Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   23 ,  No.   3 ,  Septem ber   20 21 ,  pp.  1 538 ~ 1549   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v 23 .i 3 . pp 1538 - 1549          1538       Journ al h om e page :  http: // ij eecs.i aesc or e.c om   Des i gn o f  a po rtable radio - frequ ency - identi fication  reader  ca p able to readi ng a use r memo ry bank f or smart - bu ild ing   energy  mana gement       Aj ib  Set yo  Ar ifin 1 , M. B.  Fathina h  Ha n un 2 , Eka  M au l ana 3 ,  I  W ayan  Mustika 4 ,  Fitr i Yuli Z ulki fli 5     1,2,5 Dep a rtm ent  of Elect rical  E ng i neer i ng, Un iversita s In done sia , Indo nesia   3 Depa rtment of  El e ct ri ca l   Eng in ee ring ,   Univ ersitas Bra wij a y a ,   In donesia   4 Depa rtment of  El e ct ri ca l   Eng in ee ring ,   Univ ersitas Gaj ah   M ada, Indonesia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   M ay   20 ,  2021   Re vised  Ju l   2 8 ,  2021   Accepte d  A u g   2 ,  2021       Com m unic at ion  is  an  important   fac tor  in  sm art - buil ding  ene rg y   m ana gement   (SBEM).  Man y   comm unic at ions   te chno logi es  ha ve  bee n  applied   to  SB EM,   inc ludi ng  r adi o - fre quency   ide nt i fic a ti on  (RFID ).  RF ID  has  bee n  used  not  onl y   for  ide n ti fi ca t ion  but  a lso  for  ca rr y ing  infor m at ion,   which  is  stored  in  a   user  m emory   ba nk  at t ac hed   to  t he  ta g .   To  acce s s  the   user  m emor y   b ank,   an   RF ID  rea der   should  com pl y   wi th  ISO   18000 - 6C  standa rds.  Th e  gre a te st   cha l le nge   of  R FID - rea der   t ec h nolog y   is  i ts  short  comm unicati on  r ange,   which  li m it s  th e  sensing  are a .   To   over come  thi s  p roble m ,   thi s  pap er  proposes   a  porta bl e  RF ID  rea der   built  t o  an  ISO   1800 0 - 6C  standa rd  t o  ext end  th e   sensing  are a  du e  to  it s  m ovea bi li t y .   The   re ade r  is  designe d  using  low - cost  devi c es  widely   a vai l abl e  on  th e  m ark et   for  ea se  of  dupli c at ion  a nd  assem bl y   b y   rese arc h ers,   educ a tors,   and  start ups.  Th e  pro posed  RF ID  rea der   ca n  re ad  passive  t ags  wit h  dist an ce s  up  t o  12  and   5. 5   m   for  li n e - of - sight   (LOS)  and   non - li ne - of - sigh t   (NLOS )  com m unic at ion ,   res pec t ive l y .   The  m ini m u m  rec e ive d - sign al - strengt h  ind ic a to rs  (RSS Is)  for  L OS   and  NLOS   are   found  to   be  −63. 75  and  − 59. 66  dBm ,   respe ctively .   Th ese   r esult s  are   compa rab le   wi th   those  of  non - por ta bl e  RF ID read ers  on  th e  m ark e t.   Ke yw or ds:   Po rta ble    RFID    Sm art - bu il ding  en e rg y  m anag em ent   User m e m or y bank    This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Aj i b  Sety o A ri fin   Dep a r tm ent o f El ect rical  En gi neer i ng   Un i ver sit as  Ind on e sia   Kam pu s U I De pok, Jaw a Bara t, I ndonesi a   Em a il : ajib@ e ng.u i.ac .id       1.   INTROD U CTION     Sm art - bu il ding   energy  m anag em ent  (S BEM )  ai m s  to  achieve  m axi m um   ener gy  ef fici ency  by   m on it or ing   a nd  co ntr olli ng   a ll   us es  of   el ect rici ty .  Mon it ori ng   a nd   c ontro l  req ui res  com m un ic at ion   betwee n  the  se ns or  a nd   the  m ast er  co ntr ol,  a nd  seve ral  com m un ic at ion s  te c hnologies  hav e   bee n  inv e sti gated  f or  this   pur po se ,  in cl udin g  l ow - ene r gy  Bl ueto oth  [1] ,  Zig bee  [2] ,  an d  rad i o - frequ e ncy  i den ti ficat ion   (RF ID)  [ 3] .  RFID   has  s upe rior   a dvanta ge s  beca us e  a  pa ssive  RFI D  ta g,   as  a  se nsor ,  do e s  n ot  re qu i re  a  de dicat ed  powe r  so urce  t o  com m un ic at e  with  an  RF ID  rea de r.   T he  ta g  ha rv est s  t he  pow er  em i tt ed  by  the  RFI D  reade r  an d  us es  that  to  tra ns m it  a  sign al .  RFID   has  bee n  widely   us e d  for  m any  app li cat ion s  s uch   as :  toll   card   [4 ] ,  entry   syst e m  [ 5], m on i tori ng syst em  [ 6] sen sory  s yst e m  [ 7], sm a rt car ds   [8 ] ,  agric ultur e  [9],  a nd  pa r king [1 0] .   Re search   an d  dev el op m ent  is  unde r way  to  a dap t  R FID  for  us e  as   an   in for m at ion   car rier.   RFI D  us e s   nonc on ta ct   wir el ess  rad i o - fr e qu e ncy  (R F)   wav e s  to  tra nsfer  data  [ 11] .  I n  gen e ral,  RF I D  ta gs  can  be  div id e d  into  act ive  an d  passive  ty pes  dep e ndin g  on  t heir  po wer   s ou rce.  A  passi ve  RFID   ta g  does   no t  hav e  a n  in te rn al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  a port ab le  r adio - fre qu e ncy - ide ntif ic ation   re ader  capable t o re a ding  a user…   ( Aji b  Sety o  Arif in )   1539   powe r  source ,  wh e reas  an  act ive  RFID   ta g  do e s  [12] .  T he   RFID   syst em   consi sts  of   tw o  com ponen ts:   a  ta g  and   a  rea der.  The  ta g  is  placed  on  the  obje ct   fo r  ide ntific at ion ,  w hile  the  reade r  is  a  dev ic e  to  rea d/ wr it e  inf or m at ion   on  the   ta g  [13] .  The   ta g  c on ta ins  an  a nten na  a nd   a n  a ppli cat ion - s peci fic  integ rated   ci rcu it   con ta ini ng  a  m e m or y  in  w hich  data  are  store d.   T he  re ader   c onsist s  of   a n  a nten na,  an  RF  m odul e  for  com m un ic at ion   with  ta gs ,  a nd  a  co ntr ol  m od ule  for  com m un ic at io n  with  exter nal  interfa ces  su c h  as  pe r so na l  com pu te rs  to  process  i nfor m at ion   e xch a ng ed  f ro m   the  re ader   [14] .  T he   ta g  act s  as  a  trans ponder  a nd  the  read e r  as   a n  in te rr ogat or.   T he   rea der - ante nna  area   is  di vide d  i nto   t wo  m a in  pa rts:  the   ne ar  a nd  fa r  fiel d.  T he   near   fiel d  us es   the  pr inci ple  of   in duct ive  co up li ng,  wh il e  the  far   fiel d  us e s  back scat te ri ng  co up l in g  [15] .  The   RFID   read e r  c omm un ic at es  with  the  ta g  vi a  an  RF  cha nn el .  The  rea de r  al so   pe rfor m s  anti - colli sio n  prot oco ls   to ensu re th at  no c omm un ic at i on con flic t occ ur s  b et ween t he  tags  [16] .    A   t e m p e r a t u r e   m o n i t o r i n g   s y s t e m   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d   u s i n g   R F I D - b a s e d   c o m m u n i c a t i o n   c a r r i e r   [ 1 7 ] .   As  a p art of th e syst e m , a  li g htweig ht UHF R FI D  rea de r  ha s b een d e vel oped wit h  sensi ng  r a nge up to  0.31  m .   A  sli ghtl y  im p rovem ent,  a  U HF   R FID  reade r  for  i nv e ntor y  an d  trac king   of  s urgical   e qu i pm ent  has  bee n  desig ne d  with   read i ng   distanc e  up  to  0.4  m   i n  [ 18] .  W it h  im pr ov em ent  in  read i ng  dista nc e  up  to  1.3  m ,  Vera   et   al.   desi gn e d  a  UHF  RFI D  read e r  f or   dete ct ing   go ods  or  people  [ 19] .  T his  im pr ov em e nt  has  bee n  ac hieve d  by   us in g  doub le - anten na  sen so r  ta g.  A  U H F  RFID   rea de r   fo r  trac king  pa ti ents’  locat io n  with  m ulti pl e  ta gs   has  bee n  im ple m ented  with  se ns in g  ra ng e  up  to  3. 8  m   [2 0].  This  syst e m   us es  m ulti ple  RF ID   ta gs   as  br ac el et s  to  locat e  the   pa ti ents.  The  re adin g  dista nce  w as  im pr ov e d  up   t o  1.3  m .  More ov e r,   a  U HF   RF ID   reade r  with   passive  sens or   ta g  syst e m   for  ne w  bo rn   m on it ori ng  ac hieved   t he  rea d  range  8.25   m   [21].  H oweve r ,  tho s e   RFID   rea der s  do   not  com ply  with  I SO   18000 - 6C  f or   acce ssing   us e r  m e m or y  ban k.  Co m pl ia nt  with  the  I S O   sta nd a rd  is  im portant  for  wi de  range  de vice  com patibil it y.   Mo reove r,   ca pab il it y  for  ac cessi ng  use r  m e m or y  bank  is  n eces s ary f eat ure  for t ag - se nsory sys tem .    R F I D   t a g s   t h a t   c om p l y   w i t h   t h e   I S O   1 8 0 0 0 - 6 C   s t a n d a r d   a r e   m a r k e t e d   u n d e r   t h e   n a m e   e l e c t r o ni c   pro d u c t   c o d e   ( E P C )   G e n   2   t a g .   T h i s   t a g   c o n s i s t s   o f   f o u r   m e m o r y   b a n k s :   a n  E P C ,   a   t a g   i d e n t i f i e r   ( T I D ) ,   a   r e s e r v e   m e m o r y ,   a n d   a   u s e r   m e m o r y .   T h e   E P C   b a n k   s t o r e s   E P C   b i n a r y   e n c o d i ng ;   t h e   T I D   b a n k   s t o r e s   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   t a g ,   s u c h   a s   t h e   t y p e   o f   p h y s i c a l   o b j e c t   t o   w h i c h   i t   i s   a t t a c h e d ;   t he   r e s e r v e   b a n k   c o n t a i n s   a   p a s s w o r d ;   a n d   t h e   u s e r   m e m o r y   b a n k   p r o v i d e s   a   v a r i a b l e   m e m o r y   s i z e   f o r   s t o r i n g   a d d i t i o n a l   d a t a .   T h e   u s e r   m e m o r y   b a n k   i s   n o t   a l w a y s   a v a i l a b l e   i n   t he   t a g   [22] ;   h e nc e ,   t h e r e   a r e   o n l y   a   l i m i t e d   n um b e r   o f   R F I D   r e a d e r s   c a p a b l e   o f   r e a d i n g   t h e   u s e r   m e m o r y   b a n k   [23] ,  [24] .   M o r e o v e r ,   a   w e l l - k n o w n   R F I D   p r o b l e m   i s   i t s   s ho r t   s e n s i n g   d i s t a n c e .   F o r   a   l a r g e r   s e n s i n g   d i s t a n c e ,   R F I D   u s e s   t h e   a c t i v e   t a g ,   w h i c h   n e e d s   r e g u l a r   b a t t e r y   r e p l a c e m e nt .   A n o t h e r   s o l u t i o n   i s   t o   u s e   a   p o r t a b l e   R F I D   r e a d e r   t o   i n c r e a s e   t h e   s e n s i n g   d i s t a n c e   u s i n g   i t s   m o bi l i t y .   This  pap e r  pro po s es  a  porta bl e  RFID  rea de r  ca pab le   for  r eadin g  a nd  w ri ti ng   a  us e r  m e m or y  bank.   The  pro po se d  RFID   rea der   i s  desi gn e d  to   us e  lo w - cost  de vices  wi dely   avail able  on  t he  m ark et   for   easy   reprod uction  by   researc her s , ed ucat or s ,  a nd  d evel op e rs,  ev en  in d e velo pin g  c ou ntries.  T his  pa pe r  is  or gan iz e d  as  fo ll ows :  Se ct ion   2   pr es en ts  the  RFID - r eader  desig n;   Sect ion   3   des cribes  the  e xp erim ental   scen arios;   Sect ion   4   prese nts the  r es ul ts  and d isc us si on ;   an d  Sect io n 5   pr ese nts t he  c oncl us i on.       2.   RFI D REA D ER D E SIG N   The  RFI D - rea der   desig n  c onsist s  of  RFI D  w ork flo w,   hard war e,  a nd   so ft war e  c ompone nts.  T he  RFID   w orkf l ow  ex plains   ho w  the  RF I D  re ader   pe rfor m s  it s  sensing,  processin g,  an d  disp la yi ng  ta s ks ;  the   RFID w ork flo w  is i m ple m ented  by a ssem bl ing  t he har dwa re c om po ne nts  and d e velo pi ng the s of t war e .     2.1.      RFI D  w orkfl ow   The  RFI D  rea de r  m us t  per for m   three  functi ons:  sensi ng,  processin g,   a nd  d isplay in g.   Se ns in g  ai m s  to  detect   the  pr es enc e  of  ta gs   w it hin   reach  of   t he  rea der .  T he   pr ese nce  of  ta gs   is  ind ic at ed  by  read i ng   the  EPC,   TID,  res er ved,  and  us e r - m e m or y - ba nk  data.  Pr oc essin g  refe rs  to  t he  proc essing  of  bi nary   data  from   the  RFI D   m od ule  to  the  Ardu i no  m od ul e.  Bi nar y  data  pr oc essin g  inc l ud es  c onversi on   of   bi nar y  da ta   into  hex a de cim al ,   read i ng  m od e  (c on ti nu ou s   or   disc rete),  da ta   sel ect ion ,  and  rea ding  durati on.   Dis play ing   is  t he  act   of   pr ese ntin g  the  d at a  pr ocesse d  by  the A r duin o  m od ule  on  t he   li qu id - cryst al  d isplay   ( LCD )  screen .  LC D - s cree n  op e rati on ca n be  us e d  to  selec t t he  ty pe  a nd  nu m ber   of tags  to be  disp la ye d.   T h e   r e a d e r   b e gi n s   t o   w o r k   w h e n   t h e   t a g   i s   i n   t h e   r e a d e r ’ s   f a r   f i e l d ;   t h e n ,   t h e   r e a d e r   c a n   d e t e c t   c h a n g e s   i n  t h e  f i e l d .  T h e  a n t e n n a  o n  t h e  r e a d e r  p r o p a g a t e s   t h e  e l e c t r o m a g n e t i c  w a v e s ,  w h i c h  a r e  t h e n  c a u g h t  b y  t h e  t a g ’ s   a n t e n n a ,   i n d u c i n g   a n   a l t e r n a t i n g   v o l t a g e   t h a t   i s   t h e n   r e c t i f i e d   b y   t h e   d i o d e   c om p o n e n t .   T h e r e a f t e r ,   t h e   c a p a c i t o r   c om p o n e n t   s t o r e s   t h e   v o l t a g e   a s   a   p o w e r   s o u r c e   f o r   t h e   t a g .   A   l o a d   m od u l a t i o n   t h e n   m o d u l a t e s   E P C ,   T I D ,  r e s e r v e d ,   a n d   u s e r   m e m o r y   d a t a   w h e n   t h e   t a g   i s   p o w e r e d .   T h i s   l o a d   m o du l a t i o n   i s   d e p e n d e n t   o n   t h e   r e c e i v e r   s i d e .  I f  t h e  l o a d  i s  l a r g e ,  t h e  c i r c u i t  w i l l  o p e n  a n d  t h e r e  w i l l  b e  n o  c u r r e n t  f l o w  o n  t h e  r e c e i ve r  a n t e n n a ,  s u c h  t h a t   t h e r e   i s   n o   b a c k s c a t t e r .   W h e n   t h e   l o a d   i s   s m a l l ,   t h e   c u r r e n t   f l o w s   t o   t h e   r e c e i v e r   a n t e n n a   t o   p e r f o r m   b a c k s c a t t e r i n g .   A f t e r   b a c k s c a t t e r i n g ,   t h e   r e a de r   r e c e i v e s   t h e   t a g   d a t a .   A l l   d a t a   a r e   e x p r e s s e d   i n   b i n a r y   c o d e   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  15 38   -   15 49   1540   s e n t   t o   t h e   A r d u i n o   U N O   f o r   f u r t h e r   d e c o d i n g .   T h e   A r d u i n o   c a n   d e c o d e   h e x a d e c i m a l   o r   b i n a r y   c o d e   b a s e d   o n   w h a t   h a s   b e e n   w r i t t e n   a n d   u p l o a d e d   b y   t h e   A r d u i n o .   T h e n ,   t h e   A r d u i n o   U N O   o n l y   n e e d s   t o   r u n   t h e   c o d e ,   a f t e r   w h i c h   t h e   r e s u l t i n g   d a t a   di s p l a y e d   o n   t h e   L C D ,   t h u s   c om p l e t i n g   t h e   r e a d i n g   p r o c e s s .     2.2.     H ardw ar e  com ponent   F i g u r e   1   s h o w s   t h e   m a i n   a n d   a u x i l i a r y   h a r d w a r e   c om p o n e n t s .   T h e   m a i n   c om p o n e n t s   a r e   i n s i d e   o f   t he   r e c t a n g l e   a n d   c om p r i s e   t h e   i n t e r r o g a t o r ,   p r o c e s s o r ,   i n t e r f a c e ,   a n d   p o w e r   s u p p l y .   T h e   i n t e r r o g a t o r   u s e s   a n   u l t r a - h i g h - f r e q u e n c y   R F I D   m o d u l e   e m pl o y i n g   b a c k s c a t t e r i n g   m o d u l a t i o n .   T h e r e a f t e r ,   b a c ks c a t t e r i n g - m o d u l a t i o n  p r o c e s s   o c c u r s ,   a n d   t h e   U H F   R F I D   m o d u l e   r e c e i v e s   t h e   t a g ’ s   d a t a ,   w h i c h   a r e   f o r w a r d e d   t o   t h e   p r o c e s s o r   o r   c o n t r o l   s e c t i o n.   T h e   R F I D - r e a d e r   m o d u l e   u s e d   i s   t h e   S p a r k F u n   S i m ul t a n e o u s   R F I D   T a g   R e a d e r ,   w h i c h   c om p l i e s   w i t h   t h e   E P C   G l o b a l   G e n   2   ( I S O   1 8 0 0 0 - 6 C )   s t a n d a r d   w i t h   a   n om i n a l   b a c k s c a t t e r   r a t e   o f   2 5 0   k b p s   a n d   a   m a x i m um   po w e r   o f   2 7   d B m .   I n   a d d i t i o n ,   t h i s   m o d u l e   i s   a l s o   e q u i p p e d   w i t h   a n t e n n a - s e l e c t i o n   f e a t u r e s   by   w h i c h   u s e r s   c a n   c h o o s e   t o   e m p l o y   a n   o n - b o a r d   o r   e x t e r n a l   a n t e n n a   [25] .   T h i s   m o d u l e   w a s   c h o s e n   d u e   t o   i t s   I S O   1 8 0 0 0 - 6 C   s t a n d a r d   p e r f o r m a nc e ,   a l l o w i n g   i t   t o   a c c e s s   u s e r   m e m o r y   b a n k s ,   a n d   b e c a u s e   i t   c a n   b e   e a s i l y   f o u n d   o n   t h e   m a r k e t .   M o r e o v e r ,   t h i s   m o d u l e   i s   e q u i p p e d   w i t h   a n   o n - bo a r d   a n t e n n a   w i t h o u t   a n y   s p e c i f i c a t i o n ;   t hu s ,   i t   c a n   b e   i n s t a l l e d   u s i n g   a n   e x t e r n a l   a n t e n n a .   T h e   c om p o n e n t   us e d   a s   a   p r o c e s s o r   i s   t h e   A r d u i n o   U N O ,   n a m e l y ,  t he   S p a r k F u n   R e d B o a r d .   T h e   A r d u i n o   U N O   p r o c e s s e s   t h e   c o d e   i n   t h e   f or m   o f   b i n a r y   e n c o d i n g   s e n t   b y   t h e   i n t e r r o g a t o r ;   by   r u n n i n g   t h e   c o d e   w r i t t e n   a n d   u p l o a d e d   b y   t h e   h o s t   c om p o n e n t ,   t h e   l a p t op ,   w h i c h   c o n t a i n s   t he   A r d u i n o   I D E   s o f t w a r e ,   w i l l   f i n i s h   d a t a   p r o c e s s i n g .   T h e   h o s t   c om p o n e n t   i s   c o n n e c t i n g   v i a   a   s e r i a l   p o r t .   W e   s e l e c t   A r d u i n o - b a s e d   c om p o n e n t s   f or   r a p i d   d e v e l o pm e nt   a n d   p r o t ot y pi n g   o f   n e w   s y s t e m s .   T h e r e   a r e   t w o   o p t i o ns   f o r   d i s p l a y i n g   t h e   r e a d i n g   d a t a :   us i n g   a   s e r i a l   m o n i t o r   o r   u s i n g   a n   L C D .   B o t h   o p t i o n s   d e p e n d   u p o n   t h e   r e a d i n g   m o d e  s e l e c t e d   b y  t h e  u s e r .  I f  t h e  u s e r  c h o o s e s  a  c o n t i n u o u s  r e a d i n g   m o d e ,  t h e  r e a d i n g  i s  o n l y   t o  b e  d i s p l a y e d  o n  t h e   s e r i a l   m o ni t o r .   B y   c o n t r a s t ,   i f   t h e   u s e r   s e l e c t s   a   n o n c o n t i n u o u s   r e a d i n g   m o d e ,   t h e   r e a d i n g   r e s u l t s   c a n   b e   s e e n  o n   t h e   s e r i a l   m o n i t o r   a n d   L C D .   T h e   b u t t o n   o n   t h e   L C D   m a k e s   t h i s   t o o l   m o r e   i n t e r a c t i v e   w i t h   t h e   u s e r .   W e   u s e d   a n  L C D   m o d u l e  w i t h  a  k e y p a d   [26] .  A n  i n t e r m e di a t e  d e v i c e  c a l l e d  a n  I 2 C   b a c k p a c k  i s  u s e d  t o  c o n n e c t   t h e  L C D   a n d   t h e   A r d u i n o   [27] .   T h e   R F I D - r e a d e r ’ s   p o w e r   s u p p l y   u s e s   a   p o w e r   b a n k   o f   1 0 , 0 0 0   m A h .   The  a ux il ia ry  c om po ne nts  out side  of  the  rect ang le   c onsist   of  a  ta g  a nd  a  host.  I n  this  pa pe r,   we  us e d  two  ty pe s  of   ta gs :  sta nda rd iz e d  a nd  no ns ta ndar dized   ISO  18,00 0 - 6C.  Th e  host  is  a  la pt op  r unni ng  Mi cro s oft   W i ndows Oper at ing   Syst em .  The  host  is  use d  f or  s of t war e d evel op m ent  a nd  de plo ym ent.  F or  operati on   it sel f,   the host is  not  us e d.           Figure  1. Ha rdwar e  co m pone nt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  a port ab le  r adio - fre qu e ncy - ide ntif ic ation   re ader  capable t o re a ding  a user…   ( Aji b  Sety o  Arif in )   1541   2.3.     S oftware  design   Figure  2  prese nts  the  s of t ware  wor kf lo w  for  t he  RF ID   rea der.  Wh e n  sta r ti ng   the  pro gr a m ,  the  use r   m ay   cho os e b e tween  tw o  rea de r  w orkin g  m od es:   co ntinuo us  or  n onc on ti nuous.  If   th e  us e r  does  not  de fine  the   read i ng   m od e,  then  the  read e r   def a ults  to  the   nonc on ti nu ous  m od e.  I f  the  us er  sel ect s  th e  con ti nu o us   m od e,  the  read e r  reads  the  RSSI,   fr e qu e ncy,  an d  E PC  durin g  the  ta g - rea ding  du rati on.  The  dat a  are  then  displ ay ed   on  a  se rial   m on it or  with  a   predete rm ine d  baud   rate  of  115,2 00  bps .  Bot h  proces ses  co ntin ue  un ti l  a   pr e determ ined  tim e.  If   the  pr ogram   keep s  read in g  beyo nd   this  tim e,  the n  the  read e r  w il l  stop   read in g.   T he   LCD  does  no t  su pp or t  this  m od e ,  su c h  that  wh e n  this  m ode  ta kes  place,  t he  LCD  s witc hes  off  t o  m ini m iz e  the po wer co nsum ed.           Figure  2. S of t war e  work flo w   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  15 38   -   15 49   1542   Me anwhil e,  if   the  use r  sel e ct s  the  no ncontinuo us   m ode,  the  read e r  read s   the  E P C,  TI D,   us er   m e m or y,  kill   p assw ord,   an d  a ccess  pass wor d  from   the  ta g  within  it s  read in g  range.  Aft erw ar d,   the  use r  can  choose  w hich  data  they   wan t  to  dis play   on  t he  LC D.   T he  r eadin g  process   can  be  rep eat e d  if  t he  us er   w ants  t o  read an oth e r  ta g; o t herwise, t he reade r  te rm i nates the  r ea di ng.       3.   E X PERI MEN TAL S CEN A RIO S   To  determ ine  the  perform ance  of   the  RFI D  rea der ,  we  m easur ed  it   exp e rim ental l y  in  te rm s  of   par am et ers  including  RR SI,  sensi ng   range,  ou t pu t  po wer,  an d  abil it y  to  detect  a  nu m ber   of  ta gs   si m ultaneou sly .  Its  pe rfor m ance  was  m easur e d  for  a   va r ie ty   of   diff e re nt  ante nnas  a nd  ta gs.  The   an te nn as   include d  the  on - boar d  anten na ,  an  om nid ire ct ion al   anten na   with  2 - dBi  gain,   an d  a  m ic ro strip  anten na  with  6 - dBi  gai n.   Me a su rem ents  we r e  car ried  out  unde r  t wo  co nd it ion s:  L OS   a nd  NL OS .   I n  t he   LO S  c onditi on,  we   ens ur e  that  the re  are  no  obst r uctions  betwee n  the  rea der   a nd   t he  ta g;  both  are  instal le d  at   a  heigh t  of   1  m   above  le vel  groun d,   as  s how n  in  Fi g ure   3.   Me asur em ents  ar e  m ade  us ing   a  sp a rse  va riat ion   of   1  m   and  a   cl os est   distanc e  of   1  m .  Fu rt her m or e,  in  N LOS   c onditi ons,  m easur e m ents  wer e  m ade  i ndoors  with  a  wall   of  thickne ss  13. 1  c m   act ing   as  a  barrier  bet wee n  the  rea der   a nd  the  ta g.   T he  read e r  an d  ta g  are  placed  s uc h  th at  they   are  the  sa m e  distance  from   the  wall .  The  dista nce  bet ween   t he  tw o  is  var ie d  f ro m   1  m   to  6  m   with  a n  increm ent  of   1  m .  The  read er   and   ta g  are  placed  at   a  height  of   1  m ;   the  plan  an d  reali zat ion   of  rea der - a nd - ta g  placem ent can be see n  i n  Fi gures   4( a )   a nd (b), res pecti vely .           Figure  3. Me as ur em ent o f  the   li ne  of sig ht  (L OS )  sce nar i o         (a)     (b)     Figure  4. N on  l ine of si gh t  ( N LOS) sce nar i o: ( a)  Placem ent o f  the ta g  a nd the  read e r  a nd (b) R eal iz at ion   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  a port ab le  r adio - fre qu e ncy - ide ntif ic ation   re ader  capable t o re a ding  a user…   ( Aji b  Sety o  Arif in )   1543   4.   RESU LT S   A ND  D IS C USS ION   4 . 1.       RFI D - re ad er  speci fica tion   Figure  5  sho w s  the  RFID   rea der   that  we  co ns tr ucted.   T he  Ardu i no  m ic ro con t ro ll er  use s   a  Sp arkf un   Si m ultaneo us   RFID   m od ule;   this  RFID   re ader   is  eq uipp ed  with  a n  L CD  keypa d  s hi el d  with  butt on s  for   op e rati on  a nd   a  m od e  for  s upportin g  m ob il e  w ork  that  doe s  not  nee d  per s on al   c om pu te r  or   la ptop.  The  LC D   can  dis play   li s t  of   obser ve d  RFID   ta gs,  ac cess  ty pes  of   m e m or ie s  includi ng,  EPC,  T ID ,  us er  m e m or y,  a nd   pass word.  T he   RFI D - reade r ’ s  pac ka ging  is   eq uippe d  with  a   tra ns pa re nt   acryl ic   box  of  com pact  sha pe   t o  su pp or t  porta bili ty .           Figure  5. Re al iz at ion   of RFI D  r ea der       Table  1  s ho ws  t he  pro posed  RF I D - rea der’s  s pecific at ion s.   T he  r eader   ha s  dim ension s   of    129  ×  129  × 60  m m   and   an  anten na  of  223  ×  200  ×  60  m m .   The  read e r  is  separ at e d  fro m   the  antenn a, m aki ng  it  easie r  to  place t he  a nten na f or  m axim u m  s ensiti vity . Th e  protoc ol  us ed   by the  rea der  is  I S O 180 00 - 6C.  Thi s   read e r  ca n  op erate  in  se veral   countries,  s uch   as  Am erica,  Eu r op e ,  C hin a,   I nd ia ,   S ou t h  K orea,  A us tral ia ,  Japa n,   Ind on e s ia ,  an d  m any  oth e rs.   The   f re qu e ncy  ca n  be   ad j ust ed  from   860  to  960  MHz  by  the  us e r .  T he  read e r  al so   has   an  ou t pu t  po w er  of   5 – 27  dB m   with  an  incr e m ent  of   1  dB m .   Fu rthe rm or e,  12   m   is  the  far thest   read i ng   distan ce  achieve d  by   the  read e r  dur ing   L OS   c ondi ti on s.  T he  a ntenn a  has  a  gain   o f  6  dBi.  Ba s ed  on   the  RFI D  m od ule’s  datasheet ,  this  rea der   ha s  a  receivin g  s ensiti vity   of   − 59   dBm   [28]   a nd   ca n  read   m ulti ple  ta gs   at   once ,  owin g  to  it s  a nti - colli sion  prot oco l.   This  rea de r  is  al so   e quipp e d  with  LC D  to  s how  t he  sensing   ta gs .  The  pro gram   is  wr it te n  in  the  Ardu i no   la ng ua ge.   T he   read er  ca n  rea d  par ti ti ons  fro m   the  us er  m e m or y  bank by  directl y addressi ng th e d at a a nd it s leng t h.   Table  1  al so  c om par es  the  pr opos e d  RF ID  r eader   with   ot he rs  a vaila ble  on  the   m ark et ,  inclu ding  th e  RFD72 06E  RAI N  U HF   I nt egr at ed  Re a de r  Wr it er  [23 ]   and   the  Mi niature  I nteg r at ed  RFI D  Re ade r   CL720 6B7A  with  RJ 45   [ 24] .  Seve ral  sp ec ific at ion s  a re  c om par ed,  inclu ding  dim ension s,  prot oco l,   w orki ng   fr e qu e ncy,  out pu t  po wer,  rea ding  distance ,  anten na  gai n,   work i ng  m od e,  and   the  abili ty   to  read   us e r  m e m or y  with  a   pa rtic ul ar  ad dress.   T hese  c om par ison s   s how   that   eve n  t hough  the  propose d  RFID   rea de r  r e m ai ns   separ at e d  from   the  a nten na,   i t  is  sti ll   le ss  c om pact  than  t he  tw o  read e rs   on  the  m ark et   that  f us e  the   read e r  ci rcu it   with   th e  anten na .  T he   prot oco l  us e d  by  the   th ree  RFID  rea ders  i s  the  sam e,  na m el y,  IS O  18000 - 6C,   wh il e  the   pro pose d  RFI D  rea der   has  a   br oa der   w orkin g - frequ e ncy  c ov e r age,  al lo wing  i t  to  be  us e d  in   m or e  countries.  T he   two  RFI D  re ader s  [23] ,  [ 24]   hav e  outp ut   po w ers  ra ng ing   f r om   0  to  30   dBm ,  wh il e  the   pro po se d  RFI D  read e r  pro du ces  a  sm al le r  r a ng e  o f   po wer from   5  dBm   to  27 d Bm .  The  i ncr em ental   po wer s   of  the  three  rea de rs  is  the  sam e,   nam ely,  1  dBm .   The  two  re ader s  have  rea ding  distance s  up   to  8  m ,  wh il e  the   pro po se d  RFI D  rea der ,  e ve n  though  it   us es  le ss  powe r  (25  dBm ),   can  achieve  rea ding  dis ta n ces  as  la rg e as  12   m .  The  antenna  gain  of   t he  pro posed  R FID  read e r  is  6  dBi ,  w hile  the  ot he rs  [ 23] ,  [ 24 ]   hav e  gai ns   of  6  dBi  and   5  dBi,  res pecti vely .  Sensi ti vity   is  an  i m portant  pa ram e te r  for  RFI D,   a nd   knowin g  th e  read e r’ s  se nsi ti vity  can  al low  t he  read i ng   distan ce  to  be  est im at ed.   T he  pr opos e d  RFI D - rea der’s  se ns it ivit y  is  −64   dBm ,   wh il e   the o t her tw o  r eaders  do n ot inclu de  this  p a r a m et er o n t he data sh eet .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  15 38   -   15 49   1544   Table  1.  C om par iso n of RFI D - rea der sp ec s   Sp ecs   The p rop o sed  RFID  reade r   RFD7 2 0 6 E  RAIN  UHF  Integ rated Read er   W rit er  [ 2 3 ]   Miniatu re  Integ r at ed  RFID - reader   CL7 2 0 6 B7 A with RJ 4 5   [2 4]   Di m en sio n s (leng th  ×  wid th  ×  h ig h t)  in  m m   Read er:  (12 9  ×  1 2 9  ×  6 0 )   an ten n a: ( 2 2 3  ×  2 0 0  ×  6 0 )   Read er  an d  anten n a:   1 6 4  ×  1 6 4  ×  4 9 .6   Read er  an d  anten n a:   1 6 4  ×  1 6 4  ×  4 9 .6   Proto co l   ISO  1 8 0 0 0 - 6C   ISO  1 8 0 0 0 - 6C   ISO  1 8 0 0 0 - 6C   Frequ en cy   FCC  ( NA ,  SA )  9 1 7 .4 – 9 2 7 .2  MHz;  8 6 5 .6 – 8 6 7 .6  M Hz;   TRAI  (I n d ia)  8 6 5 – 8 6 7  M Hz;   KCC  ( Ko re a)  9 1 7 – 9 2 3 .5  MHz;   ACMA  (Aus tralia )  92 0 – 9 2 6   MHz;   SRR C - MI I  ( P.R.  C h in a)  9 2 0 .1 – 9 2 4 .9 MHz;   MI C  (Jap an )  9 1 6 .8 – 9 2 2 .2  MHz;  “ Op en ” ( cu s to m i zabl e  ch an n el plan ; 85 9 –   8 7 3 ,  9 1 5 – 9 3 0  M Hz)     USA: 90 2  M Hz – 9 2 8  M Hz   (FCC p art  1 5 )   EU:  8 6 5 – 8 6 8  M Hz  (E TS I  EN  3 0 2 2 0 8 )  CN:  920 – 9 2 5  M Hz ( C MI I T)   9 2 0  M Hz ～ 9 2 3  M Hz,  8 4 0  M Hz ～ 845  MHz  an d  FCC, 90 2  M Hz ～ 9 2 8  M Hz   an d  E TSI ,  8 6 5  M H z ~  8 6 8  M Hz   Ou tp u t po wer   5 – 2 7  dB m   0 – 3 3  dB m   0 – 3 3  dB m   Po wer  ad ju st m en t   ±1  dB m   ±1  dB m   ±1  dB m   Read in g   d istan ce in  LOS  co n d itio n s   Up  to 1 2   m   Up  to 8   m   Up  to 8   m   An ten n a gain   6  dB i   6  dB i   5  dB i   Read er  sen sitiv ity   −6 4  dB m   No t availab le on  the  d atash eet   No t availab le on  the d atash eet   An ti - co llisio n   Yes   Yes   Yes   W o rkin g   m o d e   Fixed/Mo b ile   Fixed   Fixed   Equ ip p ed   with  L CD   Yes   No   No   Prog ra m m i n g   lan g u ag e   Ardu in o   .NE T/C/C#   .NE T/. N ET  Co r e/ C++/J av a SDK   An d roid  platf o r m   Has th e abilit y  to r ead  m e m o ry u sers b y   sp ecial a d d resses   Yes   Yes   Yes   Price  (I DR )   4 ,91 6 ,659   1 9 ,00 0 ,0 0 0   1 0 ,00 0 ,0 0 0       Me anwhil e,  the  two  read e rs  on  the  m ark et   ha ve  a  fixed   w orki ng   m od e  or  d epe nd  upon  the  la ptop  for   op e rati on.  I n  con t rast,  the  pro po s ed  RFI D  re ader   ca n  wor k  bo t h  w hen   c onnected  an d  w he n  not  connect ed  to   the  la ptop,  bec ause  it   is  eq uipped   with  a n  L CD  to  disp la y  the  rea ding  re s ults.  T he  th ree  read e rs  hav e   a n  a nti - colli sion   prot oc ol,  w hich  al lows   them   to  read   m ult iple  t ags  at   a  tim e.  All  three  reade rs  can  rea d  the  us e r   m e m or y  bank  with  a  s pecific   ad dr ess .  T he  pro po se d  RF I D  rea de r  can   be  program m e d  us in g  the  A r du i no   pro gr am m ing   la nguag e ,  w hil e  the  RFD 7206E  RA IN   U H F  In te gr at e d  Re ader   Wr it er   can  be  pro gra m m ed  us in g  la ngua ge s  su c h  as   . NET ,  C,  a nd  C# ,  a nd  the   Mi niatur e  In te gr at e d  R FI D - re ade r  CL 7206B7 A  with   RJ4 5  can  us e  .N E T,  .N ET  Co re,  C+ +, or Ja va SD K Andr oid  platfo rm s.   The  RFD 7206 E  RAI N  U HF  In te grat ed  Re ader   Wr it er  ha s  the  highest   pr ic e  of  the  three  ( ID R  19,00 0,000 ),   wh il e  the  Mi ni at ur e  I ntegr at ed  RFI D - reade r  CL7 206B7A  with  RJ4 5  costs  I DR  10, 000,0 00.   Me anwhil e,  th e  cost  sp ent  on   m anu factu rin g  the  propose d  RFID   re ade r  is  on ly   ID R  4,9 16, 659;  howe ve r,   this   do e s  no t c onsider  the s oft ware - de velo pm ent co st.     4 . 2.       RS SI   ver sus   dis tance  i n a   LOS   scen ar io   Figure  6  s how s  the  RSSI  m e asur em ents  in  a  LOS   sce nar i o.   T he  RSSI  va lue  can  be  see n  to  dec rease   as  the  distance   betwee n  t he  r eader   an d  t he  t ag  inc reases .  R SSI   data  wer e   ob ta ine d  from   six  diff e ren t   ta gs   t hat  can  be  cl assifi ed  into  tw o  gr oups :  ISO  an d  non - ISO.  T he   IS O  ta gs   c onsist   of   passi ve   con ta ct le ss  ta gs   an d  windsh ie l d - sti c ker   ta gs,  w herea s  the  non - ISO  ta gs   co ns ist   of   a  j e welry - la bel  ta g,   a  passi ve  on - m et al   tag ,  a n  Im pin j   Mon za  ta g,   an d  a  la udry  ta g.   At  a  m a xim u m   distance  of   4  m ,  alm o st  al l  ty pes  of   ta gs   can  be  det ect ed   by  the  rea der   a nd  only   tw o  ty pes  of  ta gs  can   be  detect ed   at   a  dista nce  of   11  m ,  bo th   of  t hem   IS O  1800 0 - 6C - sta nd a rd iz e d.   These  res ults  conf irm   that  t he  ch oice  of   t ag  ty pe  can  af fect  the  op e rat ion al   distance  of   the   read e r.   T he  int eresti ng   t hing  about  this  m ea su rem ent  is  the  read e r’ s  a bili ty   to  detect   ta gs   up   t o  RSSI  − 63.75   dBm .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  a port ab le  r adio - fre qu e ncy - ide ntif ic ation   re ader  capable t o re a ding  a user…   ( Aji b  Sety o  Arif in )   1545       Figure  6 .  RSS I  v e rsu s  d ist a nc e in  a  LO S sce nar i o wit h  ta g  var ia ti on       4 . 3 .       RS SI   ver sus   dis tance  i n a   NL OS  sce na ri o   Figure  7  s how s  the  resu lt s  of  RSSI  m easur em ents  in  the  NLO S  sce na r io.  RSSI  is  obser ve d  to  decr ease  w hen  the  distance  be tween  the  rea der   a nd  the  ta g  increases .  He r e,  there  a re  onl y  three  ta gs   th at   ca n  be  detect e d  at   a  distance  of   m or e  than  1  m ,  with  the  grea te st  detect ion   distance  bein g  5.5  m .  The  m a xim u m   detect ion dista nce is less  tha n 5 0%  t hat in L OS  sce na rios.           Figure  7. RSS I  v e rsu s  d ist a nc e in a NL OS sc enar i o wit h  ta g va riat ion       4 . 4 .      Nu mbe r  of  t ag s  re ad   ve rsus   dis tance   Figure  8  s how s  that,  at   a  distance  of  1  m ,  the  read e r  can  re ad  al l  14   of   14   ta gs   in  the  L O S  co nd it io n;  in  the  NL OS   c onditi on,  the  m axi m u m   nu m ber   of   ta gs  rea d  was  on ly   11.   At  a  distance  of   12   m ,  on ly   on e  ta g  respo nd e d,  an d  beyo nd  this   distance ,  the   read e r  ca nnot   read  any  ta gs  at   al l  in  LO S  co ndit ion .   I n  bo t h  conditi ons,  the   gr a ph   e xhibit s   decr ease  with   increasin g  distance.  T he  rela ti on s hip   be twe en  the  distance   and  the  m axi m u m   nu m ber   of   ta gs  that  was  read   was  in versel y  pro por ti on al   t o  the  distance  i ncr ease — the  great er  the d ist a nce,  t he  f e wer  ta gs  ca n be  read.   Dista nce  af fect s  the  RSSI  value  beca us e  the   read e r’ s  el ect r om agn et ic   waves  will   at te nu at e  their  way   into  the  ta g.  T he  great er  this  distance  a nd   th e  gr eat er  t he  tr ansm itte d  wave’s  at te nu at io n,  the  le ss  ene rgy   that  the  ta g  will   re cei ve.   I f  the  distance  is  too   great ,  the  e nerg y  received  by  the  ta g  will   be   too   sm al l;   in  su c h  a  case,  the   ene r gy   will   no t   be   s uffici ent  f or  th e  ta g  t o  tra ns m it   data  in  t he  form   of   re flect ed   wa ves  t o  the   r eader .   Unde r  othe r  c onditi ons,  the  t ag  will   sti ll   ref le ct   wav es  but   with  le ss  pow er;  there fore,  t he  RSS I  val ue   read s   lowe r.   The  r ea der   will   sti ll   b e  able  to  read   ta gs   with  a  high  RSSI  value  at   a  read ing   distance  of   11   to   12   m ,  wh il e  th os e  wi th  a  sm a ll er  R SSI   value  will   no t  be  le gib le .  The refor e ,  th ere  is  a  reducti on   in  the  m axi m u m   nu m ber   of tags  r ea d  as  distanc e increase s.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   23 , N o.   3 ,  Se ptem ber   20 21 :  15 38   -   15 49   1546       Figure  8. The   nu m ber   of tags  d et ect ed  in  t he  LO S  a nd N L O S sce nar io s       4 . 5 .      Dist an ce   vers us   p ower  an d  anten na t yp es   Figure  9   s how s  the  eff ect   of  the  rea der - ante nn a  ty pe  upon  it s  detect ion   ab il ity.  Ther e  are   three  ty pe s   of  ante nn as ,  nam ely,  on - board,  om nid irect ion al ,  a nd  m ic ro strip.   L OS   a nd  NL O S  m easur em e nts  wer e   perform ed  by  var yi ng  the  tra ns m issi on   pow er  over  5 – 25  dBm .  LOS - m ea su rem ent  resu l ts  m ark ed  with   a  so li d   li ne  sh ow  that  the  m ic ro strip   antenn a  prov i des  the  best  re su lt s  with  a  great est   detect ion   distance  of  12   m .   Me anwhil e,  on - boar d  a nd   omnidirect io nal  a nten nas  re su lt   in  a  detect ion - distance  perfor m ance  of   le ss  t han   1  m ,  e ven   tho ug h  the  rea der   is   set   to  25   dBm   of   ou t pu t  po w er.  Cl os e r  to  the  NL OS   m ark ed  by  a  das he d  li ne,  the  m ic ro strip   anten na  sti ll   has  th e  great e st  detect ion  di sta nce.  T hese   resu lt s  c onfir m   that  the  ch oice  of  read e r - a nten na  ty pe  can  af fect  the  detect ion - dist ance  perf orm ance.           Figure  9. Per f orm ance d et ect ion o f  a n  RF I D reade r by ante nn a  ty pe       4 . 6 .      Mem ory  readin g   We s how  a se rial  co m m un ic ation  i nterf a ce th at  r ep rese nts how the R FID  r eader  accesses  al l  m e m or y  banks , as  s how n  in  Fig ure  10. We ca n  see  the   rea d  ar r ow tha t t her e is a  user  m e m or y ban k  read.     4 . 7.       Discussi on   A  porta ble  RFID   rea de r  m a y  be  a  good  so l ution   for  sensi ng   ov e r  a  la rge  area  wh il e  m ai ntainin g  a   low  powe r  co ns um ption.  More over,  a n  R FI D  rea der   t ha t  can  acce ss  a  us er  m e m or y  bank  obta in s  m or e   inf or m at ion   f r om   a  ta g;  how ever,  s uch  RFI D  read e rs  do  no t  te nd  t o  be   m ob il e  [23] ,  [24] .  T his  pa pe r  has   therefo re  propose d  a  portable  RFI D  re ade r  c apab le   of acces sing use r  m e m or y  ba nk s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n of  a port ab le  r adio - fre qu e ncy - ide ntif ic ation   re ader  capable t o re a ding  a user…   ( Aji b  Sety o  Arif in )   1547   We  ha ve  desig ned   t he  pro pos ed  RFI D  rea de r  with  a  com pa rab le   s pecifi cat ion   as  s how n  in  Table  2.  Our  RF ID   reade r  outpe rfo rm s   it s  com petit or s  in  te rm s  of   se ver al   par am et e rs,   s uc h  as  ra di us   ra nge  ( w hich  is  2  m   lon ge r)   a nd  cost - e ff ect ive ne ss  with  im pr ovem ent  being   25%  an d  - 50% ,  res pecti vely .  Howe ver,  we  s hould  no te  t hat this  p rice d oes n ot in cl ud e  resea rch.   Since  the  RFI D  operates  in  un li cen sed  s pe ct ru m ,  we  sh ould  c on si der   in te rf ere nce  f r om   te chn ologie s   that  us e  sam e   sp ect r um   su ch  as  LoRa  and   Zigb ee .  These   interfer e rs  ca n  deteri or at e  pe rfor m ance  of  RFID  read e r.   Howe ve r,   the  per for m ance  of   the  pro po se d  RF I D  rea der   ca n  e ven   be  im pr oved  us i ng   t he  hi gh - gai n  anten na  a nd  sta nd a r dized  ta g.  These   res ults hav e   bee n  i nv e sti gated  th rou gh  m easur em ent s  unde r  th e  L O S  an d  NLOS  sce na rios.  The re  c an   be  no  doubt  th at   the  perform ance  of  the   RFID  r ea de r  with  th e  NLOS  s cenar i o  decr ease d  du e   to  harder  pro pag at io n  of   th e  sign al s.  Howev e r,   the  perform ance  resu l ts  and   cha ract erist ic s  po i nt to  a  new  le vel of RF ID - read e r  te c hnol og y.           Figure  10. RF I D  r eads  all  m e m or y banks       Table.  2 Perce ntage o f  im pr ovem ent   Para m eter   RFID [ 2 4 ]   Prop o sed  RFID   %  I m p rov e m en t   Max. L OS Re ad in g  Distan ce ( m )   8   12   25   Price  (I DR )   1 0 ,00 0 ,0 0 0   4 ,91 6 ,659   - 5 0 .83 3 4       5.   CONCL US I O N   This  pa per   pro po s ed  a  porta bl e  RFID   rea der  capab le   of  acce ssing   us er  m e m or y  ban ks   on   RFID   ta gs.   The  rea der   wa s  desig ne d  us i ng   l ow - cost  de vices  widely   avail able  on  the  m ark et ,  suc h  as  A rduin o - base d  m ic ro co ntro ll e rs.   W e  s howe d  that  the  per for m ance  of   our  pro posed  rea de r   ou tpe rfor m ed  that  of   the  ref e ren ce   RFID   read e r  w it h  a  read in g  di sta nce  up  to  12   m .  The  pro po s ed  rea der   c ou l d  rea d  an d  w rite   al l  m e m or y  bank s   well ,  inclu di ng  EPC,  TI D,   res erv e d  m e m or y,  an d  us er   m e mo ry.   The   pr opose d  desig n  of  t he  RF ID  rea de r  ca n  be  a pp li e d  in   com m un ic at i on s   te ch nolo gy   for  SBEM ,   pa rtic ularly   wh e re  data  c ollec ti on   is  re qu i red.  More ov e r, t he pr opos e d rea de r  ca n  c ollec t da ta  o ve r  a  lar ge a rea  du e  to  it s  m ob il i ty .       ACKN OWLE DGME NTS   This  wor k was  su pp or te d by the Mi nistry  of  Re search  and  Tech no l og y R e public o f Ind onesi a  Gr a nt  2020  with c on t ract n um ber  NKB - 3144/U N2.RST/ H KP . 05. 00 / 2020.       REFERE NCE S   [1]   M.  Coll ott a  and   G.  Pau,   “A  no vel   ene rg y   m an age m ent   appr oa ch  for  sm art   ho m es  using   Blue toot h  low  ene rg y , ”   IEE E   J .   S el .   Are as Comm un . ,   vol .   33 ,   no .   12 ,   pp .   2988 - 2996,   201 5,   doi :  10 . 1109/J SA C. 2015. 2481203.     [2]   J.  Han,   C .   S.  C hoi,   W .   K.   Par k,   I.   Lee,   and  S.  H.  Kim ,   “ Sm art   hom e  ene r g y   m ana g ement   s y stem  in cl udi ng  ren ewa bl e  ene rg y   base d  on  Z igBe e  and  PLC, ”  IE EE   Tr ans.  Cons um.  El e ct ron . ,   v ol.   60,   no.   2 ,   pp.   198 - 202,   2014 ,   doi:   10 . 1109/T C E. 2014. 6851994 .     [3]   I.   Ulla h,   R.   Hor ne,   B.   Sanz - Izq uie rdo,   and  J.  C.   Bat che lor ,   “ RF ID  AC   cur ren t  sensing  te chni que , ”  IEE E  Sens.   J . ,   vol.   20 ,   no .   4 ,   pp .   2197 - 2204 ,   20 20,   doi :  10 . 1109 /JS EN. 2019. 294 9856.     [4]   J.  La nd t, “The   hi stor y   of  RF ID,”  IEE E   Po te nt ia ls ,   vol. 24, no. 4, p p.   8 - 11 ,   200 5 ,   d oi:   10 . 1109/MP . 2005. 1549751.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.