cos'è RFID, come funziona e a cosa serve
Tecnologia RFID
Cos'è la tecnologia RFID?
La tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification .acronimo inglese di identificazione a radio frequenza) viene utilizzata per l’identificazione e/o la memorizzazione automatica di dati relativi a oggetti o animali. Si basa sulla capacità di determinate etichette elettroniche di immagazzinare dati nella memoria di un microchip, chiamate Tag (o transponder); queste informazioni riguardano l’oggetto al quale viene accoppiata. Questi tag rispondono all’interrogazione a distanza da parte di dispositivi chiamati lettori – o reader.
La tecnologia RFID è stata utilizzata per la prima volta nel 1939, durante la seconda guerra mondiale, e si sviluppa a partire dagli anni sessanta come derivazione a scopi civili del sistema militare a radiofrequenza di Identification friend or foe: un sistema inventato in Gran Bretagna che venne utilizzato per identificare gli aerei e capire se ti trattava di mezzi amici o nemici.
Con il passare degli anni si è sviluppata ed è stata utilizzata in molteplici settori: industriale, automobilistico, medico, e-Government (vedi passaporti, carte d’identità etc.), trasporti e altri utilizzi. Vista la sua versatilità è considerata una tecnologia general purpose (come l’elettricità e la ruota ad esempio) e presenta un alto livello di “pervasività”, ossia una volta trovata una possibile applicazione in un punto della filiera, i benefici si propagano velocemente a monte e a valle della stessa. Attraverso l’impiego di questa tecnologia è possibile creare, grazie allo sviluppo di IOT, un sistema di oggetti interconnessi che permettono di raccogliere ed elaborare dati in un’unica grande rete globale.
Cosa vuoi sapere sulla tecnologia RFID?
Come funziona
È un sistema di comunicazione wireless a radiofrequenza dove il lettore – o reader- a cui sono associate una o più antenne, una volta entrato nel range operativo rileva il tag RFID e lo interroga; quest’ultimo risponde trasmettendo al lettore i dati contenuti nella memoria (solitamente informazioni sul prodotto su cui è applicato).
Il fine è quello di ottenere dati che, una volta elaborati da sistemi di gestione, sono in grado di restituire informazioni e analisi in merito alla tracciabilità, alle scorte in magazzino e alla pianificazione aziendale.
Componenti
La tecnologia RFID si compone di quattro elementi fondamentali: il tag, il sistema di gestione, antenne e reader. Vediamoli più nel dettaglio:
- TAG – dispositivo a radiofrequenza di piccole dimensioni costituito da un chip dotato di memoria e applicato su un disegno bidimensionale di materiale conduttivo che a tutti gli effetti costituisce un’antenna. I tag permettono la trasmissione di dati senza contatto fisico e visivo. Salvo eccezioni di codifica, i dati contenuti nella memoria dei tag hanno un codice identificativo univoco.
- Lettore (o RFID reader) – è l’elemento che nei sistemi RFID consente di comandare l’emissione del campo elettromagnetico e di assumere le informazioni contenute nel tag. I lettori possono presentarsi come componenti fissi o dispositivi mobili e indossabili con antenna integrata: antenne e lettori possono infatti essere uniti in un unico dispositivo o due componenti indipendenti.
- Antenna – è il componente che permette di generare il campo elettromagnetico che rilevi i tag nell’area. Le antenne sono comandate dai reader , che ne interpretano il segnale. Il campo elettromagnetico generato attiva l’antenna del tag, generando una corrente che alimenta il microchip e che gli permette di rispondere al segnale.
- Sistema di gestione – sistema informativo che viene connesso con la rete e con i reader. Questo sistema consente, a partire dai codici identificativo provenienti dai tag, di ottenere tutte le informazioni disponibili associate agli oggetti e di gestire tali informazioni per gli scopi dell’applicazione.
I Tag RFID
Chiamato anche Trasponder, il tag RFID è l’elemento principale di tutto il sistema in quanto permette di leggere e scrivere dati in esso contenuti. I tag possono variare per forma, dimensione, materiale e frequenza operativa ma tutti questi possono essere raggruppati in tre grandi famiglie: attivi, passivi e semi-Passivi o semi-Attivi.
Attivi
Fanno parte di questa categoria quei tag che per operare ricevono energia da un’alimentazione propria, di solito composta da una batteria a lunga durata. Sono in grado di trasmettere autonomamente i dati al lettore e coprono distanze ampiamente superiori rispetto i tag passivi. Possiedono memoria di dimensioni notevoli, sono spesso riscrivibili e possono contenere dei sensori per effettuare misurazioni, come calore, temperatura e pressione. Sono progettati solitamente per un uso durevole.
Passivi
I tag RFID passivi non possiedono una propria fonte di energia ma la ricevono dal segnale proveniente dal Reader. Sono composti da un chip (con identificativo univoco ed eventuale memoria), un’antenna e dal supporto o contenitore. 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 memorizzate al suo interno; in fase di scrittura, invece, permetterà di salvare i dati inviati dal lettore. Le distanze nel quale possono operare sono dell’ordine di alcuni metri o di alcuni centimetri a seconda della frequenza operativa.
Semi-passivi
Sono tag dotati di una propria sorgente di energia che viene utilizzata per alimentare il microchip o altri apparati (come ad esempio i sensori) ma non per alimentare il trasmettitore. Pet poter trasmettere informazioni devono entrare nel raggio di azione del lettore/antenna.
Tipologie di Tag RFID passivi
I tag passivi si possono suddividere in Near-Field e Far-Field, a seconda della banda di frequenza sfruttata per comunicare e del fenomeno elettromagnetico.
Near-Field
Nella regione di campo vicino l’interazione tra i componenti è dominata dal campo magnetico generato dall’antenna, che induce una corrente elettrica nel tag per accoppiamento induttivo e permette di attivare il chip. Tag di questo tipo fanno parte delle classi LF e HF, e alcuni disegni di antenne UHF.
Far-Field
Nella regione di campo lontano, l’interazione dei componenti è dominata dal campo elettromagnetico creato dall’antenna. Il tag RFID entra in risonanza con la frequenza del campo EM e la corrente generata attiva il chip. Tag di questo tipo fanno parte della classe UHF.
Frequenze operative della tecnologia RFID
I tag RFID possono essere classificati ulteriormente in base alla frequenza del segnale utilizzato per la comunicazione. Queste frequenze dipendono dalla natura dei tag e dalle applicazioni previste, inoltre vengono regolate dagli organismi internazionali e nazionali. Le bande di frequenza più utilizzate sono le seguenti:
Banda LF
Acronimo di Low Frequency, bassa frequenza, si trova nella parte più bassa dello spettro RF, all’interno della banda LF sono due le frequenze operative più utilizzate: 125 Khz o 135 Khz. È stata la prima storicamente ad essere utilizzata e ancora oggi ha una presenza significativa sul mercato. Caratterizzata da una distanza di lettura molto limitata, opera quasi a contatto, e viste le sue caratteristiche è ideale per essere impiegata per antifurti, controllo delle presenze o accessi, tracciabilità di animali domestici e allevamento ecc.
Banda HF
Acronimo di High Frequency, ovvero alta frequenza, sono frequenze che lavorano a 13,56 Mhz, è supportata negli standard ISO 14443, ISO 15693 e NFC (Near Field Communication). È ad oggi la banda considerabile universale, visto la sua possibilità di utilizzo in tutto il mondo. Può essere impiegata per identificazione e tracciamento, pallet, controllo accessi e altre applicazioni che richiedono una distanza di lettura ridotta (fino a 1,20m).
Banda UHF
Acronimo di Ultra High Frequency, frequenza ultra alta, sono frequenze che lavorano a 868 MHz o 915 MHz, normalizzata negli standard di riferimento EPC. L’utilizzo di questa frequenza può essere limitato dalle autorità dei singoli paesi in termini di potenza massima e le bande di frequenza. La banda non è assegnata infatti in modo uniforme in Usa, Europa e Asia. I tag di questo tipo possiedono una distanza di lettura maggiore rispetto gli altri per questo vengono principalmente impiegati per il retail, la logistica, la gestione di magazzino, ecc.
I vantaggi della tecnologia RFID
Utilizzare la tecnologia RFID permette di eliminare il costo degli errori: consente infatti di azzerare rischio di perdite, furti e spedizioni errate.
Viene utilizzata per avere una gestione di magazzino più efficiente, la totale tracciabilità e identificazione del prodotto e tutela del marchio.
- Riduzione al minimo gli errori di inventario
- Migliora il controllo sulle scorte
- Magazzino aggiornato in tempo reale
- Lettura del contenuto degli imballi a distanza
- Riduzione del costi di manodopera
Vantaggi rispetto l’utilizzo di tecnologie ottiche 1D / 2D (Barcode, QRcode, ...)
I codici 1D / 2D svolgono una funzione molto simile alla tecnologia RFID e vengono quindi spesso scelti per svolgere funzioni comuni come alternativa alla tecnologia dei tag RFID passivi.
Questi ultimi rappresentano un investimento più consistente rispetto al codice a barre per il cliente, ma offrono indubbiamente benefici maggiori. Le etichette RFID a differenza dei codici 1D / 2D può essere anche riscritto e protetto con determinate password rendendolo così uno strumento più sicuro e affidabile.
Queste due tecnologie possono comunque essere combinate; ad esempio, stampare un codice a barre, o un QRcode sul tag permette di semplificare alcuni passaggi in cui non si dispone di un lettore RFID.
Capacità di lettura
Le tecnologie ottiche permettono di leggere un codice prodotto alla volta, rendendo le operazioni come il carico e scarico di magazzino e l’inventario lunghe e dispendiose. L’utilizzo della tecnologia RFID in questi casi consente di leggere oltre un centinaio di prodotti simultaneamente.
Raggio di lettura
Mentre le tecnologie ottiche hanno un raggio di lettura di dell’ordine di qualche decina di centimetri, il reader RFID può rilevare tag applicati su prodotti situati fino a 16m di distanza.
Velocità di lettura
Anche la velocità di lettura dei reader RFID è sorprendente, è infatti molto veloce (quantificabile in ms per letture massive di centinaia di tags).
Possibilità di lettura attraverso oggetti
La tecnologia RFID permette di individuare tag di oggetti anche se non direttamente visibili, a differenza dei sistemi di identificazione a tecnologia ottica.
Identificazione univoca
I tag RFID hanno un codice identificativo univoco, ogni oggetto a cui viene associato diventa infatti unico e identificabile, in questo modo è possibile tracciarlo lungo tutta la filiera. Le tecnologie ottiche non offrono questa possibilità e solitamente prodotti dello stesso tipo / famiglia hanno lo stesso codice.
Applicazioni della tecnologia RFID
La tecnologia RFID è molto versatile, questo viene dimostrato anche dalle molteplici applicazioni e utilizzi che vengono individuati nel tempo. Negli anni infatti ha dimostrato una forte adattabilità ai diversi settori nel quale è stata impiegata, tra questi troviamo:
- La logistica
- Il retail
- La sanità
- La gestione dei rifiuti
- Il controllo degli accessi
- Le gare podistiche
- La gestione degli alimenti
- I trasporti
- L’anticontraffazione
- La costumer experience
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