Otimizando Operações de Biblioteca com Tecnologia RFID: Visão Geral Completa

Documentação de Sistema de Gestão de Biblioteca Baseado em RFID

Introdução ao RFID

RFID significa Identificação por Radiofrequência (Radio Frequency Identification), um sistema de identificação baseado em tecnologia RF que permite identificar objetos usando etiquetas (tags) anexadas a eles, independentemente de estarem na linha de visão do leitor ou não.

Componentes do Sistema RFID

Existem dois componentes básicos em um sistema RFID além da unidade de controle do sistema:

Etiquetas RFID (RFID Tags):

Figura 1: Etiqueta RFID

Uma etiqueta RFID consiste de um microchip de silício, anexado a uma pequena antena e ambos montados em um substrato, que é encapsulado em diferentes materiais como plástico ou véu de vidro. A etiqueta possui adesivo em seu verso que permite fácil fixação em objetos.

Leitor RFID (RFID Reader):

Figura 2: Leitor RFID

Um leitor RFID é um dispositivo operado em rede que atua como interface entre a etiqueta RFID e o software do sistema utilizando dados da etiqueta. Consiste de um módulo transceptor RF junto com antenas para transmitir e receber informações. Basicamente interroga etiquetas RFID independentemente da distância delas.

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Tipos de Sistema RFID

Existem dois tipos de sistemas RFID:

1. Sistemas RFID Ativos: Estes sistemas consistem de etiquetas RFID com sua própria fonte de alimentação (fonte externa ou bateria) e podem ser usados para aplicações sem linha de visão, como rastreamento de veículos em movimento.

Figura 3: Sistema RFID Ativo vs Passivo

2. Sistema RFID Passivo: Usados para aplicações de linha de visão, curto alcance, onde as etiquetas RFID são alimentadas através de transferência de potência da antena do leitor para a antena da etiqueta.

Ideia sobre Sistema de Biblioteca Baseado em RFID

Aqui apresento uma breve ideia sobre como um sistema de biblioteca baseado em RFID operaria. O procedimento convencional em bibliotecas envolve manipulação manual de funções como manter registro dos livros (ou revistas, periódicos, etc.) sendo lidos no local, ou emprestados ao leitor por um período estipulado, verificar autenticidade de associados existentes, criar novos cadastros, etc.

Estas funções geralmente são feitas por uma pessoa que insere manualmente novos dados ou modifica dados existentes no software, tornando-o tedioso e demorado. Portanto, um método mais conveniente seria um sistema onde o tratamento automático de todas estas operações seria bem-sucedido. Um dos métodos viáveis é usar Sistema de Identificação por Radiofrequência.

Isto exigiria que cada associado possuísse um cartão RFID cujo chip conteria os dados de contato da pessoa, um código de identificação único e detalhes do livro (ou revista, periódico, etc.) em posse daquele associado. Para qualquer novo cadastro, o sistema exigiria criação de associação, que então permitiria à pessoa utilizar os serviços da biblioteca.

O código de identificação da pessoa também lhe daria autoridade para entrar nas dependências da biblioteca. Cada item (livros, periódicos, revistas, etc.) na biblioteca também conteria uma etiqueta RFID com código único embutido. Cada estante da biblioteca consistiria de um pequeno sistema embarcado compreendendo um leitor RFID, um microcontrolador, ex: 8051 e um dispositivo de comunicação, ex: MAX-232 que troca a lógica TTL/CMOS para níveis RS232 através da comunicação serial do microcontrolador com computadores pessoais.

Dados tanto da etiqueta RFID da pessoa quanto do livro seriam lidos pelo leitor RFID, que por sua vez comunica com o microcontrolador. O microcontrolador processa os dados adquiridos e envia os dados de saída para o computador principal para armazenar informação no banco de dados.

Funcionamento e Diagramas de Blocos do Sistema de Gestão de Biblioteca Baseado em RFID

Este sistema compreenderia três seções – a seção do banco de dados principal, a seção de estante individual e a seção de entrada. A primeira seção é o pequeno sistema embarcado instalado em cada estante da biblioteca, a segunda consiste do computador pessoal contendo o banco de dados mestre.

Abaixo está o diagrama de blocos da seção de entrada

Inicialmente o associado seria obrigado a passar seu cartão RFID no leitor/scanner. A informação do scanner é obtida pelo microcontrolador conectado a um Display LCD. O microcontrolador enviaria então o código de identificação do associado à seção do banco de dados principal através de comunicação GSM, para verificação.

Uma vez verificado, o microcontrolador controlaria o motor de entrada para abrir a porta e simultaneamente exibiria instruções para a pessoa digitar o nome do livro ou assunto que procura. Conforme a pessoa insere os detalhes do livro (nome ou assunto), o microcontrolador enviaria informação à seção do banco de dados principal. Se o livro estiver disponível, o número da estante requerida seria exibido no LCD. Se não, mensagem similar seria exibida.

Abaixo está o diagrama de blocos da seção de estante individual

Cada estante consistiria de um sistema embarcado individual compreendendo microcontrolador, leitor e sistema de comunicação. Conforme a pessoa passa o livro requerido no leitor, este lê a informação presente na etiqueta RFID do livro e transmite ao microcontrolador. O microcontrolador daria então instruções ao usuário para fazer as seguintes escolhas:

1. Leitura Temporária
2. Empréstimo do livro
3. Devolução do livro
4. Renovação do empréstimo

Se o associado escolher opção 'a', pode ficar com o livro se estiver dentro da biblioteca. Porém, se tentar sair acidentalmente ou deliberadamente com o livro, um SMS de aviso gerado pelo sistema seria enviado ao seu número junto com bloqueio de sua saída.

Se escolher opção 'b', o microcontrolador primeiro verifica se o associado atingiu o limite de livros emprestados. Se 'sim', daria instruções para escolher opção 'c'. Caso contrário, enviaria o código do associado junto com o código do livro à seção do banco de dados principal para adicionar os detalhes do livro ao banco de dados do associado.

Se escolher opção 'c', o microcontrolador perguntaria se quer devolver o livro ou escolher opção 'd'. Se 'sim', o sistema deletaria os detalhes do livro do banco de dados do associado. Se opção 'd' for escolhida, o banco de dados do associado seria reatualizado com os detalhes do livro junto com o novo período concedido.

Abaixo está o diagrama de blocos da seção do banco de dados principal

Uma vez que o microcontrolador da seção de entrada envia informação do associado ao microcontrolador desta seção, este verifica os detalhes do associado no banco de dados mestre dentro do computador pessoal e envia o resultado correspondente.

O banco de dados mestre consiste de sub-bancos para cada associado. Dependendo da opção escolhida (das quatro mencionadas acima), o microcontrolador adicionaria ou deletaria os detalhes do livro ao banco de dados dele (do associado). Além disso, o microcontrolador também manteria controle de cada pessoa entrando e saindo do local.

Por exemplo, se uma pessoa escolhe ler temporariamente o livro e depois tenta sair da biblioteca com o livro, o microcontrolador enviaria um SMS à pessoa para devolver o livro ao seu lugar, simultaneamente retransmitindo instruções ao microcontrolador da seção de entrada para controlar a abertura da porta.

Aplicações, Prós e Contras do Sistema de Gestão de Biblioteca Baseado em RFID

Vantagens

1. Seria um sistema altamente seguro e autenticado.
2. O consumo de tempo diminuiria, pois o sistema é totalmente automático.
3. Seria um sistema fácil e conveniente.

Desvantagens

1. Com o aumento do número de estantes, seria difícil sustentar o custo de instalação de um sistema embarcado em cada estante.
2. Como este sistema é completamente automático e não requer controle humano, pode estar sujeito a falhas de software às vezes.

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