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1 Centro Universitário Positivo Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas – NCET Engenharia da Computação Órion Rigel Castelli da Silva AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID Curitiba 2006
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Centro Universitário Positivo Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas – NCET
Engenharia da Computação Órion Rigel Castelli da Silva
AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID
Curitiba 2006
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Centro Universitário Positivo Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas – NCET
Engenharia da Computação Órion Rigel Castelli da Silva
AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID
Monografia apresentada disciplina de
Projeto Final, como um dos requisitos
parciais para à conclusão do curso
de Engenharia da Computação.
Orientador: Prof. Alessandro Brawerman
Curitiba 2006
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Termo de Aprovação
Órion Rigel Castelli da Silva
AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID
Monografia aprovada como requisito parcial à conclusão do curso de
Engenharia de Computação do Centro Universitário Positivo, pela seguinte
banca examinadora:
Professor Alessandro Brawerman (orientador)
Professor Edson Pedro Ferlin
Professor Roberto Selow
Curitiba 11 de Dezembro de 2006
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5
Resumo
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de vendas e
gerenciamento de estoque baseado em RFID (Radio Frequency Identification).
O sistema busca otimizar o processo de registro de produtos, evitando a
retirada e reposição dos produtos no carrinho de compra ao se chegar ao caixa
para o pagamento. Para isso se faz uso da tecnologia de RFID na qual todos
os produtos do mercado deveriam ser marcados com etiquetas de identificação
por rádio freqüência, também chamados de transponders ou TAGs.
Esta identificação ocorre no caixa registrador onde os TAGs dos
produtos entram em contato com o Hardware desenvolvido neste projeto que
por sua vez entra se comunica com o software responsável pela execução das
operações tanto de compra como de gerenciamento de estoque, gerando
assim um controle mais ativo para a reposição de produtos do estoque para a
prateleira e do distribuidor para o estoque.
O sistema possui ainda um módulo de auxílio ao consumidor, no qual
através da Internet o usuário pode gerar uma lista de compras e consultá-la ao
final de sua compra verificando se existem produtos que ficaram fora da
compra.
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Abstract This work presents the development of a sell system and stock
management based in RFID (Radio Frequency Identification).
The purpose is to optimize the product’s registration process, avoiding
waste of time in the supermarket lines. A more active control to replace
products from stock to the shelf and from the supplier to the stock in.
The system has a customer aid module, in which through the Internet
users can generate a shop list and view it or edit it during the shop process.
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Sumário Resumo.............................................................................................................. 5 Abstract .............................................................................................................. 6 Sumário.............................................................................................................. 7 Lista de Ilustrações ............................................................................................ 9 Lista de Tabelas e Quadros ............................................................................. 10 Lista de Siglas .................................................................................................. 11 1. Introdução .................................................................................................... 13 2. Trabalhos relacionados ................................................................................ 14 3. Especificação ............................................................................................... 15 3.1. Descrição das Principais Funcionalidades ................................................ 15 3.2. Fundamentos Teóricos.............................................................................. 17 3.2.1. Princípio Físico dos Sistemas de RFID .................................................. 17 3.2.2. O Campo Magnético............................................................................... 17 3.2.3. Indutância............................................................................................... 19 3.2.4. Indutância Mútua.................................................................................... 20 3.2.5. Cadeia de Suprimentos .......................................................................... 21 3.2.6. Estoque Cíclico ...................................................................................... 21 3.2.6. A TI no Gerenciamento da Cadeia de Suprimento................................. 22 3.2.7. Teoria de Software ................................................................................. 22 3.2.7.1. Banco de Dados Relacional ................................................................ 23 3.2.7.2. Programação Orientada a Objetos...................................................... 24 3.2.7.3. Web Service ........................................................................................ 24 3.2.8 Teoria de Hardware................................................................................. 25 3.2.8.1. RFID (Radio Frequency Identification) ................................................ 25 3.2.8.2. Elementos de um Sistema RFID ......................................................... 27 3.2.8.3. Comunicação RFID ............................................................................. 29 3.2.8.4. Freqüências da portadora ................................................................... 30 3.2.8.5. Taxa de Transferência de Dados e Largura de Banda........................ 33 3.3 Especificação do Hardware........................................................................ 33 3.3.1. Módulo de Aquisição .............................................................................. 34 3.3.1.1. Leitor AK-05 ........................................................................................ 34 3.3.1.2. Protocolo de Comunicação Manchester 64......................................... 36 3.3.1.3. Interface de Comunicação Wiegand26................................................ 36 3.3.2. Módulo de Controle ................................................................................ 37 3.3.2.1. Microcontrolador Atmel AT89C2051.................................................... 37 3.3.2.2. Módulo de Controle x Computador...................................................... 38 3.4. Especificação do Software ........................................................................ 39 3.4.1. Módulo de Compra................................................................................. 40 3.4.2. Módulo de Estoque ................................................................................ 41 3.4.3. Módulo de Verificação de Compras ....................................................... 42 3.5. Estudo da Viabilidade Técnica e Econômica............................................. 43 4. Implementação............................................................................................. 45 4.1 Hardware.................................................................................................... 45 4.1.2. Módulo de controle................................................................................. 45 4.1.2. Estação Base de Rádio Freqüência ....................................................... 47 4.2. Firmware ................................................................................................... 48 4.1. Software .................................................................................................... 49 4.2.1. Atores do Sitema.................................................................................... 50
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4.2.2. Diagrama de Casos de Uso ................................................................... 50 4.2.3. Diagrama de Classes ............................................................................. 64 4.2.4. Diagrama de Banco de Dados ............................................................... 66 4.2.5. Site Mercado – Lista de Compra ............................................................ 67 4.2.6. Web Service ........................................................................................... 67 5. Resultados ................................................................................................... 70 5.1. Leitor RFID ................................................................................................ 70 5.2 Comunicação Módulo de Controle x Computador...................................... 71 5.3 Software ..................................................................................................... 71 6. Conclusão .................................................................................................... 72 7. Referências Bibliográficas............................................................................ 73
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Lista de Ilustrações Figura 1: Esquema de reposição de estoque ......................................................... 16 Figura 2: Diagrama de um Leitor de RFID............................................................... 17 Figura 3: Campo Magnético....................................................................................... 18 Figura 4: Sentido da força H ...................................................................................... 19 Figura 5: Definição da Indutância ............................................................................. 20 Figura 6: Definição de indutância mútua ................................................................. 20 Figura 7: Funcionamento RFID básico..................................................................... 26 Figura 8: Visão Geral .................................................................................................. 34 Figura 9: Diagrama de Blocos do software ............................................................. 40 Figura 10: Diagrama de blocos do Módulo de Compras....................................... 40 Figura 11: Diagrama de blocos do Módulo de Estoque ........................................ 41 Figura 12: Diagrama de Blocos do Módulo de Verificação de Compras ............ 42 Figura 13: Esquemático microcontrolador ............................................................... 45 Figura 14: Placa do módulo de controle .................................................................. 46 Figura 15: Esquemático módulo de leitura .............................................................. 47 Figura 16: Placa do módulo de leitura...................................................................... 48 Figura 17: Fluxograma Firmware .............................................................................. 48 Figura 18: Atores do sistema ..................................................................................... 50 Figura 19: Diagrama de Casos de Uso .................................................................... 51 Figura 20: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Usuário ...................................... 53 Figura 21: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Produto ...................................... 54 Figura 22: Diagrama de Seqüência - Identificar Produto ...................................... 55 Figura 23: Diagrama de Seqüência - Calcular Compra......................................... 56 Figura 24: Figura 23: Diagrama de Seqüência - Excluir produto na compra..... 57 Figura 25: Diagrama de Seqüência - Fechar Compra........................................... 58 Figura 26: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Prateleira....................... 59 Figura 27: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Estoque ......................... 60 Figura 28: Diagrama de Seqüência – Comunicação Centro de Distribuição..... 61 Figura 29: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Consumidor .............................. 62 Figura 30: Diagrama de Seqüência - Gerar Lista................................................... 63 Figura 31: Diagrama de Seqüência - Checar Lista do Consumidor .................... 63 Figura 32: Diagrama de Classes parte 1 ................................................................. 64 Figura 33: Diagrama de Classes parte 2 ................................................................. 65 Figura 34: Diagrama do Banco de Dados ............................................................... 66 Figura 35: Autenticação do web service utilizando url padrão ............................. 68
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Lista de Tabelas e Quadros Tabela 1: Tipos de Modulação .................................................................................. 30 Tabela 2: Freqüências de Portadora ........................................................................ 31 Tabela 3: Tabela 3:...................................................................................................... 32 Tabela 4: Variações na leitura e na espera do módulo AK05 .............................. 35 Tabela 5: Bits do protocolo Wiegand26 ................................................................... 36 Tabela 6: Consumo de corrente em operação e espera....................................... 39 Tabela 7: Pinagem TXM 433 LR –S ......................................................................... 39 Tabela 8: Tabela 8:...................................................................................................... 39 Tabela 9: Formulação para controle do nível de estoque [7] ............................... 42 Tabela 10: Componentes microcontrolador ............................................................ 46 Tabela 11: Componentes módulo de leitura ........................................................... 47 Tabela 12: Níveis de acesso dos Atores ................................................................. 50 Tabela 13: Níveis de acesso para os Usuários ...................................................... 52 Tabela 14: TAGs utilizados para testes de leitura.................................................. 70
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Lista de Siglas ADC – Analog Digital Converter - Conversor digital analógico PLL – Phase Loop Lock – Loop travado por fase RF- Radio Frequency – Radio Freqüência RFID – Radio Frequency Identification – Identificação por Rádio Frequencia TAG - Transponder
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1. Introdução
Este projeto visa desenvolver um sistema registrador de compras via
RFID (Radio Frequence Identification) com controle de estoque e verificador de
compras para grandes supermercados. Buscando otimizar o processo de
registro, bem como, facilitar a reposição de produtos do estoque para a
prateleira e do distribuidor para o estoque. O sistema possui ainda um módulo
de auxílio ao consumidor, onde através da Internet o usuário pode gerar uma
lista de compras e consultá-la ou edita-la, em tempo real dentro do mercado
através de um equipamento instalado nos carrinhos de compra (simulado).
Para cada produto do supermercado tem-se uma etiqueta de marcação
(TAG - Transponder). Os caixas possuem um equipamento de leitura de
etiquetas, no momento em que os produtos entram no raio de ação da antena,
o equipamento faz a leitura dos TAGs fixados aos produtos, e através destas
TAGs o sistema irá conseguir calcular quais itens estão no carrinho e mostrar o
valor da compra para aquele carrinho.
Com isso evitá-se o desperdício de tempo de retirar os produtos do
carrinho de compras e colocá-los novamente no carrinho, mais importante
ainda, automatizando o processo, evitá-se também longas e demoradas filas
de espera.
Além deste facilitador o sistema faz um controle do estoque do
mercado sinalizando quando é necessário fazer a reposição de certos
produtos, podendo ainda em uma outra situação alertar o distribuidor que certo
produto está em falta no estoque.
Para satisfazer ainda mais o consumidor, existe no software um
módulo de verificação de compras, no qual o consumidor tem a possibilidade
de gerar uma lista de compras on-line. Através desta lista já é possível saber
qual o valor de sua compra antecipadamente possibilitando ainda uma
verificação final ao término da compra, com a intenção de se checar se não foi
esquecido nenhum produto listado.
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2. Trabalhos relacionados
Hoje, podemos verificar a aplicação da tecnologia de RFID em diversos
ramos da indústria. A empresa norte-americana Gillette encomendou cerca de
500 milhões de chips RFID, jogando a tecnologia no noticiário popular. Outra
notícia surgiu dizendo que a Boeing e a Airbus – as duas maiores fabricantes
de aviões do planeta - exigirão de seus mais de 2 mil fornecedores a
identificação de peças de aviões e motores utilizando essa tecnologia já no
próximo ano, com a justificativa de que desejam evitar erros de manufatura.
[12]
A rede de supermercados Wal-Mart selecionou 100 de seus
fornecedores para que até janeiro de 2005, cumprissem a exigência de que
todos os produtos vendidos pela rede precisariam conter etiquetas RFID até
janeiro de 2005. [13]
O interesse da Gillette por RFID advém principalmente de seu desejo de
solucionar furtos de lâminas de barbear, enquanto que os fabricantes de
cigarro querem aderir a RFID em um esforço para deter o roubo interestadual
de cigarros. Para efeito de comparação, a etiqueta de identificação por
radiofreqüência é considerada a sucessora do código de barra, utilizado em
todo o mundo.[12]
Mesmo com a trajetória de RFID sendo visível, a velocidade de sua
adoção é mais incerta. Atualmente, o chip de identificação de radiofreqüência
mais barato ainda custa, nos EUA, cerca de 25 centavos de dólar cada, na
compra de um milhão de chips, enquanto no Brasil, segundo a Associação
Brasileira de Automação, esse custo sobe para 80 centavos até 1 dólar a
unidade. Esse valor é barato em comparação ao usado em um laptop, mas
extremamente caro se for contabilizada a existência de um chip em cada caixa
de leite ou garrafa de refrigerante. Há também o custo das leitoras de etiquetas
e a infra-estrutura extremamente complexa necessária para coletar, examinar e
mover o vasto volume de dados que as etiquetas de identificação por
radiofreqüência geram. [12]
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3. Especificação O sistema reconhece os produtos através de marcações (TAG) em cada
um destes. Ao entrar no raio de ação da antena o leitor identifica o produto e
verifica o seu preço no banco de dados. Depois de reconhecido, o sistema
passa a ler outro produto sucessivamente até todos serem lidos e o valor da
compra calculado.
Após o fechamento da conta tem-se a interação do módulo da
verificação das compras on-line, caso o usuário informe um código válido pode-
se verificar se todos os itens foram comprados.
Finalmente após a compra ser efetuada e concluída entra em ação o
módulo de gerencia de estoque onde, este irá fazer o cálculo para a reposição
da prateleira e do estoque geral do mercado.
3.1. Descrição das Principais Funcionalidades
A proposta é o desenvolvimento de uma aplicação utilizando RFID no
qual teremos dois pontos a serem abordados. Primeiramente o regsitro dos
produtos no caixa. Esse processo é realizado em três etapas, os itens são
identificados pelo “leitor” de RFID’s através de uma comunicação via rádio
possibilitada pela antena posicionada na entrada no caixa. Após a identificação
o microprocessador envia os dados a serem tratados pelo sistema que
finalmente faz os cálculos necessários, mostrando ao caixa o valor da compra.
A partir deste momento, entra-se em outro escopo do projeto o do controle do
estoque. Ele é responsável pelos avisos de reposição de prateleira e de
estoque, alimentando ainda um web service no qual o distribuidor poderá
verificar a situação de seus produtos em determinado mercados.
A Figura 1 exemplifica o funcionamento do sistema no que se diz
respeito a comunicação com o centro de distribuição. Observe que logo após o
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leitor identificar o produto e a compra ser finalizada, o sistema se encarrega de
carregar o web service do centro de distribuição com as informações
necessárias para a reposição do estoque na loja onde o produto foi retirado.
Figura 1: Esquema de reposição de estoque
Um fator para destacarmos neste projeto é a montagem de um leitor de
RFID próprio. Um leitor RFID pode ser dividido em 2 unidades básicas, como
mostra a Figura 2. Uma responsável pelo controle, Unidade de Controle e outra
responsável pela comunicação, Unidade de Rádio Freqüência. Esta unidade
seria adquirida junto a um determinado fabricante, enquanto que a unidade de
controle será desenvolvida para completarmos nosso leitor, sem precisar
adquirir um leitor manufaturado.
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Figura 2: Diagrama de um Leitor de RFID
3.2. Fundamentos Teóricos Para o desenvolvimento de toda a tecnologia, seja ela de hardware ou
de software, foi necessário um estudo e embasamento para que a proposta
inicial do trabalho alcance seu objetivo final com sucesso. Abordaremos daqui
para frente o estudo teórico das tecnologias envolvidas neste projeto.
3.2.1. Princípio Físico dos Sistemas de RFID
A grande maioria de sistemas RFID opera segundo o princípio do
acoplamento indutivo. Entretanto o entendimento dos procedimentos de
alimentação e transferências de dados requer um conhecimento dos princípios
físicos dos fenômenos magnéticos. Nesta seção abordaremos um estudo
teórico dos campos magnéticos do ponto de vista da RFID.
3.2.2. O Campo Magnético
O conceito de campo magnético é similar ao do elétrico. O vetor do
campo magnético B é chamado de indução magnética e as linhas que
representam o campo são ditas linhas de indução. As propriedades são as
mesmas:
• Uma tangente à linha de indução em um determinado ponto indica a
direção do vetor B nesse ponto.
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• O número de linhas por unidade de área é proporcional ao módulo do
vetor B. Isso significa que as linhas são mais próximas entre si onde B é
maior e mais afastadas onde B é menor.
A Figura 3 mostra uma indicação aproximada das linhas de indução em um
ímã de formato cilíndrico. Note que as linhas são mais próximas entre si no
meio do imã, isso ocorre devido a ação das forças indutivas terem como foco o
centro do imã.
Figura 3: Campo Magnético
A magnitude deste campo magnético é dada pela força do campo
magnético H, a qual depende diretamente das propriedades do material e de
sua disposição. Pode-se utilizar a Equação 1 para calcular a força de um
campo magnético H qualquer para diferentes tipos de condutor:
∑ ∫ ⋅= sdHI rr (1)
Em uma situação onde o condutor se apresenta de forma circular como
na Figura 4 , podemos determinar a força do campo magnético como sendo:
rH
π21= (2)
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Figura 4: Sentido da força H
A força de magnitude gerada por este campo magnético é diretamente
responsável pela área de atuação da antena de nosso leitor RFID, quanto
maior a área para o campo magnético maior será a distância de leitura.
Vale lembrar também, que este campo magnético está relacionado com
a freqüência de atuação do sistema RFID, no qual maiores freqüências tem
uma distância de leitura maior. [3]
3.2.3. Indutância
Um campo magnético juntamente com um fluxo magnético φ é gerado
sobre um condutor de qualquer formato. Este campo é particularmente intenso
quando o condutor se apresenta na forma circular. Normalmente, este condutor
não se apresenta com apenas um único círculo, mas sim uma série de N
círculos, onde para cada um deles a corrente I circula. Estes círculos
contribuem então para formação de um fluxo total, demonstrado pela equação:
AHNN N ⋅⋅⋅==∑ µφψ (3)
A constante µ indica a permeabilidade magnética do elemento no vácuo,
já a variável A representa a área gerada pelos círculos do condutor.
A razão entre o fluxo total ψ e a corrente I que circula no condutor é
denotada como sendo a indutância L que é o parâmetro que relaciona a
corrente elétrica com o fluxo magnético.
20
IAHN
IN
IL ⋅⋅⋅=⋅== µφψ (4)
Figura 5: Definição da Indutância
A indutância em um condutor circular, como apresentado na Figura 5,
depende das propriedades do material condutor na condição espacial onde o
condutor se encontra.
Para os condutores no formato circular, podemos ainda utilizar uma
formulação mais simples baseando-se no diâmetro do material utilizado e o raio
R do condutor, chegando-se a fórmula 5:
)2(02
dRLnRNL ⋅⋅⋅⋅= µ (5)
3.2.4. Indutância Mútua Indutância mútua é o parâmetro que relaciona dois condutores
solenoidais que acabaram tendo seus campos magnéticos afetados pelos
fluxos magnéticos de ambos, gerando assim um campo magnético acoplado,
como podemos ver na Figura 6.
Figura 6: Definição de indutância mútua
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Este campo magnético é o principio físico pelo qual é gerado o
acoplamento indutivo utilizado nos sistemas de RFID. [8]
3.2.5. Cadeia de Suprimentos Uma cadeia de suprimentos engloba todos os estágios envolvidos, direta
e indiretamente, no atendimento de um pedido de um cliente. A cadeia de
suprimento não inclui apenas fabricantes e fornecedores, mas também
transportadoras, depósitos, varejistas e os próprios clientes.
O objetivo de toda cadeia de suprimento é maximizar o valor global
gerado. O valor gerado por uma cadeia de suprimentos é a diferença entre o
valor do produto final para o cliente e o esforço realizado pela cadeia de
suprimento para atender ao seu pedido.
Buscando evitar a elevação de custos e aumentar a lucratividade da
cadeia, para utiliza-se diversas técnicas e ferramentas, uma destas técnicas é
utilizada em um dos pontos mais cruciais em uma cadeia de suprimentos, que
vêm a ser o estoque dos produtos produzidos ou comercializados. [1]
3.2.6. Estoque Cíclico O estoque cíclico é o estoque médio construído na cadeia de suprimento
quando um estágio da cadeia produz ou compra em lotes maiores do que o
necessário para atender a demanda do cliente. Para a análise aqui
apresentada não se leva em conta a influência da variabilidade, pois esta
exerce um impacto marginal sobre o tamanho do estoque cíclico. Pode-se
então elaborar uma definição matemática para o estoque conforme
apresentado na Equação 1:
Estoque Cíclico = tamanho do lote / 2 = Q/2 (1)
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Tamanhos de lotes e estoque cíclico também influenciam o tempo de
fluxo de material dentro da cadeia de suprimento, sendo a razão entre este
tempo e a demanda R, de um produto em específico, como se pode observar
pela Equação 2.
Tempo de fluxo médio resultante do estoque cíclico = Q/2R (2)
O estoque cíclico é, primordialmente, mantido para explorar as
economias de escala e reduzir os custos na cadeia de suprimentos. O aumento
do tamanho do lote pode muitas vezes reduzir os custos contraídos por
diferentes estágios de uma cadeia de suprimentos. [7]
3.2.6. A TI no Gerenciamento da Cadeia de Suprimento
O fluxo de informações é um elemento de grande importância nas
operações logísticas. Pedidos de clientes e de reposição de suprimentos,
necessidades de estoque, movimentações nos armazéns, documentação de
transporte e faturas são algumas das formas mais comuns de informações
logísticas.
Antigamente, o fluxo de informações baseava-se principalmente em
papel, resultando em uma transferência de informações lenta, pouco confiável
e propensa a erros. O custo decrescente da tecnologia, associado a sua maior
facilidade de uso, permitem aos executivos poder contar com meios para
coletar, armazenar, transferir e processar dados com maior eficiência, eficácia
e rapidez.
A transferência e o gerenciamento eletrônico de informações
proporcionam uma oportunidade de reduzir os custos logísticos através da sua
melhor coordenação. Além disso, permite o aperfeiçoamento do serviço
baseando-se principalmente na melhoria da oferta de informações aos clientes.
3.2.7. Teoria de Software
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Para o desenvolvimento deste projeto utilizamos a linguagem de
programação orientada a objetos, C++. É utilizado Recursos de Banco de
Dados e os protocolos de comunicação TCP/IP para a comunicação dos web
services que fazem a interface on-line e a codificação Manchester para a
decodificação dos dados recebidos pelo leitor RFID do TAG do produto,
também são usados.
Abordaremos a seguir uma breve descrição destas tecnologias utilizadas
com a intenção de elucidar algum ponto que possa gerar dúvidas no
funcionamento geral do sistema.
3.2.7.1. Banco de Dados Relacional
Um banco de dados relacional organiza seus dados em relações. Cada
relação pode ser vista como uma tabela, onde cada coluna corresponde a
atributos da relação e as linhas correspondem às tuplas ou elementos da
relação.
Um conceito importante em um banco de dados relacional é o conceito
de atributo chave, que permite identificar e diferenciar uma tupla de outra.
Através do uso de chaves é possível acelerar o acesso a elementos (usando
índices) e estabelecer relacionamentos entre as múltiplas tabelas de um
sistema de banco de dados relacional.
Essa visão de dados organizados em tabelas oferece um conceito
simples e familiar para a estruturação dos dados, sendo um dos motivos do
sucesso de sistemas relacionais de dados. Certamente, outros motivos para
esse sucesso incluem o forte embasamento matemático na base dos conceitos
utilizados em bancos de dados relacionais e a uniformização na linguagem de
manipulação de sistemas de bancos de dados relacionais através da
linguagem SQL. [9]
24
3.2.7.2. Programação Orientada a Objetos
A programação orientada a objetos (POO) é uma forma especial de
programar, mais próximo de como expressaríamos as coisas na vida real do
que outros tipos de programação.
Com a POO temos que aprender a pensar as coisas de uma maneira
distinta, para escrever nossos programas em termos de objetos, propriedades,
métodos e outras coisas que veremos rapidamente para esclarecer conceitos e
dar uma pequena base que permita soltarmos um pouco com este tipo de
programação.
Hoje existem duas vertentes no projeto de sistemas orientados a
objetos. O projeto formal, normalmente utilizando técnicas como a notação
UML e processos de desenvolvimento como o RUP; e a programação extrema,
que utiliza pouca documentação, programação em pares e testes unitários.
Na programação orientada a objetos, se implementa um conjunto de
classes que definem os objetos presentes no sistema de software. Cada classe
determina o comportamento (definidos nos métodos) e estados possíveis
(atributos) de seus objetos, assim como o relacionamento com outros objetos.
Podemos também dizer que a classe representa um conjunto de objetos com
características afins. Uma classe define o comportamento dos objetos, através
de métodos, e quais estados ele é capaz de manter, através de atributos. Já o
objeto é uma instância de uma classe. Um objeto é capaz de armazenar
estados através de seus atributos e reagir a mensagens enviadas a ele, assim
como se relacionar e enviar mensagens a outros objetos.
3.2.7.3. Web Service
Um web service é um componente, ou unidade lógica de aplicação,
acessível através de protocolos padrões de Internet. Como componentes,
esses serviços possuem uma funcionalidade que pode ser reutilizada sem a
preocupação de como é implementada. O modo de acesso é diferente de
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alguns modelos anteriores, onde os componentes eram acessados através de
protocolos específicos, como o DCOM, RMI ou IIOP. Web Services combinam
os melhores aspectos do desenvolvimento baseado em componentes e a Web.
Há algumas especificações e tecnologias definidas para a construção ou
utilização de web services. Essas especificação e tecnologias endereçam para
os seguintes requisitos para o desenvolvimento baseado em serviços: uma
forma comum de representar dados um formato de mensagens comum e
extensível uma linguagem de descrição do serviço, comum e extensível um
mecanismo para localizar os serviços localizados em um Web site específico
um mecanismo para descobrir os provedores de serviço.
O XML é a escolha natural para o modo de representação dos dados.
Muitas especificações utilizam o XML para representação dos dados, assim
como os XML Schemas para descrever os tipos dos dados.
Podemos definir, resumidademente, um XML Web service como um
serviço de software publicado na Web através do SOAP, descrito com um
arquivo WSDL e registrado em UDDI.
3.2.8 Teoria de Hardware O tema principal do projeto é a utilização da tecnologia de RFID para
comunicação sem fio. A seguir expomos um estudo mais detalhado desta
tecnologia.
3.2.8.1. RFID (Radio Frequency Identification)
RFID, ou Identificação por Radiofreqüência, é uma tecnologia sem fio
(wireless) destinada a coleta de dados. Tal qual o código de barras, o RFID faz
parte do grupo de tecnologias de Identificação e Captura de Dados
Automáticos. Seu surgimento remonta há várias décadas, mas o crescimento
massivo de seu uso vem se percebendo nos últimos anos, em especial pela
redução do custo de seus componentes.
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O princípio de funcionamento da tecnologia RFID é muito simples, mas
há uma série de complicações em sua aplicação, devido ao fato de não haver
apenas um conjunto de elementos que seja possível responder à diversidade
de necessidades. Observando a Figura7, um sistema RFID é composto por um
transceptor que transmite uma onda de radiofreqüência, através de uma
antena, para um transponder, ou mais conhecido por TAG. O TAG absorve a
onda de RF e responde com algum dado. Ao transceptor é conectado um
sistema computacional que gerencia as informações do sistema RFID.
Figura 7: Funcionamento RFID básico
A tecnologia é similar ao conceito de código de barras. O sistema de
código de barras utiliza um leitor óptico para os códigos impressos que são
colocados nos itens, enquanto que o RFID utiliza um leitor de radiofreqüência e
componentes denominados por TAGs, que são colocados nos itens a serem
controlados. Os dados dentro de um TAG podem prover a identificação de um
item numa linha de fabricação, de mercadorias em trânsito, a localização, a
identificação de um veículo, um animal ou indivíduo.
Apesar disso, a tecnologia RFID não é um substituto do código de
barras, pelo menos por enquanto. O custo da impressão de um código de
barras é insignificante no custo da embalagem se comparado ao custo de um
tag de RFID, por mais simples que este seja.
A grande vantagem do RFID é a sua capacidade de obter maior número
de informações, identificando vários itens ao mesmo tempo, não exigindo
leitura-em-linha. Fato que representa, no caso de uma aplicação em um
supermercado, uma redução de custos operacionais na hora da verificação das
compras.
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Há uma faixa enorme de tipos de TAGs disponíveis no mercado, que
satisfazem às diversas necessidades de aplicações. As TAGs são constituídos
de diversas maneiras: passivo, alimentados por baterias, em diferentes
freqüências, com antenas impressas, com antenas helicoidais, em etiquetas ou
encapsulados, etc. A despeito dessa diversidade, o princípio de funcionamento
é muito similar entre eles.
A tecnologia RFID utiliza freqüências dentro da faixa de 50 KHz até 2,5
GHz. Os sistemas de RFID são distinguidos por 3 faixas: baixa, intermediária
(média) e alta. Nos próximos itens serão apresentados os detalhes da
arquitetura dos sistemas de RFID.
3.2.8.2. Elementos de um Sistema RFID
Conforme vimos em um sistema de RFID se faz necessário a utilização
de três itens básicos, o TAG, o LEITOR e a ANTENA. Veremos algumas
características básicas de cada um destes elementos.
1. TAG – ou transponder – que na verdade é um microchip e uma antena
que contém um número ID gravado previamente em ROM (somente
leitura) e que em alguns casos possui também informações gravadas
pelo usuário. A palavra transponder é derivada de TRANSmitter /
resPONDER porque sua função é justamente responder a comandos
que chegam através da portadora de RF (Radiofreqüência). Geralmente
estes microchips são fabricados usando circuitos integrados de baixo
consumo. Podemos encontrar atualmente duas categorias de RF TAGs
as ativas e as passivas.
RF Tags Ativas: São alimentadas por uma bateria interna e tipicamente
são de escrita e leitura, ou seja, podem ser atribuídas (re-escrita ou
modificada) novas informações ao RF TAG. O custo das RF TAG ativas
é maior que o das RF TAG passivas, além de possuírem uma vida útil
limitada de no máximo 10 anos.
28
RF TAGs Passivas: Operam sem bateria, sua alimentação é fornecida
pelo próprio leitor através das ondas eletromagnéticas. As RF TAGs
Passivas são mais baratas que as Ativas e possuem teoricamente uma
vida útil ilimitada. As RF TAGs Passivas geralmente são do tipo só
leitura (read-only), usadas para curtas distâncias e requerem um leitor
mais completo (com maior potência).
Os TAGs podem ser de vários tamanhos, formas e dimensões. Podem
ser com ou sem bateria e de leitura/escrita ou apenas leitura.
Tipicamente as TAGs sem bateria (passivas) são mais leves, pequenas
e baratas do que as ativas. Além disso, não requerem manutenção e
duram quase indefinidamente
2. Leitor – ou transceiver – é responsável pelo envio da freqüência
portadora, do comando de leitura e também pela recepção e
decodificação do sinal recebido, enviando-o diretamente ao computador
ou microprocessador que utilizará essa informação.
Este leitor é formado por basicamente dois módulos, um módulo de
radio freqüência que contém as funções básicas para permitir a leitura e
a escrita de dados no TAG. O princípio de acoplamento indutivo é usado
para transmissão de dados entre a unidade de leitura/escrita e o TAG, já
o módulo de controle é responsável pela escrita/leitura dos dados nos
TAGs que estão no raio de ação da antena.
3. Antena – existe em ambos os dois módulos anteriores. Serve para
eficiente transmissão e recepção dos sinais nos dois sentidos. É peça
imprescindível para a máxima eficiência e confiabilidade de todo o
sistema. As antenas são oferecidas em diversos formatos e tamanhos.
Cada configuração possui características distintas, indicadas para
diferentes tipos de aplicação.
29
3.2.8.3. Comunicação RFID
Um sistema RFID baseia-se no princípio da utilização do espectro
eletromagnético para transmitir informações sem contato ou visualização direta
(como os sistemas infra-Vermelhos).
A comunicação de dados entre um TAG e o transceiver pode se dar de
duas maneiras:
1. Acoplamento magnético ou indutivo;
2. Acoplamento por propagação de ondas eletromagnéticas.
Este tipo de acoplamento se caracteriza pela propagação de ondas
eletromagnéticas em todas as direções, ou seja, não é necessário que o TAG
seja posicionado de uma maneira definida para que este entre em operação,
apenas que entre na zona de atuação do leitor (conforme a configuração). Este
modo de acoplamento é mais complexo que o primeiro, mas garante o
funcionamento a uma distância maior. O alcance é diretamente dependente da
eficiência do transponder no que diz respeito à forma com a energia é
disponibilizada ao seu circuito: caso seja passivo, a energia útil do transponder
será aquela retirada do sinal de RF; caso seja ativo, a energia que será
utilizada para o envio do sinal de resposta virá de uma bateria adicional.
Vários esquemas de comunicação podem ser distinguidos. Cada um
exibindo diferentes desempenhos. Para transferirem os dados com sucesso
através do ar ou espaço que separa os dois componentes, é necessário que os
dados sejam impostos a um campo variável senoidal ou onda portadora. Este
processo de imposição é conhecido como modulação. Existem vários
esquemas que estão à disposição para estes objetivos, cada um tendo
atributos particulares que favorecem o seu uso. São essencialmente baseados
na alteração do valor de uma das características primárias de uma fonte
alternada senoidal, a sua amplitude, freqüência ou fase, de acordo com o fluxo
de bits de dados.
30
Os tipos de modulação podem ser divididos em dois grandes grupos de
acordo com a natureza do sinal a ser enviado: Digital ou Analógico. A Tabela
1 apresenta a divisão dos diferentes tipos de modulação categorizando em
modulação analógica e modulação digital.
Tabela 1: Tipos de Modulação
Modulação Analógica Modulaçao Digital Modulação por Amplitude (AM) Modulação por Saltos de Amplitude (ASK)
Modulação por Freqüência (FM) Modulação por Saltos de Freqüência (FSK)
Modulação por Fase (PM) Modulação por Saltos de Fase (PSK)
3.2.8.4. Freqüências da portadora
Em sistemas de comunicação sem fio um parâmetro muito importante a
ser considerado é a freqüência do sistema. A freqüência portadora é sempre
muito maior que a freqüência de transmissão dos dados efetivamente falando.
A faixa de freqüência para as diversas aplicações de Rádio Freqüência é
controlado pela legislação do país ou estado, onde as diferentes partes do
espectro eletromagnético são reservadas, de acordo com o propósito de
utilização do sistema.
Ainda não há nenhuma norma internacional de referência que seja
amplamente aceita, mas algumas normas já são respeitadas, para fins de
compatibilidade comercial. Três intervalos de freqüência são geralmente
utilizados pelos sistemas RFID: Baixa, intermediária (média) e alta freqüência.
A Tabela 2 mostra estes três intervalos:
31
Tabela 2: Freqüências de Portadora
Banda de Frequencia Características Aplicações Típicas
Baixa: 100 a 500 KHz - Faixa de curta até média leitura - Baixo custo - Baixa velocidade de leitura
- Controle de acesso - Identificação de animal - Controle de inventário
Média: 10 a 15 MHz (também denominada Alta)
- Faixa de curta até média leitura - Potencialmente de baixo custo - Média velocidade de leitura
- Controle de acesso - Smart cards
Alta: 850 a 950 MHz e 2,4 a 5,8 GHz (também denominada Ultra Alta)
- Faixa larga de leitura - Alta velocidade de leitura - Alto custo - Linha de visão requerida
- Monitoração de veículos em estradas
Um grau de uniformidade está aos poucos sendo criado para o uso das
freqüências portadoras, através de três áreas de regulação, Europa e África
(Região 1), Américas do Norte e do Sul (Região 2) e Leste e AustralÁsia
(Região 3).
Assim, cada país passa a gerenciar suas alocações de freqüência dentro
de seus próprios padrões ou seguindo o padrão da sua respectiva região.
Estas três freqüências de portadora têm recebido maior atenção e têm sido as
mais exploradas comercialmente em sistemas RFID. Entretanto, existem oito
bandas de freqüência em uso em todo o mundo, para aplicações RFID.
As aplicações usando estas freqüências estão listadas na Tabela 3. Nem
todos os países do mundo têm acesso a todas as bandas de freqüência
listadas na Tabela 3. Assim como há países que tem estas bandas reservadas
para outros usos. Dentro de cada país e dentro de cada faixa de freqüência há
regras específicas que regulam seus usos. Estas regras podem ser aplicadas
aos níveis de potência e interferência assim como a tolerâncias nas faixas de
freqüências.
32
Tabela 3: Tabela 3: Alcance das Freqüências Aplicações e comentários Menor que 135kHz Uma vasta gama de produtos disponível,
incluindo identificação animal, controle de acessos
e rastreamento. Sistemas de TAGs que operam
nesta banda, em muitos países, não necessitam
de ser licenciados.
1.95 MHz, 3.25MHz,
4.75MHz, e 8.2MHz
Vigilância eletrônica de artigos (EAS) sistemas
usados em lojas de retalho
Aprox. 13 MHz, 13.56MHz Sistemas de EAS e ISM (Industrial, Científica e
Médica)
Aprox. 27 MHz Aplicações ISM
430-460 MHz Aplicações ISM especificamente na região 1
902-916 MHz Aplicações ISM especificamente na região 2.
Nos EUA esta banda está bem organizada com
diferentes tipos de aplicações com diferentes
níveis de prioridades. Isto inclui. A banda foi
dividida em várias bandas estreitas e numa banda
larga (spread spectrum type).
918-926 MHz RFID na Austrália para transmissores com EIRP
com menos de 1 watt
2350 – 2450 MHz Uma banda ISM reconhecida na maior parte do
Mundo IEEE 802.11 reconhece esta banda como
aceitável para comunicações RF e spread
spectrum e sistemas de banda estreita estão em
uso.
5400 – 6800 MHz Esta banda é alocada para uso futuro. O FCC é
requisitado para fornecer uma alocação de
espectro de 75 MHz na banda de 5.85-5.925 GHz
para uso de Serviços de transporte inteligente
operando a 5.8 GHz.
33
3.2.8.5. Taxa de Transferência de Dados e Largura de Banda
A escolha do campo ou da freqüência da portadora é de grande
importância para a determinação das taxas de transferência. Em termos
práticos a taxa de transferência de dados é principalmente influenciada pela
freqüência da portadora ou o campo usado para transportar a informação entre
a TAG e o leitor. Geralmente, quanto maior for a freqüência, maior será a
transferência de dados ou taxas de transferência que podem ser conseguidos.
Isto está intimamente ligado com o espectro de freqüência para o processo de
comunicação. Vale lembrar que a leitura ou transferência de dados requer um
período finito de tempo, mesmo que medido em micro segundos, e pode ser de
grande importância em aplicações, onde a TAG passa rapidamente através de
um campo de comunicação.
A largura de banda do canal deve ser pelo menos duas vezes maior que
a taxa de transferência de bits necessária para a aplicação em mente. Onde
estão envolvidas alocações de banda estreita, a limitação da taxa de dados
transmitida pode ser uma consideração importante. É menos importante
quando de trata de larguras de banda largas. Usando a banda de 2.4 – 2.5
GHz, podem-se atingir taxas de dados de 2 Mbits por segundo, por exemplo,
com imunidade de ruído adicional dado pela aproximação de modulação de
espectro.
3.3 Especificação do Hardware O hardware é composto por um módulo de aquisição, que é responsável
pela transmissão de dados e da geração do ambiente favorável a esta
transmissão e por um módulo de controle, que tem como objetivo receber o
sinal enviado pelo modulo de aquisição fazendo todo tratamento necessário do
dado recebido bem como enviar este dado para uma base receptora de Rádio
Freqüência conectada ao computador via RS232, conforme se pode observar
na Figura 8.
34
Figura 8: Visão Geral
3.3.1. Módulo de Aquisição
Este módulo é responsável pela aquisição do sinal, gerando um
ambiente favorável à transmissão de dados, que é analisada, decodificada e
enviada para o computador através do módulo de controle.
Todo seu funcionamento está baseado no módulo de proximidade AK-
05, que tem como função gerar o campo eletromagnético para a leitura dos
TAGs, transmitindo estes dados via uma interface de comunicação wiegand26.
3.3.1.1. Leitor AK-05
O AK-05 é projetado para ser usado como circuito indutivo, utilizando
para esta indução uma antena integrada regulada para trabalhar em uma faixa
de freqüência de 125 Khz e gerando uma área de leitura de aproximadamente
5cm.
A operação do dispositivo é controlada pelo pino 1 (HOLD), sendo que
quando aterrado (GND) o sensor não poderá responder a qualquer TAG que
esteja no seu raio de ação.
Acionando-se o sensor, disponibilizando 5V no pino 1 (HOLD), para todo
TAG que entre na área de leitura tem-se uma alteração na tensão e corrente
nos pinos 5 (OPH) e 2 (OPL), esta alteração pode nos indicar quando uma
leitura foi realizada através de alterações nos níveis de tensão e corrente, no
caso do pino 5 (OPH) esta alteração fica caracterizada pela mudança de seu
35
estado normal 0V e 0A para 4,5V e 20mA, enquanto que no pino 2 (OPL) a
oscilação de tensão e corrente, é de 5V e 30mA para 2V e 10mA.
No caso do pino 2 (OPL) contamos também um indicador de
acionamento do circuito onde ao acionarmos o AK-05, é observada a mesma
oscilação de 5V e 30mA para 2V e 10mA 3 vezes em 1 segundo.
Para a transmissão das informações do TAG utiliza-se os pinos 3 (D0) e
4 (D1), ambos tem a função de enviar os 26bit´s que o sensor irá ler da TAG
125KHz que foi aproximada.
O AK-05 possui também um pino para efetuar diagnóstico rápido e
preciso do funcionamento do módulo. O pino 6 (NA) em condições normais não
sofre nenhum tipo de alteração de tensão ou corrente, isso só ocorrerá quando
o sensor estiver danificado ou em curto circuito, quando assumirá 5V.
A alimentação do módulo é realizada através do pino 7 (VCC) que pode
ser suprido com tensão entre 4,5 à 5V e corrente entre 20mA à 300mA. Através
da Tabela 4, pode-se visualizar todas as tensões e correntes permitidas e
fornecidas pelo módulo no seu estado de leitura ou espera.
Tabela 4: Variações na leitura e na espera do módulo AK05
Pino Denominação Corrente (Esperando)
Tensão (Esperando)
Corrente (Leitura)
Tensão (leitura)
1 HOLD 350uA 5V 350mA 5V
2 OPL 30mA 5V 10mA 2V
3 D1 30mA 5V Imperceptível imperceptível
4 D0 30mA 5V imperceptível imperceptível
5 OPH 0mA 0V 20mA 4V
6 NA 0,5uA 120mV 0,5uA 102mV
7 VCC 40mA 5V 40mA 5V
8 GND 0mA 0V 0mA 0V
36
3.3.1.2. Protocolo de Comunicação Manchester 64
O AK05 utiliza como protocolo de comunicação a codificação
Manchester 64. Este método consiste em dividir o período de um bit em dois
intervalos iguais, efetuando sempre uma transição no meio do bit para
sincronização. Quando deve ser transmitido o bit "1", é gerada uma transição
de baixo para cima. Quando deve ser transmitido bit zero, é gerada uma
transição de cima para baixo.
A vantagem desse método é que ele fornece sempre uma transição no
meio do bit, facilitando a sincronização entre transmissor e receptor. A
desvantagem da codificação Manchester é que exige duas vezes a largura de
banda para executar a transmissão, pois os pulsos agora ocupam metade do
período reservado a eles.
3.3.1.3. Interface de Comunicação Wiegand26
Como interface de comunicação o AK-05 faz uso do protocolo
Wiegand26 que é gerado através de um bit de paridade par para a seqüência
de bits de b0 – b11, 24 bits de dados do TAG e o outro bit de paridade ímpar
para os bits b12 – b23. Pode-se ver a codificação utilizada na Tabela 5, onde P
é o bit de paridade par para os bits 0 a 11 enquanto I é o bit de paridade ímpar
para os bits 12 a 23.
Tabela 5: Bits do protocolo Wiegand26
Codificação Bits BCD 00 00 04 60 22 12 75 (14 digitos) BCD truncado 04 60 22 12 75 (10 digits)
P (b0 --------- b11) (b12 -------- b23) P ( 0 4 6 0 2 2 ) I Seqüência Wiegand 26
P 1 0000 0100 0110 0000 0010 0010 1 I
Os TAGs do tipo EM4001 utilizados neste projeto entretanto devem ser
encodados com 40 bits de dados para corresponder com os dados Wiegand. O
encodador das Tags EM4001 devem garantir que os dados sejam convertidos
e armazenados no TAG como dados hexadecimais.
37
3.3.2. Módulo de Controle
Para controlar a leitura dos TAGs e para fazer o tratamento dos dados
recebidos e enviá-los ao computador utilizamos um microcontrolador
compatível com a família 8051. Esta escolha se justifica pelo custo e pela
experiência já adquirida nos trabalhos com microcontroladores pertencentes a
essa família. Utiliza-se para isto o microcontrolador da Atmel AT89C2051.
3.3.2.1. Microcontrolador Atmel AT89C2051
O AT89C2051 é um microcontrolador CMOS 8-bit de baixo consumo e
alta performance, com 2K Bytes de memória Flash programável. O dispositivo
é manufaturado utilizando a tecnologia de memória não volátil de alta
densidade da Atmel e é compatível com a família de microcontroladores MCS-
51. Combinando a versatilidade da unidade de processamento de 8 bits com
Flash em um microchip monolítico, o Atmel AT89C2051 é um poderoso
microcontrolador que proporciona uma alta flexibilidade e uma relação
custo/benefício muito boa para muitas aplicações em sistemas embarcados.
• 2K Bytes de memória Flash com até 1000 ciclos de leitura/escrita
• Faixa de operação entre 2.7V a 6V
• 128 x 8 bit de RAM interna
• 15 portas de E/S
• 2 contadores/timers de 16 bits
• 6 fontes de interrupção
• Porta serial full duplex
• Comparador analógico
Este microcontrolador suporta dois modos de economia de energia. O
modo Ocupado para a unidade de controle enquanto a RAM, os
contadores/timers, a porta serial e o sistema de interrupção continuam
funcionando. O modo Desligado armazena o conteúdo da memória RAM e
38
congela o oscilador desabilitando todas as outras funções do componente até a
próxima reinicialização do microcontrolador. 3.3.2.2. Módulo de Controle x Computador Toda comunicação entre o módulo de Controle e o computador é
realizada via Rádio Freqüência, utilizando os componentes TXM 433 LR –S
para a transmissão de dados e o RXM 433 LR S em uma estação base
conectada via RS232 ao computador para a Recepção.
Estes componentes trabalham em uma faixa de 433MHz que permite o
envio de dados seriais sem fio. Quando combinados geram um link bastante
confiável e uma transmissão de dados sem fio pode ser estabelecida sem
nenhum trabalho extra do processador. Um pino de Power Down (PDN)
permite colocar o módulo em um estado de baixo consumo, ideal para
alimentação a baterias.
Como principais características destes componentes utilizados
destacam:
• Taxas de transferência alta (2400 ~ 19200 bps, dependendo do
controlador);
• Conector padrão barra de pinos SIP, ideal para testes em protoboard;
• Compatível com todos os BASIC Step e outros microcontroladores;
• Muito fácil de utilizar, apenas um comando SEROUT é necessário;
• Modo de economia de bateria (Power Down);
• Grande alcance, 150 metros com linha de visão.
O funcionamento deste sistema de comunicação é baseada na Rádio
Freqüência que utiliza as freqüências compreendidas na faixa do espectro das
ondas de rádio. Quando aplica-se estas freqüências a uma antena, acaba-se
gerando campos eletromagnéticos que se propagam pelo ar. Todo campo de
Radio Freqüência possui uma largura de onda que é proporcional ao inverso de
sua freqüência. Como dito estes componentes utilizam uma freqüência de
39
433.92 MHz, o que corresponde a uma largura de onda de 0,69 metros. A
freqüência de 433MHz é classificada na faixa de UHF que é definida de
300MHz ~ 3GHz.
As Tabelas 7 e 8, apresentam a pinagem disponível para ambos os
componentes TXM e RXM. Observa-se que para ambos existe um
pino(CaPDN) para economia de energia, colocando este pino em nível 0 o
módulo (receptor ou transmissor) entra em modo de baixo consumo. O módulo
não pode transmitir/receber sinal neste modo, a Tabela 6 apresenta o consumo
de corrente nos casos do circuito operante ou em espera.
Tabela 6: Consumo de corrente em operação e espera
Componente Corrente
(Esperando) Corrente
(Em Operação)
TXM 433 LR - S 5 µA Com entrada em nível alto: 5,1 µA
Com entrada em nível baixo: 1,8 µA
RXM 433 LR - S 28 µA 5,2 mA
Para o receptor RXM existe ainda um pino (RSSI) que tem a finalidade
de indicar o nível de sinal, a saída deste pino é uma tensão analógica
proporcional ao nível de sinal recebido.
Tabela 7: Pinagem TXM 433 LR –S Pino Nome
1 PND 2 DATA 3 VCC 4 GND
Tabela 8: Tabela 8: Pino Nome
1 RSSI 2 PDN 3 DATA 4 VCC 5 GND
3.4. Especificação do Software
O papel do software neste projeto é o de colher as informações enviadas
pelo leitor de RFID e em cima destas informações, executar as tarefas de
cálculo do valor dos produtos e em um segundo momento a subtração do
estoque dos produtos em questão. O software possui também um módulo
conectado a Internet para auxilio ao consumidor, onde este pode estar
40
salvando sua lista de compra via Internet e acessa-la localmente em tempo real
através de aparelhos instalados nos carrinhos de compra (simulação) ou no
pagamento dos produtos. Podemos visualizar a funcionalidade do software
pela Figura 9 logo abaixo:
Figura 9: Diagrama de Blocos do software
3.4.1. Módulo de Compra
Este módulo recebe do hardware uma “listagem” de produtos que
passaram pelo sistema de leitura de RFID, a partir destas informações o
sistema pode calcular o valor da compra somando todos os valores dos
produtos identificados. Neste projeto por estarmos utilizando um modelo de
transponder que não possui suporte para gravação o sistema lê o código de
RFID do TAG, para então verificar no banco de dados qual o valor do produto
identificado para então fazer o cálculo da compra, como podemos observar na
figura 10.
Figura 10: Diagrama de blocos do Módulo de Compras
41
3.4.2. Módulo de Estoque
Após uma compra ser efetivada o software inicia suas atividades de
controle e gerenciamento de estoque, isso é feito através do Módulo de
estoque, aqui temos o seguinte procedimento em desenvolvimento, para cada
produto da compra o sistema envia uma baixa no estoque da prateleira e no
estoque geral do produto em questão, temos aqui um gerenciamento do
estoque envolvido na prateleira de consumo e outro no estoque geral.
Para ambos existem níveis de alerta para reposição de estoque e no
caso do estoque geral após certo nível o módulo inicia o controle de
distribuição, dando ao operador a opção de reposição de estoque geral, no
qual após uma aprovação do operador o centro de distribuição recebe uma
requisição de pedido já com uma quantidade pré-definida e aprovada para
certo produto a ser entregue no local onde o operador fez a transação. Pode-se
compreender este procedimento através da Figura 11.
Figura 11: Diagrama de blocos do Módulo de Estoque
O calculo para gerar estes alertas obedecem as equações e estudos
realizados para Estoques Cíclicos e Tempo de fluxo médio onde, conforme
demonstrados na Tabela 9:
42
Tabela 9: Formulação para controle do nível de estoque [7]
Estoque Cíclico (EC) Tempo de fluxo médio (TFM)
EC = Q / 2 TFM = EC * (1/R)
Onde Q é o valor do nível do estoque atual e R a demanda do produto.
3.4.3. Módulo de Verificação de Compras
O módulo de verificação de compras é um módulo adicional que tem
como principio a interação do consumidor com o mercado. Para isso tem-se
publicado na internet um site do mercado com todos os produtos disponíveis
onde pode ser gerada uma lista de compras on-line, para fazer esta lista o
usuário inicialmente tem que estar cadastrado no sistema, então com um login
e uma senha ele poderá gerar a sua lista. Ao executar este cadastro no site o
usuário receberá um cartão de cliente preferencial equipado com um TAG
RFID para sua identificação dentro do mercado.
Ao se dirigir para um caixa de pagamento o usuário poderá passar o seu
cartão de fidelidade e o funcionário poderá verificar a lista de compra gerada
pela internet pelo Cliente com a intenção de checar se foi esquecido algum
produto da lista original. Este procedimento é ilustrado na Figura 13.
Figura 12: Diagrama de Blocos do Módulo de Verificação de Compras
43
3.5. Estudo da Viabilidade Técnica e Econômica
Os tipos de clientes que irão consumir esta tecnologia serão mercados,
centros de distribuição e empresas de logística. Entretanto vale lembrar que
parte do projeto é o desenvolvimento de um sistema de RFID, e que o
potencial de aplicação de sistemas RFID é enorme, tanto no setor da indústria,
comercio e serviço onde hajam dados a serem coletados. As principais áreas
de aplicação dos sistemas RFID que atualmente podem ser identificadas são:
• Transporte e logística;
• Fabricação e processamento;
• Segurança.
Uma outra faixa enorme de aplicações está sendo desenvolvida como
uso de sistemas de RFID, a saber:
• Marcação de animal;
• Acompanhamento postal;
• Bagagem de aviões;
• Controle de acesso a veículos;
• Gerenciamento de catracas de estradas;
• Coleta de dados de medições de consumo de energia.
O desenvolvimento de novos produtos de RFID, a regulamentação e a
redução de custos têm provocado o crescimento de novas aplicações em áreas
até então ainda não exploradas.
Para atingir o potencial deste mercado é necessário conhecer melhor o
nicho específico ao qual se aplicará o software de análise de pressão plantar.
Sendo importante:
• Executar uma boa pesquisa de mercado;
• Estudar bem a tecnologia a ser utilizada;
• Conhecer bem o público-alvo;
44
• Estabelecer parcerias fortes para distribuição do produto;
• Treinar equipe de vendas e estabelecer plano de trabalho e metas
consistente com objetivos;
45
4. Implementação
Conforme vimos nos tópicos anteriores o leitor de RFID é formado por
um módulo de rádio freqüência e um módulo de controle. O sistema conta com
um software para calcular os produtos lidos pelo leitor de RFID e ainda um
controle de estoque e um verificador de compras.
4.1 Hardware
Para facilitarmos o entendimento vamos abordar o hardware dividindo
este em dois módulos, onde o Módulo de Controle que é responsável pela
leitura do TAG, através do leitor de RFID, e pela transmissão do código lido
para o módulo de Leitura que executa a leitura da informação e transmite via
serial para o computador.
4.1.2. Módulo de controle
Utilizamos o microcontrolador AT89C2051 para fazer o controle de
nosso leitor, entretanto para isso também foi necessária a montagem de um kit
completo que é apresentado na Figura 15 pode mostrar.
Figura 13: Esquemático microcontrolador
46
Segue na Tabela 10, a listagem dos componentes utilizados.
Tabela 10: Componentes microcontrolador
Figura 14: Placa do módulo de controle
Pode-se visualizar o desenho final da placa do modulo de controle na
Figura 14.
47
4.1.2. Estação Base de Rádio Freqüência
O módulo de leitura tem como objetivo receber via Rádio o TAG lido pelo
Módulo de Controle e enviar estes dados para o computador através da
interface serial do computador. Para isso foi necessária a construção da placa
mostrada na Figura 14, o esquemático desta placa na Figura 15.
Figura 15: Esquemático módulo de leitura
Para construir esta placa foram necessários os componentes listados na
Tabela 11.
Tabela 11: Componentes módulo de leitura
48
Pode-se visualizar o desenho final da placa do modulo de controle na Figura
16.
Figura 16: Placa do módulo de leitura
4.2. Firmware O firmware desenvolvido no projeto é o responsável pela leitura do
sensor de RFID e é executado no microcontrolador, controlando os intervalos
de tempo de leitura transmitindo estas informações para a estação base.
Podemos verificar o fluxo seguido pelo firmware através do diagrama mostrado
na Figura 17.
NÃO
SIM
NÃO
SIM
EXECUTA LEITURA
APLICA DEFINIÇÕES WIEGAND26 ENVIA DADOS PARA ESTAÇÃO BASE
RFID IDENTIFICADO
ID JÁ LIDO
Figura 17: Fluxograma Firmware
Para fazer a verificação de elementos RFID o firmware trabalha com o
dado lido verificando se este tem um formato válido, uma vez que essa
condição seja validada, utilizando o protocolo Wiegand26, onde o primeiro bit
representa o bit de pariedade par do bits 1 a 12 e o ultimo bit representa a
pariedade ímpar para os bits 13 a 24 .
49
Com isso consegue-se determinar o dado lido enviando esta informação
para a estação base via Radio Freqüência.
4.1. Software Podemos definir o objetivo do software deste projeto, através de cada
um dos três diferentes módulos, Módulo de Compras, Módulo de Estoque e
Módulo de Verificação de Compras.
No Módulo Verificador de Compras é onde o sistema se comunica com
o leitor de RFID e calcula o valor da compra, após este módulo ser concluído o
Módulo de Estoque entra em ação fazendo todas as reduções de estoque
necessárias. Temos também o módulo auxiliar de Verificação de Compras que
verifica a compra final com a lista de compra gerada pelo usuário através da
Internet.
50
4.2.1. Atores do Sitema
Figura 18: Atores do sistema
Na Figura 18 podemos visualizar todos os atores que fazem parte do
sistema, observando que o ator “Operador de Caixa” é um dependende do
administrador, isto é ele é gerado e gerenciado pelo administrador.
Existem ainda dois atores adicionais no sistema que são o Leitor de
RFID, que acaba exercendo uma influência nas funcionalidades do Módulo de
Compra e o Consumidor que é o principal responsável pela interação com o
Módulo de Verificação de Compras.
Vale lembrar aqui que cada ator possuí acessos a diferenctes módulos
do sistema, estes acessos segue a Tabela 12.
Tabela 12: Níveis de acesso dos Atores
Ator Módulo Leitor RFID Módulo de Compras
Administrador Módulo de Compras, Módulo de Estoque,
Módulo de Verificação de Compras Operador de Caixa Módulo de Compras
Consumidor Módulo de Verificação de Compras 4.2.2. Diagrama de Casos de Uso
Cada um dos Atores citados acima em determinado momento exerce
uma influência no comportamento do Software, segue abaixo os principais
51
casos de uso existentes, bem como a apresentação do diagrama de casos de
uso na figura 19.
1. Cadastrar Operadores de Caixa
2. Cadastrar Produto
3. Identificar produtos do leitor
4. Calcular Compra
5. Fechar Compra
6. Reduzir Estoque - Prateleira
7. Redução Estoque - Estoque
8. Comunicar Centro de distribuição
9. Cadastrar usuário Consumidor
10. Gerar Lista
11. Checar lista do consumidor
Figura 19: Diagrama de Casos de Uso
52
Para um melhor detalhamento e entendimento iremos agora apresentar
cada caso de uso de maneira detalhada com seu respectivo diagrama de
Seqüência.
Caso de uso: 1. Cadastrar Usuários
Atores: Administrador/Operadores de Caixa
Tipo: Primário
Descrição: O Administrador ou um Operador de Caixa, acessam a sessão de
cadastro de usuário, preenchendo os dados necessários como:
• Nome do Usuário
• Login
• Senha
• Perfil
o Administrador
o Operador Simples
o Operador Avançado
A opção Perfil serve para identificar ao sistema quais operações o
usuário será capaz de realizar, estas operações podem ser vistas na Tabela 13
juntamente com o nível de acesso de cada Perfil
Perfil Operações Permitidas Administrador Gerenciamento completo do
Software Operador Simples Registro de Compras Operador Avançado Registro de Compras
Registro de Produtos Controle de Estoque
Tabela 13: Níveis de acesso para os Usuários Diagrama de Seqüência:
53
CadastroUsuárioClick()
InsereUsuário(strNome, strLogin, strSenha, nStatus)
Formulário de Cadastro de Usuário
PersistUsuário
Usuário Cadastrado
Administrador
Software
Figura 20: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Usuário
Caso de uso: 2. Cadastrar Produto
Atores: Administrador/Operadores de Caixa
Tipo: Primário
Descrição: Este caso de uso se faz necessário no projeto pois utilizamos TAG’s
de somente leitura, isto é, cada TAG já vem de fábrica com uma identificação,
sendo assim precisamos associar o id do TAG ao produto relacionado. Para
fazer isso basta o Administrador ou o Operador de Caixa com perfil “Avançado”
acessar a área de cadastro de produtos e associar o ID do TAG com o produto
desejado.
Diagrama de Seqüência:
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CadastroProdutoClick()
Formulário de Cadastro de Produto
InsereProduto(nIdProduto, nIdTag)
PersistProduto()
Produto Cadastrado
Administrador
Software
Figura 21: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Produto
Caso de uso: 3. Identificar Produtos do Leitor
Atores: Leitor RFID
Tipo: Primário
Descrição: O Leitor de RFID entra em comunicação com o Software informando qual o TAG lido, o Software por sua vez verifica qual o produto relacionado ao ID do TAG. Diagrama de Seqüência:
55
TagLido(idTag)
idProduto:BuscaTag()
Produto Encontrado - Pronto para ler
NovoProduto(idProduto)
Leitor RFID
Software
Figura 22: Diagrama de Seqüência - Identificar Produto
Caso de uso: 4. Calcular Compra
Atores: Operador de Caixa
Tipo: Primário
Descrição: Após todos os produtos serem lidos e o consumidor ter pago a
conta o Operador de Caixa finaliza a compra no sistema e entrega a nota fiscal
para o consumidor.
Diagrama de Seqüência:
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Todos os Produtos foram Lidos
FecharCompra()
CalculaCompra()
nValor:ValorCompra()
CalculaTroco(nValorPago)
nValorTroco: Troco()
CompraFinalizada()
ImprimeNota()
Operador de Caixa
Software
Figura 23: Diagrama de Seqüência - Calcular Compra
Caso de uso: 5. Excluir Produto no ato da Compra
Atores: Operador de Caixa
Tipo: Primário
Descrição: Cliente solicita exclusão de um produto durante uma compra em
andamento. O Operador deve selecionar o produto indicado pelo Cliente e
confirmar exclusão.
Diagrama de Seqüência:
57
ListaProdutoClick(IdProduto)
Solicita confirmação
Confirmação aceita
RemoveProdutoLista(IdProduto)
Operador de Caixa
Software
ListaProdutoClick(IdProduto)
Solicita confirmação
Confirmação aceita
RemoveProdutoLista(IdProduto)
Figura 24: Figura 23: Diagrama de Seqüência - Excluir produto no ato da compra
Caso de uso: 6. Fechar Compra
Atores: Operador de Caixa
Tipo: Primário
Descrição: Operador de Caixa finaliza a compra depois que o consumidor
pagou e recebeu o troco.
Diagrama de Seqüência:
58
FecharCompra()
VerificaListaConsumidor(idConsumidor)
lstListaProdutosFaltantes()
CompraFinalizada()
ReduzEstoquePrateleira(lstProdutos)
ReduzEstoqueEstoque(lstProdutos)
ResposicaoPrateleira(lstProduto)
ReposicaoEstoque(lstProdutos)
Operador de Caixa
Software
Administrador
Figura 25: Diagrama de Seqüência - Fechar Compra
Caso de uso: 7. Reduzir Estoque Prateleira
Atores: Operador de Caixa
Tipo: Secundário
Descrição: Depois de confirmada a saída dos produtos pelo Operador de Caixa
o sistema faz a redução automática de produtos da Prateleira, informando ao
Administrador ou Operador de Caixa com perfil Avançado, a situação atual das
Prateleiras. Em caso de reposição de prateleira o Administrador informa ao
sistema o valor de reposição e este recalcula o estoque na prateleira.
Diagrama de seqüência:
59
ReduzEstoquePrateleira(lstProdutos)
ResposicaoPrateleira(lstProduto)
AbastecimentoPrateleira(idProduto)
Administrador
Software
Figura 26: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Prateleira
Caso de uso: 8. Reduzir Estoque
Atores: Operador de Caixa
Tipo: Secundário
Descrição: Depois de confirmada a saída dos produtos pelo Operador de Caixa
o sistema faz a redução automática de produtos do Estoque, informando ao
Administrador ou Operador de Caixa com perfil Avançado, a situação atual do
Estoque. Em caso de reposição de prateleira o Administrador informa ao
sistema o valor de reposição e este recalcula o estoque.
Diagrama de Seqüência:
60
ReduzEstoqueEstoque(lstProdutos)
ReposicaoEstoque(lstProdutos)
AbastecimentoEstoque(nIdProduto, nQtd)
RecalculaEstoque(idLote)
AbastecimentoOK()
Administrador
Software
Figura 27: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Estoque
Caso de uso: 9. Comunicar com o Centro de Distribuição
Atores: Administrador
Tipo: Secundário
Descrição: Quando informado pelo sistema que o estoque de determinado
produto precisa ser reposto o Administrador tem a possibilidade de enviar uma
requisição ao centro de distribuição para reposição do produto em questão.
Diagrama de Seqüência:
61
ReposicaoEstoque(lstProdutos)
ReporEstoque(nIdProduto)
PedirProduto(nIdProduto)
ProdutoSolicitado(nIdProduto)
Administrador
Software
Figura 28: Diagrama de Seqüência – Comunicação Centro de Distribuição
Caso de uso: 10. Cadastrar Usuário Consumidor
Atores: Consumidor
Tipo: Primário
Descrição: O usuário acessa o site do Mercado através da internet e faz seu
cadastro informando seus dados Pessoais e recebendo uma senha e um login.
Diagrama de Seqüência:
62
InsereConsumidor(cConsumidor)
VerificaConsumidor(cConsumidor)
AlteraConsumidor(cConsumidor)
Consumidor já existe
Consumidor Cadastrado
Consumidor
Software
Figura 29: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Consumidor
Caso de uso: 11. Gerar Lista
Atores: Consumidor
Tipo: Primário
Descrição: Pelo site do mercado o usuário pode selecionar os produtos que
gostaria de estar comprando gerando assim uma lista de compras, recebendo
um código para esta lista de compras.
Diagrama de Seqüência:
63
GerarListaProdutos(lstProdutos)
PersistListaProdutos(lstProdutos)
Lista Gerada
Consumidor
Software
Figura 30: Diagrama de Seqüência - Gerar Lista
Caso de uso: 12. Checar lista do Consumidor
Atores: Operador de Caixa
Tipo: Primário
Descrição: Ao finalizar a compra o operador de caixa tem a possibilidade de
inserir o código da lista de compras do cliente no sistema e verificar se não
faltaram produtos que estavam na lista.
Diagrama de Seqüência:
ListaProdutos(nIdListaProdutos)
BuscaLista(nIdListaProdutos)
ProdutosFaltantes(lstProdutosFaltantes)
Operador de Caixa
Software
Figura 31: Diagrama de Seqüência - Checar Lista do Consumidor
64
4.2.3. Diagrama de Classes Para a implementação do software foram utilizadas diversas classes,
fazendo o uso insistente de coleções para cada uma das classes. Para uma
melhor visualização dividiu-se a representação deste diagrama nas Figuras 32
e 33.
Figura 32: Diagrama de Classes parte 1
65
Figura 33: Diagrama de Classes parte 2
66
4.2.4. Diagrama de Banco de Dados Devido a uma experiência razoável na implementação de banco de
dados e a boa performance obtida durante estas experiências o banco de
dados utilizado foi o SQL, a estrutura deste recebeu como padrão o modelo de
Entidade Relacionamento que pode ser visto na figura 33 abaixo.
FK_USUARIO_REFERENCE_PERFIL
FK_ESTOQUE_REFERENCE_PRODUTO
FK_PRATELEI_REFERENCE_PRODUTO
FK_CONSUMID_REFERENCE_LISTA
FK_LISTA_PR_REFERENCE_LISTA
FK_LISTA_PR_REFERENCE_PRODUTO
FK_PRODUTOS_REFERENCE_PRODUTO
FK_PRODUTOS_REFERENCE_CENTRO_D
FK_REPOSICA_REFERENCE_PRODUTO
USUARIO
ID_USUARIONOMELOGINSENHAID_PERFIL
intvarchar(255)char(8)char(8)int
<pk>
<fk>
PERFIL
ID_PERFILNOME
intvarchar(25)
<pk>
ESTOQUE
ID_ESTOQUEID_PRODUTOLOCALIZACAONIVEL
intintvarchar(255)int
<pk><fk>
PRODUTO
ID_PRODUTONOMEDESCRICAOID_TAGTAM_LOTEDEMANDA
intvarchar(255)TEXTintegerintegerinteger
<pk>
CONSUMIDOR
ID_CONSUMIDORID_LISTANOMELOGINSENHAENDERECOCIDADEESTADOTELEFONECELULARCEP
intintvarchar(255)char(8)char(8)textvarchar(100)char(2)intintint
<pk><fk>
PRATELEIRA
ID_PRATELEIRAID_PRODUTONIVELLOCALIZACAO
intintintvarchar(100)
<pk><fk>
LISTA
ID_LISTAID_CONSUMIDOR
intint
<pk>
LISTA_PRODUTOS
ID_LISTAID_PRODUTO
intint
<fk1><fk2>
CENTRO_DISTRIBUICAO
ID_CENTRO_DISTRIBUICAONOMELOGINSENHAENDERECOCIDADEESTADOTELEFONECONTATOCEP
intvarchar(255)char(8)char(8)varchar(255)varchar(100)char(2)intvarchar(255)int
<pk>
PRODUTOS_CENTRO_DISTRIBUICAO
ID_PRODUTOID_CENTRO_DISTRIBUICAO
intint
<fk1><fk2>
REPOSICAO_PRODUTOS
ID_PRODUTOSTATUSDT_REPOSICAODT_SOLICITACAODT_FINALIZACAO
intbitdatetimedatetimedatetime
<fk>
Figura 34: Diagrama do Banco de Dados
67
4.2.5. Site Mercado – Lista de Compra Para a implementação da funcionalidade da geração e consulta da lista
de compra do Cliente, foi publicado um site de um Mercado na qual são
oferecidos os produtos para a inclusão em uma lista de compra de um Cliente
já cadastrado.
A tecnologia utilizada para a publicação deste site foi a de Active Server
Page (ASP), rodando em um servidor web com suporte para o Internet
Information Services (IIS) da Microsoft. Foi-se utilizando o banco de dados do
próprio sistema para fazer a integração entre o site e aplicação que faz a
consulta da lista no momento em que o cartão preferencial do Cliente é
identificado.
Este site foi desenvolvido para exemplificar a aplicação uma vez que o
sistema é preparado para ser integrado com sites já publicados. Bastando para
isso que o site alimente o banco de dados com o Cliente e sua lista de compra.
É preciso também ser feita a população da tabela DEPARA do banco de dados
fazendo a associação dos produtos do banco de dados do sistema com o
banco de dados do site.
4.2.6. Web Service A comunicação do mercado com o centro de distribuição é feita através
de um web service seguro onde o acesso é executado através de uma
autenticação com um login e senha.
O método COM_CENTRO_DISTRIBUICAO do web service é o
responsável por esta comunicação e pode ser acessado diretamente por uma
url ou utilizando um componente externo, informando apenas o servidor onde a
aplicação esta instanciada e os parâmetros de entrada, login e senha do
Centro de distribuição no caso. Na Figura 34 exibimos a interface padrão para
acesso ao método via internet.
68
Figura 35: Autenticação do web service utilizando url padrão
Uma vez autenticado este web service retorna um XML com os produtos
a serem repostos pelo Centro de Distribuição para o mercado indicado,
conforme mostrado na Figura 35.
Figura 35: Exemplo de um XML de Retorno do web service
<<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> DataTable xmlns="http://tempuri.org/"> xs:schema id="NewDataSet" xmlns="" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:msdata="urn:schemas-microsoft-com:xml-msdata"> xs:element name="NewDataSet" msdata:IsDataSet="true"
msdata:MainDataTable="COM_CENTRO_DISTRIBUICAO" msdata:UseCurrentLocale="true"> xs:complexType> xs:choice minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"> xs:element name="COM_CENTRO_DISTRIBUICAO"> xs:complexType> xs:sequence> :element name="ID_CLIENTE" type="xs:int" minOccurs="0" /> :element name="ID_PRODUTO" type="xs:int" minOccurs="0" /> :element name="NOME" type="xs:string" minOccurs="0" />
</xs:sequence> </xs:complexType> </xs:element> </xs:choice> </xs:complexType> </xs:element> </xs:schema> diffgr:diffgram xmlns:msdata="urn:schemas-microsoft-com:xml-msdata" xmlns:diffgr="urn:schemas-microsoft-
com:xml-diffgram-v1"> DocumentElement xmlns=""> COM_CENTRO_DISTRIBUICAO diffgr:id="COM_CENTRO_DISTRIBUICAO1" msdata:rowOrder="0"> _CLIENTE>52</ID_CLIENTE> _PRODUTO>1</ID_PRODUTO>
OME>SUCO ADES</NOME> </COM_CENTRO_DISTRIBUICAO> </DocumentElement> </diffgr:diffgram> </DataTable>
69
A adoção do XML como arquivo de troca de informações teve como
princípio a facilidade de integração deste tipo de arquivo com sistemas de
gerenciamento de suprimentos.
70
5. Resultados
Neste capítulo apresenta-se o resultado obtido após a finalização por
completo do Sistema, bem como, alguns testes para a validação do
funcionamento deste. Os objetivos iniciais propostos foram alcançados,
existem entretanto algumas observações que deve-se levar em consideração
para um desempenho adequado do projeto.
5.1. Leitor RFID
No que se refere à leitura dos produtos foram feitas vários testes com
diferentes fabricantes de TAGs de que podem ser visualizados na Tabela 14.
Em todos os casos os dados foram lidos com sucesso, infelizmente não foi
localizado nenhum TAG que trabalhe a uma freqüência diferente de 125 Khz
para os testes de leitura.
Tabela 14: TAGs utilizados para testes de leitura
Fabricante Modelo Faixa de freqüência
EM Microeletronics EM0001 125 KHz
Akyama LM8200 125 Khz
Akyama Clamshell 125 Khz
Acura AcuProx Card 125 Khz
Foi verificado também um comportamento ideal nos testes simulando
compras, visto que, o firmware trabalha de maneira a não deixar que se
execute a leitura de um mesmo TAG mais que uma vez, portanto se um
produto é identificado, mesmo que ele torne a entrar na área de cobertura do
leitor, este não irá identificá-lo novamente.
Foi observado também que para um maior alcance de leitura seria
necessário a alteração do módulo de leitura AK-05 que como visto consegue
executar leituras até uma distância de 5 cm. Para aumentarmos esta distância
seria necessário um leitor que trabalhasse em uma freqüência mais alta de
13.500 Mhz por exemplo.
71
5.2 Comunicação Módulo de Controle x Computador Conforme visto a comunicação do Módulo de Controle com o
computador primeiramente passa por uma comunicação via rádio freqüência,
utilizando para isso uma antena de transmissão e uma estação base de
recepção.
Essa comunicação funcionou perfeitamente entretanto foi necessária
que a transmissão se realiza-se em uma velocidade baixa de 2400 bps para
que a informação não fosse perdida.
Já a distância máxima da estação base para o Módulo de Controle
chega a no máximo a 3m, acima deste valor já encontramos perdas de pacotes
danificando assim nossa transmissão.
5.3 Software
Os resultados obtidos nos três módulos do Software foram
satisfatórios. Pode-se verificar a leitura instantânea de produtos no Módulo de
Compra, assim como o controle de estoque na prateleira e no centro de
Distribuição.
Também foi comprovado o funcionamento da lista de compra on-
line, entretanto o site onde foi gerada a lista de compra foi publicado localmente
para a apresentação deste projeto, o que de maneira alguma afeta o
desempenho do projeto.
72
6. Conclusão
Cada vez mais as pessoas estarão mais próximas de soluções que
utilizam RFID, como toda nova tecnologia existe todo um período para o
amadurecimento e aceitação pelo público.
Inicialmente as pessoas ainda terão algum receio em utilizar os
mercados com RFID, pois como o atendente não retira e marca o produto com
o leitor de Código de Barras é possível que em alguns consumidores gere a
dúvida, “Será mesmo que estas anteninhas calculam minha compra? Será que
não estou sendo lesado?”, entretanto, estes tipos de comportamentos tendem
a diminuir com a difusão da tecnologia.
É extremamente possível se realizar este projeto, porém em nosso
cenário atual, ainda levará algum tempo, pois este sistema se baseia em uma
tecnologia pouco difundida no Brasil e depende diretamente em uma parceria
entre os Fornecedores e Mercados, visto que para o sistema funcionar é
necessário que os produtos sejam marcados com os TAG’s de RFID.
Uma alternativa seria os mercados se responsabilizarem pela marcação
RFID, mas mesmo assim os custos operacionais e materiais tornariam o
processo custoso demais.
O interessante deste projeto podemos dizer que é também o fato de que
a utilização do RFID é possível e a aplicação desta tecnologia pode atingir
inúmeros mercados, fazendo modificações apenas na aplicação final.
73
7. Referências Bibliográficas [1] BERTAGLIA, Paulo R., Supply Chain Management.
URL: http://www.adpo.com.br/artigos_palestrantes/artigo4.htm
[2] RFIDJOURNAL; What's RFID?
URL: http://www.rfidjournal.com/article/articleview/1339/1/
[3] SOARES, Marcos; Eletricidade e Eletromagnetismo.
URL: http://www.mspc.eng.br/elemag/eletr3.asp
[4] HAFFNER, S. e Pereira, L A ; Circuitos Acoplados Eletromagneticamente.
URL: http://www.ee.pucrs.br/~haffner/circuitosb/ckt41.pdf
[5] CAÇADOR, Frederico F. e LAURINDO, Fernando J. B.; O Papel da TI no
Planejamento da Cadeia de Suprimentos.
URL: http://www.simpep.feb.unesp.br/anais10/gestaodaproducao/arq02.PDF
[6] CASTRO, Eberval O.; Antena Loop Multirressonante de Alto Ganho.
URL: http://br.geocities.com/eberval/antena_loop/parte1.htm
[7] CHOPRA, Sunil e Meindl, Peter; Gerenciamento da Cadeia de suprimentos
– Estratégia, Planejamento e Operação. São Paulo: Prentice Hall 2003.
[8] FINKENZELLER, Klaus; RFID-Handbook – “Fundamentals and Applications
in Contactless Smart Cards and Identification". 2ª Edição. Wiley & Sons LTD
2003.
[9] RICARTE, Ivan L. M.; Bancos de dados relacionais.
URL: http://www.dca.fee.unicamp.br/cursos/PooJava/javadb/bdrel.html
[10] ROESLER Valter; Conceitos básicos de redes locais e interconectividade.
URL:http://www.inf.unisinos.br/~roesler/disciplinas/0_redes/05_interc/r_intercon
ectividade.pdf
74
[11] SANTOS Kleone Tavares e ROCHA Luiz Gonzaga. Identificação por
Radio Freqüência.
URL: http://www.eee.ufg.br/cepf/pff/2002/ee_06.pdf
[12] BERNARDO, Cláudio G. A Tecnologia RFID e os Benefícios da Etiqueta
Inteligente para os Negócios.
URL:http://www.unibero.edu.br/download/revistaeletronica/Set04_Artigos/A%20
Tecnologia%20RFID%20-%20BSI.pdf
[13] BARLAS Demir. Wal-Mart's RFID Mandate.
URL: http://www.line56.com/articles/default.asp?ArticleID=4710
