Desarrollo de un sistema exportable de confianza corporativa: Aplicación a entornos de trazabilidad de productos

Cada vez es más habitual que en los procesos de fabricación participen diversos fabricantes y empresas. Por otro lado, una característica de los productos muy valorada hoy en día por los consumidores, es la calidad. Ya no es suficiente con producir barato, sino que cada vez es más importante producir con calidad, siendo ésta un factor diferenciador de las manufacturas que se realizan bajo las diversas marcas. La calidad se está integrando cada vez más en las empresas y en sus procesos productivos y de gestión, como un valor añadido y diferenciador del producto. Es habitual encontrar diversos controles de calidad a lo largo de los procesos de fabricación. Lo que ya no es tan habitual es que se pueda identificar a los operarios encargados del control de calidad. A lo sumo, el encargado del control de calidad final deja algún tipo de identificación (por ejemplo un pequeño adhesivo o etiqueta con un número impreso), pero esta identificación carece de sentido en cuanto el producto entra en otra cadena de producción o llega al comprador. En este escenario, aparece otro factor importante como es la confianza. En los actuales sistemas productivos se deben establecer relaciones de confianza entre las empresas encargadas de las diferentes fases de producción (todas esperan que las demás hagan su trabajo según lo acordado). Además, los agentes designados para verificar la adecuación de los productos a lo esperado en las diversas fases de producción, son depositarios de la confianza de la empresa a la que pertenecen. El objetivo principal de la tesis es el desarrollo de un modelo de confianza corporativa exportable, que sea sencillo y económico de implementar. Para ello, se ha propuesto un sistema confiable de identidad digital de los productos. Es decir, cada producto posee un conjunto de atributos que definen su identidad digital, que lo hace único, pero además, cada uno de estos atributos está avalado por el agente de control que lo verificó, por tanto se puede afirmar que es una identidad de calidad. Con este planteamiento, y con una infraestructura mínima, se pueden integrar en el sistema todos los procesos y compañías involucrados en la cadena de producción, bajo un sello de calidad común: la identidad de calidad del producto. Para comprobar la validez de esta propuesta, se ha realizado una prueba de concepto, integrando este sistema de identidad de calidad en un entorno de trazabilidad alimentaria basada en RFID (identificación por radiofrecuencia). Este prototipo, que sirve para securizar la trazabilidad de un producto cárnico elaborado, se ha realizado sobre la tecnología de etiquetado basada en RFID. Con esta tecnología, y para las condiciones ambientales donde se ha desarrollado el proceso de producción de las piezas a controlar en este caso concreto, el tipo de etiquetas idóneo dispone de una cantidad de memoria extremadamente reducida. Además, debido a que anualmente deben utilizarse cientos de miles de etiquetas, el coste de estas etiquetas debe ser sumamente bajo, por lo que sólo es posible utilizar etiquetas muy sencillas (y por tanto sin capacidades de cálculo). Para poder utilizar este tipo de etiquetas, se ha planteado que las operaciones criptográficas no sean realizadas en la etiqueta, sino en un sistema externo basado en una Infraestructura de Clave Pública (PKI), de manera que la etiqueta sólo sirve como soporte de datos en texto plano (sin cifrar), pero firmados electrónicamente. Para resolver el problema del poco espacio de memoria disponible para las firmas de los diferentes agentes de control, se ha recurrido a la utilización de firmas agregadas. Además, al trabajar con criptografía de curvas elípticas, el tamaño de la firma es notablemente menor, para un mismo nivel de seguridad, que el de otros sistemas. Adicionalmente, el sistema propuesto permite transferir la confianza entre las compañías implicadas en un proceso de producción (basta compartir las claves públicas de los firmantes y sus nombres), y se adapta a cualquier entorno productivo. Por todo ello, el sistema propuesto resuelve de forma eficaz la integración de diversas empresas en el proceso de fabricación de un producto, con escaso coste, y permitiendo una verificación de la identidad digital en cualquier parte del proceso, incluida la fase de comercialización

Analysis and solutions for RFID tag and RFID reader deployment in wireless communications applications. Simulation and measurement of linear and circular polarised RFID tag and reader antennas and analysing the tags radiation efficiency when operated close to the human body.

The aim of this study is to analysis, investigate and find out the solutions for the problems associated with the implementations of antennas RFID Reader and Tag for various applications. In particular, the efficiency of the RFID reader antenna and the detection range of the RFID tag antenna, subject to a small and compact antenna¿s design configuration have been studied. The present work has been addressed directly to reduce the cost, size and increase the detection range and communication reliability of the RFID framework antennas. Furthermore, the modelling concept of RFID passive tags mounted on various materials including the novel design of RFID reader antenna using Genetic Algorithm (GA) are considered and discussed to maintain reliable and efficient antenna radiation performances. The main benefit of applying GA is to provide fast, accurate and reliable solutions of antenna¿s structure. Therefore, the GA has been successfully employed to design examples: meander-line, two linear cross elements and compact Helical- Spiral antennas. In addition, a hybrid method to model the human body interaction with RFID tag antenna operating at 900MHz has been studied. The near field distribution and the radiation pattern together with the statistical distribution of the radiation efficiency and the absorbed power in terms of cumulative distribution functions for different orientation and location of RFID¿s tag antenna on the human body have been demonstrated. Several tag antennas wi th symmetrical and unsymmetrical structure configurations operating in the European UHF band 850-950 MHz have been fabricated and tested. . The measured and simulated results have been found to be in a good agreement with reasonable impedance matching to the typical input impedance of an RFID integrated circuit chip and nominal power gain and radiation patterns

Active Backscattering Positioning System Using Innovative Harmonic Oscillator Tags for Future Internet of Things: Theory and Experiments

RÉSUMÉ D'ici 2020, l'Internet des objets (IoT) permettra probablement de créer 25 milliards d'objets connectés, 44 ZB de données et de débloquer 11 000 milliards de dollars d’opportunités commerciales. Par conséquent, ce sujet a suscité d’énormes intérêts de recherche dans le monde académique entier. L'une des technologies clés pour l'IoT concerne le positionnement physique intérieur précis. Le principal objectif dans ce domaine est le développement d'un système de positionnement intérieur avec une grande précision, une haute résolution, un fonctionnement à plusieurs cibles, un faible coût, un faible encombrement et une faible consommation d'énergie. Le système de positionnement intérieur conventionnel basé sur les technologies de Wi-Fi ou d'identification par radiofréquence (RFID) ne peut répondre à ces exigences. Principalement parce que leur appareil et leur signal ne sont pas conçus spécialement pour atteindre les objectifs visés. Les chercheurs ont découvert qu'en mettant en oeuvre de différents types de modulation sur les étiquettes, le radar à onde continue (CW) et ses dérivés deviennent des solutions prometteuses. Les activités de recherche présentées dans cette thèse sont menées dans le but de développer des systèmes de positionnement en intérieur bidimensionnel (2-D) à plusieurs cibles basées sur des étiquettes actives à rétrodiffusion harmonique avec une technique à onde continue modulée en fréquence (FMCW). Les contributions de cette thèse peuvent être résumées comme suit: Tout d'abord, la conception d'un circuit actif harmonique, plus spécifiquement une classe d'oscillateurs harmoniques innovants utilisée comme composant central des étiquettes actives dans notre système, implique une méthodologie de conception de signal de grande taille et des installations de caractérisation. L’analyseur de réseau à grand signal (LSNA) est un instrument émergent basé sur les fondements théoriques du cadre de distorsion polyharmonique (PHD). Bien qu'ils soient disponibles dans le commerce depuis 2008, des organismes de normalisation et de recherche tels que l’Institut national des normes et de la technologie (NIST) des États-Unis travaillent toujours à la mise au point d'un standard largement reconnu permettant d'évaluer et de comparer leurs performances. Dans ce travail, un artefact de génération multi-harmonique pour la vérification LSNA est développé. C'est un dispositif actif capable de générer les 5 premières harmoniques d'un signal d'entrée avec une réponse ultra-stables en amplitude et en phase, quelle que soit la variation de l'impédance de la charge.----------ABSTRACT By 2020, the internet of things (IoT) will probably enable 25 billion connected objects, create 44 ZB data and unlock 11 trillion US dollar business opportunities. Therefore, this topic has been attracting tremendous research interests in the entire academic world. One of the key enabling technologies for IoT is concerned with accurate indoor physical positioning. The development of such an indoor positioning system with high accuracy, high resolution, multitarget operation, low cost, small footprint, and low power consumption is the major objective in this area. The conventional indoor positioning system based on WiFi or radiofrequency identification (RFID) technology cannot fulfill these requirements mainly because their device and signal are not purposely designed for achieving the targeted goals. Researchers have found that by implementing different types of modulation on the tags, continuous-wave (CW) radar and its derivatives become promising solutions. The research activities presented in this Ph.D. thesis are carried out towards the goal of developing multitarget two-dimensional (2-D) indoor positioning systems based on harmonic backscattering active tags together with a frequency-modulated continuous-wave (FMCW) technique. Research contributions of this thesis can be summarized as follows: First of all, the design of a harmonic active circuit, more specifically, a class of innovative harmonic oscillators used as the core component of active tags in our system, involves a large signal design methodology and characterization facilities. The large signal network analyzer (LSNA) is an emerging instrument based on the theoretical foundation for the Poly-Harmonic Distortion (PHD) framework. Although they have been commercially available since 2008, standard and research organizations such as the National Institute of Standards and Technology (NIST) of the US are still working towards a widely-recognized standard to evaluate and cross-reference their performances. In this work, a multi-harmonic generation artifact for LSNA verification is developed. It is an active device that can generate the first 5 harmonics of an input signal with ultra-stable amplitude and phase response regardless of the load impedance variation