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RFID ("Radio Frequency Identification" ou
"Identificação por freqüência de rádio"
é uma tecnologia criada para a identificação remota
de objetos.
Um sistema baseado em RFID é composto
basicamente de um leitor e de etiquetas, que comunicam-se com o
primeiro através da freqüência de rádio
escolhida dentro de um determinado
perímetro.
Os sistemas baseados em RFID têm uma vasta
gama de aplicações comerciais: indústria,
comércio, educação e segurança são apenas
alguns exemplos das áreas com uso potencial. Seu principal
rival é o sistema de código de barras, que esbarra na
necessidade da etiqueta com o código estar na "linha de
visão" do leitor . Além disso, um mesmo leitor RFID pode
receber informações de mais de uma etiqueta
simultaneamente, ao passo que um leitor de código de barras
limita-se a uma leitura por vez. |
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A identificação por
freqüência de rádio não é uma tecnologia
nova: nasceu junto com as primeiras experiências que
originaram o radar (radio detection and ranging), em meados de
1920/1930, e foi usada pela primeira vez pelos britânicos, na
2ª GM, como forma de diferenciar os seus aviões dos do
inimigo, através dos sistemas IFF (Identification: Friend or
Foe).
No entanto, somente no final da década de 70
é que pesquisadores de vários centros de pesquisa,
liderados pelo MIT, começaram a utilizar essa tecnologia como
ela é apresentada comercialmente hoje. Eles buscavam uma
arquitetura que, baseada em ondas eletromagnéticas, pudesse
identificar e rastrear produtos e acabaram criando o EPC
(Electronic Product Code), primeiro nome do RFID. |
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Como já explicitado, um sistema RFID é
composto de um leitor (também chamado de transceiver -
transmitter/receiver) e uma etiqueta (tag), e ambos possuem antenas
que são utilizadas para comunicarem-se entre si.
O leitor gera um campo eletromagnético que
é captado pela antena da etiqueta (quando ela entra na
área de alcance do campo magnético). Esse campo
eletromagnético gera uma corrente induzida,
necessária para alimentar o circuito interno do tag. O
microchip interno ao tag processa as ondas que chegaram e emite
outras como resposta. Estas são então captadas pelo
transceiver e interpretadas pelo seu processador.
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O leitor, que tanto pode ser móvel quanto
fixo, é o dispositivo encarregado de obter as
informações presentes nas etiquetas quando estas
estiverem dentro da área de alcance deles. Quando uma etiqueta
passiva está dentro do raio de alcance de um leitor, a antena
da etiqueta capta as ondas eletromagnéticas emitidas pela
antena do leitor e absorve delas energia elétrica suficiente
para alimentar o microchip, que envia de volta o seu
número de identificação e quaisquer outras
informações necessárias.
Há dois tipos de leitores: os de "leitura" e
os de "leitura/escrita". Os somente "leitura" são utilizados
com as etiquetas passivas, que apenas enviam dados, ao passo que os
de "leitura/escrita" são usados com as etiquetas ativas, as
quais enviam e recebem dados.
Os leitores mais modernos atuam nas redes como
dispositivos quaisquer, já que têm suporte a TCP/IP,
DHCP, UDP/IP, Ethernet e 802.11x e há ainda os equipamentos
eletrônicos que podem desempenhar a função
secundária de leitura de uma etiqueta RFID, como PDA's e
telefones celulares (Nokia 5140 e Nokia 3220, por exemplo).
Finalizando, há etiquetas conhecidas como "etiquetas-
leitores", que podem ler outras etiquetas RFID e trocar
informações com elas.
Nokia 3220 sendo utilizado como leitor de RFID
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Há dois componentes minúsculos presentes
na etiqueta. O primeiro é um pequeno chip de silício ou
um circuito integrado que possui um número único de
identificação e o segundo, uma antena capaz de enviar e
receber ondas de rádio.
Esses componentes geralmente ficam acoplados a uma
cobertura feita de plástico, que é então presa ao
objeto o qual deseja-se
rastrear/identificar.
Existe no mercado dois tipos de etiquetas RFID: as
ativas e as passivas.
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As etiquetas ativas são que têm
embutidos um transmissor uma bateria interna que fornece energia
continuamente ao microchip embutido. Por terem abastecimento
próprio de energia, esse tipo de etiqueta pode ser lido a
até 5 quilômetros de distância, consideravelmente
mais do que as ativas. Outro aspecto positivo é a
confiabilidade que elas têm: podem ser lidas em movimento a
uma velocidade de até 160 km/h
Como principal aplicação para essa
classe de RFID, pode ser citado o uso de documentação
digital (passaportes, carteiras de trabalho, etc.) e rastreamento
de bens de grande valor que necessitem de leitura contínua ao
longo do percurso.
O ponto negativo das etiquetas RFID´s ativas
é o seu alto custo: pode variar de dezenas a centenas de
dólares por unidade, dependendo da funcionalidade extra
adicionada a ela (como sensores de temperatura, por exemplo).
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As etiquetas passivas não possuem bateria interna:
a energia consumida é gerada por uma corrente induzida no
circuito pelas ondas eletromagnéticas geradas pelo leitor. Por
essa razão, elas têm seu raio de ação limitado
em relação às ativas (até 5 metros, dependendo
da freqüência usada).
Além disso, por não requerer
fornecimento de energia contínuo e por ter seu circuito
interno mais simples, seu custo é muito menor (da ordem de
$0,15, em grandes quantidades) e, por isso, as possibilidades de
sua utilização são enormes.
Circuito interno de uma etiqueta passiva
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Além do tipo de etiqueta utilizada em cada
sistema, há diferenças entre as faixas de
freqüência nas quais esses dispositivos
operam.
As freqüências baixas (a maioria é
de 135kHz, mas podem variar entre 30kHz e 500kHz) são
utilizadas para aplicações que envolvem pequenas
distâncias, geralmente identificação pessoal
por meio de cartões inteligentes. Por ter menor
freqüência, elas consomem menos energia, mas não
têm grande poder de penetração (só podem ser
usadas com materiais não- metálicos).
Já as freqüências altas (entre
860MHz e 960MHz) possuem um alcance um pouco maior (de 1m a
até 6m), têm maior facilidade em penetrar materiais
metálicos e são utilizadas para rastreamento de carga em
grandes distâncias e/ou a grandes
velocidades.
Há ainda as freqüências muito altas
(UHF - Ultra High Frequencies), que operam entre 2,4GHz e 2,5GHz.
Elas têm o maior alcance e transmitem dados com maior
velocidade, porém consomem mais energia, têm "área
de visão menor" que as de freqüência menor (a
área de leitura efetiva dos leitores é menor) e têm
muita dificuldade de passar por materiais.
Abaixo, uma tabela [WARD,2006] com um resumo das
faixas de freqüência de operação de RFID e suas
características.
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LF Low Frequency |
HF High Frequency |
UHF Ultra High
Frequency |
Microwave |
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Faixa de freqüência |
30–300kHz |
3–30MHz |
300
MHz–3GHz |
2–30
GHz |
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Freqüência
típica de trabalho |
125–134 kHz |
13.56 MHz |
433 MHz ou 865
– 956MHz até 2.45 GHz |
2.45
GHz |
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Raio aproximado de
alcance |
menos de meio metro |
Até 1,5m |
433 MHz = até
100m 865- 956 MHz = de 0,5m até 5m |
A partir de
10m |
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Taxa de
transferência de dados |
menos de 1kbps |
Aproximadamente 25 kbps |
433–956 MHz =
30 kbps 2,45 GHz = 100 kbps |
Até 100
kbps |
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Características |
Curto alcance;
Baixa
taxa de transferência;
Penetra líquidos, mas não
metal
|
Maior alcance;
Taxa
de transferência razoável (equivalente a um telefone
GSM);
Penetra líquidos, mas não metal
|
Alto alcance; Alta
taxa de transferência de dados; Leitura simultânea de
até 100 itens; Não penetra nem líquidos nem
metais |
Alto alcance; Alta
taxa de transferência de dados; Leitura simultânea de
até 100 itens; Não penetra nem líquidos nem
metais |
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Usos típicos |
Identificação de animais |
Etiquetas de preço inteligentes; Cartões
de acesso/segurança |
Rastreamento
especial de animais; Logística |
Sistema de
pedágio |
Além das freqüências utilizadas,
há ainda variações na quantidade de memória
disponível em cada etiqueta. As passivas tipicamente têm
algo entre 64 bits e 1 kB, enquanto as ativas têm algo entre
16 bytes e 128 kB.
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