TRABAJO COLABORATIVO 2

ANTENAS Y PROPAGACION

JOSÉ JHONADUER HERNÁNDEZ GÓMEZC.C. 1058817497

MAURICIO MORA MORAC.C.1069736867

DIANIRA NARANJO RODRIGUEZ

CRISTIAN CONTRERAS JUNCO

C.C. 80.219.626

JULY ESTEFANIA VARGAS MACIAS

C.C 94112501074

TUTOR: RAUL CAMACHO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

2015

INTRODUCCIÓN.

En la actualidad el empleo de sistemas de microondas es importantísimo y sus aplicaciones incluyen control de tráfico aéreo, navegación marina, control de misiles, aviación, telecomunicaciones, entre muchas otras.

En los últimos años las frecuencias de microondas son utilizadas cada vez más en telecomunicaciones:

En tierra, las telecomunicaciones con microondas se utilizan cada vez más utilizando antenas repetidoras, necesarias a lo largo de un camino o trayecto de comunicación

En el espacio, los satélites se emplean como estaciones retransmisoras de microondas. Estos satélites tienen una enorme capacidad y las nuevas generaciones de satélites serán aún más potentes.

Las comunicaciones por satélite, se están volviendo muy importantes en el área comercial. Muchas estaciones de televisión retransmiten a todo el mundo mediante satélites.

La señal que éstas emiten se puede captar en lugares alejados, donde no existe el servicio de televisión tradicional.

En el desarrollo de este trabajo trabajaremos un problema muy frecuenta al cual se le brindara solución mediante el uso de las microondas pues el tiempo de respuesta es el más parecido al real frente a otros tipos de sistema de enlaces satelitales etc.

Proyecto a Desarrollar:

Problema para dar solución a través del desarrollo del Proyecto: Una multinacional con Sede principal en Londres está realizando una exploración minera, esta zona de exploración se encuentra ubicada en una Zona Selvática del Guaviare en Colombia, retirada 45 Km de cualquier Red de comunicación. En esta zona de exploración se lleva permanentemente diferentes tipos de materiales y equipos. Los procesos desarrollados en esta área de trabajo son automatizados 100%, y se monitorean diferentes tipos de variables. La Junta Directiva de esta compañía necesita hacer un seguimiento permanente y en tiempo real de los siguientes aspectos:

Llevar todo el inventario de equipos y materiales que ingresan y salen de la zona de exploración, en tiempo real desde la sede principal en Londres (Control con Tecnología RFID).

Hacer monitoreo permanente de las diferentes variables que se controlan en la zona, por parte de los Ingenieros ubicados en la Sede Principal en Londres.

Solución:

Para poder determinar una solución para este problema debemos realizar un planteamiento del problema de manera que nos pueda orientar más profundamente acerca de las temáticas que se podrán utilizar en este proyecto.

Planteamiento del problema.

El problema principal en este proyecto en es “el control, gestión y monitoreo de forma remota que debe implementar la multinacional que está ubicada en Londres frente a su proyecto de exploración que se encuentra ubicado en Colombia en la zona del Guaviare en una zona selvática y de difícil acceso”.

Lo primero que se debe tener claro es que, realizar un control y un monitoreo de variables de un equipo de exploración a una gran distancia requiere de una cierta infraestructura tecnológica que permita la comunicación entre los polos muy distantes. No obstante se debe requerir de una investigación acerca de ciertos parámetros a tener en cuenta para poder dar solución a este problemática.

En primera parte debemos tener en cuenta de que las zonas selváticas del Guaviare son una zonas cuya descripción geográfica es de ser zonas montañosas y de difícil acceso pues en sus gran mayoría no cuenta con vías terrestres que faciliten su acceso. Además es una zona que es climáticamente muy rica pues cuenta con suelos colmados de todas las características propicias para la agricultura por lo cual dentro del mismo se podrán encontrar diferentes tipos de clima lo podría inferir en cualquier tipo de solución tecnológica que se quiera implementar.

La zona de exploración escogida por la empresa multinacional es una zona que non se encuentra descrita por coordenadas geográficas, solo se sabe que se encuentra a 45km de distancia de cualquier tipo de civilización y de red de comunicación. Por estar tan alejado de la civilización y de cualquier tipo de red de comunicación es necesario poder trasmitir en tiempo real el monitoreo y gestión del todo el proceso de exploración a la base principal de la multinacional ubicada en Londres. Para la transmisión de datos o el monitoreo de estos mismos en muchas ocasiones es muy usado los enlaces de fibra óptica entre la 2 puntos pero para este caso sería una solución muy costosa y de mucho tiempo de implementación, pues para poder llegar hasta puntos remotos es necesario instalar con cableado la unión entre los dos puntos, lo cual no sería nada favorable para esta empresa multinacional.

Por cuestión de costos financieros de este proyecto creo que lo más conveniente es usar una solución de radiotransmisión basado en enlaces de microondas para la trasmisión y

recepción de los datos obtenidos en la zona de exploración hasta un enlace cercano con Londres.

El hecho de poder darle una solución eficaz a este problema la multinacional obtendrá un gran beneficio lo cual le permitirá a largo plazo obtener algo de ganancia financiera pues el manejo y control de la zona de exploración permitirá un mayor desempeño y eficiencia en dicho proceso lo cual se traducirá en ganancias a un futuro cercano.

Delimitación del problema.

Nuestro problema a superar en este proyecto es el poder enviar los datos obtenidos acerca de inventarios de equipos, análisis de variables, estados de equipos etc. Atraves de un sistema que permita su monitoreo desde Londres por parte de los ingenieros de la multinacional en un tiempo real, desde una zona muy alejada de la civilización y geográficamente de difícil acceso.

Nuestro mayor interrogante es como poder realizar una infraestructura que permita poder transmitir estos datos a grandes distancias, pues recordemos que la zona de exploración está situada aproximadamente a 45km selva adentro; y que permita un desempeño eficiente y que pueda trabajar en doble vía ósea enviar y recibir datos para gestión y control de variables.

Posible solución:

Una posible de solución a este problema sería implementar una infraestructura basada en radiotransmisión la cual permita cubrir una grandes distancias con el menor costo posible pues el presupuesto es algo que también se debe tener muy en cuenta a la hora de implementarlo.

Mi solución sería utilizar un sistema de enlaces de microondas que sean bidireccionales que permitan transmitir datos desde la zona de exploración hasta una unidad central ubica en un punto de civilización conectado por medio de fibra óptica con Londres y a su vez recibir datos de control y gestión del sistema de exploración minera. Esta solución parte de la idea de que el sistema de exploración minera es un sistema ya implementado y que es un sistema 100% automatizado lo cual este este caso puntual no sería tema de estudio pues supones de que dicho sistema proporciona una intercomunicación con un sistema de transmisión o una gestión remota que permite la interacción de forma remota por los ingenieros especializados de Londres.

La infraestructura de enlaces de radiotransmisión y recepción es un sistema que ya se ha implementado en muchas partes del mundo, pues su robustez y su confiablidad lo hace un buen instrumento para incluir cuando se trata del transporte de señal a grandes distancia. La radiotransmisión en su mayoría la columna vertebral de las telecomunicaciones en años anteriores, pues las señales como televisión abierta, telefonía, internet eran soportadas por dicha infraestructura. Este tipo de tecnología está siendo reemplazada por la tecnología satelital que es un poco más eficiente pero que a su vez es un poco más costosa a la hora de implementarla. La robustez de la radiotransmisión es muy resaltada en el medio de las telecomunicaciones pues los equipos son equipos con un muy buen desempeño, eficacia, diseñados para trabajar 24 /7 no son vulnerables a cambios climáticos, sus rangos de direccionamientos son las extensos comparado con los satelitales, su poca perdida en tiempo de transporte de señal es muy considerable comparable los sistemas actuales, ya que se asemeja mucho a un tiempo real. Por todas estas razones creo que una solución basada en radiotransmisión y recepción sería un diseño ideal comparable a todas las demás que puedan existir pues su flexibilidad y su robustez la hacen muy eficiente.

Un tema que se debe tener muy en cuenta en este caso puntual es que los costos del proyecto dependerían de ciertos factores que serían desarrollados en la justificación del diseño más adelante en el documento, puesto que esto como lo podrían ser la alineación entre TX y RX ya que si es muy baja se debería recurrir a antenas repetidoras de señal y esto incrementaría el costo del proyecto.

De lo anterior podemos definir que los beneficios para multinacional al implementar este diseño serían los siguientes:

Se podrían ahorrar costos de implementación puesto que otros sistemas serían mucho más costosos.

Obtendrían un tiempo de respuesta y monitoreo de señal muy cerca al tiempo real, pues no habría latencia en los datos.

Si se implementa este proyecto los equipos le podrían servir para posibles soluciones futuras, pues es una solución que se puede reutilizar en proyectos futuros.

La seguridad del diseño es mucho más avanzado que por ejemplo el de fibra óptica puesto que su medio de propagación es el aire.

En conclusión resumida este diseño basado en sistema de radiotransmisión con enlaces de microondas ubicados dentro de la selva del Guaviare podrá satisfacer las necesidades planteadas por la compañía y se podría cumplir el objetivo de interconectar la zona de exploración con su central ubicada en Londres con un sistema robusto, fiable, y de experiencia en dicho ámbito.

JUSTIFICACION DEL PROYECTO

Establecimiento de premisas

Lo primero para poder abordar este problema planteado debemos tener en cuenta ciertos aspectos que influirán de forma circunstancial a la hora de poder realizar una solución basada en enlaces de microondas.

La primera premisa que nos debe importar es que la zona de exploración de la mina es en una zona selvática en la selva del GuaviareComo es una zona selvática debemos tener muy claro que tipo de enlaces de radiotransmisión iremos a utilizar para ello debemos tener claro que en este tipos de enlaces se pueden definir como direccionales omnidireccionales.La otra premisa del problema que tenemos es que la distancia entre la zona de exploración y la civilización es de 45 km cuya distancia debe tenerse en cuenta para poder elaborar un diseño de sistema de microondas pues no todas las especificaciones de enlaces de radiotransmisión pueden cubrir estas distancias.Lo otro es que se debe partir de la idea de que todo el proceso es totalmente automatizado lo cual en nuestro problema no lo especifican de manera clara como está montado solo debemos saber que para este tipo de problema podemos utilizar microondas que transmitan datos y que permitan un control ser controladas por de forma remota.Como es una zona selvática el campo de visión debe de ser reducido por lo cual se debe realizar un estudio de la geografía para poder saber los puntos de alineación entre los enlaces.En caso de no tener mucha visibilidad en ciertos puntos se deberá implementar antenas repetidoras de señal al igual que torres o plataformas para mejorar el alcance de vista entre los enlaces.

Lo primero que vamos hacer es dar una pequeña pasada acerca de algunos conceptos que se deben tener en un enlace de microondas.

Estructura general de un enlace de microondas

Un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: el transmisor, el receptor y el espacio aéreo por donde las ondas electromagnéticas se desplazarán. El transmisor es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir; el espacio aéreo representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor y, como es de esperarse, el receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarlaDe nuevo a señal digital. El factor limitante de la propagación de la señal en enlaces de microonda es la distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor; además,Esta distancia debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que debe señalarse es que en estos enlaces, el camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima sobre los obstáculos en la vía; para compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas. La distancia cubierta por enlaces de microondas puede ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y redireccionan la señal. Es importante destacar que los obstáculos de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos. Un enlace puede estar constituido por equipos terminales y repetidores intermedios o bien, sólo por equipos terminales. La función de los repetidores es salvar la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir Así enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama vano.

Los repetidores pueden ser activos o pasivos; estos últimos también llamados reflectores, debido a que en ellos la señal no obtiene ninguna ganancia para su retransmisión y sólo se limita a cambiar la dirección de la señal al salvar algún obstáculo. La señal de microondas transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja desde el transmisor hasta el receptor; estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una pérdida de potencia dependiente a la distancia, reflexión y refracción debido a obstáculos y superficies reflectoras, y a pérdidasAtmosféricas. En cada estación, sea esta terminal o repetidor, se requieren dos Frecuencias por radiocanal: la frecuencia de emisión y la de recepción.

En una estación repetidora que tiene como mínimo una antena por cada dirección, es necesario que las frecuencias de emisión y recepción estén suficientemente separadas debido a:• La gran diferencia entre los niveles de las señales emitidas y recibidas, Que puede ser de 60 a 90 dB.• La necesidad de evitar los acoples entre ambos sentidos de transmisión.• La orientación insuficiente de las antenas sobre todas las ondas métricas.

Factores a tomar en cuenta para la transmisión por microondas

Los enlaces se hacen entre puntos visibles, es decir, puntos altos de la topografía. Esto se debe a que a largas distancias la curvatura natural de la tierra ya es un factor a tomar en cuenta para obtener línea vista entre los equipos transmisor y receptor.

Para poder calcular las alturas libres debe conocerse la topografía del terreno; así como la altura y ubicación de los obstáculos que puedan existir en el trayecto. Antes de hacer mediciones en el terreno, es necesario el estudio de los planos topográficos de la zona. Por lo general, el estudio minucioso de los mapas y de los planos facilita las labores, sobre todo en sistemas extensos con gran número de repetidoras y donde existe una gran variedad de rutas posibles. Por proceso de eliminación y de selección ha de llegarse a la escogencia de la ruta más favorable.

Las señales de radio-transmisión en las frecuencias de microondas generalmente se propagan en línea recta en la forma de un haz dirigido de un punto a otro. Sin embargo, el haz puede desviarse o curvarse hacia la tierra por efecto de la refracción de las ondas en la atmósfera. La magnitud de la curvatura se ha tenido en cuenta al calcular el factor K, el cual representa el gradiente del índice de refracción y corresponde al radio eficaz de la tierra.

Puede emplearse un perfil de trayecto dibujado sin mostrar la curvatura de la tierra, y con el haz de microondas en línea recta entre las dos antenas.

Técnicas de modulación

Los esquemas de modulación más atractivos para cumplir con las condiciones mencionadas anteriormente son las modulaciones PSK (Manipulación por Desplazamiento de Fase) y QAM (Modulación de Amplitud en Cuadratura). El número de nivel de modulación de estos esquemas depende de la aplicación. Los esquemas PSK y QAM tienen una eficiencia de potencia superior a otros tipos de modulación, además de un ancho de banda angosto.

DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN PLANTEADA

Después de tener claro algunos conceptos acerca del uso de microondas como medio de transmisión podemos inferir que en este caso en especial sin conocer las descripciones físicas de la geografía podemos decir que se puede implementar un corredor de microondas para este problema.

Para dar solución a este tema he contado con la fortuna de tener experiencia en estos casos pues los enlaces de microondas son cotidianos en mi trabajo y los utilizamos para enviar video y voz para transmisiones para televisión.

Lo primero es que se debe definir las coordenadas geográficas exactas de la zona de exploración para así determinar cuántos enlaces se deberán utilizar. Según la geografía de la zona del Guaviare la arborización es muy densa por lo cual deberíamos optar por la adquisición de torres para elevación del campo de vista entre los diferentes enlaces. En pocas palabras esto constituiría una repetidora la cual debería tener lo siguiente:

Una pequeña casetica en donde alojar los transmisores y receptores bajo techo y protección

Un torre de elevación que permita la instalación de las antenas parábolas de las microondas y que supere el nivel de arborización de la selva y amplié el campo de vista entre los enlaces

En caso de contar con fluido eléctrico se debe instalar plantas y sistema de ups que permita el encendido de los equipos.

Se vería más o menos de esta forma:

Ahora esto es algo tentativo pues como vuelvo y reitero para poder realizar estos diseños se debe tener claro la geografía y la distancia en transmitir. Por esta razón estamos incluyendo estas repetidoras en caso de necesitarse, porque se puede dar solución con tan solo un enlace punto a punto.

Definir la frecuencia de transmisión de las microondas

Debemos tener claro que en Colombia el espectro electromagnético es manejado por el ministerio de las telecomunicaciones en Colombia. Desde el punto de vista JURIDICO, lo  define nuestra Carta Política (Art. 75) como un bien de USO PUBLICO. Está establecido para el aprovechamiento de todos los habitantes del territorio nacional, al igual que las Calles, Plazas, Puentes, Tierras de Resguardo, Ríos, Playas o el Patrimonio Arqueológico. Es para el servicio de todos en sentido colectivo. Por consiguiente, una persona particular no puede ejercer el derecho de propiedad privada sobre ningún bien denominado de USO PUBLICO, incluyendo por supuesto al ESPECTRO ELECTROMAGNETICO.

Es que el ESPECTRO ELECTROMAGNETICO como todos los demás bienes de USO PUBLICO se encuentran bajo la administración y control del Estado, con lo cual corresponde a él determinar igualdad de oportunidades para el acceso a su goce.

Por consiguiente el mismo estado ha determinado un nivel de frecuencia libre de uso para parte pública o privada que no se tiene que pagar por ello siempre y cuando no interfiera con las frecuencias ya previamente asignadas en ese sector. Para un poco más de información acerca de este tema les recomiendo este enlace web:

http://www.arkhaios.com/repositorio/CuadroNacionalAtribucionBandasdeFrecuencias2010Web.pdf

Cuando se utilizan frecuencias libres pueden ocurrir en muchas ocasiones que se genere una determinada interferencia en nuestros receptores lo cual dificulta el normal funcionamiento de los enlaces de microonda.

Lo más recomendable en este caso es pagar al ministerio de las telecomunicaciones la asignación de unas frecuencias fija que según un estudio o análisis de frecuencia pueda estar libre de interpolaciones, interferencias etc. ocasionadas por otros sistemas similares de otras empresas o personas privadas. Al realizar un estudio de frecuencias se va más a la fija puesto que determina cual es la frecuencia más recomendada para el enlace y se garantice de que otras personas o empresas que lleguen a futuro no coincidas con nuestra frecuencia asignada.

Definir tipo de modulación

Como hablábamos en párrafos anteriores existen tipos de modulación muy eficientes para contrarrestar los efectos de perdida de señal, atenuación en las ondas electromagnéticas. En este caso voy hablar acerca de un tipo de modulación que es muy eficiente y que permite que la alineación del sistema de microonda sea de muy buena calidad.

Modulación OFDM

La modulación por división ortogonal de frecuencia, en inglés Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), también llamada modulación por multitono discreto, en inglés Discrete Multitone Modulation (DMT), es una modulación que consiste en enviar la información modulando en QAM o en PSK un conjunto de portadoras de diferente frecuencia. Normalmente se realiza la modulación OFDM tras pasar la señal por un codificador de canal con el objetivo de corregir los errores producidos en la transmisión, entonces esta modulación se denomina COFDM, del inglés Coded OFDM., los procesos de modulación y demodulación se realizan en tiempo discreto mediante la IDFT y la DFT respectivamente. La modulación OFDM es muy robusta frente al multitrayecto, que es muy habitual en los canales de radiodifusión, frente al desvanecimiento debido a las condiciones meteorológicas y frente a las interferencias de RF. Debido a la las características de esta modulación, las distintas señales con distintos retardos y amplitudes que llegan al receptor

contribuyen positivamente a la recepción, por lo que existe la posibilidad de crear redes de radiodifusión de frecuencia única sin que existan problemas de interferencia.

Como podemos ver este tipo de modulación es muy eficiente por lo cual creo que debemos tenerla muy en cuenta para la solución del problema, además ya muchos equipos la incluyen en su funcionamiento.

Ahora en esta parte del proyecto ya sean descritos de forma clara como sería el medio de transmisión de los datos obtenidos en la zona de exploración. Se debe dejar claro que en este trabajo se partirá de la base de que el control automatizado del proceso de exploración es ya se encuentra implementada y que existe una central de control de proceso y monitoreo en la zona de exploración en la cual solo era necesario transmitir eso datos de forma eficaz hasta Londres donde se encuentran los ingenieros de la fábrica.

Además de todo esto nuestro diseño consta de que el monitoreo de las variables y la manipulación sean por caminos apartes ósea que un enlace de monitoreo y otro de control de variables, aunque se pueden hacer con un solo enlace, pero para mi concepto es más riesgoso pues se llega a caer enlace y se muero todo.

Equipo de microondas para el enlace.

El equipo que será descrito a continuación es un sistema que permite la transmisión y recepción de datos, voz, Ethernet, o hasta video etc.

Este tipo de antena es muy buena ya que con el material que está fabricado permite muy buena ganancia de recepción ahora solo falta buscar los transmisores y receptores de trabajen en esta misma banda de frecuencia.

Este es un transmisor de 10watt de potencia con el cual en vista de línea recta y con el tipo de modulación OFDM puede cubrir distancia hasta 50km en línea recta con un nivel de alineación de 90% lo cual creo que es más que suficiente para este problema. Este tipo de microonda es marca NUCOMM y es muy comercial en empresas profesionales prestadoras del servicio, además esta marca también tiene soluciones de transmisión inalámbrica omnidireccional pero su fuerte son los enlaces punto a punto. Además también es un equipo que se puede acoplar con otros sistemas y marcas de diferentes proveedores .además este permite transmitir básicamente todo datos, voz, video, ASI etc. con lo cual creería yo que es más suficiente.

Ahora luego de ver las especificaciones técnicas del equipo se puede implementar un análisis de los enlaces de forma virtual para saber con qué parámetros se debe montar el sistema y que resultado obtendríamos. Compartiré un análisis que en mi labor diario he realizado con un enlace fijo entre una universidad y un cerro llamado el NUDO el Pereira Risaralda. Utilice el software Radiolink

Primero análisis de la geografía con el software Radiolink acerca de los puntos donde se realiza los enlaces.

Luego se configuran los parámetros de trasmisión, como frecuencia, potencia, atenuación, polaridad etc.

Y luego verificamos alineación con los parámetros de la geografía y nos señala como seria la forma de radiación de la señal.

En fin solo era de forma ilustrativa para conocer las herramientas que existen en la actualidad que nos ayuden a realizar un trabajo eficiente.

En conclusión creo que nuestra solución está completa solo faltara el diagrama de bloques de nuestro sistema el cual sería el siguiente:

TECNOLOGIA RFID

RFID significa “Identificación por Radiofrecuencia”. Esta tecnología se utiliza para identificar un elemento, seguir su ruta de movimiento y calcular distancias gracias a una etiqueta especial que emite ondas de radio, la cual se adjunta o se encuentra incorporada al objeto. La tecnología RFID permite la lectura de etiquetas incluso cuando éstas no se

encuentran en una línea visual directa y puede además penetrar finas capas de materiales pintura, nieve, etc.

La etiqueta de radiofrecuencia está formada por un chip conectado a una antena, ambos contenidos en un rótulo (etiqueta RFID o rótulo RFID). Un dispositivo lo lee y luego, captura y trasmite la información.

Existen 3 categorías de etiquetas RFID:

Etiquetas de "sólo lectura", que no pueden modificarse.

Etiquetas de "una sola escritura que permite muchas lecturas".

Etiquetas de "lectura, regrabables".

Sin embargo, existen dos familias principales de etiquetas RFID:

Las etiquetas activas que están conectadas a fuentes de energía interna (pila, batería, etc.). Las etiquetas activas mejoraron la portabilidad, pero a un alto costo y con una duración restringida.

Las etiquetas pasivas utilizan energía que se crea a una distancia corta a través de la señal de radio del trasmisor. Estas etiquetas son más económicas y, por lo general, más pequeñas y tienen una duración prácticamente ilimitada. Su aspecto negativo es que requieren una importante cantidad de energía específica de parte del lector para funcionar.

Las implementaciones de la RFID siguen diferentes estándares dependiendo de la funcionalidad requerida y el área donde se utiliza (por ejemplo, frecuencia de transmisión o potencia requerida).

Este tipo de tecnología no es muy nuevo pero con sus constantes avances técnicos en cuanto alcance, seguridad, almacenamiento, velocidad de lectura, entre otras la han convertido en la solución preferida por las industrias para reemplazar el antiguo código de barras ya que RFID permite una reducción considerable en los costos y logística de implementación. Además de la reducción de los costos también beneficia enormemente los procesos de producción haciéndolo muchos más dinámicos y flexibles. Este tipo de tecnología ya ha sido implementada por grandes industrias tales como MICHELLIN, BMW VOLVO ETC.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA RFID

La identificación por radiofrecuencia o RFID es una tecnología flexible, práctica, fácil de usar y muy adecuada para las operaciones automatizadas. Combina una serie de ventajas que no se encuentran en otras tecnologías de identificación: la RFID no requiere contacto ni línea de visión entre el lector y el objeto que se vaya a identificar; funciona en condiciones ambientales extremas; permite la lectura simultánea de varios transponedores y ofrece un altísimo nivel de integridad de los datos. La tecnología RFID también ofrece seguridad y funciones de autenticación de los productos, ya que las etiquetas se pueden aplicar con discreción y su falsificación es extremadamente difícil.

La tecnología RFID:

• Transporta una cantidad de información muy superior a la de las etiquetas de los códigos de barras.

• Elimina la posibilidad de error humano.

• Mejora la velocidad y la eficiencia.

• Aumenta la disponibilidad y las opciones de localización de los datos.

• Permite mejorar la seguridad.

• Transmite datos con o sin conexión de red.

INTEGRACIÓN DE LA TECNOLOGÍA RFID

La tecnología RFID de captura de datos es relativamente sencilla de implementar, se integra fácilmente con los sistemas existentes de captura de datos, requiere un tiempo de inactividad mínimo y ofrece una amortización de la inversión y una serie de ventajas que superan todas las expectativas.

1. Almacenaje y preparación de pedidos

La etiqueta RFID se coloca en todas las ubicaciones para los artículos de nivel A y B. En cada una de las cargas hay una etiqueta RFID en el palé o una etiqueta en el embalaje externo. El interrogador del terminal de carretilla lee y graba automáticamente las etiquetas; también se puede emplear un dispositivo portátil. Para la localización e identificación de palés se habilitan todas las validaciones requeridas por el sistema WMS.

Ventajas

• Permite identificar y localizar los productos con mayor rapidez.

• Emite avisos de acciones incorrectas.

• Elimina la pérdida de tiempo y los costes derivados al asociar los artículos y su ubicación.

• Realiza una validación sin errores.

2. Gestión de inventarios

La etiqueta RFID se adhiere a una pieza, ensamblaje o caja y se protege en cada ubicación. La ubicación y el medio de transporte de los artículos (palé, bolsa, contenedor, caja, etc.) se asocian en el punto de almacenaje. Los lectores realizan el seguimiento de las ubicaciones, contenidos, traslados y recogidas. Los lectores portátiles se utilizan para el inventario cíclico.

Ventajas

• Permite realizar un inventario cíclico rápido y preciso.

• Permite la renovación automática de pedidos.

• Elimina la pérdida de actividad.

• Reduce o elimina el inventario.

• Optimiza el espacio y el coste.

FUNCIONAMIENTO:

El lector envía una señal que es recibida por todos los tags sintonizados a la misma frecuencia presentes en el campo de RF, los tags seleccionados envían los datos almacenados al dispositivo de lectura/escritura que recibe a través de su antena la señal del tag, la decodifica y transfiere los datos a un host. Los sistemas de RFID tienen unas variables críticas que son: el rango de frecuencia de la comunicación, el tamaño de la información, la velocidad de la comunicación, la forma física del tag, la habilidad del sistema para comunicarse “simultáneamente” con múltiples tags, y la robustez de la

comunicación respecto a la interferencia debida al material en el camino entre el lector y el tag.

El Transponder y el módulo RFID trabajan juntos para proporcionar al usuario una solución que no requiere de contacto o línea visual para identificar personas, animales u objetos.

El módulo RFID realiza varias funciones, una de ellas es el emitir una señal de radio frecuencia de baja potencia para crear un campo electromagnético. El campo electromagnético es emitido por el transceptor a través de una antena transmisora, típicamente en forma de bobina. Este campo electromagnético funciona como una señal “portadora” de potencia del lector hacia el transponders. Un Transponder contiene una antena, también en forma de bobina, y un circuito integrado. El circuito integrado requiere de una pequeña cantidad de energía eléctrica para poder funcionar. La antena contenida en el transponders funciona como un medio para tomar la energía presente en el campo

magnético producido por el módulo de RFID y la convierte en energía eléctrica para ser usada por el circuito integrado

Existen varios tipos de frecuencia que determina el alcance de la RFID, la resistencia a las interferencias y otros parámetros del rendimiento.

Low Frequency (LF 125 KHz): Es utilizada cuando hay distancias de lectura corta de unos pocos centímetros y no existe la presencia de líquidos o metales.

High Frequency (HF 13.56 MHz): su rango de lectura cubre una distancia menor a 2m y es influida por la presencia de metales.

Ultra High Frequency (UHF 860-960 MHz): es utilizada cuando se requiere identificar un gran número de etiquetas al mismo tiempo y a una gran distancia.

Está influida por la presencia de metales y líquidos.

Microwave (MW 2.45 Ghz): es utilizada cuando se requieren etiquetas activas que permiten una gran distancia de lectura y una alta velocidad de transferencia de datos.

COMPONENTES DE UN SISTEMA RFID

Un sistema RFID incluye los siguientes componentes:

· Transponder que contiene un código identificativo.

· Antena usada para transmitir las señales de RF entre el lector y el dispositivo RFID.

· Módulo de radio frecuencia o transceptor el cual genera las señales de RF.

· Lector o módulo digital el cual recibe las transmisiones RF desde el dispositivo RFID y proporciona los datos al sistema servidor para su procesado.

Transponder

Existen distintos tipos de transponders, inicialmente se puede hacer una clasificación en transponders activos y pasivos:

Transponders activos: necesitan una fuente de alimentación externa (batería), presentan la ventaja de un mayor alcance de emisión pero presentan la desventaja de la dependencia de la batería, de su complejidad y de su elevado cote.

Transponders pasivos: No necesitan una fuente de alimentación externa se alimentan del campo generado por el módulo RFID, son sencillos y de bajo coste pero en comparación con los transponders activos proporcionan una distancia de lectura menor.

Otra posible clasificación sería en función de la frecuencia de emisión que utilizan, así se podrían clasificar en baja frecuencia, alta frecuencia y micro ondas.

Antena

Cada sistema RFID incluye como mínimo una antena para transmitir y recibir las señales de radio frecuencia. En algunos sistemas una única antena transmite y recibe las señales. En otros sistemas una antena transmite y otra recibe las señales. La cantidad y el tipo de las antenas dependen de la aplicación (velocidad de paso, nº de transponders a detectar etc.).

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Transceptor RF

El transceptor de radio frecuencia es la fuente de la energía RF usada para activar y alimentar los transponders RFID pasivos. El transceptor de radio frecuencia controla y modula las frecuencias de radio que transmite y recibe la antena.

Lector, Modulo digital

El lector RFID o modulo digital consiste en un módulo basado en lógica reconfigurable específicamente diseñado para esta aplicación, dicho módulo direcciona al transceptor para transmitir señales RF, recibe la señal codificada del transponders a través del transceptor de RF, decodifica la identificación del transponders, y transmite la identificación con el tiempo de paso del participante a un PDA que a su vez está conectado vía GPRS o Plan (en función de la distancia a cubrir) con un servidor.

DIAGRAMAS DE BLOQUES DE LA SOLUCION

Lo primero es que vamos a realizar es un diagrama de bloques que pueda integrar todo lo requerido en este problema:

Diagrama de bloques de implementación RFID

Diagrama de bloque etapa de transmisión

Diagrama de bloques etapa de recepción

Topología de Red. Trasmisión vía Microondas

Diagrama con Tecnologías RFID

Protocolo es el IEEE 802.11b

Transmisión a 2,4 GHz

CONCLUCIONESLa tecnología RFID es una tecnología automatizada con un gran potencial que objetivamente va a revolucionar la logística de trafico de información en un futuro cercano, con la cual permitirá un mayor control de la informacion en la cadena de suministros al punto de poder hablar de S IX Sigma en la misma, por otra parte es importante mencionar, que aunque hay posiciones en contra de esta tecnología futurista, en lo general es una herramienta tegnologica que se esta no solo aceptando a nivel mundial, sino que ya existen casos de éxito al aplicarlo en los las compañías y como lo es en nuestro caso en nuestro proyecto. La tecnología actual de las etiquetas de RFID ofrece numerosas limitaciones cuando se la compara con la tecnología de etiquetado ideal, la cual sería económica y eficiente en el ámbito tegnologico lo cual reduciría la imposibilidad de faltas de lectura y ofrecería flexibilidad para el diseño de la antena de comunicación. También proporcionaría pericia en el proceso con grandes rendimientos industriales y permitiría las pruebas durante el proceso y el control de calidad y cumpliría normas neutrales al vendedor o empleador, finalmente, la etiqueta ideal integraría de forma completa el proceso de etiquetado y demarcación, que proporcionaría un proceso integrado y flexible de fabricación de etiquetas en tiempo real ya que ofrecería una función de lectura/registro de alta velocidad y sería amigable para el medio ambiente industrial. Por consiguiente se debe de seguir investigado en aplicaciones para RFID móvil, ya que tiene muchas posibilidades, probablemente muchas más que cualquier otra área de RFID en comunicación en tiempo real lo cual gracias a los Patrones de Radiación se pueden representar gráficamente las propiedades de una antena en función de las coordenadas espaciales modulativas o demodulativas.

BIBLIOGRAFIA

Mora, M. (2005, 03). Qué es la identificación por radio frecuencia o RFID?. Egoméxico. Obtenido 10, 2015, de http://www.egomexico.com/tecnologia_rfid.htm

ZALAZAR, J. (2003, 03). Como funciona la tecnología para RFID. Noticiasdot.com. Obtenido 10, 2015, de http://www2.noticiasdot.com/publicaciones/2003/0403/0804/noticias080403/noticia s080403-7-a.htm