ninguna licencia para su uso.
Soporta dos modos de funcionamiento, todos los dispositivos del
estándar NFCIP-1 deben soportar ambos modos:
o Activo: ambos dispositivos generan su propio campo
electromagnético, que utilizarán para transmitir sus datos.
o Pasivo: solo un dispositivo genera el campo electromagnético y el
otro se aprovecha de la modulación de la carga para poder
transferir los datos. El iniciador de la comunicación es el
encargado de generar el campo electromagnético.
El protocolo NFCIP-1 puede funcionar a diversas velocidades como
106, 212, 424 o 848 Kbit/s. Según el entorno en el que se trabaje, las
dos partes pueden ponerse de acuerdo de a qué velocidad trabajar y
reajustar el parámetro en cualquier instante de la comunicación.
Una transacción NFC siempre sigue una misma secuencia de operación
que consta de los siguientes pasos: descubrimiento de dispositivos
NFC, autenticación, negociación, transferencia de información y
confirmación. A bajo nivel, el protocolo NFC incluye un procedimiento
para la autenticación segura y mecanismos anti-colisión para evitar la
escucha del canal de comunicación.
Para aplicaciones donde la seguridad es muy importante, como es el
caso de su uso como medio de pago, es posible utilizar cifrado AES y
triple DES, con lo que la seguridad se equipara a la ofrecida por las
tarjetas inteligentes bancarias.
Durante la fase de negociación del protocolo NFC, se establecen
parámetros que definen las características de la comunicación como
son la velocidad de transmisión, el identificador del dispositivo, tipo de
aplicación, tamaño de la transferencia y la acción solicitada.
Dado que NFC no está diseñado para una transferencia masiva de
datos, se puede usar para configurar otras conexiones inalámbricas que
ofrezcan mayor ancho de banda como son Bluetooth o Wi-Fi. Como
ejemplo de la eficiencia del protocolo respecto a estas tecnologías
inalámbricas, cabe destacar que un emparejamiento normal de
dispositivos Bluetooth toma entre cinco y seis segundos o incluso más
si el entorno está congestionado, frente a los 200 ms que tarda la
tecnología NFC en efectuar el enlace
d. Recarga Inalámbrica
La transferencia inductiva de energía se basa desde la plataforma de
transmisión ubicada en el suelo hasta la almohadilla de recepción en el
interior del coche eléctrico esto es para transmitir la energía a través de
la resonancia magnética. Es decir, que el dispositivo solo tiene que
estar cerca de la almohadilla para recargar su energía.
La fuente de alimentación energiza una bobina en el rango de 5-125.ª
conectada a una corriente eléctrica. La bobina puede necesitar la
compensación de condensadores en serie o en paralelo para reducir
el voltaje y las corrientes en el circuito de suministro.
El impacto de los puntos de carga sobre el entorno es mínimo, ya que
simplemente se necesitan almohadillas de carga. Es decir, que se
pueden instalar en cualquier sitio. Por otro lado, el efecto de la
resonancia magnética del IPT sobre los usuarios es similar a la de un
cepillo eléctrico. Para protegerlo contra el vandalismo, el sistema no se
puede desmontar sin una herramienta específica. Además, como el
sistema es sencillo y no está formado por piezas móviles o contactos,
su desgaste es mínimo y la duración larga. Otra ventaja de esta
tecnología es que permite que el flujo de energía se invierta y que el
vehículo pueda devolverla a la red.
Existen 2 tipos de Recarga Inalámbrica:
Recarga Electromagnética: Este tipo de carga es inductiva utiliza un
campo electromagnético para la transferencia de energía se requiere de
una estación el cual manda la energía a las baterías de un dispositivo,
este tipo de recarga es a corta distancia y requiere contacto con los
dispositivos.
Ventajas: No hay un riesgo de recibir una descarga ya que en la carga
de los dispositivos por conductores, la persona tiene contacto directo
con la energía, corriendo un cierto riesgo. Es segura de ocupar aun en
contacto con agua.
Desventajas: El dispositivo que se encarga de la transferencia de
energía produce una gran cantidad de calor en comparación con un
sistema de carga alámbrico.
Recarga por Resonancia: Este tipo de recarga se da a una distancia
de 3-5 metros, en la cual se utilizan dos bobinas de cobre, una que
hace el trabajo de enviar la energía la cual contiene una fuente de
poder y la otra va conectada con el dispositivo a cargar la cual recibirá
la energía. La transferencia de energía se da cuando las dos bobinas
tienen la misma frecuencia y están cerca.
IV. Herramientas Disponibles
a. Internet De Las Cosas:
Arduino GSM / GPRS Shield
Thinking Things
b. RFID:
Tarjetas RFID
V. Como Se Puede Utilizar Cada Herramienta/Tecnología
a. Internet De Las Cosas:
Arduino GSM / GPRS Shield: permite comunicar mediante una conexión
de datos móviles cualquier dispositivo basado en Arduino con cualquier
otro dispositivo o aplicativo conectado a internet. Veremos paso a paso
cómo establecer una conexión móvil de datos, enviar y recibir SMS,
realizar conexiones HTTP, así como un ejemplo básico de comunicación
entre dispositivos
Thinking Things Sobre los dos módulos básicos (batería y
comunicaciones/CORE) se pueden apilar distintos módulos adicionales:
Sensores (Luz, Humedad, Temperatura, Presencia, GPS, etc …),
Actuadores (Notificaciones, Enchufes inteligentes, Controladores de
motores y otros dispositivos, etc …) e Interfaces (X-10, ZigBee,
Ethernet, etc …). Mediante el módulo de comunicaciones es posible
enviar y recibir información de modo que podremos, a través del API
abierto, desarrollar cualquier tipo de aplicación o servicio.
b. RFID:
Una tarjeta de RFID permite una acuciosa identificación del cliente de
manera mucho más cómoda y segura que las típicas tarjetas que
circulan actualmente en los clubes de fidelización más populares. Estas
últimas sólo cuentan con una banda magnética y un número de
identificación que no son capaces de almacenar información ni
proporcionar algún valor agregado a dicho sistema, sino más bien, se
usan con un fin identificativo para luego contrastar dicha información a
una base de datos genérica. Es en este punto que es posible observar
que la utilización de tarjetas de RFID en dichas circunstancias permitiría
una gestión más segura y un almacenamiento de datos mucho mayor
que las actuales tarjetas que se encuentran en el mercado.
Ventajas y Desventajas:
Combinación de diferentes tecnologías la RFID e Internet.
Audio libro para los jóvenes: cuando Nabaztag reconoce el chip
RFID, se inicializa la lectura del libro en viva voz, y permite
enriquecerlo de diferentes maneras con aplicaciones interactivas y en
línea, al mismo tiempo que conserva su forma sobre papel.
Proveedor de identificación y localización de artículos en la cadena
de suministro más inmediato, automático y preciso de cualquier
compañía, en cualquier sector y en cualquier parte del mundo.
Lecturas más rápidas y más precisas (eliminando la necesidad de
tener una línea de visión directa).
Niveles más bajos en el inventario.
Mejora el flujo de caja y la reducción potencial de los gastos
generales.
Reducción de roturas de stock.
Capacidad de informar al personal o a los encargados de cuándo se
deben reponer las estanterías o cuándo un artículo se ha colocado
en el sitio equivocado.
Disminución de la pérdida desconocida.
Ayuda a conocer exactamente qué elementos han sido sustraídos y,
si es necesario, dónde localizarlos.
Integrándolo con múltiples tecnologías -vídeo, sistemas de
localización, etc.- con lectores de RFID en estanterías ayudan a
prevenir el robo en tienda.
Mejor utilización de los activos.
Seguimiento de sus activos reutilizables (empaquetamientos,
embalajes, carretillas) de una forma más precisa.
Luchar contra la falsificación (esto es primordial para la
administración y las industrias farmacéuticas).
Retirada del mercado de productos concretos.
Reducción de costos y en el daño a la marca (averías o pérdida de
ventas).
VI. Estadísticas Sobre Las Herramientas/Tecnologías
INTERNET DE LAS COSAS:
RFID
Total Mercado RFID en US $ miles de millones
NFC:
RECARGA INALAMBRICA
VII. Aplicaciones En General De Las Diferentes Herramientas
INTERNET DE LAS COSAS
Una de la principales ventajas que presenta esta tecnología es la capacidad de
poder ser aplicada a numerosos sectores y áreas de diferente índole como el
sector sanitario, militar, empresas productivas y de servicio, agricultura y
ganadería, gobiernos, centros de educación y formación, etc... Sectores de todo
el planeta se beneficiará de las múltiples ventajas que presenta el uso del
internet de las cosas. La entrada de internet de las cosas en nuestros hogares
cambiará radicalmente nuestros hábitos y costumbres, las plantas de nuestras
casas nos pedirán cuando necesitan ser regadas, la nevera realizará la compra
de la semana, la lavadora determinará la duración y el modo de lavado en
función de las prendas depositadas, en invierno los radiadores y calefactores se
pondrán en funcionamiento cuando nuestra casa alcance cierta temperatura y en
verano los ventiladores y aires acondicionados se conectarán automáticamente,
bañeras que preparan tu baño de espuma justo antes de llegar a casa, cazuelas
que cocinan los alimentos a la hora que quieras... Sin lugar a dudas internet de
las cosas cambiará nuestros estilos de vida.
RFID
Las etiquetas RFID se ven como una alternativa que reemplazará a los códigos
de barras UPC o EAN, puesto que tienen un número de ventajas importantes
sobre la arcaica tecnología de código de barras. Quizás no logren sustituir en su
totalidad a los códigos de barras, debidos en parte a su costo relativamente más
alto. Para algunos artículos con un coste más bajo la capacidad de cada etiqueta
de ser única se puede considerar exagerado, aunque tendría algunas ventajas
tales como una mayor facilidad para llevar a cabo inventarios.
También se debe reconocer que el almacenamiento de los datos asociados al
seguimiento de las mercancías a nivel de artículo ocuparía muchos terabytes. Es
mucho más probable que las mercancías sean seguidas a nivel de palés usando
etiquetas RFID, y a nivel de artículo con producto único, en lugar de códigos de
barras únicos por artículo.
NFC
En un principio, el uso de la tecnología NFC podría ser en cualquier situación en
la que sea necesario el intercambio de datos de manera inalámbrica. Sin
embargo, los usos con más proyección de futuro son los siguientes:
Identificación: se podría realizar la identificación a través de nuestro teléfono
móvil a un dispositivo de lectura. Un posible ejemplo sería su uso en los abonos
de transporte público.
Intercambio de datos/Publicidad: un ejemplo claro es el citado más arriba, en el
que se lee una etiqueta de un cartel de publicidad y el dispositivo responde
abriendo un navegador con una web.
Método de pagos: se podría realizar un pago de manera sencilla a través del
teléfono. La comodidad de uso y poder asociarlo a nuestra cuenta del banco
hacen que este sea uno de los principales usos. Precisamente en España se ha
realizado una de las pruebas como método de pago, con la colaboración de Visa,
La Caixa y Telefónica.
RECARGA INALAMBRICA
La recarga inalámbrica puede tener diferentes utilidades tanto para recuperar la
batería de dispositivos electrónicos, como de vehículos eléctricos, sin necesidad
de utilizar cables.
La carga inalámbrica de baja potencia para electrónica de consumo - como
cepillos eléctricos- y ahora para teléfonos móviles y portátiles lleva funcionando
varios años, transfiriendo unos pocos vatios desde una distancia en el aire de
unos pocos milímetros. Esta tecnología ha dado un salto adelante, ya que se
pueden transferir kilovatios de energía desde una distancia en el aire de cientos
de milímetros, sin las pérdidas que existían anteriormente en las transferencias
de energía de poca eficiencia y se viene utilizando en muchas aplicaciones
industriales para la automatización industrial y ensamblado automovilístico,
además de comenzar su aplicación a la recarga de vehículos eléctricos.
La recarga inalámbrica de vehículos eléctricos (Wireless Electric Vehicle
Charging - WEVC), cuenta con dos tipos principales de sistemas:
Sistemas estáticos o estacionarios: se utilizaría mientras el vehículo está
estacionado, tanto en casa, como en la vía pública. Actualmente compañías
como Toyota en colaboración con una empresa llamada Witricity pretenden
implementar este tipo de sistemas de recarga a vehículos eléctricos no sólo en el
hogar, sino también en vías públicas. Por otro lado, Bosch ha llegado a un
acuerdo con Evatran para ofrecer un sistema, denominado Plugless L2,que es
compatible con los dos modelos más populares en estos momentos, tanto
Chevrolet Volt como Nissan Leaf,además de en Rolls Royce Phantom 102EX y
Citröen C1.El sistema carga el vehículo eléctrico tan rápido como una estación
enchufable Nivel 2 (240V) – aproximadamente 8 horas para el Nissan LEAF y 3
para el Chevrolet Volt.
Sistemas dinámicos: tienen por objetivo de cargar un vehículo mientras éste
está en movimiento, como sucede con el la versión dinámica de Qualcomm Halo.
VIII. Aplicaciones Podemos Tener A Nivel De La Empresa Con Estas
Tecnologías.
Sin dudas estas tecnologías son tan aplicables en la vida cotidiana como
en el ambiente productivo de una organización u empresa pues hoy en día
es tanto la utilización de tarjetas inteligentes con tecnología inalámbrica que
fácilmente puede ser implementable en una organización. Por ejemplo para
el control de entrada de trabajadores en una organización, además de que
posean un carnet de identificación puede tener integrada tecnología RFID
en donde se pueda almacenar información relevante a fechas de entrada y
salida, además de colocar un lector en la entrada de la empresa para el
registro de esta información. Otro caso más enfocado hacia procesos
productivos seria la utilización de Internet de las Cosas en alguna cadena
de ensamble o producción de la empresa en donde se integre esta
tecnología a maquinas que tengan acceso a una red local de la empresa
donde de manea inalámbrica accedan a la información que necesiten para
la ejecución de tareas, por ejemplo si se utilizan hornos donde se procesa
metal fundido además de la integración de sensores se programen acciones
de enfriamiento totalmente automatizado sin que este un operario vigilando
la temperatura y el tiempo de calentamiento.
Existe un sin fin de posibilidades que estas tecnologías nos puedan ofrecer,
pues parece que está limitada gasta lo que nuestra imaginación permita.
IX. Conclusiones Y Observaciones
El internet de las cosas, poco a poco se está posicionando cada vez más, y
pareciera que será una necesidad en el futuro, debido a los avances
tecnológicos y esa carrera por avanzar y explotar estas innovaciones
tecnologías hasta mas no poder, pues no parece estar lejos el escenario
donde todo lo que poseamos esté conectado a Internet, si los
smarthphones ya hacen parte de nuestra cotidianidad, ahora tener casas
inteligentes no es ahora un escenario de ciencia ficción. Habrá retos y
barreras políticas, económicas, sociales y culturales a superar pero no es
imposible llegar a una realidad donde sean más las cosas que las personas
conectadas a Internet, y es acá donde las tecnologías como RFID y NFC
entran a jugar un papel muy importante, pues serán estar tarjetas y
sensores las que abren la puerta a ese mundo deseado por los amantes a
la tecnología.
La tecnología de carga inalámbrica aún es muy reciente y no es lo
suficientemente madura ni ampliamente utilizado, pero las expectativas que
genera, harán que sea una tecnología popular entre la gente. Como todo
lo demás, el cargador inalámbrico no es perfecto. El precio y la eficiencia de
trabajo son dos barreras principales que el cargador inalámbrico debe
afrontar para ocupar posicionamiento en el mercado. Aunque cargador
inalámbrico es totalmente nuevo para el público.
X. Bibliografía
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vida-cotidiana-el-futuro
http://www.muyinteresante.es/innovacion/tecno/articulo/una-pelicula-
transparente-para-recargar-el-telefono-movil
http://hipertextual.com/archivo/2013/11/carga-inalambrica-smartphones/
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http://www.idtechex.com/research/reports/rfid-forecasts-players-and-
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ml
http://www.logisticamx.enfasis.com/notas/4130-rfid-una-herramienta-
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http://movilforum.com/herramientas-abiertas-para-el-prototipado-de-internet-
de-las-cosas/
http://muytv.com/el-internet-de-las-cosas-en-cifras/
http://eurosoutheastasia-ict.org/2011/05/04/cooperation-forums-on-internet-
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