automaÇÃo de vendas e controle de estoque via rfid

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Centro Universitário Positivo Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas – NCET Engenharia de Computação Órion Rigel Castelli da Silva AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID Curitiba 2006

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Monografia apresentada disciplina de Projeto Final, como um dos requisitos parciais para à conclusão do curso de Engenharia de Computação

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Page 1: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Centro Universitário Positivo

Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas – NCET

Engenharia de Computação

Órion Rigel Castelli da Silva

AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Curitiba

2006

Page 2: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Centro Universitário Positivo

Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas – NCET

Engenharia de 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 de Computação.

Orientador: Prof. Phd Alessandro Brawerman

Curitiba

2006

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Page 4: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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. Aliando a isso, 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.

Page 5: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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.

Page 6: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Sumário Resumo .............................................................................................................. 4 Abstract .............................................................................................................. 5 Sumário .............................................................................................................. 6 Lista de Ilustrações ............................................................................................ 7 Lista de Tabelas e Quadros ............................................................................... 7 Lista de Siglas .................................................................................................... 9 1. Introdução .................................................................................................... 10 2. Trabalhos relacionados ................................................................................ 11 3. Especificação ............................................................................................... 12 3.1. Descrição das Principais Funcionalidades ................................................ 12 3.2. Fundamentos Teóricos .............................................................................. 14 3.2.1. Princípio Físico dos Sistemas de RFID .................................................. 14 3.2.2. O Campo Magnético............................................................................... 14 3.2.3. Indutância ............................................................................................... 16 3.2.4. Indutância Mútua .................................................................................... 17 3.2.5. Cadeia de Suprimentos .......................................................................... 18 3.2.6. Estoque Cílcico ...................................................................................... 18 3.2.6. A Tecnologia da Informação para o Gerenciamento da Cadeia de Suprimento ....................................................................................................... 19 3.2.7. Teoria de Software ................................................................................. 19 3.2.7.1. Banco de Dados Relacional ................................................................ 20 3.2.7.2. Programação Orientada a Objetos ...................................................... 21 3.2.7.3. Protocolos de Comunicação ................................................................ 21 3.2.8 Teoria de Hardware ................................................................................. 22 3.2.8.1. RFID (Radio Frequency Identification) ................................................ 22 3.2.8.2. Elementos de um Sistema RFID ......................................................... 24 3.2.8.3. Comunicação RFID ............................................................................. 26 3.2.8.4. Freqüências da portadora ................................................................... 27 3.2.8.5. Taxa de Transferência de dados e largura de banda .......................... 30 3.3 Especificação do Hardware ........................................................................ 30 3.3.1. Módulo de Aquisição .............................................................................. 31 3.3.2. Módulo de Demodulação ........................... Error! Bookmark not defined. 3.3.3. Dispositivo de leitura/escrita para Sistema RFID de 125 kHz .......... Error! Bookmark not defined. 3.3.4. Módulo de Controle ............................................................................... 34 3.3.5. Microcontrolador 8031 ............................................................................ 34 3.4. Especificação do Software ........................................................................ 36 3.4.1. Módulo de Compra ................................................................................. 37 3.4.2. Módulo de Estoque ................................................................................ 38 3.4.3. Módulo de Verificação de Compras ....................................................... 39 3.5. Estudo da Viabilidade Técnica e Economica ............................................. 40 4. Implementação ............................................................................................. 41 4.1 Hardware .................................................................................................... 41 4.1.1. Módulo de Rádio Frequência .................... Error! Bookmark not defined. 4.1.2. Módulo de controle ................................................................................. 41 4.2. Software .................................................................................................... 43 4.2.1. Atores do Sitema .................................................................................... 46 4.2.2. Diagrama de Casos de Uso ................................................................... 46

Page 7: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

4.2.3. Diagrama de Classes ............................................................................. 59 4.2.4. Diagrama de Banco de Dados ............................................................... 59 5. Testes preliminares ...................................................................................... 61 6. Conclusão .................................................................................................... 62 7. Referências Bibliográficas ............................................................................ 64 A1. Problemas Encontrados ............................................................................. 66 A1.1 Módulo de Rádio Frequência e Antena .................................................... 66 Lista de Ilustrações Figura 1: Esquema de reposição de estoque ........................................................ 13 Figura 2: Diagrama de um Leitor de RFID ............................................................ 13 Figura 3: Campo Magnético .................................................................................... 15 Figura 4: Sentido da força H ................................................................................... 15 Figura 5: Definição da Indutância ........................................................................... 17 Figura 6: Definição de indutância mútua ............................................................... 17 Figura 7: Funcionamento RFID básico .................................................................. 23 Figura 8: Visão Geral ............................................................................................... 31 Figura 9: Representação de uma antena cirular ..... Error! Bookmark not defined. Figura 10: Diagrama de Blocos do software ......................................................... 37 Figura 11: Diagrama de blocos do Módulo de Compras ...................................... 38 Figura 12: Diagrama de blocos do Módulo de Estoque ....................................... 39 Figura 13: Diagrama de Blocos do Módulo de Verificação de Compras ............ 40 Figura 14: Módulo de Rádio Frequência e Antena . Error! Bookmark not defined. Figura 15: Esquemático microcontrolador ............................................................. 42 Figura 16: Atores do sistema .................................................................................. 46 Figura 17: Diagrama de Casos de Uso .................................................................. 47 Figura 18: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Usuário ..................................... 49 Figura 19: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Produto ..................................... 50 Figura 20: Diagrama de Seqüência - Identificar Produto ..................................... 51 Figura 21: Diagrama de Seqüência - Calcular Compra ....................................... 52 Figura 22: Diagrama de Seqüência - Fechar Compra ......................................... 53 Figura 23: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Prateleira ...................... 54 Figura 24: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Estoque ......................... 55 Figura 25: Diagrama de Seqüência - Comunicação com o Centro de

Distribuição ....................................................................................................... 56 Figura 26: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Consumidor ............................. 57 Figura 27: Diagrama de Seqüência - Gerar Lista ................................................. 58 Figura 28: Diagrama de Seqüência - Checar Lista do Consumidor ................... 58 Figura 29: Diagrama de Classes ............................................................................ 59 Figura 30: Diagrama do Banco de Dados ............................................................. 60 Figura 31: Teste microcontrolador ............................ Error! Bookmark not defined. Figura 32: Módulo Radio Frequencia e Antena .................................................... 66 Lista de Tabelas e Quadros Tabela 1: Tipos de Modulação................................................................................ 27 Tabela 2: Frequencias de Portadora ...................................................................... 28 Tabela 3: Frequencias RFID ................................................................................... 29

Page 8: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Tabela 4: Valores para a montagem do módulo de Rádio Frequência ....... Error! Bookmark not defined.

Tabela 5: Componentes microcontrolador ............................................................ 43 Tabela 6: Níveis de acesso dos Atores ................................................................. 46 Tabela 7: Níveis de acesso para os Usuários ....................................................... 48 Tabela 8: Fórmulas auxiliares ................................................................................. 67

Page 9: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Lista de Siglas ADC – Analog Digital Converter - Conversor digital analógico PLL – Phase Loop Lock – Loop travado por fase RF- Radio Frequency – Radio Frequencia RFID – Radio Frequency Identification – Identificação por Rádio Frequencia TAG - Transponder

Page 10: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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). 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.

Page 11: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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. [1]

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. [2]

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.[1]

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. [1]

[1] Bernardo, Cláudio G. - A Tecnologia RFID e os Benefícios da Etiqueta Inteligente para os Negócios [2] Barlas Demir - Wal-Mart's RFID Mandate (http://line56.com) - Jun. 2003

Page 12: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 webservice 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

leitor identificar o produto e a compra ser finalizada, o sistema se

encarrega de carregar o webservice do centro de distribuição com as

Page 13: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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.

Figura 2: Diagrama de um Leitor de RFID

Page 14: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA 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.

• 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.

Page 15: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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. Nós podemos utilizar esta fórmula para calcular a força de um

campo magnético H qualquer para diferentes tipos de condutor:

∑ ∫ ⋅= sdHIrr

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

π2

1=

Figura 4: Sentido da força H

Page 16: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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. (Soares, Marcos; Eletricidade e

Eletromagnetismo )

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

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.

I

AHN

I

N

IL

⋅⋅⋅=⋅== µφψ

Page 17: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 seguinte conclusão:

)2

(02

d

RLnRNL

⋅⋅⋅⋅= µ

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

Este campo magnético é o principio físico pelo qual é gerado o

acoplamente indutivo utilizado nos sistemas de RFID. (Finkenzeller, Klaus;

RFID-Handbook - "Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards

and Identification")

Page 18: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 leva-se 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 sendo:

Estoque Cíclico = tamanho do lote / 2 = Q/2

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.

[1] Bertaglia, Paulo R.; Supply Chain Management

Page 19: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Tempo de fluxo médio resultante do estoque cíclico = Q/2R

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. [1]

3.2.6. A Tecnologia da Informação para o Gerenciame nto 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

Para o desenvolvimento deste projeto utilizamos a linguagem de

programação orientada a objetos, C++. É utilizado Recursos de Banco de

[1] Chopra, Sunil e Meindl, Peter; Gerenciamento da Cadeia de suprimentos - Estratégia, Planejamento e

Operação

Page 20: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Dados e os protocolos de comunicação TCP/IP para a comunicação dos

webservices 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 por trás 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. [1]

[1] Ricarte, Ivan L. M.; Bancos de dados relacionais

Page 21: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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, implementa-se 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

Page 22: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

como é implementada. O modo de acesso é diferente de 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.

Page 23: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 TAGpodem 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

Page 24: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

supermercado, uma redução de custos operacionais na hora da verificação das

compras.

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

Page 25: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

das RF TAG passivas, além de possuírem uma vida útil limitada de no

máximo 10 anos.

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.

Page 26: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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

funcionabilidade 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 performances. 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 usos. 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.

Page 27: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 nos mostra a divisão dos diferentes tipos de modulação categorizando em

modulação analógica e modulação digital.

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)

Tabela 1: Tipos de Modulação 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:

Page 28: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Banda de Frequen cia 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

Tabela 2: Frequencias de Portadora

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 tem 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. 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.

Page 29: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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.

Tabela 3: Freqüências RFID

Page 30: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

3.2.8.5. Taxa de Transferência de dados e largura d e 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 ms, 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.

Page 31: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 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

Page 32: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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.

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

Tabela 4: Variações em corrente e tensão na leitura e na espera do módulo AK05

Page 33: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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.

Codificação Bits BCD 00 00 04 60 22 12 75 (14 digitos) BCD truncado 04 60 22 12 75 (10 digits)

Seqüência Wiegand 26 P (b0 --------- b11) (b12 -------- b23)

P ( 0 4 6 0 2 2 ) I P 1 0000 0100 0110 0000 0010 0010 1 I

Tabela 5: Bits do protocolo Wiegand26

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.

Page 34: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

3.3.2. Módulo de Controle

Para controlar a leitura dos TAGs e para fazer o tratamento dos dados

recebidos e envia-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 então o microcontrolador da Atmel AT89C2051, o qual

é descrito com mais detalhes logo abaixo.

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 (PROM) . 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 chip monolítico, o Atmel AT89C2051 é um podereoso

microntrolador 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 I/O lines

• 2 contadores/timers de 16 bits

• 6 fontes de interrupção

• Porta serial full duplex

• Comparador analógico

Este microcontrolador ainda foi desenvolvido com lógica estática para

operações com queda de freqüência para zero e 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

Page 35: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

funcionando. O modo Desligado armazena o conteúdo da memória RAM e

congela o oscilador desabilitando todos as outras funções do componente até a

próxima reinicialização do microcontrolador.

3.3.2.2. Comunicação Módulo de Controle x Computado r (TXM/RXM 433 – LR- S )

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 Bauds 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

Page 36: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

sua freqüência. Como dito estes componentes utilizam uma freqüência de

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. Obeserva-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.

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

Tabela 6: Consumo de corrente em operação e espera

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.

Pino Nome

1 PND 2 DATA 3 VCC 4 GND

Tabela 7: Pinagem TXM 433 LR –S

Pino Nome 1 RSSI 2 PDN 3 DATA 4 VCC 5 GND

Tabela 8: Pinagem RXM 433 LR - S

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

Page 37: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

estoque dos produtos em questão. O software possui também um módulo

conectado a Internet para auxilio ao consumidor, onde este pode estar

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 10 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 codigo 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 11.

Page 38: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Figura 10: Diagrama de blocos do Módulo de Compras

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.

Podemos entender este procedimento através da figura 12.

Page 39: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Figura 11: Diagrama de blocos do Módulo de Estoque

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 mercodo.

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 abaixo.

Page 40: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Figura 12: Diagrama de Blocos do Módulo de Verifica ção de Compras

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

Page 41: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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;

• Estabelecer parcerias fortes para distribuição do produto;

• Treinar equipe de vendas e estabelecer plano de trabalho e metas

consistente com objetivos;

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 utilizando a interface de

comunicação Wiegand26 transmite o 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 abaixo conforme a figura 15 pode mostrar.

Page 42: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Figura 13: Esquemático microcontrolador

Page 43: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Segue abaixo na Tabela 5, a listagem dos componentes utilizados.

Componente Valor Identificação Resistor 10 KΩ R1, R3 Resistor 1 KΩ R2, R4, R7 Resistor 4,7 KΩ R8

Capacitor 10 µF C18, C19 Capacitor 33 pF C11, C12 Capacitor 4,7 µF C13 Capacitor 1 µF C14, C15, C16,C17 Capacitor 100 µF C20, C21

Diodo 1N4729 D1, D2 Diodo 1N4004 D3 Diodo 1N4148 D4, D5 LED Vermelho LED XTAL 11,059 MHz T1

Microcontrolador AT89C2051 U1 Dual Eia-232 Driver/Reciver 74LS373 MAX232

Conector Fonte jack J-4 K1 Transmissor RF TXM 433 – LR- S RFTX

Regulador 7805 7805 Plug fêmea 90º DB9 DB9

Tabela 9: Componentes microcontrolador Pode-se visualizar o desenho final da placa do modulo de controle na Figura 14.

Figura 14: Placa do módulo de controle

Page 44: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 x, o esquemático desta placa segue abaixo na Figura 15.

Figura 15: Esquemático módulo de leitura

Para construir esta placa foram necessários os componentes listados abaixo na

Tabela 6.

Compo nente Valor Identificação

Capacitor 4,7µF C1, C2, C3, C4 Dual Eia-232 Driver/Reciver 74LS373 MAX232

Conector Fonte jack J-4 K1 Receptor RF RXM 433 – LR- S RX Regulador 7805 7805

Plug fêmea 90º DB9 DB9 Tabela 10: Componentes módulo de leitura

Page 45: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Pode-se visualizar o desenho final da placa do modulo de controle na Figura

14.

Figura 16: Placa do módulo de leitura

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.

Page 46: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

4.2.1. Atores do Sitema

Figura 17: Atores do sistema

Na figura 16 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 6, exibida abaixo.

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

Tabela 11: Níveis de acesso dos Atores 4.2.2. Diagrama de Casos de Uso

Cada um dos Atores citados acima em determinado momento exerce

uma influênência no comportamento do Software, segue abaixo os principais

Page 47: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

casos de uso existentes, bem como a apresentação do diagrama de casos de

uso na figura 17.

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 18: Diagrama de Casos de Uso

Page 48: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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: Adminstrador/Operadores de Caixa

Tipo: Primário

Descrição: O Administrardor 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 irá ser capaz de realizar, estas operações podem ser vistas abaixo na

tabela 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 12: Níveis de acesso para os Usuários Diagrama de Seqüência:

Page 49: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

CadastroUsuárioClick()

InsereUsuário(strNome, strLogin, strSenha, nStatus)

Formulário de Cadastro de Usuário

PersistUsuário

Usuário Cadastrado

Administrador

Software

Figura 19: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Usuári o

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:

Page 50: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

CadastroProdutoClick()

Formulário de Cadastro de Produto

InsereProduto(nIdProduto, nIdTag)

PersistProduto()

Produto Cadastrado

Administrador

Software

Figura 20: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Produt o

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:

Page 51: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

TagLido(idTag)

idProduto:BuscaTag()

Produto Encontrado - Pronto para ler

NovoProduto(idProduto)

Leitor RFID

Software

Figura 21: Diagrama de Seqüência - Identificar Prod uto

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:

Page 52: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Todos os Produtos foram Lidos

FecharCompra()

CalculaCompra()

nValor:ValorCompra()

CalculaTroco(nValorPago)

nValorTroco: Troco()

CompraFinalizada()

ImprimeNota()

Operador de Caixa

Software

Figura 22: Diagrama de Seqüência - Calcular Compra

Caso de uso: 5. 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:

Page 53: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

FecharCompra()

VerificaListaConsumidor(idConsumidor)

lstListaProdutosFaltantes()

CompraFinal izada()

ReduzEstoquePrateleira(lstProdutos)

ReduzEstoqueEstoque(lstProdutos)

ResposicaoPrateleira(lstProduto)

ReposicaoEstoque(lstProdutos)

Operador de Caixa

Software

Administrador

Figura 23: Diagrama de Seqüência - Fechar Compra

Caso de uso: 6. Reduzir Estoque Prateleira

Atores: Operador de Caixa

Tipo: Secundário

Descrição: Após 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:

Page 54: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

ReduzEstoquePrateleira(lstProdutos)

ResposicaoPrateleira(lstProduto)

AbastecimentoPrateleira(idProduto)

Administrador

Software

Figura 24: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Prateleira

Caso de uso: 7. Reduzir Estoque

Atores: Operador de Caixa

Tipo: Secundário

Descrição: Após 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:

Page 55: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

ReduzEstoqueEstoque(lstProdutos)

ReposicaoEstoque(lstProdutos)

AbastecimentoEstoque(nIdProduto, nQtd)

RecalculaEstoque(idLote)

AbastecimentoOK()

Administrador

Software

Figura 25: Diagrama de Seqüência - Reduzir Estoque Estoque

Caso de uso: 8. 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:

Page 56: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

ReposicaoEstoque(lstProdutos)

ReporEstoque(nIdProduto)

PedirProduto(nIdProduto)

ProdutoSolicitado(nIdProduto)

Administrador

Software

Figura 26: Diagrama de Seqüência - Comunicação com o Centro de Distribuição

Caso de uso: 9. Cadastrar Usuário Consumidor

Atores: Consumidor

Tipo: Primário

Descrição: O usuário acessa o site do Mercado através da internet e faz seu

cadastro infomando seus dados Pessoais e recebendo uma senha e um login.

Diagrama de Seqüência:

Page 57: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

InsereConsumidor(cConsumidor)

VerificaConsumidor(cConsumidor)

AlteraConsumidor(cConsumidor)

Consumidor já existe

Consumidor Cadastrado

Consumidor

Software

Figura 27: Diagrama de Seqüência - Cadastrar Consum idor

Caso de uso: 10. 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:

Page 58: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

GerarListaProdutos(lstProdutos)

PersistListaProdutos(lstProdutos)

Lista Gerada

Consumidor

Software

Figura 28: Diagrama de Seqüência - Gerar Lista

Caso de uso: 11. 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 29: Diagrama de Seqüência - Checar Lista do Consumidor

Page 59: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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, podemos ver

as principais classes do software na figura 29.

0..1

0..*

1..10..*

1..1

0..*

<<use>>

<<use>>

<<use>>

<<use>>

<<use>>

<<use>>

<<use>>

<<use>>

cProduto

-----

nIdProdutonIdTagstrNomenTamLotenDemanda

: int: int: String: int: int

++++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getStrNome ()setStrNome (String newStrNome)getNIdProduto ()setNIdProduto (int newNIdProduto)getNIdTag ()setNIdTag (int newNIdTag)getNTamLote ()setNTamLote (int newNTamLote)getNDemanda ()setNDemanda (int newNDemanda)

: String: void: int: void: int: void: int: void: int: void

cListaConsumidor

---

nIdListaConsumidornIdConsumidorcProduto

: int: int: CProduto

++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getNIdListaConsumidor ()setNIdListaConsumidor (int newNIdListaConsumidor)getNIdConsumidor ()setNIdConsumidor (int newNIdConsumidor)

: int: void: int: void

cConsumidor

----------

nIdconsumidorstrNomestrLoginstrSenhastrEndereconTelefonenCelularstrCidadestrEstadonCep

: int: String: char: char: String: int: int: String: char: String

++++++++++++++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getNIdconsumidor ()setNIdconsumidor (int newNIdconsumidor)getStrNome ()setStrNome (String newStrNome)getStrLogin ()setStrLogin (char newStrLogin)getStrSenha ()setStrSenha (char newStrSenha)getStrEndereco ()setStrEndereco (String newStrEndereco)getNTelefone ()setNTelefone (int newNTelefone)getNCelular ()setNCelular (int newNCelular)getStrCidade ()setStrCidade (String newStrCidade)getStrEstado ()setStrEstado (char newStrEstado)getNCep ()setNCep (String newNCep)

: int: void: String: void: char: void: char: void: String: void: int: void: int: void: String: void: char: void: String: void

cUsuario

-----

nIdUsuariostrNomestrLoginstrSenhanPerfi l

: int: String: char: char: int

++++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getNIdUsuario ()setNIdUsuario (int newNIdUsuario)getStrNome ()setStrNome (String newStrNome)getStrLogin ()setStrLogin (char newStrLogin)getStrSenha ()setStrSenha (char newStrSenha)getNPerfi l ()setNPerfi l (int newNPerfi l )

: int: void: String: void: char: void: char: void: int: void

cPrateleira

----

nIdPrateleiranIdProdutonNivelPrateleirastrLocalizacao

: int: int: int: String

+++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

<<Getter>><<Setter>>

getNIdPrateleira ()setNIdPrateleira (int newNIdPrateleira)getNIdProduto ()setNIdProduto (int newNIdProduto)getNNivelPrateleira ()setNNivelPrateleira (int newNNivelPrateleira)CalculaNivel ()getStrLocalizacao ()setStrLocalizacao (String newStrLocalizacao)

: int: void: int: void: int: void: int: String: void

cEstoque

----

nIdEstoquenIdProdutonNivelEstoquestrLocalizacao

: int: int: int: String

++++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

<<Getter>><<Setter>>

getNIdEstoque ()setNIdEstoque (int newNIdEstoque)getNIdProduto ()setNIdProduto (int newNIdProduto)getNNivelEstoque ()setNNivelEstoque (int newNNivelEstoque)CalculaNivel ()Solici taReposicao ()getStrLocalizacao ()setStrLocalizacao (String newStrLocalizacao)

: int: void: int: void: int: void: int: int: String: void

cBroker

---

strQuerystrConexaonTipo

: String: String: int

+++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getStrQuery ()setStrQuery (String newStrQuery)getStrConexao ()setStrConexao (String newStrConexao)Material izar ()Desmaterial izar ()Atual izar ()

: String: void: String: void: void: void: void

cCentroDistribuicao

----------

nIdCentroDistribuicaostrNomestrLoginstrSenhastrEnderecostrCidadestrEstadonTelefonestrContatonCep

: int: char: char: String: String: String: char: int: String: int

++++++++++++++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getNIdCentroDistribuicao ()setNIdCentroDistribuicao (int newNIdCentroDistribuicao)getStrNome ()setStrNome (char newStrNome)getStrLogin ()setStrLogin (char newStrLogin)getStrSenha ()setStrSenha (String newStrSenha)getStrEndereco ()setStrEndereco (String newStrEndereco)getStrCidade ()setStrCidade (String newStrCidade)getStrEstado ()setStrEstado (char newStrEstado)getNTelefone ()setNTelefone (int newNTelefone)getStrContato ()setStrContato (String newStrContato)getNCep ()setNCep (int newNCep)

: int: void: char: void: char: void: String: void: String: void: String: void: char: void: int: void: String: void: int: void

cReposicaoProdutos

-----

nIdProdutodtSolici tadodtFinalizadodtReposicaoboStatus

: int: Date: Date: Date: Boolean

++++++++++

<<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>><<Getter>><<Setter>>

getNIdProduto ()setNIdProduto (int newNIdProduto)getDtSolici tado ()setDtSolici tado (Date newDtSolici tado)getDtFinalizado ()setDtFinal izado (Date newDtFinal izado)getDtReposicao ()setDtReposicao (Date newDtReposicao)getBoStatus ()setBoStatus (Boolean newBoStatus)

: int: void: Date: void: Date: void: Date: void: Boolean: void

Figura 30: Diagrama de Classes

4.2.4. Diagrama de Banco de Dados 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 30

abaixo.

Page 60: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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 31: Diagrama do Banco de Dados

Page 61: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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.

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.

Uma vez autenticado este web service retorna um XML com os produtos

a serem repostos pelo Centro de Distribuição para o mercado indicado. 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.

Page 62: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

5. Resultados

Neste capítulo apresenta-se o resultado obtido após a conclusão

completa do Sistema.

Todos os objetivos iniciais foram alcançados, foram feitas várias leituras

de diferentes fabricantes de TAGs de 125Khz e todos tiveram o sucesso

esperado.

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 5cm. Para aumentarmos esta distância

seria necessário um leitor que trabalhasse em uma freqüência mais alta de

13.500 Mhz por exemplo.

Ainda com relação ao leitor dos TAGs 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.

Quanto à comunicação entre o módulo controle e o computador, onde foi

utilizada a transmissão de dados via Rádio Freqüência, obtivemos um

resultado satisfatório com relação da distância, chegando esta até 3m sem

sofrermos interferência nos sinais de leitura.

Com relação a velocidade de leitura dos TAG’s também obtivemos um

nível satisfatório, onde mesmo passando por duas transmissões sem fio, do

TAG para o Módulo de Controle e deste módulo para o Computador, não

comprometemos o sistema com falhas de sincronismos nem com atrasos na

leitura dos produtos

Page 63: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

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

outra 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.

Page 64: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

7. Referências Bibliográficas Bertaglia, Paulo R.; Supply Chain Management;

(http://www.adpo.com.br/artigos_palestrantes/artigo4.htm)

(29/3/2006)

RFIDJOURNAL; What's RFID?;

(http://www.rfidjournal.com/article/articleview/1339/1/) (24/03/2005)

Soares, Marcos; Eletricidade e Eletromagnetismo;

(http://www.mspc.eng.br/elemag/eletr3.asp) (04/02/05)

Haffner, S. e Pereira, L A ; Circuitos Acoplados Eletromagneticamente

(10/2005)

Caçador, Frederico F. e Laurindo, Fernando J. B.; O Papel da TI no

Planejamento da Cadeia de Suprimentos;

Castro, Eberval O.; Antena Loop Multirressonante de Alto Ganho;

(http://br.geocities.com/eberval/antena_loop/parte1.htm)

Chopra, Sunil e Meindl, Peter; Gerenciamento da Cadeia de suprimentos –

Estratégia, Planejamento e Operação;

Prentice Hall, (2003)

Finkenzeller, Klaus; RFID-Handbook - "Fundamentals and Applications in

Contactless Smart Cards and Identification";

Wiley & Sons LTD, (April 2003)

Ricarte, Ivan L. M.; Bancos de dados relacionais;

(http://www.dca.fee.unicamp.br/cursos/PooJava/javadb/bdrel.html)

(15/10/2002)

Page 65: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Roesler Valter; Conceitos básicos de redes locais e interconectividade

(http://www.inf.unisinos.br/~roesler/disciplinas/0_redes/05_interc/r_interconectiv

idade.pdf)

Page 66: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

A1. Problemas Encontrados

No decorrer do projeto encontramos diversos problemas e desafios,

sendo uns de maior e outros de menor dimensão. Citaremos aqui apenas os de

maior expressão juntamente com as ações utilizadas e os resultado obtido em

cada uma destas.

A1.1 Módulo de Rádio Frequência e Antena Inicialmente o principal problema enfrentado foi com relação ao

funcionamento do módulo de rádio frequência utilizando o P4095. Utilizando a

montagem descrita no próprio datasheet do componente, figura 17, onde o

papel da antena é realizado pelo indutor LA. Ao se concluir a montagem o

resultado não foi satisfatório pois não obtivemos nenhuma identificação quando

o TAG entrava no raio de atuação do leitor.

Figura 32: Módulo Radio Frequencia e Antena

A primeira alternativa foi a de se recalcular os componentes utilizados na

montagem, utilizando as fórmulas descritas na tabela 6 abaixo, chegamos a

uma nova configuração de componentes. Entretanto os resultados continuaram

a não ser satisfatórios.

Função Fórmula

Frequência de Ressonância

02

1

CLf

A

o π=

Capacitor Composto

21

210

*

DIVDIV

DIVDIVRES CC

CCCC

++=

Page 67: AUTOMAÇÃO DE VENDAS E CONTROLE DE ESTOQUE VIA RFID

Resistência da Antena

A

AANT Q

LfR 02π

=

Fator de Qualidade Q = 40 Tabela 13: Fórmulas auxiliares

Um novo caminho a ser seguido foi a troca dos componentes “instáveis”

ou “imprecisos” por associações e séries em que o valor real se aproximá-se

ao máximo aos valores calculados, ainda sim os resultados não foram de

sucesso.

Uma outra alternativa foi desenvolver uma placa para a fixação do

módulo de rádio frequência, imaginando que o possível erro fosse devido a

protoboard utilizada para os testes ou ainda a algum dano causado

componente P9540 devido a “aranha” realizada para a conexão deste

componente na protoboard.

Para se construir esta placa foi utilizado a configuração do leitor

mostrada na figura