Um grupo de pesquisadores da Intel Labs, em Oregon, e de várias universidades fizeram uma parceria para desenvolver uma tag Near Field Communication (NFC) que pode armazenar dados de sensores e exibi-los em uma tela de papel eletrônico (e-paper), usando energia obtida a partir de um smartphone móvel com tecnologia NFC durante a leitura da tag. A tecnologia, conhecida como NFC Wireless Identification and Sensing Platform (NFC-WISP), pode tornar-se aberta para uso por desenvolvedores em dezembro deste ano (2013), diz Alanson Sample, cientista do Intel Labs e principal investigador que liderou o desenvolvimento da tecnologia. A amostra prevê a exibição da tag Wirelessly Powered Bistable Display que inclui um display de e-paper para acompanhar as medições do sensor e exibir essas informações em sua tela ou para armazenar e exibir dados de um telefone com tecnologia NFC, como um mapa, cartão de crédito ou cartão de embarque de avião. A energia para alimentar o processador, os sensores e fazer a exibição, diz ele, é colhida a cada leitura da tag NFC.
A tecnologia NFC-WISP foi desenvolvida por uma equipe de pesquisadores e estudantes da Universidade de Washington e da University of Massachusetts, Amherst, bem como de pesquisadores da Intel.
Os pesquisadores da Intel e da Universidade de Washington criaram uma versão UHF da tecnologia em 2009. A equipe de pesquisa construiu 500 tags que coletam a energia de radiofrequência e as distribuiu a outros pesquisadores e desenvolvedores de software, permitindo a criação de suas próprias soluções com as tags. Esse trabalho continua, diz Sample, como o desenvolvimento de uma etiqueta RFID UHF que ilumina um (LED) quando detecta um leitor de RFID em sua vizinhança (para ajudar robôs a identificar um item, por exemplo). Os desenvolvedores também estão trabalhando em um sistema pelo qual as tags seriam usadas para identificar quando os objetos dentro de uma casa são movidos (baseado em dados de sensores de movimento), para ajudar o pessoal de saúde a monitoras as atividades domésticas de um paciente.
Sample, que completou seu trabalho de pós-doutorado na Universidade de Washington no ano passado e foi um dos participantes no desenvolvimento da tag WISP UHF, diz que uma versão NFC ajudaria a expandir as aplicações da tecnologia e lançou, assim, o projeto NFC-WISP da Intel. NFC, diz ele, “serve a propósitos diferentes do UHF”. As etiquetas UHF atingem faixas longas, que exigem que o usuário adquira leitores fixos ou portáteis, a fim de que eles sejam de qualquer valor. Mas uma versão NFC da tecnologia, diz ele, poderia abrir casos de uso para incluir tecnologia NFC em telefones com Android.
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O dispositivo NFC-WISP resultante é uma tag RFID de 13,56 MHz com um microcontrolador Texas Instruments MSP320 onboard bi-direcional, bem como detecção definida pelo usuário e tarefas computacionais. Quando o protocolo de comunicação NFC é implementado no firmware da MSP430, ele pode ser programado para utilizar diferentes protocolos, como os em conformidade com a norma ISO 15693 e ISO 14443, protocolos proprietários ou outros. Estes protocolos diferentes permitem uma maior flexibilidade na criação de funções adicionais, tais como criptografia, para garantir a segurança de dados da etiqueta, por exemplo. A etiqueta também vem com sensores, tais como um acelerômetro 3D, luz e sensores de temperatura e um circuito de medição da tensão retificada. Além disso, tem um chip Maxim Integrated para recolher energia recebida a partir de um leitor, juntamente com uma bateria recarregável lithium Thinergy fornecida pela Infinite Power Solutions. A tecnologia é projetada para permitir que os pesquisadores criem suas próprias aplicações de NFC RFID usando smartphones habilitados para NFC e leitores RFID.
A Wirelessly Powered Bistable Display Tag mede 100 milímetros por 50 milímetros, com uma espessura de 3 milímetros. A etiqueta inclui o hardware NFC WISP e um visor e-paper preto-e-branco de 2,7 polegadas. A cada evento de leitura, o telefone irradia cerca de 200 miliwatts de energia, dos quais 17,7 mW são colhidos pela tag. Durante os testes, os pesquisadores descobriram que a tag protótipo poderia transferir uma imagem de 5,67 kilobytes do telefone para a tag em cerca de 3,4 segundos, enquanto o arquivo tornaria o tempo de transmissão mais curto.
Os pesquisadores também desenvolveram um aplicativo de smartphones Android que instrui o smartphone a tirar uma foto da tela (screenshot) de seu próprio visor e usa o seu leitor de NFC para transmitir essa imagem para a tag e-paper mais rapidamente. Este aplicativo converte a imagem de telefone para uma imagem preto-e-branco adequada ao tamanho e estrutura da tela do e-paper.
O e-paper pode ser instalado numa localização tal como um arrefecedor, onde os alimentos perecíveis podem ser armazenados, por exemplo, num supermercado. Alimentado por energia armazenada em sua bateria recarregável, a tag recolhe dados de temperatura a uma taxa pré-determinada e pode utilizar uma rede de dados para captar os dados e encaminhá-los para um servidor para análises futuras. Enquanto isso, o telefone recarrega a tag, que contém 2 megabits de memória ou 0,25 megabyte. Para obter a recarga, o telefone tem de ser encostado contra a tag por um longo período de tempo. A bateria usada no protótipo leva aproximadamente 15 minutos para carregar até 90% de sua capacidade.
Se a tag não está sendo frequentemente interrogada, ela também poderia ser programada para exibir os dados de temperatura no e-paper e atualizar a tela cada vez que uma nova leitura do sensor for tirada. Em outro cenário, a tag pode ser usada como um monitor. Os usuários podem acessar um site em um telefone e transmitir uma imagem do site para a tag, que, em seguida, exibirá a página em sua própria tela, conservando, assim, o consumo da bateria do telefone. Deste modo, a tela poderá preservar a informação no visor principal de um telefone e permitir que o telefone seja colocado em estado de suspensão (stand-by).
A tecnologia NFC-WISP foi projetado para permitir que os pesquisadores explorem várias aplicações utilizando a tecnologia NFC, diz Sample. “Nós ainda estamos começando a pensar sobre as possibilidades”, afirma. Atualmente, as tags custam cerca de US$ 100 cada para a produção de uma série de cinco, apesar de que com alto volume e desenvolvimento do hardware poderíamos torná-las muito mais baratas, observa.