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RFID

RFID

O acrónimo RFID expande-se para para a expressão inglesa Radio-Frequency IDentification, que em português significa Identificação por Rádio Frequência. Trata-se de um método de identificação automática através de sinais de rádio, recuperando a armazenando dados remotamente através de dispositivos chamados de tags RFID.

Uma tag RFID é um pequeno objeto, que pode ser colocado em uma pessoa, animal ou produto. Ele contém chips de silicone e antenas que os permitem responder aos sinais de rádio enviados por uma base transmissora.

História do RFID

A tecnologia de RFID (Radio Frenquency Identification) tem suas raízes nos sistemas de radares utilizados na Segunda Guerra Mundial. Os alemães, japoneses, americanos e ingleses utilizavam radares – o qual foi descoberto em 1935 por Sir Robert Alexander Watson-Watt, um físico escocês – para avisá-los com antecedência de aviões enquanto eles ainda estavam bem distantes. O problema era identificar dentre esses aviões qual era inimigo e qual era aliado. Os alemães então descobriram que se os seus pilotos girassem seus aviões quando estivessem retornando à base iriam modificar o sinal de radio que seria refletido de volta ao radar. Esse método simples alertava os técnicos responsáveis pelo radar que se tratava de aviões alemães. (esse foi, essencialmente, considerado o primeiro sistema passivo de RFID). Sobre o comando de Watson-Watt, que liderou um projeto secreto, os Ingleses desenvolveram o primeiro identificador ativo de amigo ou inimigo (IFF – Identify Friend or Foe). Foi colocado um transmissor em cada avião Britânico. Quando esses transmissores recebiam sinais das estações de radares no solo, começavam a transmitir um sinal de resposta, que identificava o aeroplano como Friendly (amigo). Os RFID funcionam no mesmo principio básico. Um sinal é enviado a um transponder, o qual é ativado e reflete de volta o sinal (sistema passivo) ou transmite seu próprio sinal (sistemas ativos). Avanços na área de radares e de comunicação RF (radio frequency) continuaram através das décadas de 50 e 60. Cientistas e acadêmicos dos Estados Unidos, Europa e Japão realizaram pesquisas e apresentaram estudos explicando como a energia RF poderia ser utilizada para identificar objetos remotamente. Companhias começaram a comercializar sistemas anti-furto que utilizavam ondas de rádio para determinar se um item havia sido roubado ou pago normalmente. Era o advento das Tags (etiquetas) denominadas de “etiquetas de vigilância eletrônica” as quais ainda são utilizadas até hoje. Cada etiqueta utiliza um bit. Se a pessoa paga pela mercadoria, o bit é posto em off ou 0. E os sensores não dispararão o alarme. Caso o contrário, o bit continua em on ou 1, e caso a mercadoria sai através dos sensores, um alarme será disparado.

A primeira patente sobre o RFID

Mario W. Cardullo requereu a patente para uma etiqueta ativa de RFID com uma memória regravável em 23 de janeiro de 1973. Nesse mesmo ano, Charles Walton, um empreendedor da Califórnia recebeu a patente por um transponder passivo usado para destravar uma porta sem a utilização de uma chave. Um cartão com um transponder embutido comunicava com um leitor/receptor localizado perto da porta. Quando o receptor detectava um número de identificação válido armazenado na etiqueta RFID, a porta era destravada através de um mecanismo. O governo dos Estados Unidos também tem voltado atenção para os sistemas RFID. Na década de 1970, o laboratório nacional de Los Alamos teve um pedido do departamento de energia para desenvolver um sistema para rastrear materiais nucleares. Um grupo de cientistas idealizou um projeto onde seria colocado um transponder em cada caminhão transportador, o qual corresponderia com uma identificação e potencialmente outro tipo de informação, como, por exemplo, a identificação do motorista. No começo da década de 90, engenheiros da IBM desenvolveram e patentearam um sistema de RFID baseado na tecnologia UHF (Ultra High Frequency). O UHF oferece um alcance de leitura muito maior (aproximadamente 20 pés sobre condições boas) e transferência de dados mais velozes. Apesar de realizar testes com a rede de supermercados Wal-Mart, mas não chegou a comercializar essa tecnologia. Em meados de 1990, a IBM vendou a patente para a Intermec, um provedor sistemas de código de barras. Após isso, o sistema de RFID da Intermec tem sido instalado em inúmeras aplicações diferentes, desde armazéns até o cultivo. Mas a tecnologia era muito custosa comparada ao pequeno volume de vendas, e a falta de interesse internacional. O RFID utilizando UHF teve uma melhora na sua visibilidade em 1999, quando o Uniform Code Concil, o EAN internacional, a Procter & Gamble e a Gillette se uniram e estabeleceram o Auto-ID Center, no instituto de tecnologia de Massachusetts. Dois professores, David Brock e Sanjay Sarma, tem realizado pesquisas para viabilizar a utilização de etiquetas de RFID de baixo custo em todos os produtos feitos, e rastreá-los. A idéia consiste em colocar apenas um número serial em cada etiqueta para manter o preço baixo (utilizando-se apenas de um microchip simples que armazenaria apenas pouca informação). A informação associada ao número serial de cada etiqueta pode ser armazenada em qualquer banco de dados externo, acessível inclusive pela Internet.

Leitores (RFID readers)

  • Transceptor (ou Leitor)

    O transceptor é o componente de comunicação entre o sistema RFID e os sistemas externos de processamento de informações. A complexidade dos leitores dependendo do tipo de etiqueta (tag) e das funções a serem aplicadas.

    Os mais sofisticados apresentam funções de checagem (check) de paridade de erro e correção de dados.

    Uma vez que os sinais do receptor sejam corretamente recebidos e decodificados, algoritmos podem ser aplicados para decidir se o sinal é uma repetição de transmissão de uma tag.

  • Cabeça de leitura / escrita (leitora)

    Uma cabeça de leitura / escrita (ou apenas leitora) realiza a comunicação dentro do sistema de RFID.

    A leitora é na mais que uma antena que fica em um mesmo dispositivo junto com o transceiver e o decodificador, geralmente em configurações portáteis.

    A antena induz energia ao(s) transponder(s) para comunicação de dados dentro do campo de transmissão, estes dados, depois de lidos, são passados ao controlador do sistema de RFID.

    A antena emite um sinal de rádio ativando o tag, realizando a leitura ou escrita.

    Essa emissão de ondas de rádio é difundida em diversas direções e em distâncias desde uma polegada até alguns metros, dependendo da potência e da freqüência usada.

    O tempo decorrido nesta operação é inferior a um décimo de segundo, portanto o tempo de exposição necessário do tag é bem pequeno.

    A função da leitora é ler e decodificar os dados que estão em um tag que passa pela zona eletromagnética gerada pela sua antena.

    As leitoras são oferecidas em diversas formas e tamanhos conforme a exigência operacional da aplicação.

Controladores

O controlador de RFID é o dispositivo de interface que controla todo o sistema periférico de RFID (antena ou leitora e transponders) além da comunicação com o resto do sistema ou host.

Existem vários controladores de RFID disponíveis para vários protocolos de comunicação.

Os sistemas de RFID também podem ser definidos pela faixa de freqüência que operam:

- Sistemas de Baixa Freqüência (30 a 500 KHz): Para curta distância de leitura e baixos custos. Normalmente utilizado para controle de acesso, rastreamento e identificação de animais.

- Sistemas de Alta Freqüência (850 a 950 MHz e 2.4 a 2.5GHz): Para leitura em médias ou longas distâncias e leituras em alta velocidade. Normalmente utilizados para leitura de tags em veículos ou coleta automática de dados em uma seqüência de objetos em movimento.

Padronização do RFID

Adotando um padrão: O Fórum de comunicação de campo-próximo

Um desenvolvimento importante recente abre novas possibilidades para novas aplicações do RFID. Desde 2002 a Philips vem sendo pioneira num padrão aberto através da EMCA Internacional, resultando no Fórum de Communicação de campo próximo (www.nfc-forum.org). Os principais membros deste fórum são : American Express, Anadigm, France Telecom, Innovision, Inside, LG, Logitech, Motorola, RFMD, SK Telecom, Skidata, Vodafone; E seus membros de liderança ( Padronizadores oficiais ) são : MasterCard International, Matsushita Electric Industrial, Microsoft, Nokia, NEC, Renesas Technology, Royal Philips Electronics, Samsung, Sony, Texas Instruments e Visa International.

O fórum explica como integrar sinalização ativa entre dispositivos móveis usando união de campo próximo, e usa uma aproximação que é compatível com a leitura de produtos RFID passivos existentes. Eles tem como objetivo busca de uma maneira mais fácil do usuário se interagir com meio ambiente(meio informatizado), através de formas intuitivas de comunicação, como um simples toque aos objetos inteligentes, estabelecer comunicações só ao aproximar de um outro dispositivo, etc. Eles propõem também protocolos para troca de dados interoperáveis e entrega de serviços independentes aos dispositivos assim como protocolos para dispositivos que ainda serão descobertas e dispositivos que ainda serão capazes de utilizar NFC. Com isso eles esperam poder incentivar os fornecedores a desenvolver os seus produtos num mesmo conjunto de especificações fornecendo aos usuários possibilidade de integrar produtos de diferentes fornecedores. Estabeleceram também uma certificação para ter certeza da funcionalidade completa dos produtos de acordo com as especificações do NFC Forum.

O novo padrão RFID tenta p romover o uso global da tecnologia RFID, fazendo com que os produtores e consumidores tenham conhecimento sobre esta nova tecnologia e clama por oferecer um mecanismo pelo qual dispositivos móveis sem fio podem se comunicar com outros dispositivos na localidade imediata (até 20cm de distância), preferível do que depender de mecanismos de busca dos padrões de radio de ondas curtas populares. Esses padrões, como Bluetooth e Wi-Fi, têm características de propagação imprevisíveis e podem formar associações com dispositivos que não são locais.

Os padrões NFC clamam por modernizar o processo de descoberta passando endereços de controle de Acesso de Mídia Sem Fio e chaves de encriptação de canal entre rádios através do canal de uma união de campo-próximo, que, quando limitado a 20cm, permite que usuários reforcem sua própria segurança física usando troca de chave de encriptação.O fórum deliberadamente projetou o padrão NFC para ser compatível com o tag RFID ISO 15693 que opera na banda de 13.56MHz. Isto também possibilita que dispositivos móveis leiam esse já popular padrão de tag, e sejam compatíveis com os padrões de smartcard FeliCa e Mifare, amplamente usados no Japão.

Em 2004, a Nokia anunciou o celular 3200 GSM, que incorpora um leitor NFC. Embora a empresa não publicou uma extensiva lista de aplicações potenciais, o telefone pode fazer pagamentos eletrônicos (similar a um smartcard) e fazer chamadas baseado no encontro de tags de RFID. Por exemplo, você poderia colocar seu telefone próximo a uma tag RFID colocada numa placa de ponto de táxi e seu telefone chamaria a compania de taxi pedindo um táxi naquele local. Este modelo oferece uma ligação entre um representante virtual com uma memória de um computador, e a posição do táxi começa a ser traçada com o disparo do computador, e no mundo fisico, com um sinal e pessoas com celulares. Além disso, é uma chave abilitando a implementação da tecnologia, diz Mark Weiser´s. Uma complicação para o padrão NFC é que RFID EPCglobal é baseado em tecnologia de comunicação de campo longo, trabalhando na freqüência UHF. Infelizmente, NFC e o padrão EPCglobal são fundamentalmente incompativeis. O EPCGlobal tem um forum próprio, assim como NFC, onde ele discute sobre a padronização visando as mesmas praticidade que o NFC fornece, porém com um pricípio de tecnologia diferente.

Industrial

Leitores de RFID estáticos: a indústria dos meios de transporte é uma, entre muitas, que pode se beneficiar com uma rede de leitores RFID estáticos. Por exemplo, RFIDs fixados nos pára-brisas de carros alugados podem armazenar a identificação do veículo, de tal forma que as locadoras possam obter relatórios automaticamente usando leitores de RFID nos estacionamentos, além de ajudar na localização dos carros.

As empresas aéreas também pode explorar os leitores estáticos. Colocando RFID nas bagagens, pode-se diminuir consideravelmente o número de bagagens perdidas, pois os leitores identificariam o destino das bagagens e as direcionariam de forma mais eficiente.

Comercial

Leitores de RFID móveis: os leitores de RFID podem ser instalados em aparelho que fazem parte do dia-a-dia das pessoas, como os celulares. Colocando um destes celulares em frente a um produto com RFID obtém-se seu preço, por exemplo, assim como suas especificações. O celular também pode ser usado para compras, através da leitura do RFID de um determinado produto. A companhia de cartão de crédito efetua o pagamento através da autorização do celular.

Exemplo de aplicação para RFID em celulares: check-in em hotéis. Assim que o hóspede faz o check-in, o hotel envia o número do quarto e a “chave” para o celular do hóspede. Este se encaminha para o quarto e usa seu celular para destravar a porta.

Fonte: Wikipédia


Referências:
VoIP |!| Google | Wikipedia

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