Explicação sobre o RFID de dupla frequência: combinações de frequências e o chip EM4425

Uma etiqueta RFID convencional funciona normalmente numa única banda de frequência.

Uma etiqueta de identificação animal de baixa frequência pode funcionar a cerca de 134,2 kHz. Uma etiqueta NFC funciona a 13,56 MHz. Uma etiqueta RFID UHF para a cadeia de abastecimento funciona normalmente na gama de 860–960 MHz.

Uma etiqueta RFID de dupla frequência combina duas interfaces RFID num único produto, de modo a que o mesmo artigo físico possa ser identificado de duas formas diferentes.

A combinação mais útil do ponto de vista comercial é, normalmente:

RFID de 13,56 MHz (HF/NFC) + 860–960 MHz (UHF)

Esta combinação liga duas fases diferentes do ciclo de vida de um produto.

A tecnologia RFID UHF permite operações de inventário e logística de longo alcance e alta velocidade. A tecnologia NFC permite a interação de curto alcance através de um smartphone compatível com NFC ou de um leitor HF.

O EM4425, também conhecido como em|echo-V, é um chip RFID de dupla frequência desenvolvido pela EM Microelectronic para este tipo de aplicação. Combina funcionalidades RFID de alta frequência (HF), NFC e RAIN num único chip de silício e permite que as interfaces acedam a uma memória partilhada e configurável.

No entanto, nem todas as combinações de dupla frequência são adequadas para todos os projetos. A escolha correta depende de quem precisa de ler a etiqueta, a que distância deve ser lida, quantas etiquetas devem ser identificadas simultaneamente e se os smartphones fazem parte do fluxo de trabalho.

O que é uma etiqueta RFID de dupla frequência?

Uma etiqueta RFID de dupla frequência é uma etiqueta capaz de comunicar através de duas bandas de radiofrequência.

Dependendo do modelo, pode incluir:

• Um chip integrado de dupla frequência
• Dois chips RFID distintos
• Duas estruturas de antena
• Memória partilhada ou separada
• Uma etiqueta impressa, uma etiqueta rígida ou uma caixa incorporada
• Componentes opcionais de deteção de adulteração

Uma etiqueta de dupla frequência não deve ser confundida com uma etiqueta UHF de banda larga.

Uma etiqueta UHF de banda larga pode funcionar em várias alocações regionais de UHF, mas todas essas frequências permanecem dentro da mesma interface geral de UHF.

Por exemplo, uma etiqueta concebida para funcionar tanto nas bandas UHF europeias como nas norte-americanas continua a ser uma etiqueta RFID UHF de frequência única. Não se trata automaticamente de um produto de dupla frequência (NFC e UHF).

Uma etiqueta HF/UHF genuína requer normalmente:

• Uma antena de bobina de alta frequência para 13,56 MHz
• Um dipolo UHF ou antena semelhante para a gama de 860–960 MHz
• Um chip capaz de comunicar através de ambas as interfaces, ou dois chips distintos

O design final do inlay é, por isso, mais complexo do que o de uma etiqueta RFID padrão de frequência única.

Por que combinar duas frequências RFID?

As diferentes bandas de frequência RFID resolvem diferentes problemas operacionais.

Não existe uma única banda que ofereça o melhor desempenho para todas as aplicações.

Um armazém pode precisar de ler centenas de produtos numa caixa sem a abrir. Um consumidor pode, mais tarde, precisar de tocar num produto com o telemóvel. Um técnico de manutenção pode querer ler deliberadamente um bem específico sem recolher acidentalmente dados de itens próximos.

Uma etiqueta de dupla frequência permite que uma única etiqueta física sirva vários utilizadores:

• Fabricantes
• Operadores de armazém
• Empresas de logística
• Retalhistas
• Técnicos de assistência
• Proprietários de marcas
• Consumidores
• Operadores de reciclagem ou devolução

A primeira interface permite a realização de operações empresariais automatizadas, enquanto a segunda interface permite uma interação deliberada a curta distância.

Bandas de frequência RFID comuns

Antes de escolher uma combinação de duas frequências, é útil conhecer as principais bandas de RFID.

Fita RFID	Frequência típica	Comportamento típico de leitura	Aplicações comuns
LF	125 kHz ou aproximadamente 134,2 kHz	Leitura individual de alcance muito curto	Identificação de animais, controlo de acessos, identificação industrial
HF	13,56 MHz	Alcance curto a moderado, acoplamento indutivo	Sistemas de bibliotecas, localização industrial, cartões inteligentes
NFC	13,56 MHz	Interação com o smartphone a curta distância	Informações sobre produtos, autenticação, pagamentos, interação com os consumidores
UHF	Aproximadamente 860–960 MHz	Leitura em massa rápida e de longo alcance	Existências no retalho, logística, armazéns, rastreio de ativos
Micro-ondas	Normalmente 2,45 GHz	Sistemas especializados ativos ou semiativos	Portagens, telemetria industrial e sistemas proprietários

A frequência de funcionamento, por si só, não determina a compatibilidade.

Dois produtos que funcionam a 13,56 MHz podem, ainda assim, utilizar protocolos de comunicação diferentes. Da mesma forma, uma etiqueta UHF deve ser compatível com a norma de interface aérea adequada e estar corretamente sintonizada para a região de destino.

Quais são as duas frequências que devem ser combinadas?

A combinação mais adequada depende da aplicação.

HF/NFC + UHF: A combinação comercial mais versátil

Para o rastreio de produtos, o retalho, a logística, a autenticação e o envolvimento dos consumidores, a combinação mais útil é normalmente:

HF/NFC a 13,56 MHz + RFID UHF a 860–960 MHz

As duas bandas complementam-se.

A UHF oferece:

• Longa distância de leitura
• Contagens rápidas de inventário
• Leitura de várias etiquetas
• Leitura em transportador e em portal
• Automatização de armazéns
• Rastreabilidade ao nível do artigo
• Verificação da remessa

A tecnologia HF/NFC oferece:

• Acesso através de smartphone
• Leitura intencional a curta distância
• Informações sobre o produto
• Autenticação
• Registo da garantia
• Programas de fidelização
• Verificação da devolução
• Registos de manutenção

Esta é a combinação de frequências utilizada pelo EM4425.

É especialmente eficaz quando um produto tem de percorrer uma cadeia de abastecimento entre empresas e, posteriormente, interagir com um colaborador ou um consumidor.

LF + HF/NFC

Uma combinação de LF e HF/NFC pode ser adequada quando um sistema de identificação existente utiliza LF, mas é necessária uma segunda interface para smartphones, pessoal de serviço ou equipamento mais recente.

Entre as possíveis aplicações contam-se:

• Credenciais de acesso
• Identificação de animais combinada com o acesso a dados locais
• Migração de equipamentos industriais
• Sistemas de identificação antigos
• Dispositivos de segurança especializados

As desvantagens incluem:

• Duas estruturas de antena diferentes
• Benefício limitado para a leitura em massa no armazém
• Tamanho maior da etiqueta
• Maior complexidade da produção
• Possível necessidade de dois chips distintos

Normalmente, os smartphones não conseguem ler transponders padrão de identificação animal de baixa frequência (LF). A incorporação da tecnologia NFC pode permitir o acesso através do smartphone, mas as duas identidades têm de ser mapeadas corretamente.

LF + UHF

As bandas LF e UHF podem ser combinadas quando um produto necessita de uma identificação fiável a curta distância, juntamente com um rastreio a longa distância.

Entre os possíveis exemplos contam-se:

• Identificação de gado e acompanhamento automatizado dos seus movimentos
• Contentores industriais reutilizáveis
• Equipamento para ambientes adversos
• Sistemas especializados de gestão de ativos

No que diz respeito ao gado, a frequência LF, em torno dos 134,2 kHz, é normalmente associada à identificação animal segundo as normas ISO 11784/11785, enquanto a UHF permite a leitura operacional a maior distância.

No entanto, um sistema duplo de LF/UHF para gado levanta questões importantes:

• Qual é o número de identificação oficial do animal?
• O número de UHF corresponde ao número de LF?
• O dispositivo está aprovado pela autoridade competente em matéria de pecuária?
• Será que as duas interfaces podem permanecer associadas durante toda a vida do animal?
• A tecnologia UHF funciona de forma fiável junto ao corpo do animal e no ambiente da exploração agrícola?

O EM4425 não é um chip de identificação animal de baixa frequência (LF) e não dispõe de uma interface conforme a norma ISO 11784/11785.

HF + UHF sem necessidade de smartphone

Alguns sistemas industriais combinam a norma ISO/IEC 15693 HF com a UHF, uma vez que já existem leitores de proximidade HF instalados.

Isto pode ser útil para:

• Gestão de ferramentas
• Recursos médicos ou laboratoriais
• Manutenção industrial
• Montagem de componentes
• Produção em curso
• Artigos de transporte reutilizáveis

O EM4425 suporta o funcionamento em alta frequência (HF) segundo a norma ISO/IEC 15693, bem como a funcionalidade do NFC Forum Tipo 5.

Isto permite que a mesma interface de 13,56 MHz seja compatível com um leitor de proximidade HF ou com um dispositivo NFC, dependendo da implementação e da versão do chip.

O HF Plus NFC é uma combinação de duas frequências?

Não, não por si só.

Tanto a tecnologia RFID de alta frequência (HF) como a NFC funcionam a 13,56 MHz.

Podem utilizar protocolos, comandos, distâncias de leitura e tipos de dispositivos diferentes, mas ocupam a mesma banda de frequência.

Por exemplo, o EM4425 suporta:

• ISO/IEC 15693 — Comunicação de proximidade em alta frequência
• Comunicação com etiquetas do tipo 5 do NFC Forum
• Comunicação RFID RAIN na banda UHF

Isto confere ao produto várias opções de interface aérea, mas continua a ser descrito como de dupla frequência, uma vez que utiliza duas bandas de frequência físicas:

• 13,56 MHz
• 860–960 MHz

As funções HF e NFC utilizam, em geral, a mesma ligação de antena HF.

Qual é, normalmente, a melhor combinação?

Para a maioria dos projetos comerciais ao nível do artigo, o melhor ponto de partida é:

RFID UHF + HF/NFC

Esta combinação é adequada quando o projeto requer ambos:

1. Acompanhamento operacional automatizado e
2. Interação humana a curta distância.

É menos adequado quando:

• Apenas é necessário o inventário do armazém
• Basta um link da Web no smartphone
• O produto tem um custo extremamente baixo
• O espaço disponível na etiqueta é muito pequeno
• O produto contém metal ou líquido que não foi tido em conta na conceção da antena
• A empresa não tem planos para utilizar a segunda interface

Não se deve optar por uma etiqueta de dupla frequência apenas pelo facto de esta oferecer mais tecnologia.

Ambas as interfaces devem resolver um problema empresarial definido.

O que é o chip EM4425?

EM4425 é o código de encomenda do produto da EM Microelectronic conhecido como em|echo-V.

Trata-se de um circuito integrado (IC) de transponder RFID passivo de dupla frequência, concebido para combinar:

• RAIN RFID
• ISO/IEC 15693 HF
• Funcionalidade da etiqueta NFC Forum Tipo 5

O chip funciona em duas gamas de frequências:

• HF/NFC: 13,56 MHz
• UHF: 860–960 MHz

A interface UHF foi concebida para aplicações de inventário e logística de longo alcance. A interface HF e NFC suporta interações de proximidade, incluindo serviços relacionados com produtos através de smartphones.

A EM Microelectronic descreve o produto como um circuito integrado (IC) transponder de autenticidade RAINFC, uma vez que combina as operações RAIN RFID com a interação NFC e funções de segurança.

O EM4425 é composto por um ou dois chips?

O EM4425 combina as funções suportadas num único chip de silício.

Isto é diferente de colocar um chip NFC convencional e um chip UHF convencional na mesma etiqueta.

Uma implementação num único chip oferece várias vantagens:

• Identidade de chip partilhada
• Memória partilhada configurável
• Risco reduzido de incompatibilidade de dados
• Opções de codificação em uma única etapa
• Funções de segurança coordenadas
• Produção de etiquetas mais integrada
• Uma ligação mais clara entre os registos NFC e UHF

A etiqueta continua a necessitar de duas estruturas de antena:

• Uma antena de bobina de HF
• Uma antena UHF

O chip dispõe de terminais separados para os dois sistemas de antenas.

Um chip EM4425 sozinho não proporciona um desempenho de leitura útil. O projetista do inlay deve criar e ajustar ambas as antenas de acordo com o produto, o material e a região de funcionamento pretendidos.

Normas suportadas pelo EM4425

O EM4425 suporta vários padrões nas suas duas interfaces.

Interface HF e NFC

• ISO/IEC 15693
• ISO/IEC 18000-3 Modo 1
• Etiqueta NFC Forum Tipo 5

Interface UHF

• ISO/IEC 18000-63
• EPC Gen2v2
• Funcionamento do RAIN RFID

Interface relacionada com a segurança

O chip também suporta funções associadas à norma ISO/IEC 29167-10, dependendo da configuração do produto selecionada.

Esta combinação permite que uma etiqueta comunique com:

• Leitores HF compatíveis
• Dispositivos compatíveis com NFC
• Leitores UHF EPC Gen2

As funcionalidades exatas disponíveis dependem da versão do EM4425 e da forma como o chip está configurado.

O EM4425 é um chip NFC de tipo 5

O EM4425 utiliza uma interface NFC Forum Tipo 5 baseada na norma ISO/IEC 15693.

Não deve ser descrito como um chip do tipo 2 do NFC Forum.

Tanto as etiquetas do Tipo 2 como as do Tipo 5 suportam interações NFC comuns, mas os seus fundamentos técnicos são diferentes.

O Tipo 5 é particularmente relevante nos casos em que a mesma interface de alta frequência possa ter de funcionar com:

• Smartphones com NFC
• Leitores de proximidade ISO/IEC 15693
• Leitores industriais de alta frequência

Antes da produção, a etiqueta completa deve ser testada com os smartphones, aplicações e leitores efetivamente utilizados no projeto.

Memória partilhada entre HF, NFC e UHF

Uma das principais características do EM4425 é a memória partilhada configurável.

Os dados oficiais do produto indicam uma área de memória configurável total de 2 048 bits.

A memória pode ser alocada para fins que incluem:

• Memória do utilizador HF
• Memória de utilizador UHF
• Codificação EPC ou UII em UHF
• Armazenamento de assinaturas digitais

A secção UHF EPC/UII pode ser configurada até 480 bits, dependendo da alocação total de memória.

Isto não é o mesmo que atribuir 2 048 bits de forma independente a cada interface. A memória disponível é repartida de acordo com os requisitos da aplicação.

Por exemplo, um projeto pode atribuir mais memória a:

• Um EPC UHF longo
• Informações sobre o produto NFC
• Dados do utilizador UHF
• Informações de autenticação digital

O plano de memória deve ser definido antes da codificação em massa.

Número de série comum dos circuitos integrados

O EM4425 inclui uma identificação serial comum do chip, representada por:

• Um UID de 64 bits no lado HF
• Um TID de 96 bits na banda UHF

A identidade subjacente comum ajuda a ligar os dados recolhidos através das duas interfaces.

Isto é útil porque o armazém pode ler a identificação UHF, enquanto o consumidor lê posteriormente a interface NFC.

O backend pode associar ambos os eventos ao mesmo chip físico e ao mesmo produto.

No entanto, os utilizadores não devem partir do princípio de que o HF UID completo, o UHF TID e o EPC são visualmente idênticos.

Estas estruturas de memória têm diferentes finalidades técnicas. O desenho da base de dados e da codificação deve definir a forma como estão associadas.

Codificação em uma única etapa

O EM4425 permite a codificação de etiquetas através da interface HF ou UHF.

Isto pode simplificar a produção.

Um fabricante de conversores ou de produtos poderá ser capaz de configurar dados partilhados sem ter de programar dois chips independentes através de dois processos distintos.

Os benefícios podem incluir:

• Menor complexidade de codificação
• Menos erros de correspondência
• Serialização mais fácil
• Uma identidade digital mais coerente
• Maior rastreabilidade da produção

A estação de codificação deve continuar a utilizar software e leitores que suportem os comandos e a configuração de memória necessários.

Características de segurança do EM4425

O EM4425 vai além da identificação básica.

Dependendo da versão e da configuração encomendadas, as funções disponíveis incluem:

• Criptografia AES-128
• Autenticação NFC baseada na Web
• Assinatura digital
• Memória protegida por palavra-passe
• Opções de ID aleatório
• Controlos de privacidade dos clientes
• Contadores de visitas
• Controlos de privacidade UHF
• Deteção de adulteração
• Notificação de alarmes de violação

Estas funções tornam o chip relevante para a autenticação de produtos e a proteção da marca.

No entanto, a utilização de um chip com funcionalidades de segurança não garante, por si só, que a aplicação seja segura.

Um sistema de segurança completo também requer:

• Geração segura de chaves
• Injeção de chave protegida
• Personalização controlada de etiquetas
• Validação no backend
• Infraestrutura segura de domínios e da Web
• Lógica anti-replay
• Monitorização de eventos
• Controlo de acesso
• Procedimentos em caso de chaves comprometidas

Uma etiqueta programada apenas com um URL estático não beneficia de uma autenticação forte apenas pelo facto de o chip subjacente suportar o AES.

Capacidade de deteção de adulteração

O EM4425 dispõe de ligações para um circuito de sabotagem.

O circuito pode ser integrado numa etiqueta ou num selo, de modo a que o chip possa determinar se o percurso condutor permanece intacto ou se foi interrompido.

As aplicações potenciais incluem:

• Detecção da abertura de embalagens
• Selos de garantia
• Embalagem farmacêutica
• Selo eletrónico para produtos
• Componentes automóveis
• Prevenção de fraudes nas devoluções
• Mercadorias de elevado valor

Quando um utilizador lê a etiqueta através de NFC ou UHF, o sistema pode indicar se a etiqueta foi adulterada.

O fabricante de etiquetas deve conceber corretamente o circuito físico de segurança. O circuito integrado, por si só, não consegue detetar a abertura da embalagem, a menos que o circuito esteja integrado na estrutura da etiqueta e posicionado sobre o ponto de abertura pretendido.

EM4425: Resistência da memória e condições de funcionamento

A ficha técnica oficial resume o seguinte:

• Pelo menos 100 000 ciclos de gravação
• Retenção de dados durante, pelo menos, 50 anos, nas condições indicadas
• Uma gama de temperaturas de funcionamento entre −40 °C e +85 °C

Estas são especificações ao nível do chip.

A etiqueta final pode ter um intervalo de funcionamento mais restrito devido a:

• Adesivo
• Material de revestimento em PET ou papel
• Antena de alumínio ou cobre
• Laminado de proteção
• Tinta de impressão
• Construção em circuito de compensação
• Embalagem do produto

A durabilidade de uma etiqueta RFID acabada deve, por conseguinte, ser avaliada com base nas especificações completas da etiqueta, e não apenas na ficha técnica do circuito integrado.

O que é que o EM4425 faz através da banda UHF?

Através da sua interface UHF, o EM4425 pode suportar funções como:

• Inventário por artigo
• Inventário do armazém
• Verificação de receção e envio
• Visibilidade do stock no retalho
• Processamento de devoluções de produtos
• Rastreio de activos
• Registo de eventos na cadeia de abastecimento
• Identificação automatizada
• Recolha de dados sobre o estado de adulteração

A tecnologia RFID UHF permite a leitura de vários produtos etiquetados sem necessidade de linha de visão direta.

A distância real de leitura depende de:

• Dimensões do embutido
• Conceção de antenas UHF
• Potência do leitor
• Antena do leitor
• Frequência regional
• Material do produto
• Orientação das etiquetas
• Etiquetas próximas
• Metal e líquido
• Ambiente de instalação

A sensibilidade de entrada do chip não corresponde à distância garantida de leitura da etiqueta final.

O que é que o EM4425 faz através da tecnologia NFC?

Através da tecnologia NFC, um utilizador pode tocar na etiqueta com um dispositivo compatível para aceder a:

• Autenticação do produto
• Informações sobre o produto
• Instruções digitais
• Registo da garantia
• Programas de fidelização
• Cupões
• Reordenar páginas
• Informações sobre reciclagem
• Verificação da devolução
• Registos de manutenção
• Estado da proteção contra manipulação

A interação NFC é intencional e ocorre a curta distância.

Isto torna-o útil quando uma empresa pretende que o utilizador interaja com um item específico, em vez de com todos os itens marcados que se encontram nas proximidades.

Aplicações típicas do EM4425

Retalho e moda

Uma etiqueta de dupla frequência permite a gestão de inventário em UHF ao longo de toda a cadeia de abastecimento do retalho e a interação via NFC depois de o produto chegar ao cliente.

Entre as funções possíveis incluem-se:

• Serialização de fábrica
• Recepção no centro de distribuição
• Inventário da loja
• Apoio ao processo de finalização da compra
• Autenticação do produto
• Instruções de cuidados
• Registo no programa de fidelidade
• Gestão de devoluções
• Verificação de revenda

Bens de luxo e proteção das marcas

A tecnologia UHF permite garantir a visibilidade da cadeia de abastecimento, enquanto a tecnologia NFC permite realizar uma verificação de autenticidade junto do cliente.

A identidade comum do chip facilita a ligação entre os registos operacionais e as interações com os consumidores.

Os produtos podem incluir:

• Mala
• Calçado
• Relógios
• Acessórios
• Artigos de coleção
• Vestuário de luxo

A arquitetura de segurança deve ser concebida de forma a impedir a simples cópia e reprodução de URLs.

Embalagens para produtos farmacêuticos e cuidados de saúde

As aplicações potenciais incluem:

• Visibilidade do inventário
• Verificação da embalagem
• Informações sobre o produto
• Deteção de adulteração
• Autenticação
• Processamento de devoluções
• Gestão de recolhas

A utilização da tecnologia RFID em ambientes farmacêuticos e médicos pode estar sujeita a requisitos regulamentares, relativos aos materiais e de validação. A ficha técnica do EM4425 também impõe restrições à utilização do chip como componente em dispositivos médicos críticos para a segurança.

Componentes industriais

Um componente industrial pode ser identificado automaticamente através de UHF, enquanto um técnico utiliza a tecnologia NFC para aceder deliberadamente a:

• Instruções de instalação
• Histórico de manutenção
• Autenticação de peças
• Documentação de segurança
• Formulários de inspeção
• Informações sobre a garantia

Os exemplos incluem:

• Bombas
• Motores
• Ferramentas
• Peças sobressalentes
• Componentes elétricos
• Conjuntos automóveis
• Componentes aeroespaciais

Logística Automóvel e Aeroespacial

A EM Microelectronic identifica a logística automóvel e aeroespacial como aplicações-alvo.

A banda UHF suporta:

• Inventário de peças
• Fluxo de produção
• Verificação do contentor
• Acompanhamento de envios

A tecnologia HF/NFC suporta:

• Acesso para manutenção
• Inspeção ao nível das peças
• Autenticação
• Informações sobre serviços controlados

A etiqueta finalizada deve cumprir os requisitos relativos ao calor, aos produtos químicos, à vibração, à resistência ao fogo e às condições de ciclo de vida exigidos.

Devoluções de produtos e economia circular

Uma etiqueta de dupla frequência pode continuar a ser útil após a venda inicial.

A tecnologia UHF pode ajudar um armazém a processar grandes quantidades de artigos devolvidos, enquanto a tecnologia NFC pode permitir que um cliente, técnico ou revendedor aceda ao registo individual do produto.

As aplicações incluem:

• Devoluções de produtos
• Reparação
• Remodelação
• Produtos para aluguer
• Revenda
• Reciclagem
• Sistemas de depósito e devolução
• Embalagens reutilizáveis

EM4425 vs. chips NFC e UHF separados

Uma etiqueta de dupla frequência pode ser fabricada com o EM4425 ou com dois chips RFID independentes.

Fator	Conceção de um único chip EM4425	Chips NFC e UHF separados
Contagem de fichas	Um	Dois
Sistemas de antenas	Dois	Dois
Relação de memória	Partilhado e configurável	Normalmente separados
Relação de identidade	Identidade comum do IC	Tem de corresponder ao que consta na base de dados
Codificação	Suporta a codificação em uma única etapa	Normalmente, dois processos de codificação
Risco de incompatibilidade de dados	Mais baixo com a configuração correta	Mais elevado se não houver correspondência entre os registos
Flexibilidade das funcionalidades	Definido pela arquitetura EM4425	Os chips podem ser selecionados individualmente
Aprovisionamento	Dependente de um circuito integrado de dupla frequência	Maior variedade de opções de chips individuais
Desenho do embutido	Especializado	Também especializado
Segurança	Funcionalidades integradas disponíveis	Depende dos chips selecionados

A utilização de chips separados pode ser adequada quando o projeto exigir:

• Um chip de segurança NFC específico
• Um chip UHF específico de alto desempenho
• Memória independente
• Identidades independentes
• Uma funcionalidade que não está disponível num circuito integrado de dupla frequência

O EM4425 revela-se uma opção interessante quando uma identidade unificada e uma memória partilhada são mais importantes.

O projeto da antena é fundamental

A escolha do EM4425 não conclui a conceção do produto.

A incrustação final deve conter ambos:

• Uma antena de alta frequência (HF) de 13,56 MHz devidamente sintonizada
• Uma antena UHF devidamente sintonizada

Os dois sistemas de antenas devem caber nas dimensões disponíveis da etiqueta sem que haja interação inaceitável.

As considerações de conceção incluem:

• Dimensões da bobina HF
• Número de espiras da bobina de HF
• Dimensões do dipolo UHF
• Impedância do chip
• Acoplamento entre antenas
• Orientação da etiqueta
• Propriedades dielétricas do produto
• Sintonização regional de UHF
• Disposição do circuito de detecção de manipulação
• Tolerâncias de fabrico

Um inlay de dupla frequência mal concebido pode apresentar um desempenho aceitável em NFC, mas fraco em UHF, ou o contrário.

Ambas as interfaces devem ser testadas de forma independente e como um produto completo.

Diferenças regionais nas frequências UHF

A interface UHF EM4425 funciona na gama de 860–960 MHz ao nível do chip.

No entanto, os países utilizam subfaixas regulamentares diferentes.

Entre os exemplos mais comuns contam-se:

• Região europeia do ETSI na faixa de 865–868 MHz
• Região da FCC dos Estados Unidos na faixa de 902–928 MHz
• Outras atribuições nacionais na gama mais ampla de frequências UHF

A antena embutida pode ser:

• Otimizado para a Europa
• Otimizado para a América do Norte
• Concebida como uma antena global ou de banda larga

Uma solução global oferece flexibilidade de implementação, mas o seu desempenho máximo pode diferir do de um projeto específico para uma determinada região.

O fornecedor deve indicar:

• Região UHF prevista
• Dimensões do embutido
• Distância de leitura de referência
• Material de teste
• Configuração do leitor
• Orientação
• Se o rótulo é adequado para utilização a nível mundial

O efeito do metal e do líquido

O metal e o líquido podem alterar o comportamento de ambas as interfaces.

A banda UHF é particularmente sensível a:

• Produtos com elevado teor de água
• Bebidas
• Cosméticos
• Corpos humanos
• Embalagens metálicas
• Equipamento eletrónico
• Baterias

A HF/NFC também pode sofrer desajustes devido à presença de metal.

Quando a etiqueta é fixada em metal, o projeto pode exigir:

• Uma camada de ferrite
• Um espaçador de espuma
• Uma antena especializada para montagem em metal
• Uma caixa para etiquetas rígidas
• Ajuste específico para cada produto

Não se deve partir do princípio de que uma etiqueta EM4425 de papel normal funcione diretamente num recipiente metálico.

No caso dos produtos líquidos, a localização e o espaçamento da etiqueta devem ser testados na embalagem cheia, e não apenas numa amostra vazia.

A distância de leitura é diferente nas duas interfaces

Uma etiqueta de dupla frequência não apresenta uma distância de leitura única.

A interface UHF pode ser captada a partir de vários metros, em condições adequadas.

A interface NFC destina-se a uma interação de curta distância, exigindo geralmente que o telemóvel ou o leitor sejam colocados perto da etiqueta.

A interface HF ISO/IEC 15693 pode proporcionar um alcance de proximidade maior do que a tecnologia NFC comum dos smartphones, quando utilizada com um leitor industrial de HF e uma antena adequados.

O desempenho real depende do tipo de incrustação e do leitor.

O EM4425 precisa de uma bateria?

O n.º EM4425 destina-se a aplicações com transponders passivos.

Recebe energia do campo do leitor HF, NFC ou UHF.

Isto prevê:

• Não é necessário substituir a bateria
• Estrutura de etiqueta fina
• Longa vida útil
• Menos manutenção
• Adequação para embalagens descartáveis

Uma etiqueta passiva não transmite continuamente. Só responde quando é ativada por um leitor compatível.

É possível ler sinais UHF e NFC ao mesmo tempo?

Ambas as interfaces podem aceder à memória partilhada, mas a documentação oficial do produto indica que o acesso à memória não é feito em paralelo.

Quando os comandos chegam através de ambas as interfaces, o acesso à memória é arbitrado comando a comando.

Em implementações normais, isto raramente constitui uma limitação prática, uma vez que a leitura UHF no armazém e a leitura NFC pelo consumidor ocorrem normalmente em momentos diferentes.

Um sistema não deve partir do princípio de que dois leitores podem modificar simultaneamente a mesma área de memória sem coordenação.

A tecnologia NFC pode alterar os dados UHF?

O EM4425 pode ser configurado de forma a que a interface HF/NFC aceda à memória partilhada e controle determinadas funções de privacidade UHF.

Isto cria fluxos de trabalho úteis, mas também exige uma conceção cuidadosa do controlo de acesso.

Por exemplo, não deve ser permitido que uma interação com um smartphone substitua informações críticas relativas ao EPC ou à logística, a menos que esse comportamento seja explicitamente pretendido e protegido.

As áreas de memória podem necessitar de:

• Proteção por palavra-passe
• Bloqueio permanente
• Permissões de acesso
• Comandos de software controlados
• Autorização no backend

O plano de codificação deve definir quais são os dados que:

• Acessível ao público
• Protegido por palavra-passe
• Bloqueado permanentemente
• Editável através de UHF
• Editável através de HF/NFC

O EM4425 é adequado para a luta contra a contrafação?

Pode fazer parte de um sistema de combate à contrafação.

As funcionalidades relevantes incluem:

• Identidade comum do chip
• Suporte para AES-128
• Autenticação NFC na Web
• Assinatura digital
• Deteção de adulteração
• Contadores de visitas
• Proteção por palavra-passe

No entanto, a eficácia das medidas de combate à contrafação depende da sua implementação.

Um URL NFC estático pode ser copiado para outra etiqueta. Um código QR impresso também pode ser copiado. Para uma proteção mais robusta, é necessária uma validação dinâmica ou criptográfica ligada ao backend.

O projeto deve definir:

• Modelo de ameaças
• Fluxo de autenticação
• Propriedade da chave
• Processo de personalização de etiquetas
• Método de validação no servidor
• Resposta a varreduras repetidas ou suspeitas
• Gestão de eventos de adulteração
• Política de privacidade de dados

Quando se deve optar pelo EM4425?

O EM4425 é uma excelente opção quando o mesmo produto requer:

• Rastreabilidade da cadeia de abastecimento por UHF
• Interação NFC com o smartphone
• Identidade comum entre canais
• Memória partilhada configurável
• Autenticação do produto
• Deteção de adulteração
• Informações sobre o produto a longo prazo
• Devoluções ou fluxos de trabalho da economia circular

É especialmente adequado quando tanto os utilizadores empresariais como os utilizadores finais precisam de interagir com a mesma etiqueta.

Quando é que o EM4425 não é necessário?

Um chip menos complexo pode ser mais económico quando a aplicação requer apenas:

• Inventário do armazém UHF
• Um URL NFC básico
• Controlo de acesso padrão
• Identificação de animais LF
• Um número de identificação único
• Uma etiqueta descartável de baixo custo que não requer um segundo fluxo de trabalho

A adição da funcionalidade de dupla frequência aumenta:

• Custo do chip
• Complexidade do incrustado
• Área da antena
• Requisitos de conversão
• Requisitos de ensaio
• Trabalho de integração de software

A segunda frequência deve proporcionar um valor mensurável, quer a nível operacional, quer para o cliente.

O EM4425 não é um chip RFID para animais

O EM4425 não deve ser confundido com os chips para gado ISO 11784/11785.

A identificação de animais utiliza normalmente uma frequência baixa, em torno dos 134,2 kHz, com os protocolos FDX-B ou HDX.

Utilizações do EM4425:

• 13,56 MHz HF/NFC
• 860–960 MHz UHF

Foi concebido principalmente para a gestão de artigos, o acompanhamento da cadeia de abastecimento, a autenticação e o envolvimento dos consumidores.

Não substitui uma marca auricular aprovada para gado, um microchip ou um transponder em bolus ruminal no âmbito de um programa oficial de rastreabilidade do gado.

Como configurar uma etiqueta EM4425 de dupla frequência

Um pedido de orçamento claro deve incluir as seguintes informações.

Candidatura

Explique se o rótulo se destina a:

• Inventário de retalho
• Autenticação do produto
• Rastreio industrial
• Envolvimento dos consumidores
• Deteção de adulteração
• Peças automóveis
• Embalagem farmacêutica
• Gestão de devoluções

Material do produto

Especifique se a etiqueta será aplicada a:

• Cartão
• Plástico
• Vidro
• Metal
• Embalagem de líquidos
• Têxtil
• Eletrónica
• Madeira

Dimensões da etiqueta

Indique o que está disponível:

• Comprimento
• Largura
• Espessura máxima
• Área de colocação
• Orientação

Região UHF

Indique os mercados-alvo:

• Europa
• América do Norte
• Ásia
• Global

Função NFC

Indique se a NFC irá disponibilizar:

• URL estática
• Autenticação
• Informações sobre o produto
• Registo da garantia
• Interação com a aplicação
• Programa de fidelização
• Estado da proteção contra manipulação

Alocação de memória

Defina os requisitos:

• Comprimento do EPC
• Memória de utilizador UHF
• Memória do utilizador HF
• Assinatura digital
• Conteúdo da NDEF

Segurança

Especifique se o projeto requer:

• Autenticação AES
• Proteção por palavra-passe
• Circuito de detecção de manipulação
• Contador de visitas
• Modo de privacidade
• EPC bloqueado
• Verificação no backend

Serviços de Produção

Confirme se o fornecedor deve apresentar:

• Codificação UHF
• Codificação NFC
• Impressão de variáveis
• Código QR
• Correspondência de números de série
• Conversão do circuito de interferência
• Ficheiro da base de dados
• Relatório de verificação

Como testar uma etiqueta EM4425

Os testes devem abranger ambas as interfaces separadamente.

Testes de UHF

Medida:

• Distância de leitura
• Taxa de leitura em massa
• Sensibilidade à orientação
• Desempenho do portal
• Desempenho da embalagem de cartão
• Resposta em frequência regional
• Desempenho do produto final
• Desempenho na proximidade de metais ou líquidos
• Precisão do EPC e da memória do utilizador

Testes de HF e NFC

Medida:

• Compatibilidade com smartphones
• Posição da torneira
• Leitura do NDEF
• Desempenho do leitor ISO/IEC 15693
• Resposta de autenticação
• Acesso protegido por palavra-passe
• Contador de visitas
• Experiência do utilizador

Testes de memória partilhada

Confirmar:

• Os registos UHF e NFC referem-se ao mesmo produto
• A alocação de memória está correta
• As áreas bloqueadas não podem ser alteradas
• As áreas pretendidas continuam a ser graváveis
• Os ficheiros de codificação correspondem às informações impressas
• Os registos do backend correspondem à identidade do chip

Testes de adulteração

Confirmar:

• O laço está intacto antes de ser aberto
• Ao abrir a embalagem, o percurso previsto é interrompido
• O chip regista ou comunica o estado correto
• O ciclo interrompido não pode ser facilmente restabelecido
• Os leitores NFC e UHF recebem ambos o estado esperado

Ensaios ambientais

Dependendo da aplicação, teste:

• Calor
• Frio
• Humidade
• Exposição aos raios UV
• Abrasão
• Produtos químicos
• Flexão
• Abertura da embalagem
• Envelhecimento do adesivo
• Vibração durante o transporte

Resposta final: Qual é a melhor combinação de frequências duplas?

Para a maioria das aplicações nas áreas do retalho, da cadeia de abastecimento, da autenticação e do envolvimento do consumidor, a combinação mais útil é:

RFID de 13,56 MHz (HF/NFC) + 860–960 MHz (UHF)

A UHF permite a identificação em massa a longa distância. A HF/NFC permite o acesso a curta distância através de smartphones e leitores industriais.

As combinações LF podem ser adequadas para a identificação de animais, o controlo de acesso ou sistemas industriais mais antigos, mas não proporcionam o mesmo equilíbrio entre a automatização da cadeia de abastecimento e a interação com o consumidor.

Resposta final: O que é o EM4425?

O EM4425, também conhecido como em|echo-V, é um chip RFID passivo de dupla frequência da EM Microelectronic.

Combina:

• ISO/IEC 15693 HF
• NFC Forum Tipo 5
• ISO/IEC 18000-63 UHF
• EPC Gen2v2
• Memória partilhada configurável
• Uma identidade comum do IC
• Autenticação AES-128 opcional
• Assinatura digital
• Proteção por palavra-passe
• Deteção de adulteração

Foi concebido para ligar operações RAIN RFID de longo alcance a interações HF e NFC de curto alcance.

O chip revela-se mais útil quando é necessário acompanhar um artigo físico ao longo de toda a cadeia de abastecimento e, posteriormente, permitir o acesso ao mesmo por parte de um cliente, técnico ou outro utilizador autorizado.

Perguntas mais frequentes

Quais são as duas frequências que o EM4425 utiliza?

O EM4425 utiliza 13,56 MHz para a sua interface HF e NFC e suporta o funcionamento em UHF na gama de 860–960 MHz.

O EM4425 é um chip NFC e UHF?

Sim. Combina as funcionalidades NFC Forum Tipo 5 e ISO/IEC 15693 HF com a tecnologia RAIN UHF RFID.

O EM4425 é um chip NFC Tipo 2?

O modelo EM4425 suporta a funcionalidade de etiquetas do NFC Forum Tipo 5, com base na norma ISO/IEC 15693.

O EM4425 contém dois chips distintos?

Não. As interfaces suportadas estão integradas num único chip de silício. O inlay finalizado continua a necessitar de estruturas de antena separadas para as bandas HF e UHF.

O EM4425 tem memória partilhada?

Sim. Oferece 2 048 bits de memória configurável que podem ser distribuídos entre a memória do utilizador HF, a memória do utilizador UHF, o EPC/UII e as funções de assinatura digital.

É possível ler uma etiqueta EM4425 com um smartphone?

A interface NFC foi concebida para dispositivos NFC compatíveis. A compatibilidade com smartphones deve ser testada com a versão selecionada do EM4425, a configuração NDEF, os modelos de telemóvel e o software.

É possível ler o EM4425 a vários metros de distância?

A interface UHF permite a leitura a longa distância quando ligada a uma antena UHF adequada. A distância real depende do inlay, do produto, do leitor, da região e do ambiente.

O chip precisa de uma pilha?

O n.º EM4425 é um chip transponder passivo alimentado pelo campo magnético do leitor.

As interfaces UHF e NFC podem utilizar o mesmo número de produto?

Podem ser ligados através da memória partilhada e da identidade comum do chip. O EPC, o TID UHF e o UID HF são domínios técnicos distintos, pelo que a arquitetura de dados deve definir a forma como estão associados.

O EM4425 pode ser utilizado em metal?

Não deve ser utilizada como uma inserção de papel padrão para uso geral sem testes prévios. O metal pode causar desajustes em ambos os sistemas de antena. Pode ser necessária uma construção sobre metal, uma camada de ferrite, um espaçador ou uma antena especializada.

O EM4425 consegue detetar a abertura de uma embalagem?

Suporta uma interface de circuito de segurança. O conversor de etiquetas deve integrar um circuito condutor físico na embalagem ou no selo.

O EM4425 é adequado para brincos de identificação de gado?

Não se trata de um chip de identificação de gado de baixa frequência, conforme a norma ISO 11784/11785. A identificação oficial de gado requer normalmente transponders de baixa frequência (LF) aprovados para animais.

Será que vale sempre a pena o custo adicional do UHF e do NFC?

Não. A utilização de dupla frequência justifica-se quando o projeto requer tanto o rastreio automatizado de longo alcance como a interação de curto alcance. Uma etiqueta de frequência única é normalmente mais económica quando apenas é necessário um fluxo de trabalho.