Nuevas estrategias para el diseño de sistemas Chipless-RFID y aplicaciones

Abstract

Actualmente, la identificación por radiofrecuencia (RFID) es una de las tecnologías con mayor crecimiento dentro de la industria de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) y de la identificación automática. En este contexto, RFID es una tecnología que puede utilizarse en un amplio espectro de aplicaciones, tales como control de acceso, seguimiento, seguridad, control de inventario, logística, entre otros. Asimismo, RFID proporciona multitud de beneficios imposibles de conseguir con los tradicionales sistemas de identificación ópticos, comúnmente conocidos como código de barras ópticos, incluyendo rango de lectura, capacidad de detección de la etiqueta sin necesidad de tener visión directa con el lector, capacidad de información, etcétera. Sin embargo, los sistemas ópticos son extremadamente baratos comparado con los sistemas RFID. Por esta razón, los códigos de barras siguen siendo, en términos de identificación, el punto de referencia en el mercado. De hecho, más del 70% de los productos fabricados en el mundo están identificados con él. Principalmente, el coste de las etiquetas RFID viene determinado por el circuito integrado de aplicación específica (ASIC) que llevan incorporado. Por lo tanto, parece razonable que una posible solución consista en implementar etiquetas RFID sin ASIC (Chipless-RFID), donde un determinado patrón metálico sobre un sustrato contiene un determinado código identificativo. Esta nueva tecnología puede proporcionar un coste más reducido ya que las etiquetas carecen de circuito integrado. No obstante, presenta una serie de retos tecnológicos que han sido abordados por diferentes grupos de investigación en la última década. Entre dichos retos, se encuentra conseguir aumentar la capacidad de información de las etiquetas hasta el punto de ser competitivas con los códigos de barras ópticos, o incluso, con las etiquetas RFID con chip. Esta tesis tiene como principal objetivo desarrollar diferentes estrategias o sistemas Chipless-RFID para incrementar la capacidad de información, de este modo, contribuyendo al avance y desarrollo de esta tecnología. Asimismo, este trabajo también se centra en aplicar en un entorno real las diferentes estrategias aportadas. Principalmente, se demuestra su aplicabilidad en seguridad documental y/o autentificación (para evitar falsificaciones o copias de documentos oficiales, actas notariales, exámenes, papeletas de voto, recetas médicas, etc.), para el desarrollo de sensores de velocidad angular, o como sensores de presencia con capacidad de identificación.

Nowadays, radio frequency identification (RFID) is one of the fastest growing technologies within the information technology (IT) industry and automatic identification. In this context, RFID is a technology which can be used in a wide spectrum of applications, such as access control, tracking, security, inventory as well as logistics. Moreover, RFID provides several advantages which are difficult to achieve with traditional optical identification systems, typically known as optical barcodes, including reading range, tag detection capability without the need to have line of sight with the reader, data storage capability, etc. Nevertheless, optical systems are extremely cheap compared to RFID systems. Therefore, in terms of identification, barcodes are still the benchmark in the market. In fact, more than 70% of the products manufactured worldwide are identified with optical systems. The cost of the RFID tags is mainly given by the application specific integrated circuit (ASIC) connected to the antenna. Therefore, it seems reasonable that a possible solution is based on implementing RFID tags without ASIC (Chipless-RFID), where a certain metallic pattern on a substrate contains a certain identification code. This recent technology may provide a lower cost since tags are not equipped with integrated circuit. Nevertheless, it presents a series of technological challenges that have been addressed by different research groups in the last decade. One of these challenges is to increase the data capability of tags in order to be competitive with optical barcodes, or even with chipped RFID tags. The main objective of this thesis is to develop alternative approaches or Chipless-RFID systems in order to increase the data capability, thus contributing to the advance and development of this technology. Besides, this work also focuses on applying the different approaches in real scenarios. Mainly, it is demonstrated that it is possible to use the proposed Chipless-RFID systems in secure paper applications (in order to avoid counterfeiting or copies of corporate documents, exams, ballots, etc.) as well as angular velocity sensors or as proximity sensor with identification capability.