UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERA

CARRERA DE INGENIERA MECATRNICA

DESARROLLO DE UN SISTEMA DE SEGURIDAD PARA

PARQUEADEROS BASADO EN TECNOLOGA RFID

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO

DE INGENIERO MECATRNICO

IVAN UZIEL PREZ FIALLOS

DIRECTOR: ING. MARCELA PARRA PINTADO MSC.

Quito, Julio 2013

ii

Universidad Tecnolgica Equinoccial. 2012

Reservados todos los derechos de reproduccin

iii

DECLARACIN

Yo IVAN UZIEL PEREZ FIALLOS, declaro que el trabajo aqu escrito es de

mi autora; que no ha sido presentado para ningn grado o calificacin

profesional; y que he consultado las referencias bibliogrficas que se

incluyen en este documento.

La Universidad Tecnolgica Equinoccial puede hacer de los derechos

correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

_____________________________________

IVAN UZIEL PEREZ FIALLOS C.I.: 150045679-1

iv

CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo que lleva por ttulo Desarrollo de un

sistema de parqueadero basado en tecnologa RFID, que para aspirar al

ttulo de Ingeniero Mecatrnico fue desarrollado por Ivan Uziel Prez

Fiallos, bajo la direccin y supervisin, en la Facultad de Ciencias de la

Ingeniera; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de

Trabajos de Titulacin artculos 18 y 25.

_______________________________

Ing. Marcela Parra Pintado MSC: DIRECTOR DE TESIS

C.I.: 1803107596

v

AGRADECIMIENTO Quiero agradecer primeramente a Dios porque s que sin la ayuda de El

este trabajo no se hubiera realizado.

A mis padres, quienes me apoyaron moral y econmicamente desde el

principio hasta el final de la carrera.

A la Ing. Marcela Parra, mi directora de tesis, por ser el faro que me guiaba

hasta cumplir el objetivo.

Al Ing. Manuel Rosabal, un amigo, quien me ayud con sus conocimientos,

destrezas y habilidades en el desarrollo de este proyecto.

vi

DEDICATORIA

Dedico este proyecto a mis padres Ivn Prez y Amareliz Fiallos, por ser

quienes me ayudaron a cumplir con mis metas y realizarme como

profesional.

A mis hermanos Keysha y Ricardo, a quienes aprecio mucho y me han

ayudado de alguna manera.

A mi esposa Rebeca, a quien la amo muchsimo y que me ha brindado el

apoyo incondicional que necesitaba.

vii

NDICE GENERAL

PGINA

Contenido

NDICE DE CONTENIDO ii

NDICE DE TABLAS ..................................................................................vi

NDICE DE FIGURAS .................................................................................vii

NOMENCLATURA O GLOSARIO ix

NDICE DE ANEXOS ...................................................................................xi

RESUMEN ................................................................................................ xii

ABSTRACT ............................................................................................... xiii

viii

NDICE DE CONTENIDOS

PGINA

Tabla de contenido

1.-INTRODUCCIN ....................................................................................... 1

1.1. ANTECEDENTES ................................................................................ 3

1.2. IMPORTANCIA DEL ESTUDIO ........................................................... 3

2.- MARCO TERICO ................................................................................... 5

2.1. TECNOLOGA RFID ............................................................................ 6

2.1.1 HISTORIA Y EVOLUCIN DEL RFID ............................................ 7

2.2. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA RFID .......................................... 8

2.2.1. IDENTIFICACIN POR RADIO FRECUENCIA ............................ 8

2.2.2. Funcionamiento ............................................................................. 8

2.2.3. ELEMENTOS DE UN SISTEMA RFID ........................................ 11

2.2.3.1. Lectores RFID ....................................................................... 11

2.2.3.2. Antenas ................................................................................ 13

2.2.3.3. Tag o Transponder ................................................................... 15

2.3. TIPOLOGA DE LOS TAG RFID........................................................ 17

2.3.1. TIPOS DE TAG SEGN SU FUENTE DE ENERGA ................. 17

2.3.1.1 Tags activos ........................................................................... 17

2.3.1.2. Tags semipasivos .................................................................. 20

2.3.1.3. Tags Pasivos ......................................................................... 20

2.3.2. TIPOS DE TAG SEGN SU MEMORIA INCORPORADA .......... 22

2.3.3. TIPOS DE TAGS SEGN SU CLASE ......................................... 22

2.4. CLASIFICACIN .............................................................................. 23

2.5. CDIGOS Y MODULACIONES ........................................................ 23

2.6. ESTANDARIZACIN ......................................................................... 28

2.7. SISTEMA DE CONTROL DE PARQUEADERO ................................ 31

2.7.1. SISTEMA DE PARQUEADERO .................................................. 31

2.7.2. TIPOS DE CONTROL PARA PARQUEADERO .......................... 32

ix

2.7.3. CONTROL DE PARQUEADERO MANUAL PARA LA CALCULACIN DE TARIFAS Y GENERACIN DE VARIOS TIPOS DE TIQUETES ............................................................................................ 33

2.7.4. CONTROL DE PARQUEADERO OCR (RECONOCIMIENTO PTICO DE CARACTERES) ................................................................ 33

2.8. SISTEMA DE PARQUEADERO CON RFID ...................................... 34

2.8.1. RFID (IDENTIFICACIN POR RADIOFRECUENCIA) ................ 34

2.8.2. APLICACIN DE ADMINISTRACIN ......................................... 35

2.9. ESPECTRO RADIOELCTRICO ...................................................... 36

2.10. EL ESPECTRO ELECTROMAGNTICO Y EL ESPECTRO RADIOELCTRICO. ................................................................................. 40

2.11. COMUNICACIN POR RADIOFRECUENCIA ................................ 42

2.12. MICROCONTROLADOR ................................................................. 43

2.12.1. DIFERENCIA ENTRE MICRO CONTROLADOR Y MICROPROCESADOR ......................................................................... 44

2.12.2. PIC (PERIPHERAL INTERFACE CONTROLLER) .................... 44

2.13. COMUNICACIN SERIAL .............................................................. 45

2.13.1 PUERTO PARALELO ................................................................. 45

2.14. UART ............................................................................................... 47

2.14.1 COMPROBACIN DE LA UART................................................ 48

2.15. COMUNICACIN SERIAL MEDIANTE USART (UNIVERSAL SYNCHRONOUS/ASYNCHRONOUS RECEIVER-TRANSMITTER) ....... 48

2.15.1. TERMINALES:........................................................................... 49

2.16. USB (BUS UNIVERSAL EN SERIE) ................................................ 50

2.17. SISTEMAS DE GESTIN DE BASES DE DATOS ......................... 51

2.17.1. TIPOS DE SISTEMAS DE INFORMACIN .............................. 52

2.17.1.1. Sistemas de informacin orientados al proceso .................. 52

2.17.1.2. Sistemas de informacin orientados a los datos (bases de datos) .................................................................................................... 54

2.17.2. OBJETIVO DE LOS SISTEMAS GESTORES DE BASES DE DATOS. ................................................................................................. 56

2.17.3. ALGUNOS SISTEMAS GESTORES DE BASES DE DATOS ... 57

2.18. LENGUAJES DE PROGRAMACIN ORIENTADA A OBJETOS .... 58

2.19. ARDUINO ........................................................................................ 59

2.19.1. CMO FUNCIONA UN DISPOSITIVO ARDUINO? ................ 60

3. METODOLOGA Y MATERIALES .......................................................... 61

3.1. LECTOR UHF RFID .......................................................................... 62

3.2. UARTSBEE ....................................................................................... 62

x

3.3. BASE DE DATOS POSTGRESQL .................................................... 63

3.3.1 POSTGRESQL Y LA ORIENTACIN A OBJETOS ..................... 65

3.3.2 ACCESO A UN SERVIDOR POSTGRESQL ............................... 66

3.4. LENGUAJE DE PROGRAMACIN C# ............................................. 67

3.5. ANTENA UHF RFID .......................................................................... 69

4.- ANLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 71

4.1. HARDWARE (LECTOR Y ANTENA RFID) ........................................ 74

4.1.1 LECTOR RFID ................................................................................. 74

4.2. BASE DE DATOS .............................................................................. 74

4.3. ADMINISTRACIN ............................................................................ 79

4.3.1. AGREGAR DATOS DE CONFIGURACIN DEL SISTEMA ....... 79

4.3.2. MANIPULACIN DE AUTOS ...................................................... 82

4.3.3. MANIPULACIN DE AUTOS ROBADOS ................................... 86

4.3.4. MANIPULACIN DE USUARIO .................................................. 91

4.4. GENERACIN DE REPORTES ........................................................ 96

4.4.1. REPORTES DE AUTOS ............................................................. 96

4.4.2. REPORTE DE AUTOS ROBADOS ............................................. 97

4.4.3. REPORTE DE USUARIOS ......................................................... 98

4.4.4. REPORTE DE SALIDAS ............................................................. 98

4.4.5. REPORTE DE ENTRADAS ......................................................... 99

4.5. CONTROL DE ENTRADAS Y SALIDAS ......................................... 101

5.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................... 105

5.1. CONCLUSIONES ............................................................................ 106

5.2. RECOMENDACIONES .................................................................... 107

BIBLIOGRAFA ......................................................................................... 108

ANEXOS .................................................................................................... 111

xi

NDICE DE TABLAS

PGINA

Tabla 1: Clasificacin de RFID por el rango de Frecuencia ........................ 23

Tabla 2: Regulacin de RF para Ecuador ................................................... 30

Tabla 3: Divisin de espectros .................................................................... 41

Tabla 4: Divisin de bandas del espectro por Radiofrecuencia ................... 42

Tabla 5: Conector "Loopback" para DB9 ..................................................... 48

Tabla 6: Sistemas de Gestin de bases de datos ....................................... 57

Tabla 7: Especificaciones del Lector RFID .................................................. 62

Tabla 8: Tipos de datos ............................................................................... 66

Tabla 9: Especificaciones Antena UHF RFID .............................................. 70

Tabla 10: Contiene los usuarios que pueden manipular el sistema. ........... 75

Tabla 11: Datos de los autos que tienen acceso al parqueadero. ............... 75

Tabla 12: Autos reportados como robados. ................................................ 77

Tabla 13: Autos que entran al parqueadero. ............................................... 78

Tabla 14: Autos que salen del parqueadero ................................................ 78

Tabla 15: Datos del parqueadero. ............................................................... 78

Tabla 16: Datos del Parqueadero ................................................................ 80

Tabla 17: Datos del Auto y Propietario ........................................................ 82

Tabla 18: Datos del Auto Robado y Propietario .......................................... 87

Tabla 19: Manipulacin de usuario .............................................................. 91

xii

NDICE DE FIGURAS

PGINA

Figura 1: Emisin de la seal de baja potencia del lector ............................. 8

Figura 2: Entrada del transponder en el campo magntico .......................... 9

Figura 3: Envi de datos por parte del transponder ...................................... 9

Figura 4: Proceso de datos hacia el lector .................................................. 10

Figura 5: Lector RFID Fijos ......................................................................... 12

Figura 6: Lector RFID Porttil ..................................................................... 12

Figura 7: Lector RFID USB ......................................................................... 13

Figura 8: Antena (a) Lineal (b) Omnidireccional.......................................... 15

Figura 9: Elementos que forman un tag ...................................................... 16

Figura 10: Diagrama de bloques del sistema RFID .................................... 24

Figura 11: Representacin Grfica de las Decodificaciones ....................... 25

Figura 12: El Sistema Integrado de Reconocimiento de Matrcula LPR ..... 32

Figura 13: Control de Parqueadero OCR .................................................... 34

Figura 14: Identificacin por radiofrecuencia .............................................. 35

Figura 15: Espectro Radioelctrico ............................................................. 39

Figura 16: Comunicacin por Radiofrecuencia ........................................... 43

Figura 17: Microcontrolador ........................................................................ 44

Figura 18: Conexin en serie ...................................................................... 45

Figura 19: Conexin en Paralelo ................................................................. 46

Figura 20: Puertos Paralelos....................................................................... 46

Figura 21: Diagrama Interno USART .......................................................... 49

Figura 22: Terminales ................................................................................. 50

Figura 23: USB ........................................................................................... 51

Figura 24: Sistemas de Informacin orientados al proceso ........................ 53

Figura 25: Sistemas de informacin orientados a datos ............................. 54

Figura 26: Esquema del funcionamiento y utilidad de un sistema gestor de

bases de datos ............................................................................................. 56

Figura 27: Placa Arduino ............................................................................ 59

Figura 28: Lector RFID ............................................................................... 62

Figura 29: Uart Sbee ................................................................................... 63

xiii

Figura 31: Antena RFID .............................................................................. 69

Figura 32: Bloques del sistema ................................................................... 73

Figura 33: Funcionamiento general del sistema ......................................... 73

Figura 34: Algoritmo agregar configuracin del sistema ............................. 81

Figura 35: Configuracin del sistema .......................................................... 82

Figura 36: Esquema de manipulacin de autos .......................................... 83

Figura 37: Manipulacin de autos ............................................................... 83

Figura 38: Algoritmo de creacin o modificacin de autos .......................... 84

Figura 39: Algoritmo eliminar autos ............................................................ 85

Figura 40: Algoritmo de bsqueda de autos ............................................... 86

Figura 41: Esquema de autos robados ....................................................... 87

Figura 42: Autos robados ............................................................................ 88

Figura 43: Algoritmo de creacin o modificacin de autos robados ............ 89

Figura 44: Algoritmo para eliminar auto robado .......................................... 90

Figura 45: Algoritmo bsqueda de autos robados ...................................... 91

Figura 46: Esquema de Manipulacin de usuarios del sistema .................. 92

Figura 47: Algoritmo agregar o modificar usuarios del sistema .................. 93

Figura 48: Algoritmo eliminar usuarios ........................................................ 94

Figura 49: Algoritmo para buscar usuarios ................................................. 95

Figura 50: Esquema de reportes ................................................................. 96

Figura 51: Reporte de autos ....................................................................... 97

Figura 52: Reporte autos robados .............................................................. 97

Figura 53: Reporte usuarios........................................................................ 98

Figura 54: Reporte de salidas ..................................................................... 99

Figura 55: Reporte entradas ....................................................................... 99

Figura 56: Algoritmo para generar reportes de autos .............................. 100

Figura 57: Control de entrada y salida ...................................................... 101

Figura 58: Algoritmo de entrada al parqueadero ...................................... 102

Figura 59: Algoritmo de salida del parqueadero ....................................... 103

xiv

NOMENCLATURA O GLOSARIO

RAM-CMOS Tipo de memoria que contiene informacin

sobre la configuracin del sistema.

Backscatter Reflejo de las ondas, partculas, o las

seales de vuelta a la direccin de la que

procede.

EEPROM Tipo de memoria ROM que puede ser

programada, borrada y reprogramada

elctricamente.

ROM Memoria solo de lectura.

GUID Estndar para la colocacin de la tabla de

particiones en un disco duro fsico.

EPC (lectronic product code) es un nmero nico

diseado para identificar de manera inequvoca

cualquier objeto.

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) es

una pieza de hardware que convierte datos entre

paralelo y serial.

TX-RX Pin de transmisin y pin de recepcin.

OSX Sistema operativo para computadoras Macintosh.

LINUX Uno de los trminos empleados para referirse a

la combinacin del ncleo o kernel libre.

C++ Lenguaje de programacin.

BSD Es una licencia de software libre permisiva.

Atmel Compaa de semiconductores.

DBMS SGBD (Database management system) es una

agrupacin de programas que sirven para definir,

construir y manipular una base de datos.

ASCII (American Standard Code for Information

xv

Interchange) es un cdigo de caracteres basado

en el alfabeto latino.

OCR (Reconocimiento ptico de Caracteres) es un

proceso dirigido a la digitalizacin de textos, los

cuales identifican automticamente a partir de

una imagen smbolos o caracteres.

RAM (random-access memory) se utiliza como memoria

de trabajo para el sistema operativo, los

programas y la mayora del software.

HUB Un dispositivo para compartir una red de datos o

de puertos USB de un ordenador.

USB (Bus universal en serie) es un estndar industrial

desarrollado en los aos 1990 que define los

cables, conectores y protocolos usados en

un bus para conectar, comunicar y proveer de

alimentacin elctrica entre ordenadores y

perifricos y dispositivos electrnicos.

TOKEN Elemento individual en un lenguaje de

programacin.

XBee Nombre comercial de Digi International para

una familia de mdulos de radio.

AVR Familia de microcontroladores RISC del

fabricante estadounidense Atmel.

. NET (network, internet) es un dominio de Internet

genrico que forma parte del sistema de dominios

de Internet.

C# Lenguaje de programacin orientado a

objetos desarrollado y estandarizado por

Microsoft como parte de su plataforma .NET.

MMCX Conector coaxial.

TTL UART Tecnologa de construccin de circuitos

electrnicos digitales.

xvi

NDICE DE ANEXOS

PGINA

ANEXO 1 : ................................................................................................. 112

ANEXO 2 : ................................................................................................. 121

ANEXO 3 : ................................................................................................. 124

xvii

RESUMEN

El presente proyecto de titulacin busca la integracin de la tecnologa con

los parqueaderos. RFID (Identificacin Radio Frecuencia) es una tecnologa

de identificacin remota e inalmbrica en la cual un dispositivo lector o

reader vinculado a un equipo de cmputo, se comunica a travs de una

antena con un transponder (tambin conocido como tag o etiqueta) mediante

ondas de radio. Hoy se hace presente en espacios tan cotidianos como los

parqueaderos, permitiendo un mejor uso del espacio y la optimizacin del

tiempo, es una utopa pensar que en algunos aos todos los automviles

tendrn un chip RFID y con esto se podra lograr una trazabilidad de todos

los automviles en las ciudades. Con este fin se realiz un estudio del

funcionamiento, caractersticas, aplicaciones y normativas de dicho sistema,

logrando as seleccionar los componentes factibles y rentables en el

mercado, y que a la vez permitir desarrollar un sistema eficiente. ste

consta de cuatro bloques: Hardware (Lector y Antena RFID, servidor de

datos (PC), estacin de trabajo), Estructura de la Base de Datos

(desarrollada en PostgreSQL), Administracin y Control Entradas y Salidas

(Software construido en C#), en la cual se puede configurar los parmetros

del parqueadero, siendo una de ellas su capacidad, la misma que es variable

dependiendo del establecimiento.

xviii

ABSTRACT

The following qualification project searches for the integration of technology

and parking lots. RFID (Radio Frequency Identification) is a remote and

wireless identification technology in which a reader device linked to computer

equipment communicates through an antenna using a transponder (also

known as TAG) by means of radio waves. Nowadays, the identification by

radiofrequency RFID is made present within quotidian spaces such as

parking lots, allowing a better use of space and time optimization. It is a

utopia to think that in a few years later, all the cars will have an RFID chip

which will achieve a traceability of all cars inside the cities. Referring to this

goal, a study about the functionality, characteristics, applications and norms

of the system in matter was made, getting by this way the selection of the

viable and rentable components within the market which at the same time will

permit to develop an efficient system. This one consists of four blocks:

Hardware (RFID Reader and Antenna, data server (PC), workstation), Data

Base Structure (developed on PostgreSQL), Administration and Control by

Inputs and Outputs (C# Software) in which the parking parameters could be

set, being one of them their capacity, this one may vary depending on the

establishment.

1

1.-INTRODUCCIN

2

En las ciudades se ha incrementado el nmero de vehculos privados, de tal

forma que han invadido los centros urbanos, superando la capacidad de la

infraestructura vial existente y haciendo ms difcil la circulacin; generando

demandas de espacios para estacionarse, siendo necesario reglamentar el

estacionamiento en las calles, acondicionar lotes o construir nuevos edificios

para satisfacer estas demandas. Es lgico que un conjunto de oficinas

pblicas y viviendas, generen gran demanda de estacionamiento. El error

est en no preverlo, como sucede frecuentemente.

Una posible solucin a la escasez de espacio disponible en el centro de las

ciudades son los parqueaderos automatizados. Este tipo de

estacionamientos permiten multiplicar el nmero de plazas de aparcamiento

disponibles en un espacio limitado.

El concepto de este tipo de parqueadero tiene sus orgenes en la

preocupacin por la falta de espacio para estacionar vehculos en las

grandes ciudades. A medida que pasa el tiempo la escasez de suelo

disponible se agrava y la instalacin de este tipo de sistemas resulta cada

vez ms usual.

La identificacin por radiofrecuencia, RFID, por sus siglas en ingls (radio

frequency identification), es un circuito de identificacin inteligente

inalmbrica en la cual un dispositivo lector o reader vinculado a un equipo de

cmputo, se comunica a travs de una antena con un transponder (tambin

conocido como tag o etiqueta) mediante ondas de radio.

Una etiqueta est compuesta por un chip y una antena, los mismos que son

muy pequeos. Las antenas pueden ser fabricadas de aluminio, cobre u

otros materiales. La cantidad de material conductivo utilizado y tamao de la

antena determinan la sensibilidad de una etiqueta. (rfidpoint, 2013).

3

Las empresas hoy en da, implementan este sistema por la confiabilidad,

rapidez y seguridad que proporciona en el manejo de informacin, dejando

atrs los controles y registros que se elaboran de forma escrita, lo que incide

a errores. (rfidpoint, 2013).

El concepto de estacionamiento viene de espacio fsico donde se deja el

vehculo por un tiempo indefinido cualquiera. En pases europeos las

instalaciones para el estacionamiento son construidas junto a edificios o en

los stanos para facilitar el movimiento de los usuarios y brindar seguridad a

sus vehculos. (rfidpoint, 2013).

1.1. ANTECEDENTES

Los parqueaderos automatizados son sistemas de estacionamiento

inteligentes orientados a fomentar el mximo confort del usuario, reducir las

maniobras y a minimizar el espacio necesario por cada plaza de garaje.

El principal problema de los conductores en cualquier gran ciudad es donde

aparcar, sobre todo cuando se est en el centro. Otra ventaja fundamental

de este tipo de estacionamientos es la reduccin de vehculos en la va

pblica con el consiguiente ahorro de emisiones de CO2.

Existen muchos tipos de parqueaderos automatizados y en ste estudio har

referencia a la que para m es la mejor tecnologa.

1.2. IMPORTANCIA DEL ESTUDIO

El presente trabajo quiere mejorar un problema que afecta a muchas

personas, se encuentra la oportunidad de generar cierta cantidad de utilidad

o ganancia, atacando y ayudando a solucionar en gran parte el problema de

estacionarse, debido a la gran cantidad de vehculos que circulan da a da

por las calles de las grandes ciudades, dejndolos en un lugar seguro y

automatizado.Este proyecto tiene el afn de que sea implementado en los

peajes del pas. De esta forma sera automtico detectar un auto robado y

poderlo reportar inmediatamente a travs de la identificacin inteligente.

4

Tambin est dirigido a todos los usuarios de vehculos, para brindar un

buen servicio a los parqueaderos y con el fin de mejorar el bienestar social.

Se enfoca a un servidor (PC) donde se encuentran la base de datos que

contiene toda la informacin del sistema a la cual se conecta una estacin

de trabajo la cual maneja la puerta de entrada y salida del parqueadero.

Algunas de las caractersticas relevantes de los parqueaderos

automatizados con RFID:

- Rentabilidad: No es necesario la contratacin de personal para manejar

las puertas del parqueadero. La inversin es considerablemente baja.

- Tiempo: No se producen muchos cuellos de botella dado que la entrada y

salida de los vehculos depende de la lectura de la etiqueta colocada en

el vidrio del automvil.

- Control: El sistema nos brinda mediante sus reportes toda la informacin

de usuarios, entradas y salidas del parqueadero.

La tecnologa RFID hoy se hace presente en espacios tan cotidianos como

los parqueaderos, permitiendo un mejor uso del espacio y la optimizacin del

tiempo, esta tecnologa sigue creciendo cada da y nos es una utopa pensar

que en algunos aos todos los automviles tendrn un chip RFID ya que con

esto podramos lograr una trazabilidad de todos automviles en la ciudad.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. OBJETIVO GENERAL

- Desarrollar e implementar un prototipo de sistema de reconocimiento de

placas de autos basado en tecnologa RFID.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

- Determinar los equipos a utilizar

- Determinar la posicin exacta de la antena para el parqueadero

- Disear la interface para el control de parqueadero.

5

2.- MARCO TERICO

6

2.1. TECNOLOGA RFID

La tecnologa de Identificacin por Radiofrecuencia RFID (RadioFrequency

Identification) es, sin duda, una de las tecnologas de comunicacin que ha

experimentado un crecimiento ms acelerado y sostenido en los ltimos

tiempos. Las posibilidades que ofrece la lectura a distancia de la informacin

contenida en una etiqueta, sin necesidad de contacto fsico, junto con la

capacidad para realizar mltiples lecturas (y en su caso, escrituras)

simultneamente, abre la puerta a un conjunto muy extenso de aplicaciones

en una gran variedad de mbitos, desde la trazabilidad y control de

inventario, hasta la localizacin y seguimiento de personas y bienes, o la

seguridad en el control de accesos. (Ibez, 2008).

Sustituye al cdigo de barras actualmente existente; ofrece adems, un

sistema nico de localizacin en tiempo real a distancia que permite

administrar parmetros referente al objeto que se encuentre identificando.

(Villamar, 2009).

Algunas de sus aplicaciones en los sectores industriales son los siguientes:

- Control de calidad, produccin y distribucin.

- Localizacin y seguimiento de objetos.

- Control de accesos.

- Identificacin de materiales.

- Control de fechas de caducidad.

- Deteccin de falsificaciones.

- Almacenaje de datos.

- Control de stocks.

- Automatizacin de los procesos de fabricacin.

- Informacin al consumidor.

- Reduccin de tiempo y coste de fabricacin.

- Reduccin de colas a la hora de pasar por caja.

7

- Identificacin y localizacin de animales perdidos.

- Elaboracin de censos de animales.

- Identificacin y control de equipajes en los aeropuertos.

- Inventario automtico.

Este avance tecnolgico aplicado a un parqueadero aportar una visin clara

sobre las ventajas que conlleva la tecnologa RFID; as tambin motivar a

otros sectores industriales a conocer y aplicar esta innovadora tecnologa.

(Villamar, 2009).

2.1.1 HISTORIA Y EVOLUCIN DEL RFID

La primera aplicacin para radiofrecuencia se la realiz en la Segunda

Guerra Mundial. El pas de Reino Unido, quiso identificar sus aviones de los

enemigos. Se desarroll una aplicacin, que consista en colocar un tag en

las aeronaves aliadas; si el tag emita la respuesta adecuada, se distingua

automticamente una aeronave propia de una enemiga.

La tecnologa RFID creci por los aos 70. En 1973, Charles Watson

patent la tecnologa: RFID actualmente conocida como pasiva. Varias

empresas empezaron a desarrollar aplicaciones comerciales de RFID en el

campo de control electrnico de artculos; para contrarrestar el robo. Este

sistema antirrobo, es posiblemente el primer y ms extendido uso comercial

de la tecnologa RFID en el mundo.

Posteriormente fueron desarrollados sistemas de identificacin vehicular que

fueron los primeros sistemas de telepeaje y de gestin de transporte.

La empresa Auto ID, en 1999: desarrollo los tags RFID, que almacenan un

cdigo electrnico de producto univoco; en un microchip que se transmite a

travs de una antena a los lectores RFID. (Kereon Company, 2012)

8

2.2. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA RFID

2.2.1. IDENTIFICACIN POR RADIO FRECUENCIA

Un sistema bsico RFID est compuesto por:

Una etiqueta (tag) RFID, en su versin ms simple formada por un chip y

una antena, con la capacidad de ser programada con informacin. Se trata

de un dispositivo con memoria (de tamao variable, desde una pegatina a un

paquete de tabaco), que puede ser adherido o incorporado a un producto,

animal o persona.

Un sistema formado por un lector y una antena que interroga a la

etiqueta de RFID. El sistema produce un campo electromagntico mediante

el cual los datos son recibidos o transmitidos a las etiquetas RFID. (Pinto,

2009)

2.2.2. Funcionamiento

Desde aqu en adelante a la tarjeta del RFID la denominaremos transponder.

El transponder y el lector de RFID, trabajan juntos. El lector emite una seal

y el transponder la recibe y la activa. Ver Figuras 1 y 2.

Figura 1. Emisin de la seal de baja potencia del lector (Grand-Flo, 2013)

9

Figura 2. Entrada del transponder en el campo magntico (Grand-Flo, 2013)

La funcin del mdulo RFID es emitir una seal de radio frecuencia de baja

potencia creando un campo electromagntico. El campo electromagntico es

emitido por el transceptor a travs de una antena transmisora la misma que

tiene la forma de una bobina. Este campo electromagntico es una seal

portadora de potencia del lector dirigida hacia el transponder. Un

transponder contiene una antena, tambin en forma de bobina, y un circuito

integrado. El circuito integrado requiere de una pequea cantidad de energa

elctrica para funcionar. La antena contenida en el transponder funciona

como un medio para tomar la energa presente en el campo magntico

producido por el mdulo de RFID y la convierte en energa elctrica para ser

usada por el circuito integrado. Ver Figura 3.

Figura 3. Envi de datos por parte del transponder (Grand-Flo, 2013)

Los procesos del mdulo RFID son dos:

10

- De carga; en el que los transponders almacenan energa.

- Emisin: cada transponder enva su cdigo utilizando la energa

almacenada en el proceso anterior.

Los dos procesos no actan al mismo tiempo. El funcionamiento de este

mdulo de radio frecuencia se controla digitalmente para programar

correctamente el proceso de carta y emisin de cdigo.

Cuando el transponder est dentro del campo electromagntico producido

por mdulo RFID; la energa captada permite que el circuito integrado del

transponder funcione; por lo que los datos contenidos en su memoria son

transmitidos. Ver Figura 4.

Figura 4. Proceso de datos hacia el lector (Grand-Flo, 2013)

La antena del mdulo RFID recupera la seal electromagntica del tag y la

convierte en una seal elctrica. El mdulo procesa esta seal baja

modulando los datos originales almacenados en la memoria del circuito

integrado contenido dentro del tag. Cuando la seal pasa al proceso de

demodulacin, el mdulo digital comprueba que los datos sean correctos

para lo cual, realiza un proceso de validacin. Cuando se hayan validado los

datos; son decodificados y restructurados para transmitir en el formato

requerido para el sistema.

Las distancias de lectura dependen siempre del tamao de la antena y el tag

a utilizarse.

11

2.2.3. ELEMENTOS DE UN SISTEMA RFID

2.2.3.1. Lectores RFID

Un lector RFID permite transmitir y recibir seales; convierte las ondas de

radio de los tags en seales elctricas capaces de transmitir al computador.

Pueden suministrar energa a los tags RFID pasivos. Pueden ser unidades

autnomas conectadas a antenas, unidades porttiles con antenas

integradas, en placas miniatura montadas dentro de impresoras, o

integrados en grandes dispositivos. El lector es sumamente necesario para:

- Transmitir energa al tag

- Recibe desde el tag los datos correspondientes a las comunicaciones

- Separa estos dos tipos de seales.

En la mayora de los casos los lectores son capaces de leer y escribir a un

tag. La funcin lector es leer los datos almacenados en el chip del tag.

Mientras que la operacin de la escritura: escribe los datos pertinentes.

La comunicacin de los tags se la puede realizar en diferentes frecuencias

como: baja, alta, ultra alta, y de microondas.

Un lector tiene que estar conectado a travs de cables de antenas para

realizar la transmisin y recepcin de seales. Pueden contar con antenas

incorporadas o conectarse con mdulos de lectura externos. Tambin

utilizan protocolos estndar de comunicacin. (Bartolom S, 2011).

Los lectores RFID se pueden agrupar en tres grupos:

- Lectores RFID fijos: Los lectores RFID fijos, no llevan antena incorporada

y generan las ondas que emiten las antenas hacia los tags al mismo

tiempo que recibir y decodificar lo que emiten los tags y llega a travs de

las antenas. Ver Figura 5.

12

Figura 5. Lector RFID Fijos (Auto-Id C, 2013)

- Lectores RFID porttiles: A los PDA, denominados asistentes digitales

computarizados porttiles, controlados por sistemas operativos

estandarizados, pero el verdadero corazn de una PDA con RFID es el

chip que lo gobierna que en el momento de escribir estas lneas el chip.

Ver Figura 6.

Figura 6. Lector RFID Porttil (EAN Argentina, 2013)

- Lectores RFID de sobremesa y USB: Se utilizan para la lectura de corto

alcance, lo que se denomina Near-Field, para marcar pasos obligados,

controles de acceso, grabacin de tarjetas, grabacin de pases de

entrada, dorsales u otros elementos para eventos. Tambin

acostumbran a utilizarse como kits de desarrollo para iniciarse en el

RFID. Ver Figura 7.

13

Figura 7. Lector RFID USB (EAN Argentina, 2013)

2.2.3.2. Antenas

Las antenas estn alojadas en recintos que son fciles de montar, y suelen

verse como racks protegidos. Debe ser colocada en una posicin donde la

transmisin de energa hacia la etiqueta, como la recepcin de los datos

emitidos sea ptima. Debido a que existen normativas que permiten cierto

nivel de potencia de un lector: la ubicacin es vital para alcanzar un ptimo

grado de lectura. (Bartolom S, 2011).

Hay tres caractersticas de las antenas que contribuyen a la correcta lectura

de la etiqueta:

- Patrn: Campo de energa tridimensional creado por la antena. Esto es

tambin conocido como el rea de lectura.

- Ganancia y atenuacin: La ganancia de la antena de un lector es fijada

en relacin a las regulaciones gubernamentales. No obstante, la seal

puede reducirse o atenuarse para limitar el rango de lectura de la

etiqueta o para dirigirla slo a las etiquetas que uno desea leer.

14

- Polarizacin: Se refiere a la orientacin de la transmisin del campo

electromagntico. En general las antenas lineales proveen un rango de

lectura ms extenso, pero son ms sensibles a la orientacin de la

etiqueta. Habitualmente son utilizadas en aplicaciones de lectura

automtica montadas sobre una cinta transportadora. La polarizacin

circular es creada por una antena diseada para irradiar energa RF en

diferentes direcciones simultneamente. La antena ofrece mayor

tolerancia a distintas orientaciones de la etiqueta y una mejor habilidad

para evitar obstrucciones. Estas virtudes implican, a su vez, la reduccin

del rango y el foco de lectura.

Se pueden conectar una o varias antenas al mismo lector, dependiendo de

los requerimientos de la aplicacin. Se selecciona una en base a la

frecuencia y la aplicacin especfica (omni-direccional, direccional, etc.). Ver

Figura 8. La conexin es la base para que no se debilite una seal; la misma

que puede ocurrir por los siguientes factores:

- Prdidas debido a la proximidad de metales o lquidos

- Prdida del cableado de la antena

- Perdida de la seal

- Proximidad con otros lectores / antenas

- Variaciones ambientales

- Interferencia desde otras fuentes RF

- Campos de corriente

- Refraccin de la seal

- Dilogos cruzados

15

(a) (b)

Figura 8. Antena (a) Lineal (b) Omnidireccional (GrupoHasar, 2013)

Como se puede apreciar en la Figura 8. Las antenas lineales tienen un rango

de lectura ms extenso y son sensibles hacia la orientacin de la etiqueta.

Sin embargo las antenas omnidireccionales se pueden orientar en diferentes

direcciones y una mejor habilidad de hallar obstrucciones.

En la mayora de los casos, la ubicacin de la antena no es una ciencia

exacta, y son requeridos ajustes especiales para alcanzar rangos de lectura

ptimos.

2.2.3.3. Tag o Transponder

Un tag RFID est formado por un microchip y una antena montada sobre un

substrato. El chip puede almacenar de 8MB hasta 64MB de datos

(dependiendo del tipo de tag). Puede almacenar informacin sobre un

producto o un envo como, por ejemplo, la fecha de fabricacin, el destino y

la fecha de venta. Pese a que los chips son pequeos, las antenas no lo

son; deben ser grandes para captar la seal emitida por el lector. La antena

permite que una etiqueta pueda leerse a una distancia de 3 metros o ms,

incluso a travs de distintos materiales. (Bartolom S, 2011).

16

El circuito que forma la etiqueta de bajo potencia maneja la conversin de

energa, el control lgico, el almacenamiento y recuperacin de datos y la

modulacin requerida para devolver los datos al lector. Ver Figura 9.

Figura 9. Elementos que forman un tag (GrupoHasar, 2013)

La cantidad de material conductivo utilizado y el tamao de la antena

determinan la sensibilidad de una etiqueta. sta es crucial para obtener

buenos rangos de lectura y minimizar la influencia de los materiales a los

que son aplicadas.

Las etiquetas estn disponibles actualmente en cantidades industriales con

varios formatos: como inlays puros, inlays con adhesivo de respaldo,

insertados en etiquetas sin impresin, o como productos convertidos, donde

est encapsulada dentro de plstico, caucho u otro material diseado a

medida, ya sea moldeado o laminado.

El diseo, la ubicacin, la orientacin de las cajas, y la ubicacin del lector,

juegan un rol fundamental en la obtencin de una tasa de lectura confiable.

Pueden ser diseadas en una gran variedad de configuraciones para lograr

distintos rendimientos.

17

A medida que los estndares se adopten y crezca el nivel de utilizacin,

existirn diversos proveedores alternativos de tags a menores costos en

funcin de un mayor volumen de produccin.

2.3. TIPOLOGA DE LOS TAG RFID

Hay una gran variedad de tipos de tags, siendo este elemento el ms difcil

de decidir segn la aplicacin que vayamos a realizar.

Podemos diferenciarlos segn su fuente de energa (activo, semiactivo y

pasivo), segn su memoria (solo lectura, WORM escribir una vez y leer

muchas, lectura escritura programables, etc.) segn los estndares que

cumplen, su ciclo de vida, su tamao, su distancia de lectura, etc.

2.3.1. TIPOS DE TAG SEGN SU FUENTE DE ENERGA

Los tags RFID segn su fuente de energa pueden ser activos, semipasivos

(tambin conocidos como semiactivos o asistidos por batera) o pasivos.

(Actum, 2013).

2.3.1.1 Tags activos

Los activos poseen su propia fuente autnoma de energa, que utilizan para

dar corriente a sus circuitos integrados y propagar su seal al lector. stos

son mucho ms fiables (tienen menos errores) que los pasivos debido a su

capacidad de establecer sesiones con el lector. Gracias a su fuente de

energa son capaces de transmitir seales ms potentes que las de los tags

pasivos, lo que les lleva a ser ms eficientes en entornos dificultosos para la

radiofrecuencia como el agua (incluyendo humanos y ganado, formados en

su mayora por agua), metal (contenedores, vehculos). Tambin son

18

efectivos a distancias mayores pudiendo generar respuestas claras a partir

de recepciones dbiles (lo contrario que los tags pasivos). Por el contrario,

suelen ser mayores y ms caros, y su vida til es en general mucho ms

corta.

Muchos tags activos tienen rangos efectivos de cientos de metros y una vida

til de sus bateras de hasta 10 aos. Algunos de ellos integran sensores de

registro de temperatura y otras variables que pueden usarse para

monitorizar entornos de alimentacin o productos farmacuticos. (Actum,

2013).

Otros sensores asociados con RFID incluyen humedad, vibracin, luz,

radiacin, temperatura y componentes atmosfricos como el etileno. Adems

de mucho ms rango (500 m), tienen capacidades de almacenamiento

mayores y la habilidad de guardar informacin adicional enviada por el

transceptor.

Actualmente, tienen un tamao aproximado de una moneda y una duracin

de batera de varios aos.

Caractersticas:

- Fuente de alimentacin propia mediante batera de larga duracin

(generalmente bateras de litio / dixido de manganeso)

- Distancias de lectura escritura mayor de 10m a 100m generalmente.

- Diversas tecnologas y frecuencias.

- Hasta 868 MHz (UHF) o segn estndares 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 del tag: 30 a 90 .

19

La principal ventaja de los tags RFID activos respecto a los pasivos es el

elevado rango de lectura, del orden de decenas de metros. Como

desventajas, cabe destacar el precio, que es muy superior que los tags

pasivos y la dependencia de alimentacin por bateras. El tiempo de vida de

las bateras depende de cada modelo de tag y tambin de la actividad de

este, normalmente es del orden de aos. Para facilitar la gestin de las

bateras, es habitual que los tags RFID activos envan al lector informacin

del nivel de batera, lo que permite sustituir con antelacin aquellas que

estn a punto de agotarse.

stas proporcionan a los tag una alimentacin en modo reposo en el cual la

corriente consumida es muy pequea 3uA generalmente y en modo de

funcionamiento donde se consume 24mA estas bateras pueden durar desde

1 a 10 aos lo que los hace ms robustos, los ms utilizados son los de litio

y dixido de manganeso como el CR2032 y el CR2320; a continuacin se

muestran las caractersticas tcnicas:

- Sistema qumico: Li /MnO2

- Voltaje nominal: 3 V

- Capacidad nominal: 235 mAh

- Descarga de corriente estndar: 0,4 mA

- Mxima corriente de descarga: 3,0 mA

- Peso promedio: 2,8 g

- Rango de temperatura: de -30 a 70 C

- Descarga pasiva a 23 C: < 1 %/al ao

Tambin hay bateras impresas ultra-finas para el diseo de empaquetado

activo. stas son flexibles, de gran alcance y tienen menos de un milmetro

de grosor, lo que las hacen ideales para las etiquetas activas de los sistemas

RFID.

20

2.3.1.2. Tags semipasivos

Los tags semipasivos se parecen a los activos en que poseen una fuente de

alimentacin propia, aunque en este caso se utiliza principalmente para

alimentar el microchip y no para transmitir una seal. La energa contenida

en la radiofrecuencia se refleja hacia el lector como en un tag pasivo. Un uso

alternativo para la batera es almacenar informacin propagada desde el

lector para emitir una respuesta en el futuro, tpicamente usando

backscatter. Los tags sin batera deben responder reflejando energa de la

portadora del lector al vuelo. (Actum, 2013).

La batera puede permitir al circuito integrado de la etiqueta estar

constantemente alimentado y eliminar la necesidad de disear una antena

para recoger potencia de una seal entrante. Por ello, las antenas pueden

ser optimizadas para utilizar mtodos de backscattering. Las etiquetas RFID

semipasivas responden ms rpidamente, por lo que son ms fuertes en el

ratio de lectura que las pasivas.

Este tipo de tags tienen una fiabilidad comparable a la de los tags activos a

la vez que pueden mantener el rango operativo de un tag pasivo. Tambin

suelen durar ms que los tags activos. (Actum, 2013).

2.3.1.3. Tags Pasivos

Los tags pasivos no poseen alimentacin elctrica. La seal que les llega de

los lectores induce una corriente elctrica pequea y suficiente para operar

el circuito integrado CMOS del tag, de forma que puede generar y transmitir

una respuesta. La mayora utiliza backscatter sobre la portadora recibida;

esto es, la antena ha de estar diseada para obtener la energa necesaria

para funcionar a la vez que para transmitir la respuesta por backscatter. Esta

respuesta puede ser cualquier tipo de informacin, no slo un cdigo

21

identificador. Un tag puede incluir memoria no voltil, posiblemente escribible

(por ejemplo EEPROM).

Suelen tener distancias de uso prctico comprendidas entre los 10 cm (ISO

14443) y llegando hasta unos pocos metros (EPC e ISO 18000-6), segn la

frecuencia de funcionamiento y el diseo y tamao de la antena. Por su

sencillez conceptual, son obtenibles por medio de un proceso de impresin

de las antenas. Como no precisan de alimentacin energtica, el dispositivo

puede resultar muy pequeo: pueden incluirse en una pegatina o insertarse

bajo la piel (tags de baja frecuencia).

Existen tags fabricados con semiconductores basados en polmeros

desarrollados por compaas de todo el mundo. En 2005 PolyIC y Philips

presentaron tags sencillos en el rango de 13,56 MHz que utilizaban esta

tecnologa. Si se introducen en el mercado con xito, stos seran

producibles en imprenta como una revista, con costes de produccin muchos

menores que los de silicio, sirviendo como alternativa totalmente impresa,

como los actuales cdigos de barras.

Sin embargo, para ello es necesario que superen aspectos tcnicos y

econmicos, teniendo en cuenta que el silicio es una tecnologa que lleva

dcadas disfrutando de inversiones de desarrollo multimillonarias que han

resultado en un coste menor que el de la impresin convencional. (Actum,

2013).

Debido a las preocupaciones por la energa y el coste, la respuesta de una

etiqueta pasiva RFID es necesariamente breve, normalmente apenas un

nmero de identificacin (GUID). La falta de una fuente de alimentacin

propia hace que el dispositivo pueda ser bastante pequeo: existen

productos disponibles de forma comercial que pueden ser insertados bajo la

piel. En la prctica, las etiquetas pasivas tienen distancias de lectura que

varan entre unos 10 milmetros hasta cerca de 6 metros, dependiendo del

22

tamao de la antena de la etiqueta y de la potencia y frecuencia en la que

opera el lector. En 2007, el dispositivo disponible comercialmente ms

pequeo de este tipo meda 0,05 milmetros 0,05 milmetros, y ms fino

que una hoja de papel; estos dispositivos son prcticamente invisibles.

(Actum, 2013).

2.3.2. TIPOS DE TAG SEGN SU MEMORIA INCORPORADA

Segn el tipo de memoria que tiene el chip podemos tener:

- Read Only: como indica su nombre solo de lectura, el identificador viene

gravado de fbrica y tiene una longitud fija de caracteres.

- WORM (Write Once Read Many): programable por el usuario una unidad

de escritura, pudiendo leer las veces que se quiera.

- Lectura/escritura programable: una parte de la memoria, normalmente de

usuario, se puede gravar hasta 100.000 veces. Estos tags se utilizan

para aplicaciones cerradas de la misma empresa y que hay reutilizacin

de los tags. (Ivn T, 2010).

2.3.3. TIPOS DE TAGS SEGN SU CLASE

EPC global como rgano de estandarizacin para la RFID a organizado las

etiquetas en 6 clases. Podramos llegar a coger estas categoras aunque no

fueran con contenido EPC.

- Clase 0: solo lectura (el nmero EPC se codifica en la etiqueta durante el

proceso de fabricacin).

- Clase 1: escritura una sola vez y lecturas indefinidas (se fabrican sin

nmero y se incorpora a la etiqueta ms tarde)

- Clase 2: lectura y escritura.

- Clase 3: capacidades de la clase 2 ms la fuente de alimentacin que

proporciona un incremento en el rango y funcionalidades avanzadas.

23

- Clase 4: capacidades de la clase 3 ms una comunicacin activa con la

posibilidad de comunicar con otras etiquetas activas.

- Clase 5: capacidades de la clase 4 ms la posibilidad de poder

comunicar tambin a etiquetas pasivas. (Ivn T, 2010).

2.4. CLASIFICACIN

Los sistemas RFID se clasifican dependiendo del rango de frecuencias que

usan. Existen cuatro tipos de sistemas: de frecuencia baja (entre 125 134,2

kilohercios); de alta frecuencia (13,56 megahercios); UHF o de frecuencia

ultra-elevada (868 a 956 megahercios); y de microondas (2,45 gigahercios).

(Landt, Jerry, 2001).

Tabla 1: Clasificacin de RFID por el rango de Frecuencia Fuente: (IDTechEx, 2012)

NOMBRE

FRECUENCI

A RFID

DISTANCIA (TAGS

PASIVOS)

VELOCIDAD

VENTAJAS

INCONVENIENTES

LF (Baja frecuencia)

125 134 KHz

Hasta 0.5 m 1 Kbps Buen comportamiento con metal y agua

Corta distancia, Baja velocidad, poca capacidad de anticolisin

HF (Alta frecuencia)

13.56 MHz Hasta 2m 25 Kbps Buena distancia, mejor velocidad anticolisin

Peor comportamiento con agua y metales

UHF (Frecuencia ultraelevada)

868 930 MHz

Hasta 6m 640Kbps Muy alta velocidad )600 tags/s)

Muy sensible al agua y el metal

Microondas 2.45 Ghz Activo: Menor 100m

2.5. CDIGOS Y MODULACIONES

En el diagrama de bloques de la siguiente Figura 10 se ve descrito un

sistema de comunicacin digital. As mismo, la transferencia de datos entre

el lector y la etiqueta en un sistema RFID requiere 3 bloques bsicos de

funcionamiento.

24

Desde el lector hacia el tag (direccin de la transferencia de datos) son:

En el lector (Transmitter): codificacin de seal (signal processing) y el

modulador (carrier circuit).

El medio de transmisin (channel).

En la etiqueta (Receiver): el demodulador (carrier circuit) y el decodificador

de canal (signal processing).

Figura 10. Diagrama de bloques del sistema RFID (GrupoHasar, 2013)

Un sistema codificador de seal toma el mensaje a transmitir y su

representacin en forma de seal y la adecua ptimamente a las

caractersticas del canal de transmisin.

Este proceso implica proveer al mensaje con un grado de proteccin contra

interferencias o colisiones y contra modificaciones intencionadas de ciertas

caractersticas de la seal.

2.5.1 CODIFICACIN EN BANDA BASE.

Los signos binarios 1 y 0 pueden ser representados por varios cdigos

lineales. Los sistemas de RFID suelen usar una de las siguientes

codificaciones: NRZ, Manchester, Unipolar RZ, DBP (diferential bi-phase),

Miller o Codificacin PulsoPausa (PPC).

Cdigo NRZ (No Return to Zero):

Un 1 binario es representado por una seal alta y un 0 binario es

representado por una seal baja. La codificacin NRZ se usa, al menos,

exclusivamente con una modulacin FSK o PSK.

25

Cdigo Manchester:

Un 1 binario es representado por una transicin negativa en la mitad del

periodo de bit y un 0 binario es representado por una transicin positiva. El

cdigo

Manchester es, por lo tanto, tambin conocido como codificacin de parte-

fase. El cdigo Manchester es frecuentemente usado para la transmisin de

datos desde el transponder al lector basados en una modulacin con sub-

portadora. Ver Figura 11.

Figura 11. Representacin Grfica de las Decodificaciones

(Tocci, 2010)

Cdigo Unipolar RZ:

Un 1 binario es representado por una seal alta durante la primera mitad

del periodo de bit, mientras que un 0 binario es representado por una seal

baja que dura todo el periodo de bit.

26

Cdigo DBP:

Un 0 binario es codificado por una transicin, de cualquier tipo, en mitad del

periodo de bit. Un 1 es codificado con una ausencia de transicin. Adems,

el nivel de seal es invertido a inicio de cada periodo de bit, de modo que el

pulso pueda ser ms sencillamente reconstruido en el receptor si es

necesario.

Cdigo Miller:

Un 1 es representado por una transicin de cualquier tipo en la mitad del

periodo de bit, mientras que el 0 binario es representado con la continuidad

del nivel de la seal hasta el prximo periodo de bit. Una secuencia de ceros

crea una transicin al principio de cada periodo de bit, de modo que el pulso

pueda ser ms sencillamente reconstruido en el receptor si es necesario.

Cdigo Miller Modificado:

En esta variante del cdigo Miller, cada transicin es reemplazada por un

pulso negativo. El cdigo Miller Modificado es altamente recomendable para

transmitir del lector al tag en sistemas RFID que usan acoplamiento

inductivo. Debido a la tan corta duracin del pulso (tpulso

27

Codificacin Pulso-Pausa:

En la codificacin Pulso-Pausa (PPC Pulse Pause Coding) un 1 binario es

representado por una pausa de duracin t antes del prximo pulso; un 0

binario es representado por una pausa de duracin 2t antes del prximo

pulso. Este mtodo de codificacin es popular para la transmisin de datos

del lector a la etiqueta en los sistemas de RFID que usan acoplamiento

inductivo.

Modulaciones Digitales usadas.

La tecnologa clsica de radiofrecuencia est fuertemente implicada con los

mtodos analgicos de modulacin. Podemos diferenciar entre modulacin

de amplitud (AM), modulacin de frecuencia (FM) y modulacin de fase

(PM), siendo stas las tres principales variables de una onda

electromagntica. Todos los dems mtodos de modulacin son derivados

de cualquiera de uno de estos tres tipos.

Las modulaciones usadas en RFID son ASK (amplitude shift keying), FSK

(frequency shift keying) y PSK (phase shift keying).

ASK (Amplitude shift keying)

En Amplitude shift keying la amplitud de la oscilacin de una portadora es

variada entre dos estados u0 y u1 (keying) por un cdigo de seal binario.

U1 puede tomar dos valores entre u0 y 0. El intervalo entre u0 y u1 es

conocido como el factor de trabajo (duty factor) m.

FSK (Frequency shift keying)

En la modulacin llamada 2 frequency shift keying la frecuencia de la seal

portadora se vara entre dos frecuencias f1 y f2

PSK (Phase shift keying)

En la modulacin PSK los estados binarios 0 y 1 de una seal cdigo se

convierten en los respectivos estados de fase de la portadora, en relacin a

28

una fase de referencia. En el caso que nos ocupa, la 2 PSK, la fase de la

seal vara entre los estados de fase de 0 y 180.

Modulaciones que usan subportadora

En los sistemas de RFID, las modulaciones que usan subportadora son

bsicamente usadas cuando se trabaja con acoplamiento inductivo,

normalmente en las frecuencias 6.78MHz, 13.56MHz o 27.125MHz en

transferencias de informacin desde la etiqueta al lector. Para modular la

subportadora se puede elegir entre ASK, FSK o PSK. Una vez tenemos esta

primera seal modulada (subportadora modulada), entonces se procede a

una segunda modulacin de la subportadora con la seal portadora (la que

nos dar la frecuencia final a la que transmitiremos nuestra seal). El

resultado de este proceso es una seal modulada con subportadora que

transporta la informacin a una frecuencia menor, aunque la seal que lleva

a la seal que contiene la informacin s que va a una frecuencia mayor

2.6. ESTANDARIZACIN

Los estndares de RFID abordan cuatro reas fundamentales:

- Protocolo en la interfaz area: especifica el modo en el que etiquetas

RFID y lectores se comunican mediante radiofrecuencia.

- Contenido de los datos: especifica el formato y semntica de los datos

que se comunican entre etiquetas y lectores.

- Certificacin: pruebas que los productos deben cumplir para garantizar

que cumplen los estndares y pueden interactuar con otros dispositivos

de distintos fabricantes.

- Aplicaciones: usos de los sistemas RFID.

Como en otras reas tecnolgicas, la estandarizacin en el campo de RFID

se caracteriza por la existencia de varios grupos de especificaciones

29

competidoras. Por una parte est ISO, y por otra Auto-ID Centre (conocida

desde octubre de 2003 como EPCglobal,10 de EPC, Electronic Product

Code). Ambas comparten el objetivo de conseguir etiquetas de bajo coste

que operen en UHF. (Landt, Jerry, 2001).

Los estndares EPC para etiquetas son de dos clases:

- Clase 1: etiqueta simple, pasiva, de slo lectura con una memoria no

voltil, programable una sola vez.

- Clase 2: etiqueta de slo lectura que se programa en el momento de

fabricacin del chip (no reprogramable posteriormente).

Las clases no son interoperables y adems son incompatibles con los

estndares de ISO. Aunque EPCglobal est desarrollando una nueva

generacin de estndares EPC est (denominada Gen2), con el objetivo de

conseguir interoperabilidad con los estndares de ISO, an se est en

discusin sobre el AFI (Application Family Identifier) de 8 bits. (Roger S,

2005).

Por su parte, ISO ha desarrollado estndares de RFID para la identificacin

automtica y la gestin de objetos. Existen varios estndares relacionados,

como ISO 10536, ISO 14443 e ISO 15693, pero la serie de estndares

estrictamente relacionada con las RFID y las frecuencias empleadas en

dichos sistemas es la serie 18000. (Roger S, 2005).

De 43 pases an no se encuentra normalizada la estandarizacin, entre

ellos Ecuador como se describe en la siguiente tabla.

30

Tabla 2: Regulacin de RF para Ecuador Fuente: (gs1.org, 2012)

Dentro del proceso de regulacin tienen una gran importancia los

organismos que desarrollan los diferentes estndares con los que RFID

cuenta hoy en da. Algunos de estos organismos son la propia ETSI,

EPCglobal o la ISO, dedicados al desarrollo de estndares como:

- ISO 10536

- ISO 14443

- ISO 15693

Estudio, diseo y simulacin de un sistema RFID basado en EPC - 118 -

- ISO 18000

- EPC

- EN 302 208

EPC

El EPC, siglas de Cdigo Electrnico de Producto (Electronic Product Code),

nace de las manos de EPCglobal, un consorcio formado por EAN

International (European Article Numbering) el cual tiene 101 organizaciones

miembro, representadas en 103 pases y UCC (Uniform Code Council)

propietario del UPC (Universal Product Code), presente en 140 pases y

ahora llamado GS1 US.

31

La intencin de EPCglobal al crear el EPC no fue otra que la de promover la

EPCglobal Network, un concepto de tecnologa que pretende cambiar la

actual cadena de suministro por otra con un estndar abierto y global, que

permita la identificacin en tiempo real de cualquier producto, en cualquier

empresa de cualquier parte del mundo.

La EPCglobal Network ha sido desarrollada por el Auto-Id Center, un equipo

de investigacin del MIT (Massachussets Institute of Technology) que cuenta

con laboratorios por todo el mundo. Dicho desarrollo fue llevado a cabo en

ms de 1000 compaas de alrededor del mundo.

As mismo, actualmente, todo estndar que desarrolla EPCglobal pasa por la

supervisin de la ISO (International Standards Organization), con la nica

condicin de que los estndares concretos que crea ISO sean ratificados y

usados en los que cree EPCglobal.

Una vez conocemos de donde proviene el EPC, vamos a hacer un pequeo

estudio sobre el estndar para ver qu ventajas e inconvenientes nos

proporciona.

Las especificaciones del EPC se pueden dividir en:

- Especificaciones para las etiquetas, referentes a los datos almacenados

en ellas, a los protocolos de comunicacin con el lector y la parte de RF

que permite la comunicacin.

- Especificaciones para los lectores: protocolo para el interfaz aire y

comunicaciones lgicas con las etiquetas.

2.7. SISTEMA DE CONTROL DE PARQUEADERO

2.7.1. SISTEMA DE PARQUEADERO

El sistema de parqueaderos, es una herramienta que nos permite, controlar

el ingreso y salida de vehculos en un parqueadero, es un sistema completo

32

que presenta desde la emisin de tickets, hasta reportes con los resultados

de cobros diarios mensuales, semanales, anuales, este sistema integral de

software y hardware, est diseado para controlar la seguridad y tarifacin

de los vehculos en parqueaderos. (JC Inform, 2012).

Componentes del Sistema

- Unidad de Entrada que consta de Dispensador de tickets numerados o

cdigo de barras (para usuarios ocasionales) y lector de tarjetas para

usuarios abonados (opcional).

- Unidad de Salida que consta de un lector de cdigo de tarjetas o cdigo

de barras

- Unidad de Cobro que consta del computador con el software de

parqueadero

2.7.2. TIPOS DE CONTROL PARA PARQUEADERO

El Sistema Integrado de Reconocimiento de Matrcula LPR (Figura 12)

permite el Reconocimiento Automtico de Matrculas de Vehculo en

SIPARK PMA: Estas son ledas automticamente por el LPR en los

entrada y alfanumricamente procesados por medio de tecnologa de

procesamiento de imgenes. La imagen creada, el nmero de placa ledo y

los datos del tiquete son guardados en el sistema. Opcionalmente, la placa

reconocida en la salida puede ser comparada con la placa que fue

reconocido en la entrada. (Siemens, 2013).

Figura 12. El Sistema Integrado de Reconocimiento de Matrcula LPR (RFID Journal. 2010)

33

2.7.3. CONTROL DE PARQUEADERO MANUAL PARA LA

CALCULACIN DE TARIFAS Y GENERACIN DE VARIOS TIPOS DE

TIQUETES

Caractersticas:

- Calculacin de tarifas incluso procesando descuentos

- Renovacin y pago adicional de tarjetas de estacin de parqueo

- Carga y pago adicional de tarjetas dbito

- Generacin y pago de tiquetes prepago

- Generacin de tiquetes perdidos

- Generacin de tiquetes de reemplazo

- Cambio de reporte despus del cambio

- Visualizador externo y teclado

- Impresora externa de recibos para generacin de recibos usando

tecnologa de impresin trmica

- Conexin Ethernet

2.7.4. CONTROL DE PARQUEADERO OCR (RECONOCIMIENTO PTICO

DE CARACTERES)

El reconocimiento ptico de caracteres es el proceso de cambiar una imagen

digital en texto, las imgenes que incorporan texto no pueden ser editadas

directamente porque estn definidas en pixeles, la funcin del OCR es

convertir el conjunto de pixeles en caracteres ASCII.

Para este proceso se opt por utilizar el asistente de visin de LABview, el

cual nos ofrece una galera de VIs para el procesamiento digital de

imgenes, al haber obtenido una regin de inters enmascarada en una

imagen en blanco, es posible utilizar OCR. En la siguiente imagen se aprecia

el procedimiento de la lectura OCR. (Junior H, 2012). Ver Figura 13.

34

Figura 13. Control de Parqueadero OCR (Annimo)

2.8. SISTEMA DE PARQUEADERO CON RFID

2.8.1. RFID (IDENTIFICACIN POR RADIOFRECUENCIA)

La tecnologa RFID es un sistema autnomo para controlar y registrar los

vehculos que ingresan y salen de determinado establecimiento de manera

centralizada, permitiendo un control eficiente de los vehculos a travs de su

identificacin, ubicacin en tiempo real y acceso controlado. Ver Figura 14.

Algunas de las posibles aplicaciones son: cobro automtico de peajes o

estacionamientos, pesaje automtico y control de vehculos de transporte

masivo como taxis, buses y trenes. Ver Figura 14.

35

Figura 14. Identificacin por radiofrecuencia (it.uc3m, 2013)

Este sistema se encarga de controlar el acceso de vehculos de empleados,

visitantes o contratistas a las instalaciones de una empresa o parqueadero

pblico o privado.

La solucin puede utilizarse para el control de vehculos en:

- Parqueaderos de empresas

- Centros comerciales

- Parqueaderos pblicos

- Empresas transportadoras

El sistema est compuesto por lectores RFID y dos aplicaciones, una de

administracin y una Capa de Adquisicin de Datos que se encarga de

manejar los lectores y recibe la informacin de stos. (Junta de Castilla y

Len, 2007).

2.8.2. APLICACIN DE ADMINISTRACIN

- Manejo de Vehculos

- Creacin de vehculos

- Activacin o desactivacin

- Control de acceso segn permisos

- Manejo de hardware: barreras de parqueo

- Reportes

36

- Informacin de vehculos

- Lecturas realizadas

- Manejo de tarifas en el caso de parqueaderos pblicos

2.9. ESPECTRO RADIOELCTRICO

El espectro radioelctrico es una parte del espectro electromagntico, el cual

comprende y clasifica las ondas electromagnticas (naturales o artificiales)

que "circulan" entre nosotros. Ver Figura 15.

En particular, el espectro radioelctrico comprende solamente a las ondas

electromagnticas que se utilizan para las comunicaciones (radio, telfono,

televisin, internet etc.), tambin es una porcin del Espectro

Electromagntico que proviene de las perturbaciones de las interferencias

entre campos elctricos y magnticos. Se las denomina de radiofrecuencia.

(Frenzel, Louis L, 2003).

El espectro radioelctrico, que ocupa una parte relativamente pequea del

espectro electromagntico, est fijado en la frecuencia entre los 10 Khz y los

3.000 Ghz. Aunque parezca un rango muy grande, cada tecnologa usa unos

anchos considerables, y en la era de las telecomunicaciones son cada vez

ms las tecnologas que lo ambicionan. (Frenzel, Louis L, 2003).

A continuacin, se detallan algunos de los usos ms frecuentes de estas

ondas:

RFID: Las etiquetas de radio-identificacin de baja frecuencia, como por

ejemplo los chips que se les pone a los animales domsticos para tenerlos

identificados, funcionan con ondas de muy baja energa, que comunican a

cortas distancias. En concreto, entre 125 Khz y los 148.5 Khz. (EROSKI C,

200.9).

37

NFC: Hay algunas etiquetas que portan algo ms de informacin y trabajan

en frecuencias ms altas, como los 13.56 Mhz. Son las llamadas

comunicaciones de proximidad, de gran uso en pases como Japn o Corea.

(EROSKI C, 200.9).

Radio comercial: La radio comercial local ms usada, hasta la llegada de

Internet, es la frecuencia modulada o FM. Las emisoras que trabajan en FM,

ms del 90%, utilizan la parte del espectro que va de los 87 Mhz a los 107

Mhz. (EROSKI C, 200.9).

Televisin analgica: La televisin que nos abandon recientemente,

trabajaba en dos rangos de frecuencias. El primero era el llamado VHF

(acrnimo de "Very High Frecuency"), que se mova entre los 30 Mhz y los

300 Mhz. UHF (acrnimo de "Ultra High Frecuency") trabajaba entre los 300

Mhz y los tres Ghz. (EROSKI C, 200.9).

Televisin digital: La TDT emplea el rango UHF para emitir, pero lo

aprovecha mucho mejor que la televisin analgica, ya que por cada canal

analgico pueden emitir cuatro canales digitales. (EROSKI C, 200.9).

Telefona mvil: Los telfonos mviles se mueven en frecuencias ms

altas. El servicio GSM emplea el rango de los 900 Mhz, mientras que el 3G

(ms moderno y capaz de transportar datos adems de voz) trabaja en los

1,8 Ghz. (EROSKI C, 200.9).

Wifi: Los estndares ms modernos para los routers wifi usan el rango de

los 2,4 Ghz, que permiten un ancho de banda mayor, ideal para Internet. Sin

embargo, hay otros aparatos domsticos que operan en frecuencias

similares y que generan interferencias. Es por ello que continuamente se

trabaja en la bsqueda de nuevos estndares wifi que utilizan frecuencias

menos saturadas. (EROSKI C, 200.9).

38

Bluetooth: La tecnologa reina de trasmisin de datos por va inalmbrica

tambin trabaja 2,4 Ghz. (EROSKI C, 200.9).

Hornos microondas: Emplean los 2,45 Ghz y son una causa de

interferencia en las redes wifi. (EROSKI C, 200.9).

Telefona fija inalmbrica: Los telfonos inalmbricos ms modernos

trabajan en el rango de los 5,8 Ghz, pero todava hay muchos que usan la

franja de los 2,4 Ghz, por lo que tambin son a veces incompatibles con las

redes wifi. (EROSKI C, 200.9).

Mandos a distancia: Los mandos que controlan a distancia el televisor, las

videoconsolas y los home cinemas utilizan un rango cercano al infrarrojo, es

decir sobre 390 Thz, o lo que es lo mismo los 390 billones de hercios. Este

rango es cercano a la luz visible, y aunque el ojo humano no lo ve, las

cmaras fotogrficas s captan los rayos de los mandos. (EROSKI C, 200.9).

Las Ondas Electromagnticas transportan energas y no necesitan medio

Materiales para su transporte. Las Ondas de radio, de luz, de rayos X y los

rayos gamma son ejemplo de ondas electromagnticas y difieren solamente

en sus frecuencias o longitud de onda, cubren una amplia gama de

frecuencias o de longitudes de ondas y pueden clasificarse segn su

principal fuente de Generacin.

Las ondas de radiofrecuencia y las microondas son especialmente tiles

porque en esta pequea regin del espectro las seales producidas pueden

penetrar las nubes, la niebla y las paredes. Estas son las frecuencias que se

usan para las comunicaciones va satlite y entre telfonos mviles.

Organizaciones internacionales y los gobiernos elaboran normas para decidir

que intervalos de frecuencias se usan para distintas actividades:

entretenimiento, servicios pblicos, defensa, etc. (EROSKI C, 200.9).

39

Figura 15. Espectro Radioelctrico (Diego E, 2009)

Las ondas electromagnticas

Son las ondas que se generan por el proceso de radiacin electromagntica, descrito

anteriormente, y que se encargan de llevar energa de un lugar a otro. A diferencia de otro

tipo de ondas, las electromagnticas se propagan por el espacio sin necesidad de una gua

artificial, como podran ser cables, hilos, fibra, por lo que pueden propagarse en el vaco o

espacio. (EROSKI C, 200.9).

Las ondas electromagnticas se caracterizan por dos variables: i) frecuencia

de sus oscilaciones; y ii) longitud de las mismas. A su vez, la frecuencia se

refiere al nmero de oscilaciones que ocurren en un periodo de tiempo

determinado y la unidad de medida de esa frecuencia es el Hertzio (Hz), que

equivale a la cantidad de ciclos u oscilaciones que tiene una onda

electromagntica durante un segundo, expresndose las frecuencias en:

a) Kilohertzios (kHz) hasta 3000 kHz, inclusive;

b) Megahertzios (MHz) por encima de 3 MHz hasta 3000 MHz, inclusive; y

c) Gigahertzios (GHz) por encima de 3 GHz hasta 3000 GHz

40

2.10. EL ESPECTRO ELECTROMAGNTICO Y EL ESPECTRO

RADIOELCTRICO.

Ahora bien, no todas las ondas electromagnticas son propicias para usarse

como medios de transmisin de los servicios de telecomunicaciones y

radiodifusin, de forma que slo las que se encuentran en determinado

rango sern susceptibles de ser empleadas para la prestacin de este tipo

de servicios. (Observatel, 2010).

En ese orden de ideas, es en el espectro radioelctrico el mbito en el que

se desarrollan una buena parte de los servicios de telecomunicaciones, el

cual a su vez, est contenido en el espectro electromagntico.

Para comprender lo sealado en el prrafo anterior, es necesario definir los

dos conceptos mencionados, a saber:

i) Espectro electromagntico.- Es el conjunto de frecuencias de ondas

electromagnticas continuas en el rango de 3Hz a 1025 Hz.

ii) Espectro radioelctrico.- Es el segmento de frecuencias comprendido

en el espectro electromagntico, ubicado en el rango de ondas

electromagnticas que van de 3KHz a 3000GHz.

Dicho de otra forma, el espectro radioelctrico es una porcin del espectro

electromagntico y es precisamente en esa porcin en donde operan las

emisoras de radio (AM y FM), las de televisin abierta (por aire) y

microondas, de telefona celular, los sistemas satelitales, los

radioaficionados, las comunicaciones va Internet, los radiomensajes

(pagers), las comunicaciones de aeronaves, buques, transporte terrestre,

entre otros servicios de telecomunicaciones. (Observatel, 2010).

Debido a la multiplicidad de servicios que pueden prestarse por medio del

espectro radioelctrico, su organizacin y regulacin resulta indispensable

para permitir el desarrollo del mismo, sobre todo al tratarse, como se seal

41

anteriormente, de un bien intangible. Al respecto, la Comisin Nacional de

Comunicaciones Argentina, seala lo siguiente:

Las ondas electromagnticas no ocupan un lugar (ya que son intangibles e

inmateriales). Pero si no se les canaliza adecuadamente, si no se ordena su

trfico, es posible (en sentido figurado) que choquen entre s,

superponindose y generando interferencias que afecten la calidad de las

emisiones.

Por este motivo el espectro radioelctrico ha sido dividido en franjas o

andariveles (bandas de frecuencia), las que a su vez se subdividen en

frecuencias o carriles adjudicados para uso de un determinado emisor

(zavordigital, 2010).

Tabla 3: Divisin de espectros Fuente: (Margar V, 2010)

DIVISION DEL ESPECTRO RADIOELECTRICO EN BANDAS DE RADIO CON SUS RESPECTIVAS

FRECUENCIAS Y LONGITUDES DE ONDA

BANDAS DE RADIO CORRESPONDIENTES AL ESPECTRO

RADIOELCTRICO FRECUENCIAS

LONGITUDES DE

ONDA

Banda VLF (Very LowFrequencies - Frecuencias Muy Bajas) 3-30 KHz 100000 - 10000 m

Banda LF (Low Frequencies - Frecuencias Bajas) 30-300 KHz 10000 - 1000 m

Banda MF (Medium Frequencies - Frecuencias Medias) 300-3000KHz 1000-100m

Banda HF (High Frequencies - Frecuencias Altas) 3-30 MHz 100-10m

Banda VHF ( Very Higg Frequencies -Frecuencias Muy Altas) 30-300MHz 10-1m

Banda UHF (Ultra High Frequencies - Frecuencias Ultras Altas) 300-3000MHz 1m-10cm

Banda SHF(Super High Frequencies - Frecuencias Super Altas) 3-30GHz 10-1cm

Banda EHF(Extremely High Frequencies - Frecuencias

Extremadamente Altas) 30-300GHz 1cm-1mm

42

2.11. COMUNICACIN POR RADIOFRECUENCIA

El trmino radiofrecuencia, tambin denominado espectro de

radiofrecuencia o RF, se aplica a la porcin menos energtica del espectro

electromagntico, situada entre unos 3 kHz y unos 300 GHz. El hercio es la

unidad de medida de la frecuencia de las ondas, y corresponde a un ciclo

por segundo. Las ondas electromagnticas de esta regin del espectro, se

pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a

una antena. (scrib, 2010).

Tabla 4: Divisin de bandas del espectro por Radiofrecuencia Fuente: (Never S, 2010)

A partir de 1 GHz las bandas entran dentro del espectro de las microondas.

Por encima de 300 GHz la absorcin de la radiacin electromagntica por

La radiofrecuencia se puede dividir en las siguientes bandas del espectro

Nombre Nombre ingls

Abreviatura inglesa

Banda ITU Frecuencias Longitud de onda

< 3 Hz > 100.000 km

Frecuencia extremadamente baja

Extremely low frequency

ELF 1 3-30 Hz 100.00010.000 km

Super baja frecuencia

Super low frequency

SLF 2 30-300 Hz 10.0001.000 km

Ultra baja frecuencia

Ultra low frequency

ULF 3 3003.000 Hz

1.000100 km

Muy baja frecuencia

Very low frequency

VLF 4 330 kHz 10010 km

Baja frecuencia Low frequency

LF 5 30300 kHz 101 km

Media frecuencia Medium frequency

MF 6 3003.000 kHz

1 km 100 m

Alta frecuencia High frequency

HF 7 330 MHz 10010 m

Muy alta frecuencia

Very high frequency

VHF 8 30300 MHz 101 m

Ultra alta frecuencia

Ultra high frequency

UHF 9 3003.000 MHz

1 m 100 mm

Super alta frecuencia

Super high frequency

SHF 10 3-30 GHz 10010 mm

Frecuencia extremadamente alta

Extremely high frequency

EHF 11 30-300 GHz 101 mm

> 300 GHz < 1 mm

43

la atmsfera terrestre es tan alta que la atmsfera se vuelve opaca a ella,

hasta que, en los denominados rangos de frecuencia infrarrojos y pticos,

vuelve de nuevo a ser transparente. Las bandas ELF, SLF, ULF y VLF

comparten el espectro de la AF (audiofrecuencia), que se encuentra entre 20

y 20.000 Hz aproximadamente. Sin embargo, stas se tratan de ondas de

presin, como el sonido, por lo que se desplazan a la velocidad del

sonido sobre un medio material. Mientras que las ondas de radiofrecuencia,

al ser ondas electromagnticas, se desplazan a la velocidad de la luz y sin

necesidad de un medio material. Ver Figura 16.

Figura 16. Comunicacin por Radiofrecuencia

(tec-mex, 2010)

2.12. MICROCONTROLADOR

Un microcontrolador es un circuito integrado o chip programable capaz de

ejecutar las ordenes grabadas en su memoria que incluye en su interior las

tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades

de E/S, es decir, se trata de un computador completo en un solo circuito

integrado, est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales

cumplen una tarea especfica. Ver Figura 17.

44

Figura 17. Microcontrolador (cursosmicros, 2009)

2.12.1. DIFERENCIA ENTRE MICRO CONTROLADOR Y

MICROPROCESADOR

Es muy habitual confundir los trminos de micro controlador y

microprocesador, cayendo as en un error de cierta magnitud. Un micro

controlador es, como ya se ha comentado previamente, un sistema

completo, con unas prestaciones limitadas que no pueden modificarse y que

puede llevar a cabo las tareas para las que ha sido programado de forma

autnoma. Un microprocesador, en cambio, es simplemente un componente

que conforma el micro controlador, que lleva a cabo ciertas tareas que

analizaremos ms adelante y que, en conjunto con otros componentes,

forman un micro controlador.

Debe quedar clara por tanto la diferencia entre micro controlador y

microprocesador: a modo de resumen, el primero es un sistema autnomo e

independiente, mientras que el segundo es una parte, cabe decir que

esencial, que forma parte de un sistema mayor.

2.12.2. PIC (PERIPHERAL INTERFACE CONTROLLER)

Los PIC son unos micro controladores fabricados por Microchip que en un

solo circuito integrado incorporan una CPU RISC, memoria ROM, memoria

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RAM y diferentes perifricos, lo que los hace ideales para pequeos circuitos

que necesiten de la potencia de un microordenador a un costo reducido.

2.13. COMUNICACIN SERIAL

Los puertos seriales (tambin llamados RS-232, por el nombre del estndar

al que hacen referencia) fueron las primeras interfaces que permitieron que

los equipos intercambien informacin con el "mundo exterior". Ver Figura 18.

El trmino ser