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LEITORES DE RFID

Olá pessoal. Hoje nós estamos trazendo mais um artigo sobre a Identificação por Radiofrequência, a RFID. No nosso último artigo nós começamos a abordar os detalhes sobre os elementos que compõem os sistemas que utilizam esta tecnologia, falando sobre as Tags. Hoje, nós iremos abordar com mais detalhes os Leitores de RFID.

CARACTERÍSTICAS DOS LEITORES

Os leitores são também conhecidos como transceivers ou, em português, “transceptores”, junção das palavras em inglês transmit e receiver, pelo fato de transmitirem e receberem sinais de radiofrequência.

Assim como as etiquetas, os leitores podem ter diversas formas e tamanhos, conforme ilustra a figura abaixo:

Segundo Weinstein (2005), existem leitores ativos e passivos, dependendo do tipo de etiquetas que eles leem e, além disso, Pinheiro (2004) destaca que, por não precisarem de um campo visual para realizar a leitura, os leitores podem ler através de diversos materiais como plástico, madeira, vidro, papel, cimento, entre outros.

COMPOSIÇÃO DOS LEITORES

Segundo Glover e Bhatt (2007), os leitores são compostos por uma antena, um micro-controlador e uma interface de rede. A antena, utilizada para a comunicação com as etiquetas, pode estar integrada ao leitor ou pode ser um dispositivo distinto.

Depois que a antena capta o sinal, os dados são interpretados pelo micro-controlador, um dispositivo interno que, além de ler os protocolos de comunicação, é também o responsável por controlar o leitor. Finalmente, a interface de rede é o componente que transmite os dados já interpretados para um processador intermediário, o chamado middleware (GLOVER; BHATT, 2007).

Nemoto (2009) descreve que a função do middleware é coletar, filtrar, agrupar e enviar os dados do leitor para o sistema. Portanto, em essência, o middleware é o mediador que traduz as informações recebidas pelo leitor de forma que o usuário do sistema possa compreendê-las. A figura abaixo ilustra os componentes que foram mencionados neste tópico:

Ficamos por aqui. Espero que tenham gostado a aguardem o próximo artigo no qual citaremos vários exemplos de como essa tecnologia vem sendo utilizada atualmente. Se tiver dúvidas e sugestões, é só utilizar a área de comentários abaixo. Até a próxima!

REFERÊNCIAS

GLOVER, B.; BHATT, H. Fundamentos de RFID. Rio de Janeiro: Alta Books, 2007.

NEMOTO, M.C.M.O. Inovação tecnológica: um estudo exploratório de adoção do RFID (Identificação por Radiofrequência) e redes de inovação internacional. 2009. 156p. Tese (Doutorado em Administração) – Departamento de Administração da Faculdade de Economia, Administração e Ciências Contábeis, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.

PINHEIRO, J.M.S. RFID – Identificação por radiofrequência. 2004. Disponível em: <http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_identificacao_por_radiofrequencia.php>. Acesso em: 16 mar. 2011.

WEINSTEIN, R. RFID: A technical overview and its application to the enterprise. It Professional. v7, n3, p27-33, 2005. Disponível em: <http://electricalandelectronics.org/wp-content/uploads/2008/11/01490473.pdf>. Acesso em: 20 mar. 2011.

TAGS (ETIQUETAS) DE RFID

6 respostas

Dando continuidade aos nossos artigos sobre a RFID – Identificação por Radiofrequência, hoje nós vamos falar com mais detalhes sobre um dos elementos utilizados no funcionamento da RFID: as tags.

Funcionamento da RFID

DENOMINAÇÕES COMUNS

As tags podem também ser chamadas pela sua tradução em português “etiquetas”. O problema é que há “tags” que não têm necessariamente a aparência de uma “etiqueta”, devido ao tipo de material da qual elas são feitas. Por exemplo, na figura abaixo, o nome tanto em inglês como em português cai bem:

Mas não combina muito chamarmos a tag da figura abaixo de etiqueta. Apesar de o significado ser exatamente o mesmo, é mais comum nos referirmos a esse tipo de tag como tag mesmo e não como etiqueta.

Mas há ainda outras denominações comuns que você pode ouvir por aí pra qualquer tipo de tag. Uma delas é “identificadores”, devido ao fato de que, nelas, estão os dados que identificam o produto. Podem também ser chamadas de “transponders”, que vem da junção das palavras em inglês transmit e responder, pelo fato de transmitirem uma resposta ao sinal do leitor.

CARACTERÍSTICAS DAS TAGS

Como você pôde observar, as tags podem ter diversos tamanhos e formatos, como pastilhas, argolas ou cartões, e podem ser feitas de diversos materiais, como plástico, vidro, epóxi e outros (Pinheiro, 2004). Isso possibilita, por exemplo, que algumas tags sejam mais flexíveis ao serem fixadas em determinados produtos ou mais resistentes a determinadas condições como a temperatura, dependendo da necessidade. Além disso, considerando os diferentes materiais, Franco et al (2009) mencionam que as tags podem ser descartáveis ou reutilizáveis, de acordo com os objetivos de sua utilização.

COMPOSIÇÃO DAS TAGS

As tags são compostas de um microchip e de uma antena, de modo que o microchip armazena informações referentes à pessoa ou objeto, e a antena é a responsável pela transmissão das informações contidas no microchip a um leitor.

TIPOS DE TAGS

Want (2006) descreve dois tipos de tags: as ativas e as passivas. A figura abaixo ilustra alguns exemplos de tags ativas (A) e passivas (B), com diferentes formatos e materiais:

Todas as tags precisam ser alimentadas por uma fonte de energia. As tags passivas são alimentadas pela energia das ondas eletromagnéticas emitidas pela antena do leitor. A antena da tag captura essa energia, utilizando parte dela para a alimentação da etiqueta e a outra parte para o envio das informações ao leitor (WANT, 2006).

Portanto, a antena da tag passiva só consegue enviar um sinal caso ela receba o sinal enviado pela antena do leitor. Dito de outra maneira, ela só responde caso ouça a um chamado. Caso contrário, ela não emite nenhum sinal ou, por outra, permanece “em silêncio”.

Já as tags ativas não precisam ser alimentadas pela emissão das ondas eletromagnéticas, pois elas possuem uma bateria interna que desempenha essa função(WANT, 2006). Além da alimentação interna, Gomes (2007) afirma que as tags ativas têm um papel ainda mais independente do leitor por possuírem um modulador de radiofrequência. Dessa maneira, elas conseguem criar um novo sinal de radiofrequência sem a necessidade da presença do leitor.

A antena das tags ativas fica, portanto, emitindo sinais o tempo todo esperando que a antena de um leitor os encontre. Isso significa que o sinal das tags ativas tem maior alcance, apresentando maior probabilidade de ser captado. Suas desvantagens, segundo Want (2006), consistem no fato de que a bateria tem vida útil limitada, além de aumentar o custo e o tamanho das tags.

Há ainda mais uma classificação de tags: as semi-passivas (ou semi-ativas). Estas etiquetas, assim como as ativas, possuem uma bateria interna para sua alimentação. Entretanto, assim como as passivas, elas precisam da presença do leitor para comunicar suas informações, pois elas não possuem um modulador e não são, portanto, capazes de criar um novo sinal de radiofrequência (GOMES, 2007).

O quadro abaixo apresenta um resumo dos diferentes tipos de tags, com suas respectivas características:

NOME	CARACTERÍSTICAS
Ativas	Sua alimentação interna ocorre através de uma bateria e a emissão de sinais ocorre através de um modulador de radiofrequência.
Passivas	Sua alimentação interna e a emissão de sinais ocorrem através das ondas eletromagnéticas recebidas pelo leitor.
Semi-passivas	Sua alimentação interna ocorre através de uma bateria e a emissão de sinais ocorre através das ondas recebidas pelo leitor.

TIPOS DE MEMÓRIAS

Gomes (2007) ainda descreve três tipos de memórias que podem ser utilizadas nas tags: Somente Leitura (RO – Read Only), Uma gravação e várias leituras (WORM – Write Once Read Many) ou Leitura/Gravação (RW – Read-Write).

O tipo de memória RO permite apenas a leitura dos dados nela contidos, de modo que, depois de gravados, não há como alterá-los ou atualizá-los. O tipo de memória WORM permite a regravação dos dados, porém, após um número elevado de reprogramações, a tag pode ser danificada, inutilizando sua memória. O tipo de memória RW permite a regravação dos dados inúmeras vezes (GOMES, 2007).

CLASSES DE TAGS

Considerando os protocolos de comunicação, os diferentes tipos de tags e tipos de memórias, Glover e Bhatt (2007) afirmam que as tags podem ser agrupadas em diferentes classes:

Classe 0	Tags passivas que permitem somente a leitura dos dados.
Classe 0+	Tags passivas que permitem uma gravação (mas utilizando os protocolos da Classe 0).
Classe I	Tags passivas que permitem uma gravação.
Classe II	Tags passivas que permitem uma gravação com funcionalidades adicionais, como memória e criptografia.
Classe III	Tags semi-passivas e regraváveis.
Classe IV	Tags ativas, regraváveis e que podem se comunicar com outras tags ativas, energizando suas próprias comunicações.
Classe V	Tags ativas, regraváveis e que podem energizar e ler tags das classes I, II e III e ler tags das classes IV e V.

Por enquanto é isso, pessoal. Fiquem no aguardo do nosso próximo artigo, no qual falaremos com mais detalhes sobre os leitores. Mande suas dúvidas e sugestões na área de comentários abaixo. Obrigado e até lá!

FUNCIONAMENTO DA RFID

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No nosso último artigo, começamos a apresentar uma das tecnologias que vem ganhando um grande destaque no campo da Automação – a RFID. Você já aprendeu o que é essa tecnologia e conheceu um pouquinho de sua história. Hoje, vamos aprender como se dá o funcionamento da RFID e vamos explicar sua utilização no sistema de cobrança automática de pedágios, o chamado “Sem Parar”. Então, vamos lá:

COMO FUNCIONA A RFID

No último artigo, já mencionamos que a RFID serve para identificar informações de pessoas ou objetos, assim como o código de barras, mas de maneira diferente, utilizando ondas eletromagnéticas.

Para armazenar informações sobre uma determinada pessoa ou objeto, o sistema RFID faz uso de microchips que são instalados dentro das chamadas tags (“etiquetas” em inglês). As tags são dispositivos simples, pequenos e de baixo custo que são fixados nas pessoas ou nos objetos a serem identificados. Elas podem ter vários formatos e podem ser feitas de diversos materiais diferentes, mas nós falaremos mais sobre isso no próximo artigo.

Para que os dados armazenados no microchip sejam capturados, a tag possui uma antena que se comunica a um dispositivo mais complexo, o leitor. O leitor possui outra antena que emite sinais de radiofrequência, a fim de buscar informações. Existem vários tipos de leitores também e falaremos com mais detalhes sobre isso em breve.Os sinais emitidos pela antena do leitor ativam a antena da etiqueta que, por sua vez, reflete os sinais de volta para o leitor, enviando-lhe as informações contidas no microchip. Os leitores são conectados a uma rede e as informações coletadas por ele são interpretadas e transmitidas a um processador, como um computador, um robô ou um CLP, por exemplo.

A figura abaixo ilustra os sinais de um leitor buscando informações (A) e, em seguida, os sinais de uma tag sendo enviados ao leitor como resposta (B):

FREQUÊNCIA

Ao explicar a história das ondas eletromagnéticas no artigo anterior, mencionamos Heinrich Hertz, o físico alemão que gerou ondas eletromagnéticas artificialmente em seu laboratório. Aprofundando um pouco mais a respeito, faltou dizer que a frequência com a qual as ondas vibram pode ser medida. Essa frequência é medida através do número de oscilações elétricas e magnéticas perpendiculares por segundo. Simplificando, tem que ver quantas vezes as ondas oscilam por segundo.

Em homenagem a Heinrich Hertz, a unidade de medida utilizada para esse cálculo é conhecida como “Hertz” (Hz). Isso quer dizer que 1 Hz significa 1 ciclo (ou oscilação) por segundo. 10 Hz significam 10 ciclos (ou oscilações) por segundo. E assim por diante. Além disso, resta dizer que as frequências das ondas eletromagnéticas de rádio normalmente são medidas em quilo-hertz (kHz), mega-hertz (MHz) ou giga-hertz (GHz).

Portanto, assim como um rádio sintoniza diferentes frequências para ouvir canais diferentes, tags e leitores precisam estar em sintonia para comunicarem-se. Ao emitir as ondas eletromagnéticas, o leitor forma um campo magnético que pode atingir uma distância desde alguns centímetros até alguns metros, dependendo da potência do leitor e da frequência utilizada. Veja abaixo os tipos de frequências mais comuns:

Nome	Frequência	Faixa de alcance
Baixa frequência	125KHz	50 centímetros
Alta frequência	13,56MHz	3 metros
Frequência ultra-alta	860-960MHz	9 metros
Microondas	2,45GHz	> 10 metros

Cada uma das faixas de frequência tem vantagens e desvantagens e, portanto, dependendo do tipo de aplicação da tecnologia, deve-se analisar qual a melhor frequência a ser utilizada. Falaremos mais sobre isso em breve.

PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO

Outro fator a ser considerado em relação à comunicação entre as tags e os leitores é o protocolo utilizado. Os protocolos de comunicação são uma espécie de “linguagem padronizada”, para que um determinado leitor seja capaz de compreender os códigos utilizados nas tags. Por esse motivo, os leitores não são capazes de captar sinais de qualquer tag, mas apenas daquelas que tiverem o protocolo de comunicação correspondente ao leitor.

SISTEMA DE COBRANÇA AUTOMÁTICA EM PEDÁGIOS

Tudo bem, tudo muito bonito… Mas e o sistema de cobrança automática que falamos lá no início? Será que deu pra entender como a RFID é utilizada nessa história?

Pois bem… Quando você adere este sistema, você adquire uma tag e esta tag é fixada no para-brisa do seu carro. O microchip desta tag contém uma identificação única, a qual será vinculada às informações do cliente em um sistema (seu nome, endereço, dados bancários etc.), para posterior envio da fatura a ser paga.

Lá na cancela do pedágio ou do estacionamento do shopping, há um leitor com uma antena enviando sinais. Quando o carro se aproxima da cancela, a antena do leitor captura o sinal da antena da tag. A antena da tag envia a informação contida no microchip, ou seja, sua identificação única. Ao fazer essa identificação, um equipamento liberará a cancela automaticamente.Vamos supor que você receba uma tag com identificação 005. Cada vez que esta tag for identificada, haverá um registro do local e horário em que a tag 005 passou pelo sistema, com o respectivo valor do pedágio ou do estacionamento. O sistema verificará quem está vinculado ao número 005 e a empresa enviará no fim do mês o valor da fatura a ser pago.
E é assim que funciona. Fique de olho nos próximos artigos nos quais falaremos com mais detalhes sobre os tipos de tags e sobre os leitores, além de abordar mais contextos nos quais essa tecnologia pode ser utilizada. Até lá!

RFID – IDENTIFICAÇÃO POR RADIOFREQUÊNCIA

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Olá pessoal! No nosso último artigo, no qual falamos sobre Automação Comercial, nós mencionamos vários exemplos de como a tecnologia está nos envolvendo no dia a dia, especificamente em estabelecimentos comerciais. Em um dos exemplos, foi mencionado o sistema de cobrança automática, o qual vem sendo muito utilizado em pedágios e estacionamentos de shoppings e aeroportos. Como foi prometido, hoje nós vamos começar a apresentar uma série de artigos sobre a tecnologia responsável por este sistema e que também vem sendo utilizada em muitos outros contextos e ganhando muito destaque na área da Automação: a RFID – Identificação por Radiofrequência (Radiofrequency Identification).

O QUE É A RFID?

A RFID é uma tecnologia que, através da frequência de rádio, captura informações de pessoas e objetos armazenadas em microchips. Essa tecnologia pode ser comparada ao código de barras, mas em vez de barras, a RFID utiliza as chamadas tags (etiquetas em inglês) contendo as informações a serem identificadas.

Além disso, para fazer a identificação, o sistema de código de barras utiliza um feixe de luz e a RFID utiliza ondas eletromagnéticas, tornando desnecessário um campo visual para fazer a leitura.

E O QUE SÃO ONDAS ELETROMAGNÉTICAS?

Bem, as ondas em si são perturbações que se propagam através de um meio (sólido, líquido, ou gasoso). Por exemplo, ao jogar uma pedra em um lago, você poderá ver a propagação das ondas na água.

Esse foi um exemplo de onda mecânica, mas aqui estamos falando de ondas eletromagnéticas, as quais podem se propagar não apenas em um meio, mas também no vácuo do espaço. Essas ondas são também chamadas de ondas de radiofrequência ou, simplesmente, ondas de rádio. São geradas na natureza por raios ou objetos astronômicos, mas podem também ser geradas artificialmente para que elas permitam a transmissão de programas de rádio, televisão, comunicação por celular, internet sem fio etc., através do uso de antenas.

HISTÓRICO

Quem primeiro estudou as ondas eletromagnéticas foi James Clerk Maxwell, em 1865. Através de suas observações, ele propôs que ao associar vibrações de campos elétricos e de campos magnéticos, seria possível formar ondas eletromagnéticas. Em 1887, o alemão Heinrich Hertz colocou em prática a teoria de Maxwell e gerou tais ondas experimentalmente em seu laboratório. A partir daí, essas ondas começaram a ser muito utilizadas para transmitir informações pelo espaço, sem a necessidade de fios.

A tecnologia da qual estamos falando aqui, a Identificação por Radiofrequência (RFID), faz uso dessas ondas para capturar e identificar determinadas informações. Ela foi descoberta pelo físico escocês Robert Alexander Watson-Watt, em 1935 (NEMOTO, 2009). De acordo com Landt (2005), no início do século 20, houve um significativo desenvolvimento tecnológico com o advento do radar, sendo utilizado durante a Segunda Guerra Mundial para detectar e localizar objetos, determinando sua posição e velocidade, através do reflexo das ondas de rádio. Segundo Want (2006), os britânicos empregaram os princípios da RFID na guerra para identificar seus aviões, de forma a reconhecer os aliados e os inimigos.

Muitos estudos foram realizados nas décadas seguintes em torno das ondas eletromagnéticas, havendo notáveis avanços. Na década de 1990, foram feitos testes na rede de supermercados Wal-Mart, com o objetivo de utilizar a tecnologia RFID em seus produtos, substituindo o código de barras (ROBERTI, 2003).

Além do Wal-Mart, a Tesco e o Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DOD – Department of Defense), são também organizações pioneiras na adoção da RFID em larga escala (WANT, 2006).

Muitas empresas, de diversas áreas, têm se interessado pela tecnologia RFID e, com seu visível progresso, cada vez mais engenheiros têm trabalhado em seu desenvolvimento e, aparentemente, este progresso tende a continuar.

Para que este texto não fique muito extenso, ficamos por aqui. Mas não se preocupe, pois no próximo artigo, você irá compreender como esta tecnologia funciona e, mais especificamente, como ela é utilizada no sistema de cobrança automática de pedágios. Até lá!

REFERÊNCIAS

LANDT, J. The history of RFID. IEEE Potentials. v24, p8-11, 2005. Disponível em: <http://autoid.mit.edu/pickup/RFID_Papers/008.pdf>. Acesso em: 02 mar. 2011.

ROBERTI, M. The value of good information. RFID Journal. 2003. Disponível em: <http://www.rfidjournal.com/article/view/677>. Acesso em: 07 mar. 2011.

WANT, R. An introduction to RFID technology. Pervasive Computing. v5, n1, p25-33, 2006.

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