Reinventando o código de barras


Os códigos de barras, como os encontrados numa lata de refrigerante, estão em quase tudo que compramos
Quase tudo o que você compra no varejo tem um código de barras UPC impresso. Eles ajudam os fabricantes e varejistas a ter controle do estoque. Também coletam informações importantes sobre a quantidade de produtos sendo comprados e, de certa forma, por quem os produtos foram adquiridos. Esses códigos servem como uma impressão digital do produto, feitas em barras paralelas. Elas possuem um código binário, que pode ser lido por máquinas.

Criados no início dos anos 70 para acelerar o processo de pagamento de contas, os códigos de barras têm algumas desvantagens:

  • para manter controle do estoque, as companhias precisam escanear cada código de todas as caixas de um determinado produto;
  • passar o produto pelo caixa envolve o mesmo processo de escanear cada código de cada item;
  • os códigos de barras são uma tecnologia apenas de leitura. Isso significa que eles não enviam nenhuma informação.
Falaremos sobre dois tipos de etiquetas inteligentes que têm a capacidade de "ler e escrever", o que significa que os dados armazenados nessas etiquetas podem ser mudados, atualizados e travados.

Etiquetas RFID acopladas por indução

A história do código de barras
Às 8:01 da manhã de 26 de junho de 1974, um cliente do supermercado Marsh's em Troy, no Estado de Ohio, fez a primeira compra de um produto com código de barras. Era um pacote com 10 chicletes Wrigley's Juicy Fruit Gum. Isso deu início a uma nova era na venda varejista, acelerando os caixas e dando às companhias um método mais eficiente para o controle do estoque. Aquele pacote de chiclete ganhou seu lugar na história e está atualmente em exibição no Smithsonian Insititute's National Museum of American History (em inglês).

Aquela compra histórica foi o ponto de partida para quase 30 anos de pesquisa e desenvolvimento. O primeiro sistema para codificação automática de produtos foi patenteado por Bernard Silver e Norman Woodland, ambos estudantes graduados pelo Drexel Institute of Technology (Instituto de Tecnologia Drexel), agora Drexel University (Universidade Drexel). Eles usaram um padrão de tinta que brilhava debaixo de luz ultravioleta. Esse sistema era caro demais e a tinta não era muito estável. O sistema usado hoje foi descoberto pela IBM, em 1973, e usa leitores criados pela NCR.

Esse tipo de etiqueta RFID tem sido usada há anos para rastrear tudo, desde gado e vagões de trem, até bagagem aérea e pedágios de estrada. Existem três partes numa etiqueta RFID acoplada por indução:

  • microprocessador de silício - esses chips variam de tamanho, dependendo do uso;
  • bobina de metal - feita de cobre ou fio de alumínio, que é enrolado em um padrão circular no transponder, essa bobina age como uma antena. A etiqueta transmite sinais para o leitor, com a distância de leitura determinada pelo tamanho da antena da bobina. Elas podem funcionar a 13,56 MHz;
  • material encapsulado - um material de vidro ou polímero envolve o chip e a bobina.

As etiquetas RFID indutivas são alimentadas pelo campo magnético gerado pelo leitor. A antena da etiqueta recebe a energia magnética e, então se comunica com o leitor. Esta modula o campo magnético para recuperar e transmitir a informação de volta para o leitor. Depois, o leitor a direciona para o computador central.

O preço por unidade das etiquetas RFID é muito alto, custando de US$ 1 para etiquetas passivas até US$ 200 para as etiquetas movidas a bateria, que fornecem e armazenam dados. O alto custo se deve ao silício, à antena de bobina e ao processo necessário para enrolar essa bobina em volta da superfície da etiqueta.

Etiquetas RFID acopladas de modo capacitivo
As etiquetas RFID acopladas de modo capacitivo foram criadas como uma tentativa de baixar os custos dos sistemas de etiquetas a rádio. Essas etiquetas RFID não precisam da bobina de metal e usam pouca quantidade de silício para fazer o mesmo que uma acoplada por indução. Uma etiqueta acoplada de modo capacitivo também possui três partes:

 

  • microprocessador de silício - a etiqueta do BiStatix da Motorola usa um chip de silício que só tem 3 mm2. Essas etiquetas podem armazenar 96 bits de informação. Isso permite que trilhões de números diferentes possam ser destinados aos produtos;
  • tinta condutiva de carbono - essa tinta especial age como a antena da etiqueta. Ela é aplicada ao substrato do papel por métodos convencionais de impressão;
  • papel - o chip de silício é preso aos eletrodos de tinta de carbono impressos na parte de trás da etiqueta de papel, criando um produto barato, descartável e que pode ser integrado nas etiquetas convencionais de produtos.

Por usar tinta condutiva em vez de bobinas de metal, o preço das etiquetas capacitivamente acopladas é de US$ 0,50. Elas são mais flexíveis do que as acopladas por indução. As etiquetas capacitivamente acopladas, como as feitas pela Motorola, podem ser dobradas, torcidas ou amassadas e ainda assim transmitir informações para o leitor. Em contraste com a energia magnética que alimenta uma etiqueta acoplada por indução, as capacitivamente acopladas são alimentadas por campos elétricos gerados pelo leitor.

A desvantagem desse tipo de etiqueta é seu alcance limitado. A etiqueta do BiStatix da Motorola tem alcance de apenas 1 cm. Fazer com que a etiqueta cubra uma área maior do pacote do produto aumentaria seu alcance, mas não seria a extensão ideal para o sistema desejado pelos varejistas. Para que um sistema global de trilhões de etiquetas fornecedoras de dados possa funcionar, o alcance precisa ser aumentado em vários metros. A Intermec (em inglês) desenvolveu uma etiqueta RFID que supre essas necessidades, mas são muito caras para que o preço valha a pena.

Pesquisadores em diversas companhias procuram por maneiras de criar uma etiqueta com um alcance de vários metros, mas que custe o mesmo que a tecnologia do código de barras. Para que os varejistas implementem um sistema difundido de etiquetas RFID, o custo terá que ser mais barato do que US$ 0,01. Na próxima seção, você verá como essas etiquetas podem ser usadas para criar um sistema global que será ligado à Internet.