08 - RfId

Introdução

RFID (Radio Frequency Identification), em português, Identificação por Rádio Freqüência, é um termo genérico utilizado para definir um conjunto de tecnologias que tem como fundamento o uso de radio freqüência com o intuito de realizar a identificação de objetos ou pessoas de forma eficiente e sem contato.
Tecnologias RFID oferecem benefícios práticos para qualquer pessoa que precise registrar bens físicos. Fabricantes melhoram o planejamento da cadeia de fornecimento e execução incorporando esta tecnologia. Varejistas a utilizam para controlar roubos e aumentar a eficiência em suas cadeias de fornecimento, enquanto farmacêuticos utilizam sistemas RFID para combater o comércio de remédios falsificados, empresas utilizam como controle de acesso e veterinários para identificar animais.
Diante disso, a utilização da tecnologia RFID atende aos anseios do mercado, e vem sendo cada vez mais empregada nos mais diversos ramos de atividades, sendo o conhecimento desta matéria de grande valia para os engenheiros que atuam nos mais diversos âmbitos da engenharia.

Conceitos básicos

O sistema RFID é composto basicamente por três componentes: dispositivo de leitura, transponder e computador que estão representados na Figura abaixo:

O Leitor é responsável pela emissão de um campo eletromagnético que alimenta o transponder, que por sua vez, responde ao dispositivo de leitura com o conteúdo armazenado em sua memória. Os dados provenientes do transponder são enviados ao computador ou controlador, onde será realizado o processamento e tomadas às devidas ações de acordo com a aplicação.
O Transponder, mais conhecido como Tag, é o dispositivo que contém a informação. Atualmente as tags estão disponíveis nos mais diversos formatos tais como cartões, pastilhas, etiquetas adesivas e implantes animais. Eles são classificados em duas categorias: Ativos, que fazem uso de fonte de alimentação própria, e passivos, que utilizam a energia proveniente do leitor para seu funcionamento. Cada tipo possui suas vantagens, desvantagens e aplicações.

Cronologia

A tecnologia RFID tem inicio na Segunda Guerra Mundial, em que alemães descobriram que se girassem seus aviões quando estivessem retornando à base, modificavam o sinal de rádio refletido ao radar permitindo sua identificação por parte dos operadores. Mais tarde, em um projeto secreto, os ingleses desenvolveram o primeiro sistema identificador ativo. Este sistema tinha como objetivo identificar se os aviões eram aliados ou inimigos, e consistia na colocação de transceptores em cada avião britânico. Ao receber o sinal do radar do solo, estes transceptores enviavam uma resposta identificando sua aeronave.

Avanços na área de radares e de comunicação RF (Radio Frequency) continuaram através das décadas de 50 e 60. Cientistas e acadêmicos dos Estados Unidos, Europa e Japão realizaram pesquisas e apresentaram estudos explicando como a energia RF poderia ser utilizada para identificar objetos remotamente.

Na década de 70 desenvolvedores, inventores, companhias, instituições acadêmicas e laboratórios governamentais trabalhavam ativamente com a tecnologia RFID. A partir dos anos 80 o interesse na tecnologia desenvolveu-se em várias partes do mundo. Os maiores interesses dos Estados Unidos eram a aplicação da tecnologia em transporte, controle pessoal de acesso e identificação de animais. Na mesma década, o Instituto de Tecnologia de Massachussetts (MIT), em conjunto com outros centros de pesquisa, iniciou estudo de uma arquitetura que utilizasse os recursos das tecnologias baseadas em radiofreqüência, para servir como modelo de referência ao desenvolvimento de novas aplicações de rastreamento e localização de produtos. Desse estudo, nasceu o Código Eletrônico de Produtos - EPC (Electronic Product Code). O EPC define uma arquitetura de identificação de produtos que utiliza os recursos proporcionados pelos sinais de radiofreqüência. A década de 90 foi significante para a tecnologia, pois foi presenciada a utilização em larga escala. Em 1991, foi instalado em Oklahoma o primeiro sistema automático de pedágios em estradas.

Pontos relevantes

• Capacidade de armazenamento, leitura e envio dos dados para etiquetas ativas
• Detecção sem necessidade da proximidade da leitora para o reconhecimento dos dados
• Durabilidade das etiquetas com possibilidade de reutilização
• Redução de estoque
• Contagem instantânea de estoque, facilitando os sistemas empresariais de inventário
• Precisão nas informações de armazenamento e velocidade na expedição
• Localização dos itens ainda em processos de busca
• Melhoria no reabastecimento com eliminação de itens faltantes e aqueles com validade vencida
• Prevenção de roubos e falsificação de mercadorias
• Coleta de dados animais ainda no campo
• Processamento de informações nos abatedouros
• Otimização do processo de gestão portuária, permitindo às companhias operarem muito próximo da capacidade nominal dos portos

Funcionamento

Fluxo de transmissão/recepção

Protocolos e tipos de acesso

A finalidade da padronização é definir características de operação, construção e funcionamento dos sistemas RFID para que fabricantes distintos possam produzir dispositivos com características comuns, que possam se inter-relacionar e sobreviver em um mesmo universo. Muitos fabricantes utilizam sistemas proprietários, porém, estes resultam em uma grande diversidade de protocolos e sistemas em uma diversa planta, além de impossibilitar a utilização de produtos de outros fabricantes.

Existem vários institutos e fabricantes envolvidos nos projetos de padronização dos projetos RFID. Entre as principais organizações, temos a International Organization for Standardization (ISO) e a International Engineering Consortium (IEC). Existe também o EPC (Eletronic Produtc Code), ou Código Eletrônico de Produtos, que é uma forma de identificar produtos atribuindo a eles um número único e universal inserido desde sua fabricação. A EPCglobal que é uma organização sem fins lucrativos foi criada para controlar, desenvolver e promover padrões baseados no sistema EPC. Seu objetivo é orientar a utilização do sistema RFID de forma global, como padrão mundial de identificação de qualquer item, de qualquer empresa, em qualquer setor e em qualquer lugar do mundo.

Estágio atual

Problemas

Como desvantagens, podemos apresentar os seguintes itens:

• O custo elevado da tecnologia RFID em relação aos sistemas de código de

barras é um dos principais obstáculos para o aumento de sua aplicação comercial. Atualmente, uma etiqueta inteligente custa nos EUA cerca de 25 centavos de dólar cada, na compra de um milhão de chips. No Brasil, segundo a Associação Brasileira de Automação, esse custo sobe para 80 centavos até 1 dólar a unidade;

• O preço final dos produtos, pois a tecnologia não se limita ao microchip

anexado ao produto apenas. Por trás da estrutura estão antenas, leitoras, ferramentas de filtragem das informações e sistemas de comunicação;

• O uso em materiais metálicos e condutivos relativos ao alcance de transmissão

das antenas. Como a operação é baseada em campos magnéticos, o metal pode interferir negativamente no desempenho. Entretanto, encapsulamentos especiais podem contornar esse problema fazendo com que automóveis, vagões de trens e contêineres possam ser identificados, resguardadas as limitações com relação às distâncias de leitura. Nesse caso, o alcance das antenas depende da tecnologia e freqüência usadas, podendo variar de poucos centímetros a alguns metros (cerca de 30 metros), dependendo da existência ou não de barreiras;

• A padronização das freqüências utilizadas para que os produtos possam ser

lidos por toda a indústria, de maneira uniforme.

• A invasão da privacidade dos consumidores por causa da monitoração das

etiquetas coladas nos produtos. Para esses casos existem técnicas de custo alto que, quando o consumidor sai fisicamente de uma loja, a funcionalidade do RFID é automaticamente bloqueada.