O que é RFID? Um guia completo para iniciantes

RFID é um acrônimo para Identificação de rádio frequencia. Esta é uma tecnologia que usa ondas de rádio para transferir dados. 

Para que funcione, você deve ter um sistema RFID completo que consiste em:

• An Etiqueta RFID/ rótulo
• Um leitor / interrogador RFID
• Antena RFID

A etiqueta contém informações codificadas que podem ser capturadas pelo leitor. No entanto, a etiqueta deve estar a uma distância aceitável para que o leitor capture as informações. Essa distância é chamada de alcance de leitura. 

Se a etiqueta estiver dentro de um bom alcance de leitura, ela detectará as ondas de rádio produzidas pelo leitor. Como resultado, ele divulgará suas informações ao leitor para análise.  

Como funciona a tecnologia RFID

Como já indicamos, um sistema RFID consiste no seguinte:

• Leitor de RFID
• Tag RFID

Os dois componentes funcionam em conjunto. Como tal, você deve sempre garantir que cada um deles esteja em excelente forma se quiser obter os melhores resultados de seu sistema RFID.

Todas as suas aplicações são centradas na identificação (a capacidade de trocar e autenticar dados eletronicamente).

O leitor RFID produz ondas de rádio, criando um campo eletromagnético. Se uma tag se aproximar, ele receberá as ondas e liberará as informações salvas na tag.

Uma breve história da RFID 

Agora que você entende os fundamentos básicos de funcionamento da tecnologia RFID, pode estar se perguntando como ela surgiu.

Quem foi a primeira pessoa a usar a tecnologia e com que propósito?

Bem, a tecnologia RFID é relativamente antiga. Remonta à Segunda Guerra Mundial. Durante este período, os exércitos britânico, japonês, americano e alemão estavam todos usando radar para identificar aviões inimigos se aproximando de seus territórios. 

No entanto, havia um desafio, pois ninguém conseguia diferenciar seus aviões dos inimigos. 

Só depois que os alemães perceberam que, se os pilotos girassem seus aviões ao se aproximarem do radar, eles enviariam sinais diferentes. Esses sinais únicos significariam que a aeronave estava sob o comando de um piloto alemão. Esta técnica se tornou o primeiro sistema RFID passivo. 

Os britânicos também fizeram um sistema Active Identify Friend / Foe (AIF) - este se tornou o primeiro sistema RFID ativo. Os soldados fixaram um transmissor nos aviões. Este chip / transmissor enviaria sinais de volta ao radar identificando a aeronave como amigável ou perigosa. 

Até o momento, o RFID usa os mesmos conceitos usados ​​por alemães e britânicos. É assim:

• RFID passivo (como a abordagem dos alemães na guerra). Uma etiqueta envia um sinal para um transponder / leitor RFID, refletindo o sinal para passar as informações. 
• RFID ativo (usado pelos britânicos). Uma etiqueta envia um sinal para o transponder e ele o transmite, trocando dados. 

No entanto, a primeira patente da tecnologia RFID foi obtida por Mario W. Cardullo em 23 de janeiro de 1973.  

Uma análise aprofundada da tecnologia RFID

Para ajudá-lo a entender os fundamentos da tecnologia RFID, discutiremos seus principais componentes em detalhes. 

ETIQUETA RFID

O que é uma etiqueta RFID? Bem, uma etiqueta RFID é um dos componentes mais críticos de um sistema RFID. A tag armazena informações sobre um indivíduo ou ativo específico.

Por exemplo,

Uma etiqueta pode armazenar seu nome, número de emprego, impressões digitais e quaisquer outros dados úteis para identificação. Além disso, uma etiqueta pode armazenar dados sobre a localização de um ativo, o último dia de serviço e qualquer informação adicional que seria útil no rastreamento de ativos e gerenciamento de estoque. 

Uma tag consiste em dois elementos principais, incluindo:

• Uma Antena. Esta é uma seção que recebe e transmite sinais. Quando a etiqueta se move dentro do alcance de leitura do leitor RFID, a antena detecta os sinais e envia de volta os dados. 
• Um circuito integrado (IC) / chip RFID. Esta é a parte da tag que armazena dados. Cada IC possui quatro bancos de memória - Usuário, EPC, TID e Reservado. 

A etiqueta RFID pode ser incorporada em diferentes materiais, incluindo cartões, pulseiras, crachás de funcionários e porta-chaves.

Além disso, você deve sempre anexar sua etiqueta RFID diretamente ao ativo se quiser rastreá-lo / identificá-lo com facilidade.  

Tipos de tags 

Existem três tipos principais de etiquetas RFID. Eles incluem:

• Ativo. Essas são etiquetas potentes com um transmissor e uma bateria. Devido a esses recursos, eles geralmente são mais volumosos do que os passivos. No entanto, eles oferecem melhores alcances de leitura (até 100 metros) e velocidades de transmissão.  
• Passiva. Ao contrário dos tags ativos, estes não têm bateria. Como tal, eles são pequenos (1-10 metros) e oferecem um alcance de leitura limitado. Eles também são lentos na transmissão de dados. 

Além disso, existe uma versão melhorada das tags passivas. As etiquetas passivas assistidas por bateria têm um alcance de leitura de até 30 metros e taxas de transferência de dados relativamente mais rápidas. 

Como selecionar uma etiqueta RFID

Ao selecionar sua etiqueta RFID, você deve sempre avaliar suas necessidades. Se você deseja rastrear itens longe do leitor, você deve adquirir um ativo, pois tem um alcance de leitura de até 100 metros. Outras opções disponíveis incluem tags passivos, de baixa frequência, de alta frequência e de ultra-alta frequência.

Outros fatores a serem considerados são:

• Preço. O custo da etiqueta depende de sua construção e do volume necessário. Por exemplo, as etiquetas embutidas custam US $ 0.09 a US $ 1-75, enquanto as etiquetas rígidas custam entre US $ 1 e US $ 20. Se você comprar em grandes volumes, terá um preço melhor. 
• Fatores Ambientais. A etiqueta é resistente a alta temperatura, água e produtos químicos? Sempre avalie seu ambiente e compre apenas uma etiqueta que funcione perfeitamente nas condições prevalecentes.
• Facilidade de personalização. Você deve sempre verificar se a tag é somente leitura (RO) ou Leitura / Gravação (RW). Com RW, você pode modificar os dados regularmente. Além disso, você deve verificar a forma e o tamanho de sua tag ideal. 
• Método de fixação. Qual técnica de fixação você deseja usar com sua etiqueta RFID? São adesivos, rebites ou epóxi? Verifique se a etiqueta que você usa pode ser afixada usando o método ideal, sem comprometer sua funcionalidade. 
• Leitores / interrogadores RFID 

Leitor de RFID

Um leitor RFID é a parte mais importante do sistema RFID. Se esta peça estiver com defeito, todo o sistema RFID não funcionará. 

Esses interrogadores estão disponíveis em dois tipos diferentes:

• Leitores RFID fixos. Assim como o nome sugere, os leitores fixos permanecem em um local. Geralmente é montado em uma parede ou qualquer outra superfície. Embora os leitores possam ter uma antena integrada, a maioria deles possui uma porta externa onde você pode conectar até 32 antenas.  
• Leitores RFID móveis. Esses dispositivos são portáteis e você pode movê-los para diferentes locais. Eles são ideais para uso em lojas onde você precisa digitalizar tags RFID de itens ocultos. 

Como selecionar um leitor RFID

Ao selecionar seu leitor, você deve considerar o número de antenas que ele pode conter, conectividade (LAN, Bluetooth, porta auxiliar, Wi-Fi ou USB) e outros utilitários disponíveis (HDMI, USB, câmera ou GPS). 

Além disso, você deve verificar a acessibilidade. Os interrogadores custam entre US $ 400 e US $ 3000, dependendo dos recursos. Por exemplo, leitores USB são relativamente acessíveis e podem custar aproximadamente $ 400.

Antenas RFID

As antenas RFID são responsáveis ​​por converter os sinais liberados por um interrogador em ondas posteriormente capturadas por tags RFID. 

Para entender a funcionalidade das antenas, você deve verificar as seguintes definições:

• Ganho da antena. A eficácia das etiquetas RFID em gerar ondas suficientes para serem detectadas pelas etiquetas é chamada de ganho da antena. Quanto maior o ganho da antena, mais potente é a antena. 
• Polaridade da antena. Isso se refere à capacidade da antena RFID de enviar ondas de rádio vertical ou horizontalmente. Uma antena pode ser horizontalmente linear, verticalmente linear ou polarizada circularmente. Um polarizado circularmente envia ondas que giram continuamente entre os planos horizontal e vertical.

Para obter os melhores intervalos de leitura, você deve garantir que a polaridade da antena esteja alinhada com a da etiqueta RFID. 

Como selecionar uma antena 

Ao selecionar uma antena, você deve considerar os seguintes fatores:

• Alcance de frequência. Pode ser 860 MHz - 960 MHz, 902 MHz -928 MHz ou 865 MHz -868 MHz.
• Polaridade. Sua antena pode ser linear ou circular. Recomendamos um linear que possa se alinhar com a polaridade de sua etiqueta RFID. 
• Leia o intervalo. Você pode escolher os intervalos de leitura Far-Field ou Near-Field dependendo de suas necessidades.
• Preço. O preço da antena varia de $ 50 a $ 300. Garante que você obtenha todos os recursos de que precisa antes de considerar o preço. 

Além disso, você deve garantir que a sua antena tenha o tamanho ideal e uma justificativa de montagem simples. 

Cabos RFID 

Os cabos da antena RFID conectam o leitor RFID à antena RFID. Se o cabo estiver com defeito, o leitor não ligará. Como tal, um cabo disfuncional levará a um sistema RFID não funcional.

Ao selecionar os melhores cabos RFID, você deve considerar os seguintes fatores:

• Tipos de conectores. Você deve sempre garantir que seu conector seja compatível com seu leitor RFID. Por exemplo, um leitor RFID com um conector fêmea RP-TNC requer um cabo com uma extremidade de conector macho RP-TNC. 
• Comprimento. Certifique-se sempre de que o cabo seja longo o suficiente para permitir a funcionalidade ideal do leitor, independentemente da localização. No entanto, cabos mais longos podem resultar em perda excessiva de energia. A solução para isso é garantir que o leitor RFID e a antena estejam relativamente próximos para que você possa usar um cabo mais curto. 
• Classificação de espessura e isolamento. Quanto mais grosso for o cabo, maior será o isolamento. Você deve garantir que o cabo esteja bem isolado para evitar perda de energia. Quanto mais comprido, mais espesso deve ser. 

Tipos de Transmissões RFID

A tecnologia RFID usa ondas eletromagnéticas (EW) para transferir dados. Existem três faixas de frequência principais no EW. Eles incluem:

• Baixa frequência 
• Alta frequência
• Frequência ultra-alta

Transmissões de baixa frequência

Esta é a transmissão de frequência mais baixa na onda eletromagnética. Ele oferece um alcance de leitura relativamente estreito e baixa velocidade de transmissão. Aqui estão seus principais recursos exclusivos:

• Opera em uma faixa de frequência de 30-300 kHz. No entanto, a maioria das tags tem uma faixa fixa de 134 kHz ou 125 kHz.
• Eles têm um alcance de leitura de aproximadamente 10 cm. Uma etiqueta que está além de 10 cm do leitor não capta as ondas de rádio do leitor. 
• Custa de US $ 0.75 a US $ 5 por etiqueta e é amplamente utilizado para rastreamento de animais, chaveiro de carro e controle de acesso. Eles também são ideais para uso em ativos metálicos e ambientes líquidos.

Embora as etiquetas de baixa frequência sejam relativamente acessíveis, elas oferecem memória limitada e uma baixa taxa de transmissão de dados. Como tal, eles não são ideais se você deseja uma taxa de transmissão de dados rápida. 

Transmissões de alta frequência 

Esta categoria de transmissão é ideal quando sua tarefa exige uma distância de leitura relativamente ampla. As tags que usam a alta frequência podem detectar ondas de rádio de um leitor a 30 cm de distância. 

Sua faixa de frequência primária é 13.56 MHze custam entre US $ 0.2 e US $ 10 por tag. Essa frequência atende a todos os padrões globais, tornando-a ideal para identificação pessoal, gerenciamento de biblioteca e controle de acesso.

Além disso, a transmissão de alta frequência é aplicada na tecnologia Near Field Communication (NFC). 

Frequência ultra-alta 

Apesar da disponibilidade de frequências superaltas e extremamente altas, a frequência ultra-alta é a frequência mais alta usada em RFID. Funciona melhor em uma faixa de frequência de 300-3000 MHz, com frequências primárias de 860-960 MHz e 433 MHz 

Essa frequência pode ser categorizada ainda em:

• RFID ativo. Essas tags usarão uma faixa de 433 MHz. Em casos raros, o RFID ativo aplica uma faixa de frequência extremamente alta de até 2.45 GHz. Tem um alcance de leitura de até 100 metros e custa entre $ 25 e $ 50. Seu alcance de leitura é ideal para rastreamento de veículos e uso na indústria de mineração e construção. No entanto, não funciona bem em ambientes metálicos e líquidos. 
• RFID passivo. A tecnologia usa 860 a 960 MHz e tem um alcance de leitura de até 25 metros. Custa US $ 0.09 a US $ 20 por etiqueta e pode ser usado nos setores de manufatura, farmacêutico, eletrônico, cronometragem de corrida e cadeia de suprimentos. Eles têm uma alta taxa de transmissão de dados. 

Padrões RFID 

Compreender os padrões RFID ajudará você a escolher o melhor produto para o seu negócio. Também oferecerá informações úteis sobre as regulamentações do setor. 

O que são padrões RFID? 

As diretrizes RFID são os padrões que permitem a um fabricante tornar os produtos compatíveis com os de um fabricante diferente. Por exemplo, uma etiqueta feita pelo fabricante A deve funcionar bem com um leitor feito pelo fabricante B. 

As diretrizes RFID também regulam como ocorre a comunicação entre o leitor e a etiqueta.

Importância dos padrões RFID 

Ter regulamentações padrão nas indústrias de RFID facilita o uso de produtos RFID. Aqui estão alguns dos principais benefícios da padronização RFID:

• Desenvolvimento de Produtos Complementares. Todos os produtos RFID são feitos usando os mesmos padrões e, portanto, são complementares. 
• Competição aprimorada. Os padrões RFID ajudam a expandir o mercado e aumentar a concorrência. Como resultado, os preços dos produtos padronizados serão justos. 
• Aumenta a confiança dos usuários. Ao usar um produto padronizado, você terá certeza de que a qualidade e a funcionalidade são excelentes. 

Quem define os regulamentos de RFID? 

Duas organizações internacionais regulam a indústria de RFID. Eles incluem:

• Organização Internacional de Padrões (ISO)
• Código de Produto Eletrônico Global Incorporated (EPCglobal)

Em 1996, a ISO fez parceria com a International Electrotechnical Commission (IEC) para regulamentar o uso da tecnologia RFID. Mais tarde, a ISO / IEC formou o Joint Technical Committee (JTC). 

O comitê foi encarregado de abordar vários problemas de RFID, incluindo interface aérea e protocolos associados, conteúdo e formatação de dados e testes de conformidade. 

Além desses órgãos reguladores internacionais, existem comitês de padronização de RFID regionais e nacionais. Os principais são:

• ETSI

ETSI significa European Telecommunications Standards Institute. O órgão tem o mandato de definir padrões para canais de comunicação por ondas de rádio na Europa. 

• FCC 

FCC significa Comissão Federal de Comunicações. O órgão é responsável por regulamentar o uso de ondas de rádio para comunicação nos Estados Unidos. 

Como a Europa e os Estados Unidos foram os pioneiros na regulamentação da tecnologia RFID, a maioria dos países adotou seus padrões. Apenas alguns estados, como a Armênia, desenvolveram seu padrão independente. 

Aplicações RFID 

A tecnologia RFID tem muitas aplicações. É principalmente um elemento essencial dos sistemas de defesa em muitos governos em todo o mundo. Outras aplicações cruciais incluem:

• Gestão de inventário. Não importa se você está administrando um supermercado, uma fábrica ou um negócio de varejo; A tecnologia RFID simplificará o gerenciamento de estoque! 
• Acompanhamento de bens. A tecnologia RFID permite que você rastreie sua localização. Dessa forma, você saberá quando eles saírem das áreas permitidas, evitando roubos.
• Rastreamento de pessoal. Os gerentes de recursos humanos usam RFID para rastrear seu pessoal. Eles podem obter dados sobre frequência, desempenho e muitos outros elementos sem problemas. 
• Controle de acesso. Se você deseja limitar o número de pessoas que podem acessar uma determinada sala, pode usar a tecnologia RFID. Todos os funcionários autorizados terão uma etiqueta para ajudá-los a acessar o local. 
• Identificação. A tecnologia RFID é usada em bibliotecas, repartições governamentais e muitas outras instituições para facilitar a identificação.
• Rastreamento de animais. As etiquetas de baixa frequência têm reconhecimento de padrões globais para uso no rastreamento de gado. Eles se prendem bem ao tecido dos animais, tornando-os os melhores marcadores de rastreamento.
• Anti-contrafacção. No setor farmacêutico, os fabricantes usam a tecnologia RFID para autenticar seus produtos. 

Outros usos da tecnologia RFID incluem gerenciamento da cadeia de suprimentos, cronometragem de corrida, corrico, rastreamento de participação em eventos, rastreamento de veículos e localização em tempo real. 

Você pode considerar outros equipamentos RFID, incluindo portais RFID, impressoras RFID, mapeadores de energia RF e adaptadores GPIO. 

Coisas essenciais para saber antes de comprar um sistema RFID

Investir no sistema RFID certo pode ser caro. Você pode acabar gastando até US $ 3500! Dessa forma, você deve realizar pesquisas abrangentes sobre as necessidades para garantir que o sistema beneficiará seus negócios.

• Considere o retorno do investimento. A instalação de um sistema RFID é uma necessidade para o seu negócio? Vai aumentar as vendas e aumentar a eficácia? Antes de iniciar o processo de instalação, você deve realizar um estudo de viabilidade de aplicação e custo. Só compre se estiver convencido de que tem um escopo grande o suficiente para ser gerenciado com a tecnologia. Assim, você terá a garantia de retorno do investimento.
• Custo de operação. Você deve avaliar despesas fixas e recorrentes. Os custos fixos podem incluir a compra do leitor RFID, etiquetas RFID e impressoras RFID. Por outro lado, as despesas recorrentes podem consistir na compra de fitas de impressão, RFID embutido e renovação de software. Após acessar todos os seus custos, o relatório deve comprovar que o investimento é viável. 
• Verifique o seu ambiente. Os sistemas RFID podem ser afetados pelo seu ambiente. Antes de instalar o RFID, verifique se ele é compatível com o seu ambiente. Dessa forma, você evitará comprar componentes RFID que não funcionarão de maneira ideal. Por exemplo, algumas etiquetas RFID não funcionam bem em superfícies metálicas. Como tal, você deve evitá-lo se quiser rastrear um ativo metálico. 
• Considere as necessidades de pessoal. Lembre-se de que a eficácia do seu sistema RFID dependerá de quão bem a troca de dados entre uma etiqueta e um leitor é executada. Assim, você deve contratar um profissional para testar os melhores protocolos de localização e instalação para o dispositivo. Além disso, você deve obter conselhos de um especialista sobre as melhores técnicas para garantir que a tecnologia funcione de maneira ideal. 

Investir em um sistema RFID pode ser uma virada de jogo. No entanto, se você colherá os benefícios dependerá de quão bem você executa o projeto. 

Considerando que a tecnologia RFID é relativamente nova para muitas pessoas, preparamos este guia completo para iniciantes para orientar cada etapa da implementação do sistema RFID.