Uma explicação detalhada dos dois componentes da tecnologia RFID

A tecnologia de Identificação por Radiofrequência (RFID) é uma tecnologia automática de identificação sem contato. Seu princípio básico é usar sinais de radiofrequência e suas características de acoplamento espacial e transmissão para identificar automaticamente objetos a serem identificados por objetos estacionários ou em movimento.

Um sistema RFID geralmente consiste em duas partes: a etiqueta eletrônica e o leitor. A etiqueta eletrônica e o leitor alcançam o acoplamento espacial (sem contato) dos sinais RF por meio de elementos de acoplamento. Dentro do canal de acoplamento, a transferência de energia e a troca de dados são realizadas com base em relações de tempo. Existem dois tipos de acoplamento de sinal RF entre o leitor e a etiqueta eletrônica.

1) Acoplamento indutivo: o acoplamento é alcançado por meio de um campo magnético alternado de alta frequência no espaço, baseado na lei da indução eletromagnética.

(2) Acoplamento eletromagnético de retroespalhamento: No modelo do princípio do radar, as ondas eletromagnéticas emitidas refletem no alvo ao contato e transportam de volta as informações do alvo, com base nas leis de propagação espacial das ondas eletromagnéticas.

O acoplamento indutivo é geralmente adequado para sistemas RFID de curto alcance que operam em frequências médias e baixas. As frequências típicas de operação são: 125kHz, 225kHz e 13,56MHz. O alcance de reconhecimento é inferior a 1m, com uma distância típica de trabalho de 10cm~20cm. O método de acoplamento por retroespalhamento eletromagnético é geralmente adequado para sistemas RFID de longa distância operando em níveis de alta frequência e micro-ondas. As frequências típicas de operação incluem: 433MHz, 868MHz, 915MHz, 2,45GHz e 5,8GHz. O alcance do reconhecimento é maior que 1m, com um alcance típico de 3m~10m.

Etiquetas eletrônicas, também conhecidas como etiquetas de radiofrequência, transponders ou portadoras de dados, prendem etiquetas eletrônicas ao item a ser identificado e são os verdadeiros portadores de dados do sistema RFID. Geralmente, etiquetas eletrônicas consistem em uma antena de etiquetas e um chip dedicado para etiquetas.

Dependendo do método de fonte de alimentação, etiquetas eletrônicas podem ser divididas em etiquetas ativas e passivas. Etiquetas ativas possuem baterias integradas, enquanto as passivas não.

Um leitor, também conhecido como dispositivo de leitura, pode ser um dispositivo de leitura/gravação ou apenas leitura. Quando um item a ser identificado com uma etiqueta eletrônica passa por seu alcance de leitura, ele extrai automaticamente e sem contato as informações de identificação acordadas da etiqueta, alcançando assim a identificação automática ou a coleta automática das informações de identificação.

Tecnologia de dispositivos de onda superficial acústica

Ondas acústicas superficiais (SAW) são ondas mecânicas que se propagam na superfície de cristais piezoelétricos, com uma velocidade sonora de apenas um centésimo milésimo da velocidade da onda eletromagnética, resultando em atenuação de propagação muito baixa. Os dispositivos SAW são fabricados usando tecnologia microeletrônica em substratos piezoelétricos para fabricar transdutores eletroacústicos em forma de garfo e acopladores refletores. Ao utilizar o efeito piezoelétrico do material do substrato, sinais elétricos são convertidos em sinais acústicos por entrada em um transdutor interdedos (IDT), que fica confinado à superfície do substrato e depois restaurado aos sinais elétricos. Isso possibilita o processo de conversão eletroacústico-elétrico, completando o processamento do sinal elétrico e produzindo dispositivos eletrônicos para diversas aplicações. Dispositivos de onda acústica de superfície fabricados com tecnologia avançada de processamento microeletrônico apresentam vantagens como tamanho compacto, leveza, alta confiabilidade, boa consistência, multifuncionalidade e design flexível. Eles têm sido amplamente utilizados em sistemas de comunicação, televisão, controle remoto e alarme, com centenas de milhões de telefones móveis e televisores empregando múltiplos filtros de ondas acústicas de superfície. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de processamento, os dispositivos SAW agora cobrem frequências operacionais de 10MHz~2,5GHz, tornando-se componentes essenciais indispensáveis na indústria moderna da informação.

Princípio de funcionamento das etiquetas eletrônicas passivas SAW

As etiquetas eletrônicas passivas SAW usam modulação de reflexão para transmitir informações da etiqueta ao leitor.

Uma etiqueta SAW consiste em um transdutor de dedos cruzados e vários refletores, com duas linhas de barramento do transdutor conectadas à antena da etiqueta eletrônica. A antena do leitor envia periodicamente pulsos de consulta de alta frequência. Dentro do alcance de recepção da antena de etiqueta eletrônica, os pulsos de alta frequência recebidos são convertidos em ondas acústicas de superfície pelo transdutor intercalado e se propagam na superfície do cristal. O grupo refletor reflete parcialmente as ondas de superfície incidentes e as retorna ao transdutor de dedos cruzados, que então converte a corda de pulso sonoro refletida em uma corda de pulso elétrico de alta frequência. Se o grupo refletor for projetado segundo um padrão específico para que o sinal refletido represente a informação de codificação especificada, então o leitor recebe uma corda de pulso elétrico refletor de alta frequência com o código específico daquele item. Por meio da demodulação e processamento, a identificação automática é alcançada.

Devido à lenta velocidade de propagação das ondas acústicas superficiais, o trem de pulsos refletidos efetivo só retorna ao leitor após um atraso de vários microssegundos. Durante esse atraso, reflexões de interferência ao redor do leitor são atenuadas e não interferem no sinal efetivo da etiqueta eletrônica de onda superficial acústica.

Aplicações de etiquetas eletrônicas passivas SAW

Etiquetas eletrônicas usando tecnologia de ondas acústicas de superfície começaram no final dos anos 1980 e, nos últimos anos, pesquisas sobre etiquetas acústicas de ondas superficiais se tornaram um tema quente. Etiquetas eletrônicas de onda acústica de superfície representam uma nova conquista do sistema ao aplicar eletrônica moderna, acústica, tecnologia de processos planos semicondutores, radar e tecnologias de processamento de sinais. Elas são um novo tipo de tecnologia de identificação automática sem contato, distinta do reconhecimento de chips CI.

Como os dispositivos SAW operam na faixa RF, eles são passivos e altamente resistentes a interferências eletromagnéticas. Portanto, etiquetas eletrônicas implementadas com a tecnologia SAW possuem certas vantagens únicas e servem como complemento à tecnologia de circuitos integrados. Suas principais características são:

1. Alcance de leitura grande e confiável, de até vários metros;

2. Pode ser usado em produtos metálicos e líquidos;

3. Simples correspondência entre chips de etiquetas e antenas, baixos custos de fabricação;

4. Não apenas pode reconhecer objetos estacionários, mas também pode reconhecer objetos em alta velocidade em velocidade de até 300 km/h;

5. Pode ser usado em ambientes hostis, como diferenças de temperatura (-100°C~300°C) e forte interferência eletromagnética.

A tecnologia de etiquetas eletrônicas possui uma ampla gama de aplicações, incluindo gestão logística, cobrança de pedágios rodoviários e pontes, transporte público, controle de acesso, combate à falsificação, monitoramento de saúde e segurança e identificação de fazendas, prevenção e coleta de roubo em supermercados, triagem de bagagens aéreas, rastreamento de encomendas, controle e rastreamento em linhas de montagem de fábricas, gestão de equipamentos e ativos, competições esportivas e muito mais.

As etiquetas SAW também são adequadas para medir mudanças em parâmetros como pressão, tensão, torção, aceleração e temperatura, como posicionamento quente dos eixos em sistemas de detecção de temperatura infravermelha de eixos ferroviários, escalas de trilhos, sistemas de detecção de sobrecarga e pressão de pneus automotivos.

A etiqueta acústica de onda superficial OIS-W produzida pela Baumer Ident GmbH na Alemanha e o sistema acústico de ondas superficiais SOFIS da Siemens foram usados com sucesso no sistema automático de cobrança de pedágios em cruzamentos em Oslo, Noruega, e no sistema de posicionamento de chegada de estação ferroviária em Munique, Alemanha. Nos Estados Unidos, empresas como Identtronix, i-Ray e RF-SAW também produzem etiquetas eletrônicas comerciais SAW.