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Como funciona o RFID

Se você quer entender definitivamente como funciona o RFID está no lugar certo.
Esse conteúdo vai explicar claramente o princípio básico do funcionamento dessa tecnologia, de duas formas: simplificada – pra quem tem pressa de entender, e com todos os detalhes – para os mais técnicos.

Além de saber como funciona o RFID, falaremos mais detalhadamente dos três principais pontos relacionados: as etiquetas, as antenas e os leitores RFID. Acompanhe o conteúdo e se tiver qualquer dúvida é só entrar em contato.
E se você quiser motivos para conhecer mais e usar o RFID é só conferir no post desse link.

O que é o RFID

Para saber como funciona o RFID precisamos primeiro entender o que ele é. Vamos lá:
RFID: Radio Frequency Identification, ou Identificação por Radiofrequência.

A tecnologia RFID utiliza ondas eletromagnéticas para ter acesso a dados armazenados em um microchip. Esse microchip possui uma pequena antena, que emite o sinal para identificar os materiais (dados) que nele constam armazenados.

Um sistema básico de RFID tem: Etiquetas ou tags, leitores e as antenas. E depois vem a parte de infraestrutura e os ERP’s integrados para gerar os dados das etiquetas.

Ok, visto que já sabemos quais são os itens que integram um sistema RFID e resumimos o que é, vamos para a parte de como funciona o RFID e em seguida falamos um pouco mais desses 3 itens.

Um resumo de como funciona o RFID

Se a sua intenção não é saber em detalhes como funciona o RFID, essa figura é um resumo interessante:

Como funciona o rfid

Os itens recebem uma etiqueta RFID com as informações importantes sobre o mesmo. Na empresa/ indústria/ varejo são distribuídos antenas, leitores, portais e prateleiras RFID que se comunicam com o servidor. E o servidor integra as informações da etiqueta com o seu ERP, dessa forma pode ter controle de todas as informações contidas na etiqueta.

Na cadeia de processos abaixo podemos exemplificar as diferentes formas de aplicação da solução RFID.

Exemplo de como funciona o RFID
Aplicação do RFID

Após a impressão da etiqueta RFID podemos acompanhar todo o percurso do produto ou de uma caixa com um lote de produtos até a entrega para o cliente final. Nesse caminho temos as etiquetas, os leitores e portais, que falamos até agora. Veja:

  • Após a expedição do produto é impresso etiquetas RFID e coladas nas caixas que serão armazenadas.
  • Essas caixas quando saem da fábrica passam por um portal identificando e lendo essas etiquetas, e quando chegam ao depósito passam por um novo portal identificando e lançando os itens para o sistema.
  • No depósito são utilizados leitores RFID para acompanhar os inventários e identificar os produtos na hora da saída, por exemplo.
  • Quando o lote sai do depósito passa pelo mesmo portal que entrou e quando chega ao estoque do Centro de Distribuição também.
  • O acompanhamento de todo o ciclo pode ser acompanhado pelo seu ERP até a entrega para o cliente final.
  • O cliente, por sua vez, tem a possibilidade de saber todo o trajeto do produto adquirido. Selo de qualidade e comprometimento garantido.

Imagine quanto tempo foi poupado nesse processo por não ter que interceptar os entregados e conferir caixa por caixa. Mesmo em comparação com o uso de código de barras, o ganho na velocidade da contagem já é muito maior. Em uma hora é possível contabilizar 300 itens com código de barras, enquanto que com RFID é possível contabilizar 10.000 itens no mesmo tempo.

Explicação básica termina por aqui, e agora vamos falar tecnicamente como funciona o RFID. Tecnicamente, porém de forma descomplicada.

Como funciona o RFID nos mínimos detalhes

Para uma explicação mais detalhada de como funciona o RFID trouxemos um trecho do livro “Implementando RFID na cadeia de Negócios”:

Um aparelho com função de leitura envia, por meio de uma antena, sinais de radiofrequência em busca de objetos (etiquetas) a serem identificados. No momento em que um dos objetos (etiquetas) é atingido pela radiação, ocorre um acoplamento entre ele e a antena, o que possibilita que os dados armazenados no objeto sejam recebidos pelo leitor. Esse trata a informação recebida (identificação) e a envia para o computador.

É importante ficar atento aos detalhes do processamento dessas informações:

  • O acoplamento na maioria dos sistemas de RFID é eletromagnético (backscatter) ou magnético (indutivo).
  • O método utilizado em uma implementação depende de necessidades da aplicação, custo, velocidade e alcance de leitura.
  • O elemento que permite a comunicação entre etiqueta e o leitor é a antena.
  • A etiqueta e o leitor possuem uma antena cada um.

Outro importante elemento de um sistema RFID é a frequência de operação entre a etiqueta e o leitor. A seleção da frequência especifica é determinada pelas exigências da aplicação, tais como velocidade e condições ambientais.

Vamos entender como funciona as Antenas, tags e Leitores?

Antenas RFID

Sãs as antenas que transmitem e/ou recebem ondas eletromagnéticas de radiofrequência. Reforçando, são elas então, as responsáveis pela comunicação entre os leitores e esses sinais emitidos nas frequências que são configuradas.

Para ficar mais simples, vamos comparar com antenas de rádio: para funcionar o AM/FM é preciso conectar ao sinal correto, o rádio (que seria comparado aos leitores) comunicam e são os responsáveis pelo que você está ouvindo. Mas esse sinal do além, chamado de radiofrequência precisa de uma antena para passar a informação para o rádio de qual estação de rádio ele vai transmitir.

A antena de rádio tem a mesma função da antena RFID, o que muda é a frequência das ondas eletromagnéticas do RFID. Aliás, existe toda uma regulamentação do uso dessas frequências, mas que vai ficar para outro post.

As antenas RFID, diferente dos coletores e das etiquetas, está no projeto, mas não é acessado pelo usuário. Elas ficam instaladas estrategicamente no ambiente onde fará a cobertura do sinal de radiofrequência.

Por fim, ainda falando de como funciona, no trecho do livro Manoel Vitório Barbin escreve: “a antena deve dirigir a radiação (transmissão) ou captar a radiação (recepção) em direções desejadas, suprimindo-a em direções indesejadas, que serão parâmetros definidos e configurados no projeto.” – Livro Implementando RFID na cadeia de negócios.

Tipos e Características de Antenas

Não vamos entrar em detalhes do funcionamento, cálculos de radiação e potencias das antenas aqui. Apenas vamos pincelar sobre os 4 tipos básicos de antenas RFID: Antenas Eletricamente Pequenas, Ressonantes, de Banda larga e de Abertura. Vamos ver suas características?

Antenas Eletricamente Pequenas: com estrutura bastante simples, essas antenas são aquelas que o comprimento físico, na frequência de operação é muitas vezes menor que o comprimento da onda.

Antenas Ressonantes: São adequadas para uma pequena largura de banda. Nesse modelo uma das dimensões é aproximadamente metade do comprimento da onda, então ressoam na frequência da operação.

Antenas de Banda Larga: Possuem um desempenho aceitável de um ou mais de seus parâmetros em uma faixa larga de frequências.

Antenas de Abertura: Possuem uma região aberta que propagam ondas eletromagnéticas.

Tags RFID

Os modelos de etiquetas são diversos e podem se adaptar a diferentes situações, temperaturas e materiais. Já escrevemos um post falando especialmente delas e de alguns modelos existentes no mercado, que indicamos a leitura.

O fundamento é o mesmo: Antena e microchip. Vejam na imagem, diferentes modelos, mas com o mesmo padrão.

Etiquetas RFID


As etiquetas RFID são também conhecidas como transponder (transmitter + responder), possuem um mecanismo interno para armazenar dados (microchip) e outro para comunicar esses dados (antena).

A escolha da etiqueta ideal para o seu projeto vai além do material, deve levar em consideração o seu processo. E para entendermos como funciona o RFID também precisamos saber sobre esses detalhes na escolha da etiqueta: Memória, classificação e frequência.

Memória das Etiquetas RFID

Existe 3 formas de processamento da memória nas etiquetas RFID:

Read Only (RO): Modo somente leitura que possui um único serial number incluso na produção do item.

Write Once/ Read Many (WORM): Uma gravação, várias leituras, apesar de não ser possível apagar as informações (impossibilitando a adulteração), possibilita a gravação de novos dados nas etiquetas após a fabricação da mesma.

Read/White (RW): Leitura/gravação que possibilita a reutilização das etiquetas, apagando os dados anteriores.

Os modelos RO e WORM são à prova de adulteração, e a RW se torna mais vulnerável por permitir a sobreposição de dados. No entanto, existem algumas etiquetas que podem ser bloqueadas e desbloqueadas com senha, resolvendo a questão da vulnerabilidade da RW e a tornando uma alternativa econômica a longo prazo.

Classificação das Etiquetas RFID

Mais um detalhe técnico a ser escolhido para um projeto de RFID é a classificação das etiquetas.  Elas podem ser classificadas em: Passiva, semipassiva e Ativa.

Etiqueta RFID Passiva: Essas etiquetas são as mais comuns e econômicas do mercado. Esse modelo não necessita de baterias, são alimentadas por um campo magnético dando a elas uma longa vida útil. O alcance da etiqueta passiva é limitada pela potência que pode receber das ondas eletromagnéticas do leitor, se tornando uma desvantagem já que tem a necessidade de alta potência do leitor.

Etiqueta RFID Semipassiva: Esse modelo de etiqueta permite usar leitores de potências menores, já que seu alcance e armazenagem de informações são maiores que a etiqueta passiva. Isso se deve ao fato de possuir uma bateria de baixo custo para alimentar os circuitos elétricos internos.
Embora possuam baterias, elas não possuem transmissor, funcionando apenas quando receber um sinal do leitor para começar a transmissão dos dados.

Etiqueta RFID Ativa: Essas etiquetas sim possuem bateria e transmissor, melhorando significativamente o alcance entre etiqueta e leitor. O uso dessas etiquetas é geralmente em projetos mais robustos e personalizados, já que permitem funções que vão além. Elas podem fornecer informações em tempo real, atuando ativamente e não apenas quando acionada, veja alguns exemplos:

  • Envio de informação e sinalização de porta aberta
  • Monitoramento de temperatura
  • Rastreamento de objetos de valor
  • Rastreamento de contêineres com integração com GPS

Frequência das Tags RFID

A frequência é responsável por definir a velocidade de transferência dos dados entre etiquetas e leitor, quanto menor a frequência mais lenta é a taxa de transmissão.

As faixas mais comuns utilizadas pelo RFID são:

  • Baixa Frequência (LF)
  • Alta Frequência (HF)
  • Ultra Alta Frequência (UHF)
  • Micro-ondas

Vejamos no quadro abaixo um resumo das características e aplicações das faixas de frequência de RFID:

Tabela 1: Resumo das Características e aplicações das faixas de frequência de RFID mais conhecidas.

Leitor RFID

O leitor é o meio do caminho entre as etiquetas e os Middleware RFID. Ele também é chamado de interrogador, funciona com alimentação de energia externa e tem algumas funcionalidades:

  • Cria sinais de radiofrequência, amplifica e envia através de uma antena
  • Recebe a resposta da etiqueta, amplifica e processa o sinal para obter a informação contida
  • Organiza os dados recebidos e armazena até poder enviar para um computador
  • A maioria dos leitores RFID tem capacidade de escrever dados nas etiquetas.

As antenas do leitor RFID são responsáveis por enviar as ondas de radiofrequência, que se modulam e carregam os dados que vão para as etiquetas. E depois de receber o sinal da etiqueta, o leitor decodifica e trata os sinais, transformando em informações uteis, que são transferidas para um computador.

Tipos de Leitores

A escolha do tipo de leitor ideal depende da aplicação, e existe alguns modelos no mercado. Vamos falar dos 3 leitores RFID mais comuns: Portátil, posição fixa ou embarcado.

Leitor RFID Portátil: Como o próprio nome diz, é possível se locomover com o equipamento facilitando e flexibilizando o uso. O usuário leva o leitor até próximo aos itens a serem lidos, e esses permitem fazer a leitura no momento da captura dos dados, por possuírem display LCD.

Leitor RFID de Posição Fixa: Essas são fixadas em locais estratégicos para fazer a leitura quando o objeto de aproxima da área coberta pelo leitor. São utilizados em portas, docas de carregamento e esteiras automáticas, por exemplo. Além disso é possível conectar mais leitores e cobrir áreas maiores, como é feito em portais.

Leitor RFID Embutido: Também são chamados de leitor RFID embarcado, são montados em uma mesma placa de circuito de impresso de outros equipamentos, como por exemplo GPS ou um leitor de RFID integrado a um leitor de código de barras.

Na imagem abaixo temos 2 modelos de leitores, e também opções de portais (estrutura) com os leitores instalados nessa estrutura para fazer a leitura das etiquetas assim que passa por ele, vejam:

Exemplo de portais e leitores rfid
Exemplos de Portais e Leitores RFID

Frequência dos Leitores RFID

A frequência dos leitores segue a mesma sequência das etiquetas, e ambas são definidas de acordo com a necessidade do projeto. Vale ressaltar que as condições ambientais são fatores determinantes na escolha da frequência de operação ideal. A necessidade de antenas e etiquetas menores, representam frequências mais altas e bom alcance de leitura, que é o caso das etiquetas UHF, em expansão no mercado.

Concluindo

Nesse post escrevemos sobre como funciona o RFID, e também dos 3 elementos principais para o funcionamento: A antena, as etiquetas (tags) e os leitores RFID.

Para fechar o raciocínio: o sistema RFID (identificação por radiofrequência) utiliza ANTENAS que emitem ondas eletromagnéticas para acessar informação de um microchip (aplicado as TAGS RFID) e lê essas informações através de LEITORES RFID.

Tudo isso para sua empresa ganhar agilidade, ter informações confiáveis e em tempo real, garantir a melhoria nos processos, e ainda uma possível redução de custos.

Esse é o resumo de como funciona o RFID. Boa parte do conteúdo tem como referência o livro “Implementando RFID na Cadeia de Negócios”, o primeiro livro voltado para a realidade brasileira, que indicamos a leitura para quem quer entender tecnicamente a tecnologia RFID.

Bem, tentamos trazer o conteúdo de forma leve e breve, mas igualmente informativa e relevante. Se quiser mais informações, já sabe: Entre em contato conosco.


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