Começando com RFID

Um sistema UHF RFID tem três partes: um leitor, uma ou mais antenas e tags. O leitor gera um sinal de rádio de 920–925 MHz e o envia pela antena. Quando uma tag passiva entra no campo da antena, ela aproveita a energia da onda de rádio para alimentar seu minúsculo microchip (geralmente precisando de apenas ~10 microwatts). O chip então modula o sinal de entrada e o retroespalha, essencialmente refletindo uma versão modificada de volta. Este sinal refletido carrega o Código Eletrônico de Produto (EPC) exclusivo da tag.

Todo o ciclo de leitura, desde a transmissão da consulta até o recebimento da resposta da tag, leva cerca de 1–3 milissegundos. É isso que permite que um único leitor inventarie mais de 200 tags por segundo usando o protocolo anti-colisão EPC Gen2. A perda de sinal de ida e volta é significativa (-40 a -80 dB), e é por isso que a potência TX do leitor (tipicamente 30 dBm / 1 watt) e a sensibilidade do chip da tag (até -22 dBm) são especificações tão críticas.

RFID abrange múltiplas bandas de frequência, mas UHF (860–960 MHz) domina as aplicações comerciais porque oferece o melhor equilíbrio entre alcance de leitura, velocidade e custo da tag. LF (125 kHz) lê em até 10 cm a ~1 tag/seg. bom para rastreamento de animais, mas muito lento para logística. HF/NFC (13,56 MHz) alcança ~1m a ~50 tags/seg. ótimo para pagamentos e cartões de acesso. UHF alcança 1–12+ metros a 200+ tags/seg. ideal para cadeia de suprimentos, varejo e rastreamento de ativos.

Dentro da banda de 920–925 MHz do Vietnam, os leitores usam Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) em vários canais. A fórmula é: frequência = 920,0 + (índice_do_canal × 0,5) MHz. Uma configuração típica usa 6 canais [0, 2, 4, 6, 8, 10] abrangendo 920,0 a 925,0 MHz para separação máxima de canal.

Channel Index → Frequency (MHz)   Formula: f = 920.0 + (idx × 0.5)

Ch 0  → 920.0    Ch 4  → 922.0    Ch 8  → 924.0
Ch 1  → 920.5    Ch 5  → 922.5    Ch 9  → 924.5
Ch 2  → 921.0    Ch 6  → 923.0    Ch 10 → 925.0
Ch 3  → 921.5    Ch 7  → 923.5

Typical: use [0, 2, 4, 6, 8, 10] for max channel separation

Cada tag UHF RFID tem dois componentes essenciais: um padrão de antena (alumínio gravado ou impresso em um substrato PET) e um microchip (IC). A antena captura o sinal do leitor e o chip processa os comandos e retorna os dados. A sensibilidade do chip é a potência mínima que o chip precisa para ativar. um chip classificado em -22,1 dBm pode ser ativado com apenas ~6,3 microwatts. Menor (mais negativo) = melhor sensibilidade = maior alcance de leitura.

As famílias de chips comuns incluem: NXP UCODE 9 (-22,1 dBm, EPC de 128 bits, sem memória do usuário. dominante no varejo), Impinj M700 series (-22,1 dBm, EPC de 128 bits. forte em logística) e Quanray QStar-7U (-21,0 dBm, EPC de 128 bits, memória do usuário de 512 bits. ideal quando você precisa armazenar dados diretamente na tag).

Fatores de forma da tag: Inlays Secos (tag bruta em PET, ¢3–8, para conversão em etiquetas), Inlays Úmidos (com adesivo, ¢5–12, prontos para aplicar), Etiquetas Adesivas (imprimíveis, ¢8–25, com marca), Hard Tags ($1–15, robustos para ambientes agressivos) e etiquetas tecidas/de tecido (¢15–40, costuradas em roupas). A Nextwaves fabrica inlays secos de 35×17mm a 95×8mm e etiquetas adesivas em tamanhos correspondentes.

EPCglobal Gen2 (ISO 18000-6C) governa como os leitores UHF se comunicam com as etiquetas. A principal inovação é o algoritmo de anti-colisão slotted-ALOHA que permite que um leitor inventarie centenas de etiquetas simultaneamente, sem que elas interfiram entre si.

Veja como funciona uma rodada de inventário: O leitor envia uma consulta com o parâmetro Q (criando 2^Q slots de tempo). Cada etiqueta escolhe um slot aleatório e espera. Quando o slot de uma etiqueta chega, ela responde com um número aleatório de 16 bits. Se apenas uma etiqueta responder, o leitor ACKs e recebe o EPC completo. Se várias etiquetas colidirem, o leitor pula esse slot. Após todos os slots, Q é ajustado. para cima se houver muitas colisões, para baixo se houver muitos slots vazios. e a rodada se repete.

Configurações práticas de Q: Q=2 (4 slots) para 1–5 etiquetas, Q=4 (16 slots) para 5–20 etiquetas, Q=5 (32 slots) para 20–100 etiquetas, Q=6 (64 slots) para 100–500 etiquetas, Q=7 (128 slots) para 500+ etiquetas. Q mais alto significa menos colisões, mas rodadas mais lentas.

A persistência da sessão controla por quanto tempo uma etiqueta se lembra que já foi lida. A sessão S0 é redefinida instantaneamente (para monitoramento contínuo). S1 persiste 0,5–5 segundos (inventário padrão). S2/S3 persiste ≥2 segundos (portas de docas e esteiras onde você deseja que cada etiqueta seja contada uma vez por passagem). Regra geral: use S0 para monitoramento de prateleira, S2/S3 para portais.

Tag Count → Q Value → Slots → Use Case

  1-5       Q=2       4       fast, low overhead
  5-20      Q=4       16      good balance
  20-100    Q=5       32      warehouse shelves
  100-500   Q=6       64      pallet scanning
  500+      Q=7       128     dock doors, bulk

Higher Q = fewer collisions but slower rounds

Cada tag Gen2 tem 4 bancos de memória. Reservado (Banco 00): Senha de Kill + Senha de Acesso, 64 bits no total. EPC (Banco 01): CRC-16 + Palavra de Controle de Protocolo + seu identificador EPC, normalmente 96–128 bits. TID (Banco 10): ID de chip exclusivo gravado na fábrica que nunca pode ser alterado. inestimável para anticontrafacção. Usuário (Banco 11): Armazenamento de dados personalizados opcionais (0 a 512+ bits, dependendo do chip), útil para números de lote, datas de inspeção ou dados de sensores.

Quando um leitor inventaria tags, cada notificação contém: ID da antena (qual porta), valor bruto RSSI (0–255, converta para dBm via: dBm = -100 + round(bruto × 70 / 255)), os dados EPC (12+ bytes) e o índice do canal de frequência. Esses dados são o que seu aplicativo processa para mapear leituras físicas de tags para eventos de negócios como 'item enviado' ou 'palete recebido'.

[ANT] [RSSI] [EPC ×12 bytes ..................] [CH]
 01    B4     30 34 25 7B F7 19 4E 40 00 00 1A 85  06

Antenna:  1 (port 1)
RSSI:     180 → dBm = -100 + round((180×70)/255) = -51 dBm
EPC:      3034257BF7194E4000001A85 (SGTIN-96)
Channel:  6 → 920.0 + (6×0.5) = 923.0 MHz
GTIN-14:  80614141123458  Serial: 6789

Aqui está uma lista de verificação prática para configurar seu primeiro sistema RFID, com orientação específica em cada etapa.

Input:  GTIN-14=08600000232451  Serial=1001  Prefix=7 digits
Output: 30 14 1A 80 0E 98 78 00 00 00 03 E9  (12 bytes)