RuBee

RuBee ( estándar IEEE 1902.1 ) es un protocolo inalámbrico activo bidireccional diseñado para entornos hostiles y aplicaciones de alta seguridad para la visibilidad de activos. RuBee utiliza señales de onda larga para enviar y recibir paquetes de datos cortos (128 bytes ) en una red local regional. El protocolo es similar a los protocolos IEEE 802, ya que RuBee se conecta en red mediante transceptores activos, de igual a igual y bajo demanda. Sin embargo, RuBee se diferencia en que utiliza una portadora de baja frecuencia (131 kHz). 

1902.1 es el grupo de trabajo de la " capa física " con 17 miembros corporativos. El grupo de trabajo se formó a finales de 2006. La especificación final se publicó como estándar IEEE en marzo de 2009. El estándar incluye aspectos como la codificación de paquetes y las especificaciones de direccionamiento. El protocolo ya se utiliza comercialmente por varias empresas en sistemas y redes de visibilidad de activos. ^{[ 1 ]} Sin embargo, IEEE 1902.1 se utilizará en muchas aplicaciones de redes de sensores, lo que requiere este estándar de capa física para establecer la interoperabilidad entre fabricantes.

Se ha elaborado un segundo estándar, el 1902.2, para las funciones de datos de nivel superior requeridas en las redes de visibilidad. Estas redes proporcionan información en tiempo real sobre el estado, el origen y la ubicación de personas, ganado, suministros médicos u otros activos de alto valor dentro de una red local. El segundo estándar abordará las capas de enlace de datos basándose en los usos existentes del protocolo RuBee. Este estándar, fundamental para la adopción generalizada de RuBee en aplicaciones de visibilidad, permitirá la interoperabilidad de etiquetas, chips, enrutadores de red y otros equipos RuBee en la capa de enlace de datos.

Una etiqueta RuBee tiene una CPU de 4 bits , de 1 a 5 kB de sRAM , un cristal y una batería de litio con una vida útil esperada de diez años. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Opcionalmente, puede incluir sensores, pantallas y botones. El protocolo RuBee es bidireccional, bajo demanda y de igual a igual. Puede operar en otras frecuencias (por ejemplo, 450  kHz), pero 131  kHz es la más utilizada. El protocolo RuBee utiliza una dirección IP (Dirección de Protocolo de Internet). Una etiqueta puede almacenar datos en su propia memoria (en lugar de, o además de, tener datos almacenados en un servidor). RuBee funciona correctamente en entornos adversos (uno o ambos extremos de la comunicación están cerca de acero o agua), con redes que constan de miles de etiquetas, y tiene un alcance de 1 a 30 m (3 a 100  pies) según la configuración de la antena. Esto permite que las etiquetas de radio RuBee funcionen en entornos donde otras etiquetas de radio y RFID podrían tener problemas.

Las redes RuBee se utilizan en numerosas aplicaciones de visibilidad, como la detección de entrada y salida en instalaciones gubernamentales de alta seguridad, armas y armas pequeñas en armerías de alta seguridad, herramientas especializadas de misión crítica, estantes y bastidores inteligentes para activos de alto valor, y portales inteligentes de entrada y salida.

La principal desventaja de RuBee frente a otros protocolos radica en la velocidad y el tamaño de los paquetes. El protocolo RuBee está limitado a 1200 baudios en las aplicaciones existentes. La norma IEEE 1902.1 especifica 1200 baudios. El protocolo podría alcanzar los 9600 baudios con cierta pérdida de alcance. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones de visibilidad funcionan correctamente a 1200 baudios. El tamaño de los paquetes se limita a decenas o cientos de bytes. El diseño de RuBee prescinde de un gran ancho de banda y una comunicación de alta velocidad, ya que la mayoría de las aplicaciones de visibilidad no los requieren.

El uso de energía magnética de onda larga conlleva una serie de ventajas:

• Larga duración de la batería : debido al uso de bajas frecuencias y velocidades de datos, los chips y detectores pueden funcionar a bajas velocidades. El uso de la tecnología de chips CMOS de 4 micrómetros (de menor costo) resulta en un consumo de energía extremadamente bajo. Los sistemas de etiquetas de ondas magnéticas de onda larga pueden alcanzar una vida útil de 5 a 25 años utilizando baterías de litio de bajo costo. ^{[ 6 ]} Esta es también la vida útil esperada de la batería en almacenamiento.
• Los datos de la etiqueta acompañan al activo : al almacenarse los datos en la etiqueta, se reducen los costos de TI (Tecnologías de la Información). Esto significa que, con un lector portátil de bajo costo, se puede leer una etiqueta RuBee y obtener información sobre el activo (fecha de fabricación, fecha de caducidad, número de lote, etc.) sin necesidad de consultar un sistema informático. Además, la distancia entre el lector y el activo no es crítica. RuBee también puede escribir en la etiqueta a la misma distancia a la que la lee. Por otro lado, la tecnología RFID utiliza memoria EEPROM, lo que dificulta la escritura en la etiqueta. (En el caso de RFID, el alcance es limitado, se requiere más energía y los tiempos de escritura son prolongados).
• Seguro para humanos : una estación base RuBee produce solo nanovatios de energía de radio. Las ondas magnéticas de onda larga de RuBee no son absorbidas por los tejidos biológicos y no están reguladas por la OSHA. De hecho, RuBee produce menos potencia y menor intensidad de campo que los detectores de metales en aeropuertos y los detectores antirrobo en tiendas minoristas que operan a frecuencias similares, entre 10 y 100 veces menos. Estudios publicados recientemente demuestran que RuBee no afecta a los marcapasos ni a otros dispositivos implantables (Hayes et al., 2007).
• Intrínsecamente segura : la estación base y la etiqueta RuBee generan un bajo nivel de energía magnética, incapaz de calentar explosivos o producir chispas. En estudios independientes realizados por el Departamento de Energía, RuBee obtuvo una Distancia de Separación Segura (SSD) de cero, siendo la única tecnología inalámbrica con esta calificación. Esto significa que las etiquetas y las estaciones base pueden colocarse directamente sobre explosivos de alta potencia sin riesgo de ignición accidental ni calentamiento.
• Las etiquetas RuBee, que ofrecen alta seguridad y privacidad, presentan numerosas ventajas únicas en aplicaciones de alta seguridad. El alcance de escucha (el rango en el que una persona con recursos ilimitados puede oír las conversaciones de la etiqueta) es el mismo que el de la propia etiqueta. Esto significa que, si alguien está escuchando, debe estar lo suficientemente cerca como para que se le pueda ver. Esto no ocurre con los protocolos RFID o 802. ^{[ 7 ]} Esto implica que nadie puede escuchar secretamente las conversaciones entre la etiqueta y la estación base. Además, dado que las etiquetas RuBee cuentan con una batería, un cristal y memoria sRAM, pueden utilizar un cifrado robusto con claves de un solo uso prácticamente inexpugnables o libretas de un solo uso totalmente inexpugnables. Por estas razones, RuBee se utiliza actualmente en numerosas aplicaciones de alta seguridad. RuBee es la única tecnología inalámbrica aprobada para su uso en instalaciones seguras del gobierno de EE. UU.
• Alcance volumétrico controlado : RuBee tiene un alcance volumétrico máximo de aproximadamente 900 m² (10 000 pies cuadrados), utilizando antenas de bucle volumétricas. Incluso con una pequeña antena volumétrica de 900 cm² (1 pie cuadrado  ), RuBee puede leer una etiqueta dentro de un volumen elipsoidal de aproximadamente 3 x 3 x  5 m (10 x 10 x 15 pies). Una característica especial de IEEE P1902.1, conocida como Clip, permite colocar muchas antenas de bucle adyacentes en un conjunto de antenas y leer desde decenas o cientos de estaciones base simultáneamente.
• Rentable : Con RuBee, se pueden utilizar estaciones base y enrutadores relativamente sencillos, lo que permite que los receptores y lectores de tarjetas tengan un precio razonable en comparación con los transceptores de mayor frecuencia. Además, las etiquetas suelen incluir un solo chip, una batería, un cristal y una antena, y su precio puede ser competitivo con respecto a las etiquetas RFID activas (las que incluyen batería).
• Menos ruido : debido a que el ruido ambiental en una región disminuye como 1/ r³ , RuBee presenta una susceptibilidad reducida al ruido externo. La principal limitación para el tamaño de la antena es el ruido del espacio profundo.
• Se puede leer desde el interior de un bloqueador de RF de jaula de Faraday , a diferencia de las etiquetas RFID de campo lejano de mayor frecuencia y la mayoría de las etiquetas RFID en metal . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

Este protocolo es similar a nivel físico a NFC (  portadora de 13,56 MHz, básicamente un par de transformadores de núcleo de aire) y también a la transferencia de energía inductiva de Qi  (portadora de 100 kHz a 300  kHz). Ambos modulan la carga de la bobina del receptor para comunicarse con el emisor. Algunas etiquetas NFC pueden admitir procesadores sencillos y un almacenamiento limitado, al igual que este protocolo. NFC también comparte las propiedades de seguridad física de las comunicaciones "magnéticas" como RuBee; sin embargo, las señales NFC se pueden detectar a kilómetros de distancia de la fuente. Las señales RuBee se detectan a una distancia máxima de 20 metros (66 pies) de la fuente. 

• Premio a la Innovación Tecnológica del Año en Soluciones de Visibilidad de la Cadena de Suministro de Norteamérica , Prithvi Raj, Frost & Sullivan, 2007.
• "El IEEE inicia un estándar inalámbrico de onda larga para redes de visibilidad en el sector sanitario, minorista y ganadero; el estándar IEEE P1902.1 ofrecerá un protocolo de red local para miles de etiquetas de radio de bajo coste con una batería de larga duración", Business Wire , 8 de junio de 2006.
• Visible Assets promueve las etiquetas RuBee para productos difíciles de rastrear , Mary Catherine O'Connor, RF Journal , 19 de junio de 2006.
• Charles Capps, "Campo cercano o campo lejano" , EDN, 16 de agosto de 2001, págs.  95-102. Archivado el 25 de mayo de 2011 en Wayback Machine .
• Hayes DL, Eisinger G, Hyberger L, Stevens JK. Interferencia electromagnética (EMI) y compatibilidad electromagnética (EMC) de una etiqueta de radio kHz activa (Rubee, IEEE P1901.1) con marcapasos (PM) y DAI Heart Rhythm 2007;4:S398 (Suplemento - Resumen).
• Martin Roche, MD, Cindy Waters, RN, Eileen Walsh, RN, Los sistemas de visibilidad en la prestación de atención ortopédica permiten ahorros y eficiencias sin precedentes , US Orthopedic Product News, mayo/junio de 2007.