STANDARD, FREQU
R FID OGGI
APPLICABILI
I SOFTWORK e la sua mission nell’RFID
Value-added global provider per le Tecnologie e Soluzioni integrate RFID, SOFTWORK
è un punto di riferimento nel mercato italiano dell’AutoID, con un ventaglio comple-
to di dispositivi, dai moduli di lettura ai proximity e long range reader, sia passivi che
attivi, unitamente a transponder e periferiche. Accordi di distribuzione con società
leader internazionali, quali FEIG Electronic per la gamma RFID passiva, la produzio-
ne di propri apparati anche customizzati, l’esperienza maturata “sul campo” da un
team di progettisti, sistemisti e tecnici ed un network distributivo di oltre 100 riven-
ditori certificati consentono a SOFTWORK di pro-
porre ed assistere soluzioni RFID complete ed
avanzate su tutto il territorio.
I RFID: principi di
funzionamento
RFID è l’acronimo inglese di Radio Frequency
Identification ed indica la tecnologia di identifica-
zione basata sulle onde radio: si tratta di onde
elettromagnetiche che si propagano facilmente
nell’aria e nel vuoto (con maggiori difficoltà nei so-
lidi e nei liquidi), caratterizzate da una frequenza,
che ne determina le peculiarità di funzionamento
e le prestazioni.
Un sistema RFID è costituito da un ricetrasmettitore
(lettore, reader o controller), una o più antenne e da uno o più transponder capaci
di comunicare tra di loro mediante un segnale modulato a radio frequenza.
Il tag capta la RF con la propria antenna andando a caricare un piccolo condensato-
re che vi si trova integrato. Quando la tensione ai capi del condensatore ha supera-
to un certo valore, il tag invia al ricetrasmettitore i dati contenuti nella sua memoria
modulando il segnale a RF. L’energia viene trasmessa per induzione elettromagne-
tica dall’antenna del reader all’antenna del tag e questa energia viene utilizzata per
il funzionamento del tag stesso.
È facile a questo punto immaginare la intrinseca efficacia di un sistema di identifi-
cazione di questo tipo e la versatilità ottenibile con un sistema di raccolta dati (AIDC)
che lo utilizzi.
I Dettaglio della radiofrequenza:
le frequenze e norme
I tag possono usare diverse frequenze di lavoro: bassa frequenza (Low Frequency,
abbreviato: LF), alta (High Frequency, abbreviato: HF) e altissima frequenza (Ultra Hi-
gh Frequency, abbreviato: UHF).
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SPECIALE RFID
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TÀ E MERCATO
Nella tecnologia RFID la scelta è attualmente concentrata sulla tecnologia in alta fre-
quenza (HF) a 13.56 MHz (soprattutto in Italia ed Europa dove esistono norme mol-
to più restrittive sull’adozione di sistemi UHF), normalizzata dagli standard ISO
14443 e ISO 15693. Detta frequenza porta alcuni significativi vantaggi:
• Algoritmo di anticollisione, che permette la lettura contemporanea di più tag (fino
50 item al secondo).
• Selection: capacità di leggere uno (o più) tag presenti all’interno di un gruppo più
esteso.
• Memoria più elevata: fino a 1024 bit e superiori;
• Sicurezza: uso di codice a 64bit e superiori.
L’ISO ha standardizzato diverse classi di frequenze per l’uso dei transponder, cia-
scuna delle quali ha vincoli di ambito geografico, di utilizzo e di portata di lettura,
rendendone l’uso indicato per applicazioni specifiche:
• LF (125-135 KHz): utilizzabile globalmente, distanza limitata, applicata per antifur-
ti, chiavi,...
• HF (13,56 MHz): utilizzabile globalmente in tutto il mondo, distanza limitata (fino
a 1,50 m), applicata per libri, pallet, controllo accessi, vestiti, ...
• UHF (868-915 MHz): limiti locali definiti dalle autorità dei singoli paesi (forti limi-
tazioni in Italia), applicata per pallet, container...
• VHF (2,4 o 5,8GHz): utilizzabile globalmente per transponder attivi, applicata per
controllo accessi, veicoli.
I Applicabilità della tecnologia RFID:
punti di forza e punti di debolezza
Punti di forza
Alcune peculiarità dei transponder RFID rendono il lo-
ro utilizzo molto efficace e vantaggioso.
1) Possono essere letti e scritti: il fatto che un Tran-
sponder possa essere letto e scritto implica che è
possibile inserire al suo interno informazioni che
possono essere modificate e aggiornate nel tem-
po, tenendo così traccia di trasformazioni o pas-
saggi in cui l’oggetto o il prodotto vengono sottopo-
sti durante il loro ciclo di vita.
2) Le letture e scritture possono essere effettuate au-
tomaticamente e senza visibilità ottica: per questa
ragione, dato che non è necessario che transpon-
der e lettore siano “a vista”, è possibile leggere eti-
chette nascoste all’interno di scatole, confezioni,
ecc.
3) Le letture e scritture possono avvenire non singo-
larmente ma a lotti: un varco attraversato da un in-
sieme di transponder consente di effettuare nume-
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rose letture/scritture di quest’ul- velocità di lettura/scrittura, la di- esterno (fisso o portatile) con il qua-
timi praticamente “contempora- stanza di lettura/scrittura, ecc. le stabilisce un dialogo via radio e
neamente” e quindi rilevare molti Per questo il contesto operativo è restituisce poi il suo codice identifi-
elementi. molto importante e richiede col- cativo e le altre eventuali informazio-
4) Le letture e scritture possono av- laudi specifici durante la fase di ni contenute.
venire a varie velocità: un tran- messa a punto per effettuare Le loro dimensioni e il loro assem-
sponder può essere letto mentre adeguate tarature. blaggio finale possono variare enor-
attraversa un varco ad una velo- 2) Superfici metalliche: un tran- memente a seconda dell’applicazio-
cità di alcuni chilometri orari. Le sponder posto all’interno di un ne e delle prestazioni richieste, an-
dimensioni dell’antenna, dell’eti- contenitore metallico, come ad che se il chip sul quale si basano è
chetta e dell’antenna dei disposi- esempio un container o comun- il medesimo.
tivi di lettura sono molto rilevanti que all’interno di una griglia me- I tag possono essere classificati in
(in questo caso i transponder atti- tallica, non è rilevabile dal suo funzione della specifica applicazione
vi sono i più adatti a velocità mag- esterno (effetto “Gabbia di Fara- e del variare dei parametri tecnologi-
giori). day”), poiché il metallo interagi- ci:
5) Le letture e scritture possono av- sce con l’antenna dell’etichetta • La frequenza di trasmissione è
venire con qualunque orienta- distorcendo le comunicazioni e certamente il parametro tecnolo-
mento della etichetta: questa ca- quindi diminuendone l’efficacia. gico più importante. I range di rife-
ratteristica è molto importante in In questo caso, se possibile, po- rimento vanno dalle basse fre-
quanto, se così non fosse, gli am- trebbe essere sufficiente inserire quenze alle alte ed alle altissime
biti di applicazione si ridurrebbero un isolante di adeguato spessore frequenze, fino alle micro-onde: al
notevolmente. Per garantire que- tra superficie metallica ed eti- crescere della frequenza cresce
sta multi-direzionalità di lettura chetta; il continuo progresso tec- anche la distanza massima di let-
sono, comunque, necessari alcu- nologico ha comunque generato tura, la velocità massima a cui si
ni accorgimenti tecnici (antenne dei tag speciali, appositamente può muovere l’oggetto da interro-
multiple con campi sfasati o an- studiati e creati cioè per operare gare e la velocità di trasmissione
tenne multiplexate). anche in presenza di metallo. dei dati; tuttavia aumenta la sensi-
6) Ogni microchip contenuto nel 3) Temperature critiche: i microchip bilità alle condizioni operative, co-
transponder contiene un codice funzionano a temperature di eser- me ad esempio alla presenza di
univoco al mondo, che non è scri- cizio limitate, inoltre temperature metalli o acqua.
vibile né modificabile in alcun mo- critiche li possono danneggiare in • Il tipo di alimentazione, distin-
do, ma solo leggibile. L’unicità è modo permanente. In questi casi guendo tra tag passivi, semiattivi
garantita dai produttori dei micro- il microchip va protetto inseren- e attivi. Un tag passivo non ha a
chip (STMicroelectronics, Texas dolo in materiali come ad esem- bordo alcuna fonte di alimentazio-
Instruments, Philips, ecc.) in ac- pio siliconi o ceramiche termica- ne e quindi trae la potenza neces-
cordo tra loro e con gli organismi mente isolanti ma buon condutto- saria ad attivare i circuiti logici e la
internazionali di standardizzazio- re di campi elettromagnetici. risposta in onde radio concatenan-
I Composizione
ne (protocolli ISO). do energia dal campo del reader
Punti di debolezza che lo interroga. Un tag semiattivo
Per contro è necessario tenere in ha a bordo una sorgente di alimen-
considerazione alcuni fattori che di un sistema tazione, che però non è utilizzata
rendono l’adozione della tecnologia per alimentare la parte radio, ben-
RFID difficile o addirittura impossibi- RFID sì serve ad assicurare funzionalità
le, a meno di non escogitare dei mo- Nel dettaglio la tecnologia RFID si aggiuntive. Un tag attivo, invece,
di di aggirare questi problemi, tra compone dei seguenti elementi : ha a bordo una sorgente di alimen-
cui: • I tag/transponder tazione che è utilizzata per assicu-
1) Inquinamento elettromagnetico: • Le antenne RFID rare una più ampia portata al se-
la presenza di campi elettroma- • I controller di lettura/scrittura gnale radio emesso ed aumentare
gnetici forti quali quelli prodotti (reader) così in modo significativo la di-
da motori di ascensori, carrelli I Tag RFID: ruolo all’interno del siste- stanza di lettura in funzione delle
elevatori, alcuni elettrodomestici ma esigenze dell’applicazione.
o dispositivi elettronici può infi- Detti anche transponder, i tag RFID • La capacità e la riscrivibilità della
ciare la qualità della comunicazio- sono sostanzialmente delle memo- memoria. I tag possono essere
ne elettronica tra transponder ed rie dotate di un apparato radio rice- dotati di memorie che vanno da
antenna e rendere estremamente trasmittente, spesso inserito nel pochi bit fino a 32 kbit, quindi of-
difficoltosa la sua lettura/scrittu- medesimo chip di silicio. frono un supporto in cui immagaz-
ra o limitarne la orientabilità, la Il tag viene eccitato da un apparato zinare una quantità di informazioni
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drasticamente superiore al barco- Esistono molteplici tipologie di ap- • Numero di antenne collegabili – i
de. La memoria interna può esse- parati a seconda dei campi di utiliz- reader possono essere collegati
re del tipo Read Only, Write Once + zo, delle portate di lettura, delle fre- ad una o più antenne per consen-
Read Only oppure Read & Write, quenze di lavoro, etc… tire letture omni-direzionali (Gate
che offre la massima flessibilità in Ecco alcuni dei principali fattori tec- industriali) o identificare tag in po-
termini di numero di scritture e di nologici di reader ed antenne che sizioni diverse (es: fasi di produ-
chi le esegue. consentono di classificare le tipolo- zione).
Le Antenne RFID: ruolo all’interno gie di controller ed i relativi campi di Apparati RFID: accessori ed appara-
del sistema utilizzo: ti speciali
Le antenne, differenti per dimensio- • Integrazione Reader/Antenna – al- A completamento della soluzione
ne e forma a seconda dei campi cuni apparati (meno performanti e RFID operano una serie di apparati
d’applicazione, sono di norma asso- flessibili) sono costituiti da reader accessori aggiuntivi ed indispensa-
ciate ai reader, che fungono da inter- e antenna integrati in un unico cir- bili, fra cui:
faccia tra le prime ed eventuali Per- cuito, in altri il reader è separato • Multiplexer in Radiofrequenza –
sonal Computer, PLC od Host Sy- dalla o dalle antenne ad esso col- sofisticato apparato che consente
stem, a cui devono riferirsi per lo legate. In genere, nel primo caso di collegare ad un singolo reader
scambio dei dati. le letture saranno di prossimità (5- un certo numero di antenne (gene-
I moduli delle antenne si presentano 10 cm), nel secondo caso di me- ralmente fino a 8), le quali vengo-
in varie forme e dimensioni tali da dio o lungo raggio (fino a 160 cm no “accese” una alla volta; l’inte-
poter essere adattate ad ogni tipo di per HF - fino a 7 mtr con UHF – fi- ra potenza è concentrata su ogni
oggetto o supporto. In genere si no a 100 mtr con tecnologie RFID singola antenna ed il reader è in
compongono per costruire dei gate attive). grado di conoscere quale antenna
(varchi) composti da due o più an- • Interfacce di comunicazione – con- ha identificato i vari transponder.
tenne, oppure si collocano sotto ter- sentono la comunicazione con il L’apparato consente la realizzazio-
ra per rivelare il passaggio dei TAG in PC di gestione (host), sono dispo- ne di tunnel di lettura (es: nastri
superficie. nibili in pratica tutte le interfacce trasportatori) per la lettura di un
Le prestazioni, in termini di distanze più comunemente utilizzate (Inter- elevato numero di transponder
di lettura, di un sistema RFID sono facce seriali – TTL, RS232, (comunque orientati) contenuti in
fortemente condizionate dalla fre- RS422, RS485 …, Wired Lan – un pallet.
quenza di trasmissione, dalla poten- ethernet RJ45, Wireless – Radio • Power Splitter – sono apparati in
za all’antenna e dalla dimensione e modem, WiFi, Bluetooth, ZigBee radiofrequenza in grado di suddivi-
guadagno della stessa. …ed industriali – Bus di campo, dere la potenza in uscita da un so-
Le tipologie di antenne e le relative DeviceNet, Profibus, Modbus …) lo reader su due o più antenne. A
soluzioni applicative sono stretta- • Frequenze di lavoro – come già in- differenza di un multiplexer la po-
mente dipendenti dalla correlazione dicato LF, HF, UHF e VHF tenza all’antenna si riduce ed il
fra antenne e reader. • Potenza di trasmissione – le po- reader non è in grado di identifica-
I Controller di lettura/scrittura: ruolo tenze massime di trasmissione re l’antenna che sta operando.
all’interno del sistema sono condizionate dalle normative • Antenna Transformer – apparato
Il reader è il componente deputato di emissione stabilite da ciascun in radiofrequenza in grado di elimi-
all’interrogazione, alla lettura e alla paese, generalmente comprese nare o ridurre il “rumore” elettrico
scrittura dei tag ed è composto da tra alcune centinaia di mWatt fino di fondo (motori, cavi di alimenta-
una parte logica (che è incorporata a oltre 4 Watt. Gli apparati di minor zione, etc.) causa di degrado nelle
su una scheda a circuito stampato), potenza sono utilizzati per sistemi performance di lettura dei tran-
da una parte radio (deputata alla contactless (controllo accessi) o sponder.
modulazione e ricezione del segnale inseriti in altri apparati (es. palma- • DAT (Dynamic Antenna Tuner): so-
di comunicazione con il tag) e di un ri, stampanti, distributori automa- fisticata elettronica di tuning per
box, ovvero una struttura di protezio- tici), gli apparati di potenza più ele- la costruzione di antenne che con-
ne. vata per letture long range (es. in sente di ottenere migliori perfor-
I controller possono essere di tipo logistica) mance di lettura, possibilità di tu-
palmare (per il rilievo sul campo), • Memoria cache e/o programmabi- ning automatico (via software) e
trasportabile (per l’installazione su lità l’accostamento e/o sovrapposi-
muletti e carrelli) oppure fissi (per il • Interfacce di Input/Output – pos- zione di varie antenne senza l’in-
controllo di varchi, di linee di produ- sono interfacciare una grande va- terferenza dovuta all’accoppia-
zione o di specifiche aree di attività) rietà di dispositivi inclusi lettori e mento del campo elettro-magneti-
e possono leggere/scrivere su uno o stampanti di barcode, sensori, fo- co (consente la costruzione di ar-
più Tag contemporaneamente, con tocellule, relé per l’apertura auto- madi intelligenti, tunnel omni-dire-
alcuni limiti. matica di porte o tornelli. zionali, etc).
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sione, sistemi di sicurezza 178/2002, a par tire dal 1° gen-
Settore Logistico: identificazione naio 2005 le aziende operanti nel
pallets, stazioni di lavoro, movi- settore alimentare devono disporre
mentazione delle merci, gestione ri- di sistemi e di procedure atte a for-
fiuti (memorizzando il peso del con- nire alle autorità competenti infor-
tenitore rifiuti nel transponder), ma- mazioni riguardanti tutte le fasi del-
gazzini automatici. NIINIVIRTA la produzione, della trasformazione
TRANSPORT, attiva nel settore tra- e della distribuzione degli alimenti.
Soluzioni applicative (reader + an- spor ti & spedizioni internazionali, Rientra in questa cornice l’applica-
tenne) ha scelto la tecnologia RFID per la zione RFID per Il Melograno, specia-
La combinazione dei vari tipi di rea- propria logistica e gestione delle lizzata nella lavorazione e nella tra-
der, di antenne disponibili (o cu- spedizioni in-out delle merci. sformazione delle colture or ticole
stom) e di apparati accessori con- Asset Management: il Ministero de- in insalate pronte per l’uso (IV gam-
sente l’utilizzo delle tecnologie RFID gli Affari Esteri di Roma ha adottato ma e l’or to-frutta biologica sfusa.
per l’implementazione della soluzio- l’RFID per la gestione degli appara- Campo Animale: identificazione ani-
ne più adatta al singolo caso appli- ti telefonici interni. mali domestici con transponder
cativo. Settore Industriale: Robotica e au- iniettato (normativa ISO
Definita anche tecnologia “cross”, tomazione, controllo nei processi di 11784/11785), identificazioni ani-
l’RFID si applica in innumerevoli sce- produzione, gestione dati nel con- mali in comunità (mucche, pecore,
nari attuali e futuri, tali da risultare trollo qualità‚ identificazione uten- prodotti ittici etc.) con registrazione
molto difficile la loro completa enu- sili nelle macchine automatiche. La caratteristiche di origine, identifica-
merazione. centrale ENEL di Brindisi ha adotta- zione animali da laboratorio e con-
Di seguito alcune fra le principali to l’RFID per l’automazione del pro- trollo migrazioni, automazione ma-
configurazioni di reader e antenne e cesso di movimentazione del carbo- celli.
le relative soluzioni applicative. ne. Anche in Antolini Luigi & C., ter- Leisure & Enter tainment: il Siste-
I Principali
zo produttore e distributore al mon- ma Didà è un innovativo sistema di
do di pietre naturali, l’applicazione video-audio guida RFID, che guida il
RFID è rivolta all’automatizzazione visitatore nei giardini della Villa
settori di del processo di lavorazione della Reale del Parco di Monza; quando
pietra ed alla logistica. l'utente entra nell'area sensibile di
applicazione Tracciabilità & Rintracciabilità agro- uno dei 29 punti di emissione, si
Anticontraffazione: etichette con alimentare: Fedelmente a quanto avvia in modo automatico il com-
transponder implementato contro stabilito dalla norma quadro UNI mento sonoro e visivo dell'oggetto
la contraffazione di beni di lusso 10939/2001 e dal regolamento UE d'interesse. I
(fashion, food & beverage,
profumi, etc.), identificazio-
ne passapor ti, documenti
personali e cer tificati di ori-
gine
Controllo Accessi: Sistemi
di controllo a “mani libere”,
aper tura por te, cancelli,
serrande, garage, building
automation, sistemi di ac-
cesso a piscine, parchi di-
ver timenti, zone sciistiche,
gestione parcheggi
Ticketing: car te prepagate,
sistemi di pagamento per
autobus, ferrovie, telefono,
distributori automatici, abili-
tazione a computer, stam-
panti, copiatrici etc.
Automotive: immobilizzatori
per auto, motocicli, barche
con transponder implemen-
tato nella chiave di accen-
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