ALIEN ALN 9540 EPC GEN 2 SquiggleΠTag

249 Pages·2009·4.88 MB·Spanish

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL INTERNO Y EXTERNO DE
INVENTARIOS CON TECNOLOGÍA RFID
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL GRADO DE INGENIERO EN,
INGENIERIA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
JUAN DIEGO CARRASCO CERÓN
([email protected])
JOSÉ SANTIAGO MORALES QUISHPE
([email protected])
DIRECTOR: ING. EFRAÍN OSWALDO BUITRÓN BUITRÓN.
([email protected])
Quito, Febrero 2009
II(cid:3)
(cid:3)
DECLARACIÓN
Nosotros, Juan Diego Carrasco Cerón, José Santiago Morales Quishpe, declaramos
bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; que no ha sido
previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que hemos
consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedemos nuestros derechos de propiedad
intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según
lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normatividad institucional vigente.
_______________________ __________________________
Juan Diego Carrasco Cerón José Santiago Morales Quishpe
III(cid:3)
(cid:3)
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Juan Diego Carrasco Cerón,
José Santiago Morales Quishpe, bajo mi supervisión.
______________________________________
ING. EFRAÍN OSWALDO BUITRÓN BUITRÓN.
IV(cid:3)
(cid:3)
DEDICATORIA
Dedicamos este proyecto a Dios por otorgarnos la sabiduría y la salud para lograrlo,
a nuestros padres, porque creyeron en nosotros y porque nos sacaron adelante,
dándonos ejemplos dignos de superación y entrega, porque en gran parte gracias a
ustedes, hoy podemos ver alcanzada nuestras meta, ya que siempre estuvieron
impulsándonos en los momentos más difíciles de nuestra carrera, y porque el orgullo
que sienten por nosotros, fue lo que nos hizo ir hasta el final. Va por ustedes, por lo
que valen, porque admiramos su fortaleza y por lo que han hecho de nosotros.
No quisiera dejar a nuestro profesor, consejero y asesor Ing. Efraín Oswaldo Buitrón
Buitrón quien nos inspiro a continuar en los momentos difíciles.
Mil palabras no bastarían para agradecerles su apoyo, su comprensión y sus
consejos en los momentos difíciles.
A todos, esperamos no defraudarlos y contar siempre con su valioso apoyo, sincero
e incondicional.
V(cid:3)
(cid:3)
CONTENIDO
(cid:3)
DECLARACIÓN……………………………………………………………………….…….. II
CERTIFICACIÓN………………………………………………………………………….... III
DEDICATORIA…………………………………………………………………………....... IV
CONTENIDO………………………………………………………………………………….V
LISTADO DE GRÁFICOS Y CUADROS………………………………………….……...XII
RESUMEN…………………………………………………………………………………XVII
PRESENTACION………………………...……………………………………………......XIX
CAPÍTULO 1. ESTUDIO TEÓRICO Y APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS
AL PROYECTO. ..................................................................................................... 1
1.1. RFID: CONCEPTOS BÁSICOS ...................................................................... 1
1.2. EL CÓDIGO ELECTRÓNICO DE PRODUCTO (EPC, ELECRONIC
PRODUCT CODE) ....................................................................................1
1.3. HISTORIA ....................................................................................................... 5
1.4. CONCEPTOS FUNDAMENTALES ................................................................. 6
1.5. FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES ................................................ 8
1.5.1. TAGS ..................................................................................................... 9
1.5.1.1. Pasivos .......................................................................................... 11
1.5.1.1.1. Microchip .................................................................................... 12
1.5.1.1.2. Antena ........................................................................................ 13
1.5.1.2. Activos ........................................................................................... 15
1.5.1.2.1. Fuente de alimentación integrada .............................................. 16
1.5.1.2.2. Electrónica integrada ................................................................. 17
1.5.1.3. Semi-activos .................................................................................. 17
1.5.1.4. Solo lectura (RO) ........................................................................... 18
1.5.1.5. Una Escritura / Varias lecturas (WORM) ....................................... 18
1.5.1.6. Lectura / Escritura (RW) ................................................................ 19
1.5.1.7. Tags SAW Ondas acústicas superficiales ..................................... 19
VI(cid:3)
(cid:3)
1.5.2. LECTORES .......................................................................................... 20
1.5.2.1. Transmisor .................................................................................... 21
1.5.2.2. Receptor ........................................................................................ 21
1.5.2.3. Microprocesador ............................................................................ 22
1.5.2.4. Memoria ........................................................................................ 22
1.5.2.5. Entradas y salidas ......................................................................... 22
1.5.2.6. Controlador .................................................................................... 22
1.5.2.7. Interfaz de comunicación ............................................................... 22
1.5.2.7.1. Lector por puerto serie .................................................................. 23
1.5.2.7.2. Lector por red ................................................................................ 23
1.5.2.8. Alimentación .................................................................................. 23
1.5.3. COMUNICACIÓN ENTRE EL LECTOR Y EL TAG ............................. 24
1.5.3.1. Modulación Backscatter ................................................................ 24
1.5.3.2. Tipo Transmisor ............................................................................ 25
1.5.3.3. Tipo Transponedor ........................................................................ 26
1.5.4. EQUIPO Y SISTEMA SOFTWARE ...................................................... 27
1.5.4.1. Interfaz/sistema terminal ............................................................... 27
1.5.4.2. Middleware .................................................................................... 28
1.5.4.3. Interfaz de la empresa ................................................................... 29
1.5.4.4. Servidor de la empresa ................................................................. 30
1.6. ESTÁNDARES ASOCIADOS ........................................................................ 30
1.6.1. NORMA ISO 11784 ............................................................................. 31
1.6.2. NORMA ISO 11785 ............................................................................. 32
1.6.2.1. FDX-B. La comunicación es DUPLEX TOTAL. ............................. 32
1.6.2.2. CROMASA emplea el sistema FDX-B (Zoodiac Sokymat) ............ 33
1.6.3. ISO 14443 ............................................................................................ 33
1.6.4. ISO 15693 ............................................................................................ 34
1.7. APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS AL PROYECTO.......................... 35
1.7.1. EL RIESGO DE CONSUMIR PRODUCTOS CADUCADOS ................ 35
1.7.2. BENEFICIOS PARA LA CADENA DE SUMINISTRO DE LOS
PRODUCTOS ................................................................................................... 36
1.7.2.1. Productor ....................................................................................... 36
1.7.2.2. Distribuidor .................................................................................... 36
1.7.2.3. Punto de venta (Minorista) ............................................................ 36
VII(cid:3)
(cid:3)
1.7.2.4. Consumidor ................................................................................... 37
1.7.3. Combate a la piratería ......................................................................... 37
1.7.3.1. Impacto de la implementación de RFID/EPC ................................ 38
1.7.4. Logística de Devoluciones ................................................................... 38
1.7.4. Impacto de la implementación de RFID/EPC ....................................... 38
1.7.5. Reabastecimiento ................................................................................ 39
1.7.6. Pérdidas ............................................................................................... 40
1.7.7. Operaciones Eficientes ........................................................................ 41
1.7.8. TRABAJO EN LA FRECUENCIA ADECUADA .................................... 42
1.7.9. ANÁLISIS DE RIESGOS...................................................................... 43
1.7.9.1. Incompatibilidad de frecuencias y estándares con otras
industrias:……… ........................................................................................... 43
1.7.9.2. Percepción en el consumidor de invasión a su privacidad: ........... 43
1.7.9.3. Resistencia al cambio de los trabajadores: ................................... 44
1.7.9.4. Incremento de la temperatura en los medicamentos líquidos
sujetos a exposición prolongada a las ondas radio: ...................................... 44
1.7.9.5. Productos o embalajes con materiales opacos a la
radiofrecuencia: ............................................................. ………………………44
1.7.10. RECOMENDACIONES DE ETIQUETADO Y MATERIALES DE
EMPAQUE…………………………………………………………………….………44
CAPÍTULO 2.DISEÑO DEL SISTEMA ........................................................ 46
2.1.BREVE ESTUDIO DE LA SITUACIÓN ACTUAL DE LA TOMA DE
INVENTARIOS EN MUCHAS EMPRESAS ECUATORIANAS......................... 46
2.1.1. TIPOS DE INVENTARIO. .................................................................... 47
2.2. ESTUDIO DE SISTEMAS RFID........................................................... 51
2.2.1. SISTEMAS DE BAJA FRECUENCIA (LF (LOW FRECUENCY),
135KHZ.)………………………………………………………………...……………..52
2.2.2. SISTEMAS DE ALTA FRECUENCIA (HF, (HIGH FREQUENCY),
13.56 MHZ) ... …………………………………………………………………………54
2.2.3. SISTEMAS DE ULTRA ALTA FRECUENCIA (UHF (ULTRA HIGH
FRECUENCY), 433 MHZ, 860 MHZ, 928 MHZ) ............................................... 56
2.2.4. Sistemas en frecuencia de microondas (alrededor 2.4 GHz) ............... 58
2.3. COMPARACIÓN DE LA TECNOLOGÍA RFID FRENTE AL CÓDIGO DE
BARRAS. .............................................................................................. 60
VIII(cid:3)
(cid:3)
2.3.1. EL CÓDIGO DE BARRAS ................................................................... 60
2.3.2. NOMENCLATURA BÁSICA DEL CÓDIGO DE BARRAS .................... 61
2.3.3. TIPOS DE CÓDIGOS DE BARRAS. .................................................... 61
2.3.3.1. EAN 13 .......................................................................................... 62
2.3.3.2. Código 128 .................................................................................... 63
2.3.3.3. Código 39 ...................................................................................... 63
2.3.3.4. Código 93 ...................................................................................... 64
2.3.3.5. CODABAR ..................................................................................... 64
2.3.4. VENTAJAS DE RFID ANTE EL CÓDIGO DE BARRAS ...................... 65
2.4. ESTUDIO COMPARATIVO DE TAGS ENTRE LAS FRECUENCIAS
NORMALIZADAS (VENTAJAS Y DESVENTAJAS) ....................................... 70
2.4.1. BAJA FRECUENCIA (LOW FREQUENCY) (LF, 135 KHZ) ................. 70
2.4.2. ALTA FRECUENCIA (HIGH FREQUENCY) (HF, 13.56 MHZ). ........... 71
2.4.3. ULTRA ALTA FRECUENCIA (ULTRA HIGH FREQUENCY) UHF
(433, 860-960 MHZ). ........................................................................................ 71
2.4.4. MICROONDAS (2.45 GHZ). ................................................................ 72
2.5. ESTUDIO DE COMPORTAMIENTO DE TARJETAS FRID EN LÍQUIDOS .. 73
2.5.1. DIFICULTADES DE LECTURA EPC/RFID CON PRODUCTOS
LÍQUIDOS…………………………………………………………………………… .73
2.5.2. RECOMENDACIONES DE ETIQUETADO .......................................... 74
2.5.2.1. Etiquetado EPC en caja: Recomendaciones ................................. 74
2.5.2.2. Recomendación sobre la posición del tag en la caja ..................... 74
2.5.2.3. Recomendación sobre la posición relativa del tag y las
antenas del lector ….………………………………………………………….…. 75
2.5.2.4. Recomendación de etiquetado del tag en el pallet ........................ 76
2.5.2.5. Recomendación sobre la posición relativa entre los tags .............. 76
2.5.2.6. Recomendación sobre la distancia entre los tags y las antenas
del lector …………………………………………………………………………... 77
2.5.2.7. Etiquetado de en pallet para el Proyecto ....................................... 78
2.6.DISEÑO DE LA INTERFAZ PARA EL CONTROL DE PALLETS A LA
ENTRADA Y SALIDA DE BODEGA Y EN LOS CAMIONES
TRANSPORTADORES DE PALLETS ........................................................ 79
2.6.1. REQUERIMIENTO DE SOFTWARE ................................................... 80
2.6.2. REQUERIMIENTO PARA LA BASE DE DATOS ................................. 80
2.6.3. REQUERIMIENTO PARA LA INTERFAZ ............................................ 81
IX(cid:3)
(cid:3)
2.6.3.1. Interfaz del administrador .............................................................. 82
2.6.3.2. Interfaz del operador ..................................................................... 82
2.6.4. EQUIPOS A UTILIZAR. ....................................................................... 82
2.7. DIAGRAMAS DE FLUJO DE LOS PROGRAMAS A SER
DESARROLLADOS. ............................................................................... 87
CAPÍTULO 3. CONSTRUCCION DEL PROTOTIPO ..................................... 95
3.1. ESQUEMA DEL PROTOTIPO ...................................................................... 95
3.2. EQUIPOS A UTILIZAR .................................................................................. 98
3.3. ESTANDARES UTLIZADOS PARA LA CONSTRUCCION DEL
PROTOTIPO:.……………………………………………………………….104
3.3.1. FCC PARTE 15 TÍTULO 47 DE CFR ................................................. 104
3.3.2. NORMA ISO 18000 ........................................................................... 104
3.3.2.1. ISO 18000-1 Parte 1 - - Parámetros genéricos de frecuencias
para la interfaz inalámbrica aceptada mundialmente .................................. 105
3.3.2.2. ISO 18000-2 Parte 2 - Parámetros para Comunicaciones
inalámbricas por debajo de frecuencias de 135 kHz ................................... 105
3.3.2.3. ISO 18000-3 Parte 3 - Parámetros para Comunicaciones
inalámbricas a frecuencias de 13,56 MHz ................................................... 106
3.3.2.4. ISO 18000-4 Parte 4 - Parámetros para Comunicaciones
inalámbricas a frecuencias de 2,45 GHz ................................................... 107
3.3.2.5. ISO 18000-5 Parte 5 - Parámetros para Comunicaciones
inalámbricas a frecuencias de 5,8 GHz (Retirada) ...................................... 108
3.3.2.6. ISO 18000-6 Parte 6 - Parámetros para Comunicaciones
inalámbricas a frecuencias entre 860 y 960 MHz ........................................ 108
3.3.2.7. ISO 18000-7 Parte 7 - Parámetros para Comunicaciones
inalámbricas a frecuencias de 433 MHz...................................................... 109
3.3.3. EPC GEN 2 CLASS 1 UHF YA ES UN ESTÁNDAR ISO: 18000-6C . 110
3.3.4. EPC UHF CLASE 1 GENERACIÓN 2 ............................................... 110
3.3.5. GEN2: EL ESTÁNDAR ...................................................................... 112
3.3.5.1. La especificación Gen2 tiene varios puntos clave: ...................... 112
3.3.5.2. Mejora de Gen2 ........................................................................... 113
3.4.ESPECTRO DE FRECUENCIAS SEGÚN EL CONATEL
(CONSEJO NACIONAL DE TELECOMUNICACIONES) ...............................116
3.5. DESARROLLO DE BASE DE DATOS .................................................117
X(cid:3)
(cid:3)
3.6. DESARROLLO DE LAS INTERFACES................................................118
3.6.1. Interfaz de usuario con el Rol de” Operador” ..................................... 121
3.6.2. Interfaz de usuario Administrador ...................................................... 122
3.6.3. Interfaz de usuario Administrador y Operador ................................... 125
(cid:3)
CAPÍTULO 4 ...................................................................................................... 134
4.1. Pruebas de funcionamiento del sistema ...............................................134
4.1.1. PRUEBAS DE CONECTIVIDAD ........................................................ 135
4.1.2. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO .................................................. 137
4.1.2.1. Pruebas Software Propietario del Equipo .................................... 137
4.1.2.1.1. Conectividad del equipo ........................................................... 137
4.1.2.1.2. Interfaces del software Propietario RFID Alíen ........................ 138
4.1.2.1.3. Pruebas con diferentes Tags para demostrar el uso de la Tag
ALIEN ALN-9540 en el proyecto .. …………………………………………….140
4.1.2.1.3.1. Pruebas con Tags ALIEN ALN-9540 ................................... 140
4.1.2.1.3.2. Pruebas con Tags ALN-9534 - "2x2" .................................. 141
4.1.2.1.3.3. Pruebas con Tags ALN-9554 - "M" ..................................... 141
4.1.2.1.3.4. Pruebas con Tags ALN-9529 - "Squiggle®-SQ" ................. 142
4.1.2.1.3.5. Pruebas con Tags ALN-9562 - "Squiggle®-SH" ................. 143
4.1.2.2. Pruebas Software Desarrollado ................................................... 144
4.1.2.2.1. Autentificación de usuarios ...................................................... 144
4.1.2.2.2. Manejo del Menú Principal ....................................................... 147
4.1.2.1.2.1. Menú MANTENIMIENTO .................................................... 147
4.1.2.2.2.1.1. Manejo de la interfaz de Usuarios ................................ 147
4.1.2.2.2.1.2. Manejo de la interfaz de Configuración del Equipo ..... 148
4.1.2.2.2.2. Menú OPERACIONES ........................................................ 149
4.1.2.2.2.2.1. Manejo de la Interfaz Inicial ......................................... 149
4.1.2.2.2.2.2. Manejo de la Interfaz Final ........................................... 154
4.1.2.2.2.2.3. Manejo de la Interfaz Móvil .......................................... 156
4.1.2.2.2.2.4. Manejo de la Interfaz de Inventario .............................. 161