Fundamentos da RFID: Entendendo e usando a identificação por radiofreqüência

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1 Whitepaper Fundamentos da RFID: Entendendo e usando a identificação por radiofreqüência ÍNDICE Introdução 2 Como funciona a tecnologia RFID 2 Tags (Transponders) 2 Opções de leitores/gravadores 3 Utilizando a tecnologia RFID 4 Conclusão 4 Desempenho da tecnologia RFID 3 Freqüência 3 Alcance 3 Segurança 3 Padrões 4

2 INTRODUÇÃO A identificação por radiofreqüência (RFID) é uma das tecnologias mais vantajosas e de crescimento mais rápido que está sendo adotada pelas empresas atualmente. A adoção dessa tecnologia de coleta automática de dados (CAD) foi recentemente reforçada pelo estabelecimento de padrões, por normas do setor de varejo e do poder público, pela melhoria do desempenho da tecnologia e pela diminuição dos custos de implementação. A tecnologia RFID possibilita grandes benefícios para muitas indústrias e aplicações. No entanto, avaliações erradas sobre o que é, e o que ela pode fazer, geram obstáculos que desencorajam algumas empresas de aproveitarem da tecnologia. Este white paper apresenta um panorama da tecnologia RFID e seus recursos, descreve as freqüências e tecnologias mais comuns usadas em aplicações de negócio, identifica os principais padrões e apresenta maneiras de aproveitar de soluções RFID para aumentar a praticidade, a precisão, a segurança e a proteção. O leitor envia um sinal de rádio que é recebido por todas as tags presentes no campo de RF sintonizadas nessa freqüência. As tags recebem o sinal através das suas antenas e respondem transmitindo os dados armazenados nelas. A tag pode conter vários tipos de dados, entre eles números de série, instruções de configuração, histórico de atividades (por exemplo, data da última manutenção, o momento em que a tag passou por um determinado local, etc.), ou até mesmo temperatura e outros dados fornecidos por sensores. O dispositivo de leitura/gravação recebe o sinal da tag através da sua antena, o decodifica-o e transfere os dados para o sistema de computador através de uma conexão com ou sem fio. As seções a seguir apresentam mais detalhes sobre tags, leitores, impressoras e desempenho de RFID. Tags (Transponders) As tags de RFID possuem dois elementos básicos: um chip e uma antena. O chip e a antena são montados para formar o inlay (figura 1). RFID descreve uma classe de tecnologia para troca de dados sem fio. Os dados são gravados e lidos em um chip conectado a uma antena que recebe sinais de RF de um dispositivo de leitura/gravação normalmente chamado leitor, codificador ou interrogador. A troca de dados ocorre automaticamente, dispensando qualquer intervenção do operador para iniciar uma leitura de RFID. A tecnologia RFID proporciona diversas vantagens notáveis em relação a outras formas de coleta de dados: Chip (encapsulado) Insert Permite o monitoramento e a coleta de dados em ambientes inadequados, pois a leitura da tag não exige intervenção humana. Mais de mil leituras podem ser realizadas por segundo, proporcionando alta velocidade e grande precisão. Os dados em uma tag de RFID podem ser alterados constantemente. Não exige um campo de visão direto entre a tag e o leitor, o que a torna adequada a muitas aplicações onde o uso de códigos de barras é inviável. Milhares de empresas, em vários setores de atividade, já exploraram as vantagens da tecnologia RFID para desenvolver operações que monitoram processos, proporcionam precisão de dados em tempo real, controlam recursos e estoques, e reduzem a necessidade de mão-de-obra. A tecnologia RFID pode ser usada juntamente com sistemas de código de barras e redes Wi-Fi. Antena Figura 1: Componentes montados na tag de RFID Em seguida, esse inlay é encapsulado em outro material para formar uma tag acabada ou uma etiqueta (figura 2). COMO FUNCIONA A TECNOLOGIA RFID Os sistemas RFID consistem em tags, leitores e software para processamento dos dados. Normalmente, as tags são aplicadas nos itens, muitas vezes como parte de uma etiqueta adesiva de código de barras. As tags também podem ser colocadas em encapsulamentos resistentes e em cartões de identificação ou pulseiras. Os leitores podem ser unidades autônomas sem intervenção humana (como no monitoramento de portas de plataformas de carga ou esteiras), integrados a um computador móvel para uso portátil, em empilhadeiras ou incorporados a impressoras de código de barras. Figura 2: Tag acabada Vários tipos de tags são usados em diferentes condições ambientais. Por exemplo, tags adequadas para caixas de papelão contendo materiais plásticos podem não ser ideais para pallets de madeira, containers de metal ou vidro. As tags podem ser pequenas como um grão de arroz, grandes como um tijolo ou finas e flexíveis o suficiente para serem incorporadas a uma etiqueta adesiva. O desempenho das tags também varia muito, inclusive em termos de capacidade de leitura/gravação, memória e requisitos de energia. 2

3 Etiquetas conhecidas como smart labels, normalmente servem para aplicações de uso único, como identificação de caixas e pallets. Impressoras/codificadores criam smart labels, codificando a tag ao mesmo tempo em que imprime textos e/ou um código de barras na etiqueta externa. Smart Labels atendem à maioria das necessidades de etiquetagem de RFID para caixas e pallets. As tags de RFID também variam em termos de durabilidade, dependendo da aplicação e do ambiente. As tags para identificação permanente podem ser encapsuladas para resistir a temperaturas extremas, umidade, ácidos e solventes, tinta, óleo e outras condições prejudiciais ao seu conteúdo, código de barras ou outras tecnologias de identificação por meios ópticos. As tags de RFID podem ser reutilizáveis e adequadas para identificação permanente, proporcionando, com isso, uma vantagem de custo total de propriedade (TCO) em relação às etiquetas de código de barras e outros métodos de identificação descartáveis ou temporários. As tags de RFID podem ser exclusivas para leitura ou para leitura e gravação (embora a última seja o padrão atualmente). As etiquetas exclusivas para leitura são programadas na fábrica com um número de série ou outros dados inalteráveis. Dados gravados em tags de leitura e gravação podem ser alterados milhares de vezes. As tags para leitura e gravação são normalmente divididas em uma área segura definida pelo usuário, exclusiva para leitura, que pode conter um número exclusivo de identificação e uma parte gravável da memória que os usuários podem reprogramar livremente. Assim, o usuário pode codificar permanentemente o número de identificação de um pallet na memória exclusiva para leitura e, posteriormente, usar o(s) banco(s) de leitura/gravação para registrar os itens carregados no pallet. Então, quando o pallet é descarregado, a parte gravável pode ser apagada para reutilização. Para obter mais informações sobre a tecnologia de leitura/ gravação e suas aplicações, consulte o white paper da Intermec The Write Stuff: Understanding the Value of Read/Write RFID Functionality. As tags também são classificadas como passivas, semipassivas ou ativas. As tags passivas, que são as mais comuns, recebem sinal de RF do leitor. Todas as smart labels de RFID são passivas. As tags ativas contêm uma bateria para possibilitar transmissões, com um alcance maior. Isso torna as tags ativas maiores e mais caras que as tags passivas. As tags semipassivas se comunicam como tags passivas, mas também possuem uma bateria. Seu alcance fica entre o alcance das tags passivas e ativas e embora suas baterias tenham uma vida útil longa, sua dimensão é comparável à das tags passivas. Opções de leitores/gravadores Os dispositivos de RFID permitem uma grande flexibilidade de posicionamento, pois ao contrário dos leitores de códigos de barras, não é necessário um campo de visão direto e as distâncias de leitura podem ser extensas. Por exemplo, os leitores podem ser instalados sob pisos e no teto. E a faixa de UHF usada em muitos sistemas comerciais de RFID pode proporcionar uma distância de leitura superior a 10 metros. É possível integrar leitores portáteis a computadores portáteis ou impressoras de smart labels, ou instalá-los em veículos tais como empilhadeiras. Os sistemas RFID também podem funcionar simultaneamente com redes sem fio e, muitas vezes, são integrados a LANs sem fio para a troca de dados com servidores as LANs Wi-Fi não interferem nos sistemas RFID. (Equipamentos mais antigos de rede sem fio de 915 MHz podem interferir em sistemas RFID de UHF, mas há poucos desses dispositivos ainda em uso.) DESEMPENHO DA TECNOLOGIA RFID As características básicas descritas acima se aplicam a todas as tecnologias de RFID. Os sistemas RFID variam em relação ao alcance e à freqüência utilizada, memória dos chips, segurança, tipo de dados coletados e outras características. É essencial compreender essas variáveis para entender o desempenho das soluções RFID e como elas podem ser aplicadas às operações. As seções a seguir descrevem resumidamente as características mais importantes da tecnologia RFID. Freqüência A freqüência é o principal fator que determina o alcance da uma solução RFID, a resistência a interferências e outros atributos de desempenho. A maioria dos sistemas comerciais de RFID funciona na faixa de UHF entre 859 e 960 MHz ou de alta freqüência (HF), a 13,56 MHz. Entre as outras freqüências comuns de RFID estão 125 KHz (uma freqüência de pequeno alcance, usada muitas vezes na identificação de veículos), 430 MHz e 2,45 GHz, ambas usadas para identificação à longa distância, muitas vezes com tags ativas de alto custo. A faixa UHF é mais comum para aplicações de cadeia de suprimentos e de automação industrial. O padrão popular Gen 2 da EPCglobal (que será detalhado posteriormente) é uma tecnologia de UHF. Alcance O alcance de leitura de um sistema RFID a distância a que uma antena deve estar em relação à tag para ler as informações armazenadas no seu chip varia de alguns centímetros até dezenas de metros, dependendo da freqüência usada, da potência de saída e da sensibilidade direcional da antena. A tecnologia HF é usada para aplicações de curta distância, podendo ser lida a uma distância de até três metros. A tecnologia UHF proporciona uma distância de 20 metros ou mais. A distância também depende muito do ambiente físico envolvido a presença de metais e líquidos pode causar interferências que afetam a distância e o desempenho de leitura/gravação. Portanto, vários sistemas dentro das mesmas dependências podem funcionar com alcances diferentes, dependendo do ambiente e da localização da antena. Para as tags de leitura/gravação, a distância de leitura normalmente é maior que a distância de gravação. Segurança Os chips de RFID são extremamente difíceis de serem falsificados. Um hacker precisa de conhecimento especializado em engenharia de comunicação sem fio, algoritmos de codificação e técnicas de criptografia. Além disso, é possível aplicar diferentes níveis de segurança aos dados da tag, tornando a informação legível em alguns pontos da cadeia de suprimentos, mas não em outros. Alguns padrões de RFID implicam uma segurança adicional. Devido a essa segurança, a U.S. Food and Drug Administration (FDA) dos EUA incentiva o uso de soluções RFID como proteção contra falsificações na área farmacêutica. Portanto, os fabricantes de medicamentos começaram a explorar a relativa invulnerabilidade da RFID, assim como os fabricantes de equipamentos eletrônicos, roupas e outros fabricantes. 3

4 Padrões No início de sua utilização, havia uma idéia errônea de que RFID era uma tecnologia fechada que carecia de padrões. Hoje em dia, um grande número de padrões garante freqüências e aplicações diversificadas. Por exemplo, existem padrões de RFID para o gerenciamento de itens, containers de logística, cartões de embarque, identificação de animais, identificação de pneus e rodas, e várias outras utilizações. A ISO e a EPCglobal Inc. são duas das organizações normativas mais relevantes para a cadeia de suprimentos. Muitos padrões nacionais e de indústria são baseados nas normas da ISO ou da EPCglobal, tais como a norma norte-americana ANSI MH10.8.4, para identificação de recipientes retornáveis (de acordo com uma especificação da ISO). Por definição, as normas da ISO podem ser usadas em qualquer parte do mundo, servindo como norma nacional em muitos países. A norma de UHF EPCglobal Geração 2 (EPC Gen 2) foi submetida à ISO, e espera-se que ela se torne parte da série de normas ISO O padrão Gen 2 foi criado para facilitar o uso de códigos Electronic Product Code (EPC), que identificam objetos únicos como pallets, caixas ou produtos individuais. As normas EPC estabelecem especificações técnicas de RFID e um sistema de numeração para a identificação exclusiva e inequívoca de itens. O padrão Gen 2 e outras normas de EPC são administradas pela EPCglobal, uma subsidiária da GS1 (a mesma organização sem fins lucrativos que gera os números UPC e gerencia o sistema EAN.UCC). Muitos fabricantes, varejistas, outras empresas, organizações do setor público e associações comerciais já adotaram ou endossaram as normas de EPC, especialmente o padrão Gen 2. Visite o site da Intermec na Web (www.intermec.com/rfid) para ler mais white papers e ter acesso a outros recursos sobre o padrão Gen 2 e outras tecnologias de RFID. A tecnologia RFID ainda tem um grande potencial inexplorado especialmente quando integrada a outras tecnologias e outros aplicativos. Imagine um sensor de temperatura ou choque integrado a uma tag de RFID para emitir automaticamente alertas de mudança de condições capazes de danificar ou estragar produtos. RFID e os sistemas de rede sem fio podem ser integrados para realizar monitoramentos ininterruptos em larga escala. Os movimentos de estoque a partir de localidades monitoradas podem gerar automaticamente uma solicitação de reposição, ou contatar a segurança caso algum item tenha sido transferido por pessoal não-autorizado. Essas aplicações já estão sendo utilizadas na prática, assim como outros sistemas inovadores para aumentar a praticidade e a eficiência das transações de consumidores, na área de saúde, identificação pessoal, manufatura, logística, gerenciamento de recursos e muitas outras operações. CONCLUSÃO A Intermec Technologies Corp. oferece uma gama completa de serviços e produtos para ajudar as empresas a descobrir como adquirir benefícios da tecnologia RFID e como ela pode ser integrada aos processos existentes de negócios. A Intermec é líder em tecnologia e desenvolvimento de padrões de RFID, com ampla experiência em ajudar as empresas a implementar sistemas completos de coleta de dados por RFID. Visite nosso site para consultar estudos de caso completos sobre usuários de RFID em vários setores de atividade, além de outros white papers sobre a tecnologia RFID e outros tópicos de coleta de dados. Há mais de 35 anos, a Intermec ajuda as empresas a lucrar aproveitando as vantagens da tecnologia de coleta de dados. Visite-nos hoje mesmo no endereço para obter mais informações sobre como a Intermec pode ajudá-lo a preparar-se para a tecnologia RFID. UTILIZANDO A TECNOLOGIA RFID A tecnologia RFID oferece opções para quando não for prático ou possível usar outras tecnologias ou mão-de-obra manual para coletar dados. Ela pode ser usada para operar em ambientes onde fatores como campo de visão indireto, necessidade de leitura em alta velocidade, temperaturas extremas e exposição a gases e produtos químicos impedem o uso de outros métodos de coleta de dados. A tecnologia RFID também fornece facilidade para inúmeras tarefas comuns. Normalmente, os consumidores utilizam a tecnologia RFID para destrancar portas de automóveis remotamente, retirar e devolver rapidamente livros em bibliotecas e acelerar as transações em postos de gasolina, aproximando o chaveiro da bomba. As empresas utilizam sistemas RFID para acompanhar e comunicar com segurança a localização de milhares de ativos, remessas e itens de estoque. 4

5 América do Norte Sede Mundial th Avenue West Everett, Washington Tel.: (425) Fax: (425) South America & Mexico Newport Beach, California Tel.: (949) Fax: (949) Europa/Oriente Médio/África Reading, Reino Unido Tel.: Fax: Ásia-Pacífico Singapore Tel.: Fax: Internet Localizações em todo o mundo Sales Chamada gratuita na América do Norte: (800) Telefone na América do Norte: (425) Chamada gratuita para o restante do mundo: Telefone para o restante do mundo: Vendas de OEM Tel.: (425) Vendas de mídia Tel.: (513) Atendimento e suporte ao cliente Chamada gratuita na América do Norte: (800) Telefone na América do Norte: (425) Copyright 2007 Intermec Technologies Corporation. Todos os direitos reservados. Intermec é marca comercial registrada da Intermec Technologies Corporation. Todas as outras marcas comerciais são propriedades dos seus respectivos titulares. Impresso nos EUA A 02/07 Em um esforço contínuo para aprimorar seus produtos, a Intermec Technologies Corporation reserva para si o direito de alterar as especificações e os recursos sem prévio aviso.

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