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RFID: guida per la scelta della tecnologia più appropriata

Quale frequenza utilizzare? E’ più appropriata una tecnologia attiva o passiva? Che tipo di transponder? In questa guida ecco come effettuare la scelta più adatta

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Supporto per progetto RFID di controllo accesso veicolare
Tecnologia
RFID
Data/Revisione
Febbraio 2014 / rev. 1.0
Riferimenti
Prodotti RFID

 


Cos’è l’RFID

Prima di tutto, RFID è l’abbreviazione di Radio Frequency IDentification. Un sistema RFID serve per identificare:

  • Persone (controllo accessi)
  • Oggetti (logistica)
  • Luoghi (sistemi di trasporto)
  • Transazioni (sistemi di pagamento)

L’RFID svolge essenzialmente le stesse funzioni, del codice a barre o della banda magnetica, ma offre diversi altri vantaggi:

  • Non line-of-sight (non è necessario che tag e reader siano visivamente a contatto diretto)
  • Funzionalità di lettura e scrittura
  • Differenti dimensioni di memoria / tecnologie disponibili
  • Funzionalità di sicurezza disponibili
  • Più tag letti contemporaneamente
  • Può lavorare in condizioni difficili

Come funziona l'RFID - Clicca qui

La tecnologia RFID è basato sul trasferimento di dati mediante campi elettromagnetici – in altre parole, via radio. L’informazione sull’oggetto è memorizzata su un supporto chiamato transponder o tag, che è collegato all’oggetto. Il transponder è costituito da un’antenna e un chip contenente il dato relativo all’oggetto. Queste informazioni possono essere dati correlati all’oggetto, oppure semplicemente un numero seriale unico che collega l’oggetto con i dati presenti all’interno di un database. Come per il codice a barre, l’elemento che contiene il dato (il tag) è attaccato all’oggetto e consente di leggere e scrivere le informazioni al suo interno in ogni momento. Per fare questo, il tag comunica con il dispositivo di lettura/scrittura, comunemente noto come reader o controller.

Tecnologia Attiva vs Passiva - Clicca qui

Ci sono generalmente due tipi di transponder: attivi e passivi.

I transponder attivi hanno una propria alimentazione, in quanto utilizzano una batteria. Ciò consente loro di trasmettere a potenza più elevata e quindi di essere letti o scritti a grandi distanze (100 m e oltre). Come risultato, questi tag sono relativamente grandi ed, a causa della loro tecnologia, più costosi di quelli passivi.

I transponder passivi ottengono l’energia a loro necessaria dal segnale inviato dal reader. Ciò significa che essi non hanno bisogno di un’alimentazione propria, il che rende questi transponder molto piccoli ed economici.

Le frequenze- Clicca qui

I sistemi RFID, oltre al tipo di tecnologia  (attiva o passiva), differiscono anche per la gamma di frequenze in cui operano. Ci sono tre frequenze ben consolidate in tutto il mondo:

  • LF: <135 kHz
  • HF: 13,56 MHz
  • UHF: 850 … 960 MHz

La gamma di frequenze da utilizzare dipende dal tipo di applicazione.

L'hardware - Clicca qui

I requisiti hardware differiscono a seconda dell’ambiente in cui la tecnologia dovrà operare. Oltre a fattori quali prezzo, dimensioni e tipo di antenna, ci sono altri fattori da valutare, come per esempio se utilizzare un lettore OEM per sviluppare la propria soluzione, oppure se acquistare un controller completo di case e pronto per l’utilizzo. Anche la gamma di frequenza desiderata influenza considerevolmente il tipo di transponder da utilizzare. I forme più comuni sono:

  • capsule (tipicamente in vetro)
  • bottone (o moneta)
  • bacchetta (tipo antenna)
  • carta di credito o badge
  • portachiavi
  • etichetta
  • inlay
  • ecc…

Sistemi LF - Clicca qui

Questi sistemi sono particolarmente adatti ad uso in ambito industriale. I tag sono generalmente costituiti da bobine di filo e incorporati in contenitori di plastica o vetro.

LF all'interno della gamma delle frequenze

Le caratteristiche di questa tecnologia sono:

  • campo magnetico ben definito
  • buon funzionamento in presenza di metallo
  • buona capacità del segnale di attraversare i materiali
  • non influenzato dai liquidi
  • bassa velocità di lettura/scrittura
  • I tag sono in generale più costosi di quelli utilizzati per le frequenze più alte

Sistemi HF - Clicca qui

Questi sistemi sono caratterizzati da più ampie distanze di lettura rispetto all’LF e velocità di lettura/scrittura più elevate. La velocità di trasmissione dati più elevata consente di utilizzare transponder con maggiore capacità di memoria e funzionalità di sicurezza. La progettazione di questi transponder è relativamente semplice, quindi questi transponder sono più economici.

HF all'interno della gamma delle frequenze

Le caratteristiche di questa tecnologia sono:

  • campo magnetico ben definito
  • il segnale passa attraverso la maggior parte dei materiali, con l’eccezione dei metalli, in cui si ha una certa attenuazione
  • più tag letti contemporaneamente
  • i tag sono principalmente in formato etichetta o badge

Sistemi UHF - Clicca qui

Questi sistemi sono utilizzati principalmente nella logistica e per la tracciabilità, in quanto permettono altissime velocità di trasferimento dati e ampie distanze di rilevazione (diversi metri a seconda del tipo di lettore e di antenna). A causa della bassa quantità di spazio richiesto per l’antenna a dipolo, questa tecnologia è anche ideale per il tracking di circuiti stampati. Il circuito miniaturizzato può essere integrato direttamente all’interno del circuito stampato.

UHF all'interno della gamma delle frequenze

Le caratteristiche di questa tecnologia sono:

  • distanze di lettura elevate (fino a 10-12 metri)
  • elevata velocità di lettura/scrittura
  • isegnali non passano attraverso i materiali, a differenza delle frequenze più basse
  • l riflessioni possono estendere la gamma di lettura, ma anche rendere difficoltosa la definizione dell’esatta zona di lettura (possono accadere letture fantasma da tag supposti essere fuori dal campo)
  • differenti frequenze e limiti di potenza a seconda degli stati in cui si opera

Riassunto delle caratteristiche dei sistemi RFID - Clicca qui

Importanti fattori da considerare per la scelta della giusta tecnologia - Clicca qui

Distanza di lettura

  • di prossimità (<10 cm)
  • corto raggio (<1 mt)
  • lunghe distanze (> 1 mt)
  • Lunghissime distanze (>30 mt)

Materiale

  • più alta è la frequenza, maggiore è l’influenza del materiale, soprattutto dei liquidi
  • presenza del metallo?

Memoria

  • UID (seriale univoco)
  • lettura / scrittura
  • OTP (One Time Programmable)
  • multipagina (diverse pagine indipendenti)
  • struttura a file

Frequenza

  • 125/134 kHz (ISO11784/85)
  • 13,56 MHz (ISO15693, ISO14443)
  • 868/915 MHz (EPC)

Sicurezza

  • comunicazione in chiaro
  • lettura e scrittura protette da password
  • autenticazione reciproca fra reader e tag
  • comunicazione criptata
  • autenticazione reciproca con comunicazione crittografata e lettura/scrittura protetta da password per ogni diverso settore

Scala del progetto

  • Quantità / Prezzo del controller
  • Quantità / Prezzo dei transponder

Dimensioni

  • Max. dimensione del lettore
  • Max. dimensione dell’antenna
  • Max. dimensione del tag

Requisiti generali

  • Robustezza del tag
  • Massimo numero di tag in campo
  • Materiale del tag (tubo di vetro, etichetta, moneta, …)
  • Temperatura operativa
  • Consumo energetico del sistema
  • Esperienza nell’implementazione della tecnologia HF
  • Tipo di lettore (OEM o boxed)

Considerazioni sul processo e valutazione costi/benefici Uno degli elementi che distingue l’RFID rispetto alle altre tecnologie di identificazione, è la possibilità sia di inviare che di ricevere dati. E’ possibile beneficiare di tutti i suoi vantaggi quando l’applicazione, processo produttivo e la supply chain sono considerati nel loro insieme.

Applicazioni tipiche nell’ambito dell’RFID

  • automazione di processo
  • farmaceutico / medicale
  • distributori automatici
  • manutenzione / service
  • terminali POS
  • autenticazione del prodotto / protezione del brand (anticontraffazione)
  • controllo accessi
  • sistemi antifurto
  • pagamenti contactless / fidelizzazione del cliente
  • logistica

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