Identificação por rádio frequência de acordo com a norma técnica

A tecnologia de RFID (radio frequency identification – identificação por radio frequência) nada mais é do que um termo genérico para as tecnologias que utilizam a frequência de rádio para a captura de dados. Por isso existem diversos métodos de identificação, mas o mais comum é armazenar um número de série que identifique uma pessoa ou um objeto, ou outra informação, em um microchip. Essa tecnologia permite a captura automática de dados, para identificação de objetos com dispositivos eletrônicos, conhecidos como etiquetas eletrônicas, tags, RF tags ou transponders, que emitem sinais de radio frequência para leitores que captam estas informações. Ela existe desde a década de 40 e veio para complementar a tecnologia de código de barras.

Mauricio Ferraz de Paiva*

A Identificação por Rádio Frequência (RFID – Radio-Frequency IDentification) foi usado pela primeira vez pelo físico escocês Robert Alexander Watson-Watt que desenvolveu, em conjunto com o exército britânico, um sistema para identificação de aeronaves amigas no radar, para tornar realmente efetiva a preparação de contra-ataques inimigos. Assim, foram implantados transmissores em aviões ingleses que davam respostas diferentes ao radar, indicando-os como amigos. Deste modo, estava implantado o primeiro sistema de identificação por rádio frequência.

Um sistema de RFID é composto, basicamente, de uma antena, um transceptor, que faz a leitura do sinal e transfere a informação para um dispositivo leitor, e também um transponder ou etiqueta de RF (rádio frequência), que deverá conter o circuito e a informação a ser transmitida. Estas etiquetas podem estar presentes em pessoas, animais, produtos, embalagens, enfim, em equipamentos diversos.

Assim, a antena transmite a informação, emitindo o sinal do circuito integrado para transmitir suas informações para o leitor, que por sua vez converte as ondas de rádio do RFID para informações digitais. Depois de convertidas, poderão ser lidas e compreendidas por um computador para então ter seus dados analisados.

As etiquetas passivas utilizam a rádio frequência do leitor para transmitir o seu sinal e normalmente têm com suas informações gravadas permanentemente quando são fabricadas. Contudo, algumas destas etiquetas são regraváveis. Já as ativas são muito mais sofisticadas e caras e contam com uma bateria própria para transmitir seu sinal sobre uma distância razoável, além de permitir armazenamento em memória RAM capaz de guardar até 32 KB.

As frequências usadas em um sistema RFID podem variar muito de acordo com a sua utilização. Um sistema de radar possui frequência e alcances muito maiores que um sistema de pagamento via telefone celular, por exemplo. O sistema de identificação por rádio frequência pode atuar em diversas frentes, que podem ir desde aplicações médicas e veterinárias até uso para pagamento e substituição de códigos de barras.

Em supermercados e lojas seria usado para o controle de estoque. Com etiquetas RFID presentes em todos os produtos, por meio das ondas de rádio seria possível ter um relato completo e preciso de tudo que está em estoque, evitando erros e dispensando a necessidade de fazer balanços mensais demorados e manuais.

Para conferir mais segurança e evitar roubo de cargas, empresas de transporte e logística já vêm implantando o sistema de RFID para rastrear as cargas. Isso é, acima de tudo, uma medida de segurança, visto que o rastreamento pretende coibir a ação de ladrões, afinal, não importa para onde vá, a carga terá sua posição localizada em tempo real.

Com a crescente ameaça de extinção que sofrem diversas espécies de animais em todo o mundo, o sistema RFID é bastante útil para este tipo de controle, pois etiquetas inseridas em animais criados em cativeiros e soltos na floresta podem dar sua exata posição. Isso facilita em muito o trabalho de biólogos na hora de verificar como foi a adaptação do animal em seu “novo” habitat.

Além disso, os chips inseridos em animais domésticos (como cães e gatos) podem acabar com o grande número de bichos abandonados nas grandes cidades, afinal, desta forma se tem um controle sobre quem é o dono do animal, facilitando a aplicação de medidas legais para coibir este tipo de atos.

Atualmente, algumas modalidades de corridas utilizam este sistema para medir com precisão o tempo de cada participante. Esta tecnologia também pode facilitar a vida das pessoas através de identificações biométricas, como passaportes e documentos de identidades. Desta forma, um chip de RFID seria implantando em um único documento e ali estariam contidas todas as informações básicas a seu respeito: números de documentos, cor dos olhos, altura, impressões digitais, etc.

Mas, há muita controvérsia quando o assunto é implante de chips em seres humanos. Isso porque se por um lado um chip poderá facilitar a realização de pagamentos, diagnósticos médicos e também a localização de vítimas de sequestros, por exemplo. Por outro lado, esta tecnologia pode ser usada para espionagem e invasão de privacidade de qualquer um.

A NBR 15006 de 08/2016 – Identificação de animais por radiofrequência – Conceitos técnicos especifica como um transponder é ativado e como as informações armazenadas são transferidas a um transceptor. O conceito técnico descrito para identificação animal é baseado no princípio da identificação por radiofrequência (RFID). Esta norma deve ser aplicada em conjunto com a NBR 14766:2012, a qual descreve a estrutura e o conteúdo da informação dos códigos armazenados no transponder. O cumprimento da Seção 6 pode envolver o uso de patentes relativas a métodos de transmissão.

A NBR 14766 de 10/2012- Identificação de animais por radio frequência – Estrutura do código especifica a estrutura do código de identificação de animais por radiofrequência (RF). A identificação de animais por radiofrequência requer que os bits transmitidos por um transponder sejam interpretáveis por um transceptor. De modo geral, o fluxo de dados contém bits que definem o código de identificação e bits que garantem o recebimento correto dos dados. Não especifica as características dos protocolos de transmissão entre o transponder e o transceptor.

A comprovação, a validade e os objetivos desses direitos de patentes, assim como seu uso, devem ser tratados diretamente entre as partes interessadas. O sistema deve ser definido de tal forma que um transceptor leia tanto os transponders FDX (dúplex pleno) quanto os HDX (meio dúplex).

Um transceptor fixo deve ativar transponders usando um campo de ativação com uma frequência de ativação de (134,2 ± 13,42 x 10-3) kHz. O período de ativação deve ser de 50 ms. Se um sinal FDX for recebido durante a ativação, mas não for validado, o período de ativação deve ser aumentado até que o telegrama de identificação seja validado, mas não superior a 100 ms. Consecutivamente, deve haver uma pausa no sinal de ativação. Se for recebido um sinal HDX, a pausa deve durar 20 ms. Se não for detectado qualquer sinal HDX dentro de 3 ms após uma atenuação de 3 dB do campo de ativação, a ativação deve ser reiniciada.

Para fins de sincronização, cada décimo ciclo de ativação deve ter um padrão fixo composto de uma ativação de 50 ms, seguida de uma pausa de 20 ms (ver Anexo B), que indica o início do novo período de transmissão. Um transceptor móvel deve ser capaz de detectar a presença de transceptores ativos adicionais através do recebimento de sinais de ativação.

Se não for detectado qualquer sinal de ativação dentro de 30 ms, o transceptor móvel está fora de alcance do campo de outros transceptores ativos e deve usar o protocolo de ativação definido acima para um transceptor fixo. Se o transceptor móvel detectar um sinal de ativação, ele deve aguardar a borda de subida do próximo sinal de ativação e deve ficar ativo durante um período fixo de 50 ms.

O código de identificação deve estar de acordo com a NBR 14766. O código de identificação, os bits de detecção de erro CRC (ver Anexo A) e o trailer devem ser transmitidos iniciando-se com os LSB e terminando com os MSB. Tendo em vista futuros aperfeiçoamentos como transponders multipáginas incorporando sensores e/ou memória gravável, o telegrama de identificação deve terminar em 24 bits de trailer, nos quais, por exemplo, as informações vindas dos sensores ou os conteúdos das páginas de trailer podem ser armazenados.

Se o flag para blocos de dados adicionais, especificado na NBR 14766, for 0 (zero) binário, o valor dos bits de trailer será não especificado. O valor dos bits de trailer para blocos de dados adicionais não é definido nesta norma. Não é necessário ler esses bits para detectar corretamente o código de identificação, uma vez que os erros no trailer não serão detectados pelo protocolo de detecção de erro do telegrama de identificação.

Para o sistema dúplex pleno, um transponder FDX que receba o campo de ativação deve transmitir o seu código durante o período de ativação. O transponder FDX usa uma subportadora modificada DBP, cuja amplitude é modulada sobre a portadora de radiofrequência.

Devido ao fato da inclinação de uma transição baixo-alto não ser infinitamente íngreme, toda transição baixo-alto avança no tempo em um máximo de oito ciclos para obter desempenho ótimo. O transponder deve enviar sua mensagem de volta, utilizando as faixas de frequência 129,0 kHz a 133,2 kHz e 135,2 kHz a 139,4 kHz. A duração de um bit é de 32 ciclos de campo de ativação. Isto corresponde a uma taxa de transmissão de 4 194 bits/s.

Para o sistema meio dúplex, se não for recebido qualquer sinal FDX durante a ativação, ou se um sinal FDX for recebido e validado, a ativação deve cessar após 50 ms e uma interrupção do campo de ativação deve ser mantida durante pelo menos 3 ms. A atenuação do campo de ativação de – 3 dB para – 80 dB é concluída dentro de 1 ms.

Um transponder HDX carregado com energia durante a ativação usa a interrupção para transmitir o seu sinal. O transponder HDX deve responder entre 1 ms e 2 ms após uma atenuação de 3 dB do sinal de ativação. Se não for detectado qualquer sinal HDX dentro de 3 ms após uma atenuação de 3 dB do sinal de ativação, a ativação deve ser retomada.

Sobre o autor:

*Mauricio Ferraz de Paiva é engenheiro eletricista, especialista em desenvolvimento em sistemas, presidente do Instituto Tecnológico de Estudos para a Normalização e Avaliação de Conformidade (Itenac) e presidente da Target Engenharia e Consultoria – mauricio.paiva@target.com.br