- Fundamentos sobre Eletromagnetismo , Radio-Frequencia e Transmissao.
– Propriedades e Caracteristicas de Componentes RFID.
– Legislacao , Padronização Vigente e Classes em RFID.
– Especificacoes e Caracteristicas da Codificacao EPC.
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Estudo sobre redes EPC e Tecnologia RFID
Ao falarmos da tecnologia EPC,é interessante que voltemos um pouco no tempo para estudar o início e o desenvolvimento da tecnologia RFID , que está intrinsecamente ligada ao seu funcionamento.
Os fundamentos do funcionamento da tecnologia RFID estão diretamente relacionados com o eletromagnetismo.
Muitos cientistas resumem a criação do Universo com o fenômeno do Big Bang. Eles deduzem que as quatro forças fundamentais (gravidade , eletromagnetismo e a fraqueza e potência das forças nucleares) estavam unificadas . Contudo , a primeira forma do Universo foi a energia eletromagnética. Durante os primeiros segundos do Universo , prótons , neutrons e elétrons começaram sua formação quando então os photons (o elemento quântico da energia eletromagnética) colidiram-se convergindo energia em massa.O eletromagnetismo restante do Big Bang sobrevive hoje em segundo plano como um assobio em formato microondas.
Bilhões de anos se passaram até que se descobrisse como aproveitar a energia eletromagnética em transmissões via rádio e aí então aplicar esse conhecimento para o desenvolvimento do RFID.
Provavelmente os chineses foram os primeiros a observar e utilizar ondas magnéticas em forma de cargas no século I A.C. Os cientistas progrediram muito lentamente até o começo do século XVII. De 1600 à 1800 houve um grande aumento de observações e estudos sobre eletricidade , magnetismo e ótica , acompanhados pelo crescimento de bases matemáticas.Um dos primeiros pioneiros da eletricidade do século XVIII foi Benjamin Franklin.
O século XVIII foi marcado como o começo do entendimento fundamental da energia eletromagnética. Michael Faraday , um célebre estudioso experimentalista inglês , propôs em 1846 que tanto à luz quanto as ondas de rádio são parte de força eletromagnética. Em 1864 , James C. Maxwell , um físico escocês , publicou sua teoria sobre ondas eletromagnéticas e concluiu que a eletricidade e a energia magnética viajam em ondas transversais que se propagam em uma velocidade muito próxima a da luz. Depois, em 1887 , Heinrich R. Hertz , um físico alemão , confirmou a teoria eletromagnética de Maxwell , e então produziu e estudou ondas eletromagnéticas (ondas de rádio) , onde ele mostrava o quão longe as ondas transversais viajavam na velocidade da luz e como elas poderiam ser refletidas , refratadas e polarizadas como luz. Hertz é creditado como o primeiro a transmitir e receber ondas de rádio , e suas demonstrações foram seguidas rapidamente por Aleksandr Popov na Rússia.
Em 1896 , Gugliemo Marconi demonstrou com sucesso uma transmissão de rádio-telégrafo através do Oceano Atlântico , o que significou um marco histórico para a humanidade.
Em 1906 , Ernst W. Alexanderson demonstrou a primeira geração de rádio por ondas contínuas e também a transmissão de sinais de rádio. Esse fato acabou significando o começo da comunicação por rádio moderna , onde todos os aspectos das ondas de rádio foram controladas.
No começo do século 20 , aproximadamente 1922 , surge um novo marco : o nascimento do radar. O trabalho realizado sobre isso na Segunda Guerra Mundial foi um significativo desenvolvimento técnico realizado no Projeto Manhattan nos Laboratórios Científicos Los Alamos . Os radares enviavam ondas de rádio ao detectarem e localizarem um objeto por reflexão de ondas de rádio. Essa reflexão podia determinar a posição e a velocidade de um objeto. A importância do radar foi rapidamente compreendida pelos militares , e os primeiros desenvolvimentos ocorreram sob sigilo.
Sabendo-se que o RFID é a combinação da tecnologia de transmissão via rádio e dos radares , não é surpresa que a convergência dessas duas disciplinas derivadas do rádio e as idéias sobre o RFID ocorreram com o aparecimento e desenvolvimento do radar.
De qualquer forma , como ocorre com diversas tecnologias , não é possível estimar exatamente quando o RFID nasceu , tendo em vista que atividades paralelas ocorreram no seu surgimento , pelo próprio fato de cientistas estarem trabalhando e tendo idéias em paralelo até que se passasse a acumular conhecimentos e experiências.
Provavelmente , o primeiro trabalho explorando RFID foi um artigo de Harry Stockman , chamado “Communication by Means of Reflected Power”.Ele constatou que ainda haviam problemas básicos relacionados a comunicação baseadas em forças de reflexão, e que ainda haveria muito trabalho e estudo a fazer antes de se buscar aplicações úteis para o modelo.
Trinta anos se passaram antes da visão de Harry começar a dar frutos. Outros desenvolvimentos foram necessários : o transistor , os circuitos integrados , o microprocessador e o desenvolvimento de redes de comunicação , que mudaram o rumo da tecnologia e dos negócios.
A década de 50 foi uma época de exploração das técnicas de RFID que deram continuidade aos desenvolvimentos técnicos em rádio e radar dos anos 30 e 40.Muitas tecnologias relacionadas ao RFID foram exploradas , como os sistemas de transponders de longa distância conhecidos como “identification , friend or foe” (IFF) para aviões.Outros desenvolvimentos da década de 50 incluem trabalhos como “Application of the microwave homodyne” de F.L. Vernon e “Radio Transmission systems with modulatable passive Responder” , de D.B. Harris. Com isso , o desenvolvimento do RFID estava tomando força e sendo cada vez mais difundido.
A década de 60 foi o prelúdio da explosão do RFID que ocorreu nos anos 70. R.F. Harrington estudou a teoria eletromagnética relatada em seus artigos. Os inventores estavam ocupados com as invenções relacionadas ao RFID e também abordavam seus estudos em diversos artigos.
As atividades comerciais começaram ainda na década de 60. Duas empresas foram fundadas no final da década : Sensormatic e Checkpoint. Essas companhias desenvolveram um equipamento conhecido como EAS , para conter roubos. Esse tipo de sistema utilizava tags de “1 bit” – apenas a presença or ausência do tag podia ser detectada , mas mesmo assim eles demonstraram serem muito eficientes em sua utilização.Esse tipo de sistema utilizava tanto microondas quanto tecnologia indutiva. O EAS é reconhecido como a primeira e mais comercialmente difundida aplicação de RFID.
Na década de 70 , desenvolvedores , inventores , acadêmicos , empresas , instituições e o próprio governo trabalharam ativamente em RFID , e notáveis avanços foram realizados em laboratórios e instituições científicas , como por exemplo os laboratórios Los Alamos , a Universidade NorthWest e a Fundação do Instituto de Microondas , na Suécia.
Muitas companhias também desenvolveram tecnologias RFID , como a Raytheon , com sua “Raytag” em 1973. A RCA desenvolveu um Sistema Eletrônico de Identificação em 1975 e também um específico para veículos em 1977. A Fairchild desenvolveu um transponder passivo baseado em microondas em 1978.
Alguns órgãos governamentais testaram sistemas da General Eletric , Philips e Gleynare. Os resultados foram favoráveis , porém o primeiro sucesso comercial baseado em RFID não aconteceu imediatamente.
A década de 70 foi caracterizada inicialmente pelo trabalho de desenvolvimento da tecnologia. As primeiras aplicações tinham como objetivos o rastreamento de animais e veículos e a automação industrial. Exemplos de aplicação para animais foram os sistemas via microondas do Laboratórios Los Alamos e os sistemas indutivos na Europa , onde o interesse pela aplicação em animais foi muito grande. Nesta época , empresas como Alfa Laval , Nedap e outras estavam desenvolvendo muitos trabalhos sobre RFID.
Esforços referentes à sistemas de transporte incluem trabalhos nos Laboratórios Los Alamos e na Associação IBTTA , além da Administração Federal Rodoviária dos EUA. Estas últimas duas Associações realizaram uma conferência em 1973 onde concluíram que não havia interesse nacional em desenvolver um padrão para identificação eletrônica de veículos.Esta foi uma importante decisão desde que permitiu que uma grande variedade de sistemas fossem desenvolvidos , o que em certo aspecto foi bom , já que tratava-se dos primeiros passos da tecnologia.
Nesta época novas companhias começaram a aparecer , como a Identronix , que surgiu de uma divisão dos Laboratórios Los Alamos ; e também a Amtech (mais tarde adquirida pela Intermec) , já na década de 80. A partir de então , o número de companhias e instituições que trabalhavam com RFID começaram a se multiplicar , sinalizando positivamente que o potencial da tecnologia era muito grande.
A década de 80 tornou-se uma época de muitas implementações da tecnologia RFID, com diversas aplicações sendo desenvolvidas em diversas partes do mundo . O grande interesse do EUA foi referente a transportes , acesso pessoal e para uso animal. Na Europa , o grande interesse foi para sistemas de curta distância para animais , indústrias e aplicações comerciais , como pedágios rodoviários na Itália , França , Espanha , Portugal e Noruega.
Na América , a Associação de Estradas Americana e o Programa Cooperativo de Transportes de Carga iniciaram esforços para a utilização da tecnologia. Testes de RFID para postos de pedágio foram feitos por muitos anos e as primeiras aplicações comerciais iniciaram-se na Europa em 1987 na Noruega , e foram seguidas rapidamente nos EUA pela Dallas North Turnpike em 1989.Também nesta época a autoridade Portuária de Nova York e New Jersey começaram operações comerciais de RFID para ônibus que passavam pelo Túnel Lincoln . O RFID foi encontrando novos caminhos nestas aplicações e novas soluções foram aparecendo a cada dia.
A década de 90 teve um significado muito forte para o RFID , já que teve um enorme desenvolvimento na área de pedágios eletrônicos nos EUA. Importantes desenvolvimentos incluem também as diversas inovações neste aspecto. Em 1991, foi ativada a primeira rodovia do mundo equipada com sistemas eletrônicos de pedágio , em Oklahoma , onde os veículos podiam passar por pontos eletrônicos de coleta de pedágio , mesmo em velocidades altas. A primeira combinação de pedágios eletrônicos e gerenciamento de tráfego ocorreu com um sistema instalado em Houston em 1992. Nesta época houve também um sistema instalado no Kansas que possuía leitores que podiam operar com tags de Oklahoma , seu estado vizinho do Sul. O sistema Georgia 400 também seguiu esses passos , atualizando seus equipamentos com leitores que podiam se comunicar com os novos tags “Title 21” assim como com as tags já existentes. De fato , estas duas aplicações foram as primeiras implementações de suporte a multi-protocolo nas aplicações de pedágios eletrônicos.
No Nordeste dos EUA , sete regiões de agências de pedágio formaram o “E-Z Pass Interagency Group” (IAG) em 1990 , para desenvolver compatibilidades regionais em sistemas de pedágio eletrônicos. Este sistema é o modelo para a utilização de um único tag e único bilhete de tarifa por veículo para acessar rodovias em diversos postos de pedágio.
Também na década de 90 , fortes interesses por aplicações de RFID surgiram na Europa. Ambas as tecnologias de microondas e indutiva foram utilizadas para utilizações em coleta de pedágios , controle de acesso e uma variedade de aplicações comerciais.
Um novo desenvolvimento significativo foi o desenvolvimento do sistema TIRIS pela Texas Instruments , que foi utilizado , por exemplo , em muitos automóveis para controle do início da ativação do motor. Este sistema desenvolveu novas aplicações para evitar desperdício de combustível , chips para jogos , acessos de veículos e muitas outras aplicações.
Outras companhias na Europa começaram a se envolver com RFID como o Microdesign , CGA, Alcatel , Bosch e as divisões da Philips Combitech, Baumer e Tagmaster. Um padrão Europeu foi necessário para as aplicações de pedágios na Europa , e muitas dessas companhias trabalharam no padrão da União Européia para estas aplicações.
Aplicações para pedágios e auto-estradas apareceram também em países como Austrália , China , Hong Kong , Filipinas , Argentina , Brasil , México , Malásia , Cingapura , Tailândia , Coréia do Sul , África do Sul e outros países da Europa.
Com o sucesso dos sistemas de coletas de pedágio , outros avanços surgiram , como o primeiro uso de múltiplos tags em diversos segmentos comerciais. Além disso , a partir de então um único tag (com tarifação simples ou dupla) podia ser utilizado em sistemas de coleta de pedágio eletrônico , estacionamentos , acesso à entradas e portões e acesso à universidades.Em Dallas , um único “TollTagTM” em um veículo pôde passar a ser utilizado para pagar pedágios no sistema “Noth Dallas Tollway” , e estacionamento no Aeroporto Internacional de Dallas (um dos mais movimentados do mundo) e outros diversos estacionamentos e garagens do centro da cidade , bem como em acessos à recepções e portões eletrônicos , centros empresariais e acadêmicos.
Paralelamente à enorme adoção comercial , os estudos e experimentos não pararam na década de 90 , já que diversos desenvolvimentos tecnológicos expandiram ainda mais a capacidade do RFID. Pela primeira vez , diodos Schottky baseados em microondas foram fabricados em um circuito integrado comum CMOS. Este desenvolvimento permitiu a construção de tags RFID microondas com um único CI , uma capacidade limitada nos transponders RFID indutivos. Exemplos de companhias que trabalharam neste projeto foram a IBM , a Mícron e SCS.
Com o enorme crescimento da utilização de RFID , cada vez mais companhias , instituições e órgãos se interessam pelo desenvolvimento e pela utilização desta tecnologia. Hoje pode-se dizer que a utilização do RFID é uma realidade , e ao mesmo tempo possui um enorme potencial de crescimento , graças ao interesse cada vez maior em sistemas móveis e de telemática.Testes realizados pela FCC (Federal Communications Commission) nos EUA conseguiram alocar banda na faixa de 5.9 GHz para uma vasta expansão de sistemas inteligentes de transporte com diversas novas aplicações e propósitos. Mesmo assim , equipamentos requeridos para acomodar estas novas aplicações ainda precisam de mais avanços no que diz respeito a RFID