Funcionamento

          Sob o olhar mais básico, o RFID é um método sem fio que permite atribuir uma identidade única a um objeto através de uma etiqueta. Os sistemas são compostos por um transponder (a própria etiqueta); por dispositivos de leitura que implementam a comunicação; e por um sistema de dados que permite o acesso a todas as informações pertinentes ao objeto identificado. A comunicação ocorre por ondas de rádio que carregam a informação que portam os dados uni ou bidirecionamente, o que depende da tecnologia utilizada. Quando um transponder entra na zona de leitura de um leitor, este captura sua identidade que é passada ao dispositivo de interesse para ação.
          Embora ambos estejam dentro do escopo do nome RFID, sistemas ativos e passivos são, fundamentalmente, tecnologias diferentes. Enquanto os dois empreguem ondas eletromagnéticas para implementar a comunicação entre a etiqueta e o leitor, o método de energização do transponder difere. Os transponderes ativos utilizam uma fonte interna de energia (bateria) para alimentar continuamente seu circuito radiotransmissor, em contraste com os passivos que contam com a energia da onda eletromagnética incidente para funcionar.
          Ainda que pareça uma distinção pequena, seu impacto sobre os diferentes sistemas é notável. RFIDs passivos refletem a energia do leitor ou absorvem temporariamente uma quantidade dessa energia, que usam para gerar sua própria resposta. De qualquer forma, necessitam de um sinal muito forte do leitor e tem sua resposta limitada a baixos níveis de intensidade devido à baixa energia. Respostas de grande intensidade, por outro lado, podem ser geradas pos RFID passivos, sustentados por sua energia interna, podendo, ainda, receber sinais fracos do leitor, que é liberado de forncecer energia para a etiqueta. Adicionalmente, RFIDs ativos estão constantemente em funcionamento, estejam no campo de um leitor ou não. Tais diferenças impactam no raio de comunicação; na possibilidade de incluir sensores e registradores de dados; na capacidade de ler várias tags simultaneamente; e muitos outros parâmetros funcionais.

O Transponder

          Como tudo pode sugerir, o elemento principal na tecnologia que estamos tratando é o próprio transponder, o que o torna alvo preferencial das pesquisas e desenvolvimento. Os principais objetivos envolvem questões comerciais, onde se busca atender aos critérios da indústria: preço, compatibilidade, confiabilidade e eficiência.
          A arquitetura do transponder é fortemente direcionada pela aplicação a que se destina, do que se observa que não é um único modelo que seja indicável para todos os usos. Isso ocorre por força das interdependências de certas carcterísticas, do impacto que têm umas sobre as outras, e todas sobre o preço.
          Entre os atributos principais de um transponder, podemos nomear: a presença de chip; a forma de alimentação; as características da memória; e a freqüncia de operação.
          Os mais sofisticados costumam ter CIs, que gerenciam as principais funções no dispositivo. Nesse caso, são responsáveis por armazenar a memória, conter o circuito oscilatório, implementar propriedades anticolisão e oferecer funções de alto nível (registro de eventos, data e hora). Enquanto são privadas de oferecer tais recursos, as tags sem chip são consideravelmente mais baratas. Sua operação é mais simples e se baseia na simples reflexão da onda incidente, isto é, na manipulação das propriedades físicas do material para criar um padrão de resposta único.
          Entre as etiquetas ativas e passivas, a principal diferença é quanto a presença de bateria para alimentar a emissão da onda de resposta. Cabe frisar que as passivas não estão limitadas a modelos sem CI, mas não podem dar suporte a funções que requeiram energização contínua, como marcação de tempo. Algumas apresentam bateria, mas que se destina a aplicações auxiliares, como mostradores de cristal líquido. Entre as ativas, faz-se distinção entre as que emitem um sinal a intervalos pré-determinados e as que apenas respondem a interrogações de leitores.
          No quesito memória encontra-se grande diversidade de tamanhos, tipos e implementações. Há as que permitem somente leitura, vindo programadas de fábrica com um código único, atribuído aleatoriamente. Estas são predominantemente passivas e sem chip, estão entre as mais baratas e são largamente utilizadas na etiquetagem. Outras permitem que se escreva um vez, fazendo com que, em uma linha de produção, lhes seja atribuído um número no qual não poderá mais ser apagado. As que implementam total possibilidade de leitura e escrita têm originado aplicações interessantes: dada a capacidade de atualizar as informações sempre que desejado, pode-se armazenar critérios de inspeção, andamento, carcterísticas físicas e etc.
          As faixas de operação se distingüem, em termos de carcterísticas passadas aos transponderes, pelas taxas de transmissão atingidas; pela capacidade de operar próximo a metais e superfícies molhadas; e pelo tamanho do enrolamento necessário em um dispositivo passivo.
          Quanto mais baixa a frequência de operação, melhor o desempenho quando próximo de superfícies metálicas, e menor a taxa de transmissão atingida. As tags que operam até 125KHz são as menos suscetíveis a degradações de performace, mas também são relativamente, dado o tamanho das antenas, e tem um raio de leitura de menos de meio metro. Por ser uma tecnologia amadurecida, tem a maior base instalada no mercado. Na faixa dos 13,56MHz encontramos transponderes mais baratos, e com raio de leitura de até 1 metro, usados principalmente em cartões “inteligentes” rastreamento em nível de item por não necessitarem de leituras de múltiplas à distância.  Entre 868 e 915MHz encontram-se as etiquetas com potencial para serem as mais baratas em grandes quantidades. Costumam ser utilizadas em cobrança automatizada de pedágio por permitirem leituras até três metros de distância, porém alguns países proíbem ou restringem transmissões nessa banda, por ser reservada. Tags no campo das microondas permitem um sinal mais direcional e altas taxas de leitura, o que as torna ideais para certas aplicações. Por serem as mais sucetíveis a degradações devidas ao meio,  seu raio de leitura é reduzido e está próximo de um metro.

O Leitor

          È a camada intermediária desta tecnologia, tendo suas características ditadas pelas tags com que deve ser compatível, e pelas funcionalidades impostas pelo sistema de informação. Por estar em número relativamente menor dentro do sistema, ficam menos sujeitos às restrições de preço e tamanho que costumam guiar o projeto dos transponderes. A do caminho seguido pela indústria é no sentido de melhorar performace, compatibilidade, confiabilidade.

•           O sucesso da leitura depende de alguns fatores: a posição do transponder relativa à antena (polaridade);  degradação provocada pelo meio; compatibilidade entre as partes; e interferências eletromagnéticas.
            A onda eletromagnética consiste de um enlace de oscilações elétricas e magnéticas que formam um ângulo de 90º entre si. Essas oscilações ocorrem em direções fixas determinadas pela antena que as gera. Quanto mais alinhada a antena da tag estiver com a direção de oscilação do campo elétrico, maior será a corrente induzida em seu circuito e melhor será a leitura. Variando a rotação, pode-se ir de um ponto de leitura ótima até um onde ela não ocorra, o que influencia na distãncia de leitura.
            O meio influencia na qualidade de comunicação do sinal. Dependendo do modelo e freqüência de operação da etiqueta ela pode tornar-se completamente inoperante quando próxima de uma superfície metálica. Semelhantemente, ondas eletromagnéticas têm, em geral, dificuldade para atravessar materiais que contenham água, a matéria orgânica em geral incluída. Quando tais situações são inevitáveis é necessário tomar medidas paliativas, como o emprego de freqüências e potências adequadas. Ainda assim, é impossível ler através de metal.
            Como ainda não é adotado um padrão de comunicação, cada classe de tag opera de uma forma. Há diferenças no protocolo de comunicação, na codificação, na modulação, e no modo de operação, isso considerando apenas uma mesma banda de operação. Em operações de varejo há casos em que se tem que lidar com transponderes de diferentes marcas e modelos, o que torna imperativo o emprego de modelos versáteis que permitam a operação. Os primeiros passos em direção à maior padronização estão sendo dados, mas, enquanto as diferenças existirem, a compatibilidade continuará sendo uma questão de suma importância.
            Quando mais de uma onde se propaga através do mesmo meio ocorre interferência entre elas, efeito que é especialmente grave quando estão todas na mesma frequëncia. Ao fazer a leitura simultânea de várias etiquetas semelhantes, suas transmissões se embaralham no meio, impedindo que qualquer uma seja compreendida, o que caracteriza colisão. Como o raio de leitura de uma tag é limitado, pode-se fazer uma separação espacial da etiqueta sendo lida, mas isso nem sempre é possível. É necessário, então, que seja implementado um protocolo anticolisão, que faça com que elas transmitam cada uma a seu tempo.

          Pensando na finalidade a que se destinam, encontra-se no mercado desde pequenos leitores de mão, do tamanho de um celular, até grandes leitores do tamanho de portais, que utilizam mais de uma antena. Disso depende também a arquitetura do posicionamento no ambiente. Em um leitor manual o usuário pode variar a posição até que a leitura seja bem sucedida, uma pequena antena costuma bastar. Quando se trata de um ponto de leitura em uma linha de produção, espera-se uma leitura precisa durante o tempo de passagem do item, o que costuma exigir o posicionamento estratégico de algumas antenas que ofereçam certeza de leitura, uma vez que o processo é influenciado pela posição angular da etiqueta.
          O papel do leitor na automação industrial está em discussão atualmente: se o leitor deve ser mais uma entrada no esquema de automação ou considerado parte da infraestrutura de Tecnologia da Informação presente na empresa. Na disputa pesam os custos: sendo tratado como uma entrada de parâmetros, os leitores podem ser integrados a sistemas que contenham PLCs (Programmable Logic Controller), o outro paradigma, em oposição, emprega controle informatizado. As diferenças estão, inclusive, na qualificação do profissional necessário para operar e manter cada sistema, que representa um custo muito menor no caso dos PLCs. Enquanto não estiver provada a utilidade de reter e dar processamento fino a essa informação, pode-se esperar um adoção mais tímida do modelo informatizado, uma vez que demanda mais gastos com atualizações, operação e manutenção.

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