Este documento presenta un estudio sobre la viabilidad del uso de etiquetas RFID activas en 2,4 GHz para el seguimiento de contenedores en terminales marítimas. Se realizaron pruebas en una terminal real midiendo los valores RSSI en diferentes escenarios de línea de visión y sin línea de visión. Los resultados muestran que el entorno metálico reduce significativamente el alcance de lectura y causa variaciones, por lo que se recomienda el uso de antenas direccionales y control de potencia para mejorar la precisión. El sistema propuesto

1. Estudio sobre la viabilidad de un Sistema de Etiquetado RFID Activo en 2,4 GHz para Terminales Marítimas de Carga de Contenedores Santiago J. Barro Torres (sbarro@udc.es), Tiago M. Fernández Camarés (tmfernandez@udc.es),Miguel González López (mgonzalezlopez@udc.es), Carlos J. Escudero Cascón (escudero@udc.es)

2. Introducción (I) Transporte de Mercancías “Tradicional” El transporte de mercancías por carretera ha crecido notablemente en los últimos años Tiene un gran impacto en el coste de los productos y en las infraestructuras, en el consumo de energía, en la contaminación atmosférica y acústica, … Transporte de Mercancías Intermodal Se refiere al transporte de mercancías utilizando diversos medios (tierra, mar y/o aire) Nace como respuesta a la necesidad de un mayor eficiencia para reducir costes Estaciones de Transporte Intermodal Para su implantación, además de la correspondiente unificación en materia legislativa, es necesario un apoyo tecnológico para integrar los distintos medios de transporte 2

3. Introducción (II) Proyecto TIMI (Transporte InterModal Inteligente) TIMI encaja dentro del apoyo gubernamental a favor del desarrollo económico sostenible Página Web: www.proyecto-timi.es Proyecto CENIT (2007-2010) del MITYC 10 Socios y 14 Empresas subcontratadas 3

4. Descripción del Escenario 4

5. Descripción de la Operativa

6. Descripción del Sistema Propuesto Antecedentes Autoridades Portuarias desarrollando actualmente Proyectos con RFID Georgia PortsAuthority, Savannah (EEUU) También colabora en el despliegue de una red a nivel global tomando como referencia el SaviContainerTag, proyecto en el que participan más de 80 autoridades portuarias SingaporePortsAuthority, República de Singapur Port of Rotterdam Authority, Holanda Sistema Propuesto RFID integrado en los contenedores Norma ISO/TS 10891:2009 Despliegue de una red de lectores RFID En el acceso a la terminal En las grúas móviles En las grúas fijas 6

7. Estudio de Proveedores (I) Factores considerados en la elección del proveedor Banda de Frecuencia Sistemas en la banda ISM, condiciones de propagación Rango de Lectura Al menos de 10 metros en condiciones normales Soporte Técnico y Nivel de Confianza TrolleyScan, ThingMagic, AlienTechnology, SkyeTek, Caen, IdentecSolutions, SyrisTechnology, … Tipos de Etiquetas Activas y pasivas, preferiblemente estándar (ISO /EPC) Features adicionales (opcional): Integración de sensores en las propias etiquetas Tipos de Lectores Existencia de un kit de desarrollo Existencia de una versión portátil API de Programación en Java/.NET que provea valores de RSSI Featuresadicionales (opcional): Varias antenas para algoritmos de localización, GPS, GPRS, … Antenas Conector no propietario Facilidad para encontrar antenas (omnidireccionales y directivas) 7

8. Estudio de Proveedores (II) 8

9. Estudio de Viabilidad (I) En una terminal de contenedores, las ondas electromagnéticas se van a ver afectadas principalmente por tres fenómenos Absorción y Reflexión: Debida a la presencia de elementos metálicos (contenedores, grúas, camiones, …) de tamaño mucho mayor a la longitud de onda, de 12,23 cm en 2,4 GHz Absorción: Debido a la presencia de líquidos en el ambiente (niebla, humedad, lluvia, …) De-tuning en las antenas: La proximidad de un metal a la antena puede cambiar su inductancia, reduciéndose su rango de lectura Objetivo del Experimento Estudiar la propagación de la señal en un entorno realista Terminales Marítimas de Vigo (TERMAVI)

10. Estudio de Viabilidad (II) Herramientas utilizadas en las Pruebas Lector RFID SyrisTechnology SYRD245CF1 PDA HP IPAQ 214 Trípode para PDA Etiquetas SYTAG245-2C-B10 Ejecución de las Pruebas Recolección de valores RSSI (ReceivedSignalStrengthIndicator) Casos LOS (Line-of-Sight) y NLOS (Non-Line-of-Sight) Ajuste posterior de una distribución probabilística Nota: El fabricante no proporciona tablas Potencia Recibida vs. RSSI

11. Estudio de Viabilidad (III): Mediciones LOS

12. Estudio de Viabilidad (IV): Mediciones LOS

13. Estudio de Viabilidad (V): Mediciones NLOS

14. Estudio de Viabilidad (VI): Mediciones NLOS

15. Interpretación de los Resultados Histogramas LOS Distribución concentrada en unos pocos valores centrales Se ajusta a una distribución Rice Histogramas NLOS Los valores obtenidos poseen una gran varianza Existe una alta dependencia de la situación física del lector, debido a las reflexiones en los numerosos objetos metálicos de la terminal Se ajusta con una serie de distribuciones Rice con distinto valor de K y desplazadas en media En general, podemos concluir que… Es complicado establecer una relación estricta distancia de lectura vs. RSSI Las reflexiones pueden provocar errores en la identificación Reducción del rango de lectura mediante el control de la potencia en transmisión Utilización de antenas directivas para dirigir espacialmente la lectura de tags 15

16. Pruebas de Concepto: Lector Identec I-Port MB 16

17. Conclusiones y Trabajo Futuro Conclusiones Proyecto TIMI y el Transporte Intermodal Terminal de Contenedores e Integración de RFID en su Operativa Mediciones LOS y NLOS de RSSI en un entorno real Entorno multicamino muy agresivo, necesitamos reducir el rango de lectura para evitar errores en la identificación: Control de potencia y antenas directivas Arquitectura basada en la Tecnología RFID de Identec y Microsoft .NET Trabajo Futuro Refinamiento del modelo para adaptarlo al máximo a las necesidades de la Terminal Integración con un Sistema de Señalización para las Grúas/Camiones, un Sistema de Alertas, Gestión de Contenedores Totalmente Automatizada desde la Central, … ¡Nuevos lectores Identec conformes a ISO/IEC 18000-7! 17