RFID TAG CARD

La capacità di accedere in tempo reale a delle informazioni chiave nel processo produttivo di un’azienda costituisce una possibilità per migliorare i livelli qualitativi del prodotto finale.

La famiglia di tecnologie che consentono di acquisire i dati identificativi di oggetti e persone in modo automatico prende il nome di Auto-ID Technology (tecnologia per l’identificazione automatica) e tra queste si sta diffondendo sempre più l’utilizzo dei tag RFID.

Con il nome RFID (Radio-Frequency IDentification) si indica quella tecnologia basata sulla capacità di memorizzare e accedere a distanza a dati usando dei dispositivi elettronici chiamati tag che sono in grado di rispondere comunicando le informazioni in essi contenute quando “interrogati”.

Nello specifico un sistema di questo tipo è composto da tre elementi fondamentali:

• Un dispositivo di archiviazione dei dati (tag o Trasponder);
• Un dispositivo di lettura/scrittura (Lettore);
• Un sistema per la gestione e il trasferimento dei dati (Tablet, Smartphone, etc..);

APPLICAZIONI

Grazie alla grande varietà di caratteristiche tecniche che l’hardware di settore mette a disposizione, questa tecnologia risulta essere utilizzabile in un ampio ventaglio di applicazioni quali:

• Manutenzione impianti e macchinari;
• Tracciamento pratiche, libri e documenti;
• Antitaccheggio e antifurto;
• Logistica magazzini e trasporto;
• Controllo sosta parcheggi;
• Biglietteria Elettronica;
• Passaporto;
• Identificazione di animali domestici e di allevamento

TAG RFID

Chiamato anche Trasponder RFID, è l’elemento principale di tutto il sistema in quanto permette di leggere e scrivere dati su di esso. Esiste un gran numero di tag che variano per forma, dimensione, materiale di costruzione, frequenza di lavoro ma tutti questi possono essere raggruppati in tre grandi famiglie: Attivi, Passivi e Semi-Passivi o Semi-Attivi.

Attivi: fanno parte di questa categoria tutti quei tag che per operare attingono energia da un’alimentazione propria, solitamente composta da una batteria a lunga durata. Questa tipologia di tag possiede la più alta distanza operativa rispetto a tutte le altre, raggiungendo anche distanze di 500 m; possono contenere una o più antenne per inviare e ricevere i dati su frequenze differenti; possono contenere anche dei sensori per leggere in tempo reale alcuni parametri dei dispositivi su cui sono applicati come pressione, temperatura e calore;

Passivi: vi sono in questa categoria tutti quei tag che non possiedono una propria fonte di energia ma la ricavano dal campo elettromagnetico generato dal lettore/scrittore. Al passaggio del lettore, la radiofrequenza attiva il microchip interno al tag fornendo l’energia necessaria per operare. Questa energia in fase di lettura sarà riutilizzata per rispondere al lettore trasmettendogli un segnale con tutte le informazioni memorizzare al suo interno; in fase di scrittura, invece, permetterà di salvare i dati inviati dal lettore. Questa tipologia di tag è composta da un microchip e da una sola antenna usata sia per la ricezione che per la trasmissione.

I tag passivi, a seconda della banda di frequenza che utilizzano per comunicare e del fenomeno elettromagnetico, si possono suddividere in Near-Field RFID e Far-Fiel RFID.

• Near-Field RFID: sfruttano il principio fisico dell’induzione magnetica di Faraday in cui la bobina presente nel tag passivo quando viene attraversata da un campo magnetico (che in questo caso viene generato dal lettore/scrittore) genera una differenza di potenziale alternata indotta che se opportunamente raddrizzata può alimentare il tag. Questo principio viene utilizzato per classi di frequenze di tipo LF e HF.

• Far-Field RFID: in questo caso si sfrutta il principio di cattura delle onde elettromagnetiche che vengono prodotte attraverso un’antenna dipolare contenuta nel lettore. Contrariamente al caso precedente, all’interno di questo tipo di tag non troviamo più una bobina, bensì un’altra antenna dipolare che quando eccitata dal lettore produce una differenza di potenziale alternata che se opportunamente raddrizzata permette di alimentare i tag. I tag che sfruttano questo principio fisico sono quelli che fanno parte della classe degli UHF.

Semi-Passivi: questa tipologia di tag possiede una batteria usata solo per alimentare il microchip o apparati ausiliari come dei sensori ma non per alimentare un trasmettitore. In fase di trasmissione questi si comportano come un tag passivo e proprio per questo motivo sono detti semi-passivi.

Semi-Attivi: questa tipologia di tag sono dotati di una batteria che alimenta il chip ed il trasmettitore ma contrariamente ai tag attivi, il trasmettitore viene disattivato per risparmiare energia e viene attivato tramite un ricevitore con tecnologia dei tag passivi solo quando un lettore/scrittore effettua una interrogazione. Questa variante dei tag attivi grazie all’introduzione del risparmio energetico in assenza di interrogazioni può operare per tempi molto lunghi.

CLASSI DI FREQUENZA

Oltre che per tipologia di alimentazione, i tag RFID possono essere suddivisi secondo la frequenza dei segnali usati nella comunicazione. Ci sono diverse classi di frequenze, alcune delle quali anche normate da standard ISO e con bande operative ben definite.
Le classi principali sono:

• Tag LF 125-135 KHz: detti anche di classe Low Frequencies, è una classe valida in tutto il mondo; troviamo sia tag passivi che attivi, possiedono una distanza di lettura limitata (quasi a contatto) e sono utilizzati per antifurti, chiavi, controllo presenze ed accessi, tracciabilità di animali domestici e di allevamento etc.

• Tag HF 13,56 MHz: detti anche di classe High Frequencies, è normalizzata dagli standard ISO 14443 e ISO 15693; è utilizzata in tutto il mondo; troviamo sia tag passivi che attivi, con distanza di lettura ridotta (fino a 1,20 m) e sono utilizzati per libri, pallet, controllo accessi, abbigliamento etc.

• Tag UHF 868-915 MHz: detti anche di classe Ultra High Frequencies media è normalizzata dagli standard di riferimento EPC; troviamo sia tag passivi che attivi; è una classe valida in tutto il mondo anche se la potenza massima e le bande di frequenza incontrano limiti definiti dalle autorità dei singoli paesi; i tag di questa classe possiedono una distanza di lettura maggiore e viene principalmente utilizzata per transponder attivi nel controllo di accessi, veicoli, etc.

Altre classi di frequenze sono:
• UHF 433 MHz: classe Ultra High Frequencies bassa; è valida solo in Europa e solo per tag attivi;
• UHF 2,4 GHz: classe Ultra High Frequencies alta; è valida in tutto il mondo; è usata principalmente per tag attivi, anche se esistono tag passivi;
• SHF 5,8 GHz: classe Super High Frequencies; solo per tag attivi e un esempio è il tag attivo “Telepass”;
• UWB 3.1-10.6 GHz: classe Ultra Wide Band solo per tag attivi.

MODALITÀ DI UTILIZZO

I Tag RFID possono lavorare in due modalità differenti:
• Read-Only: è la modalità che permette di utilizzare la tecnologia RFID come se fosse un sistema barcode permettendo solo di leggere l’ID sul Tag. In questa modalità possiamo sfruttare alcuni vantaggi dell’ RFID come: affidabilità della lettura; eliminazione della necessità di vedere l’etichetta infatti le etichette radio possono essere contenute all’interno dei prodotti; capacità di lavorare in ambienti contaminati e sporchi;

• Read/Write: è la modalità che permette non solo una lettura delle informazioni ma anche un loro aggiornamento sul chip. In questo caso i tag sono dotati di memorie non volatili di qualche KB e possono contenere informazioni molto articolate sull’oggetto cui sono associate. Così facendo, il tag diventa un sistema di identificazione che può anche tenere traccia della storia di un prodotto fin dalla fase di lavorazione ed essere poi utilizzata in modo interattivo lungo tutta la filiera fino alla distribuzione al dettaglio e in alcuni casi sino al consumatore.

LETTORI RFID

Il lettore è insieme al Tag uno degli elementi basilari per il funzionamento del sistema RFID e la sua scelta è fortemente legata al tipo di applicazione e alla tipologia di Tag impiegati; infatti per far funzionare correttamente tutto il sistema, il lettore/scrittore e i tag devono essere compatibili sotto due aspetti fondamentali:

1) Tipologia di Tag utilizzato (Attivo; Passivo Near-Field; Passivo Far-Field);

2) Banda di frequenza del Tag (LF; HF; UHF)

Una volta che è stata assicurata la compatibilità con i Tag, possiamo concentrarci sull’applicazione specifica del sistema, andando a esaminare:

• Forme;
• Dimensioni;
• Tipologia di connessione al sistema di gestione e trasferimento dei dati (USB; Wi-Fi; Bluetooth);
• Portabilità del lettore (Fisso; Portatile);
• Tipologia di lettore (Rugged; Non Rugged);

Questi ultimi punti ci permettono una maggiore flessibilità nella scelta rispetto ai punti 1 e 2 in quanto di una stessa tipologia di lettore possiamo trovare caratteristiche differenti.