I Radio Frequency IDentification (RFID) e molteplici applicazioni

I Radio Frequency IDentification (RFID)

RFID è l’acronimo di Radio Frequency Identification, ed è una tecnologia per la identificazione automatica di oggetti, animali o persone (AIDC Automatic Identifing and Data Capture) basata sulla capacità di memorizzare e accedere a distanza a dei dati usando dispositivi elettronici (chiamati TAG o transponder) che sono in grado di rispondere comunicando le informazioni in essi contenute quando “interrogati” con l’ausilio di frequenze radio o variazioni di campo magnetico. In un certo senso sono un sistema di lettura “senza fili”e a distanza, di informazioni contenute in un Tag RFID usando dei lettori RFID.

Nello specifico, il sistema, è composto da : il Tag, che è il dispositivo di identificazione allegato alla voce che vogliamo monitorare; e il lettore (Reader), che è un dispositivo che può riconoscere la presenza di etichette RFID e leggere le informazioni memorizzate su di essi. Il lettore, dotato di un’antenna, emette un campo elettromagnetico con il quale può leggere i dati contenuti nel transponder e, se richiesto, può sovrascriverne dei nuovi; inoltre può informare un altro sistema della presenza degli elementi di Tag. Il sistema con cui il lettore comunica, di solito è un software che si frappone tra i lettori e le applicazioni; questo software si chiama RFID middleware (Radio Frequency IDentification mddleware). L’etichetta RFID, o Tag che dir si voglia, è costituito da un microchip che contiene dati (tra cui un numero univoco universale scritto nel silicio),una antenna, e una batteria, e può essere attivo o passivo. Il tipo passivo, contiene semplicemente un microchip, privo di carica elettrica, che viene “eccitato” al passaggio, da un lettore magnetico che emette un segnale radio a frequenze medie. Il microchip, viene alimentato dalla radiofrequenza la quale attraverso il principio di induzione, si trasforma in energia elettrica necessaria al chip per poter rispondere al lettore, ritrasmettendogli un segnale contenente le informazioni memorizzate nel chip.

Oltre ai transponder di tipo passivo esistono anche transponder di tipo attivo, i quali dispongono oltre che  di un’antenna per inviare il segnale di lettura e ricevere le risposte anche e soprattutto di una  batteria “for life” incorporata (quali i nuovi telepass), che permettono una ricetrasmissione a distanze maggiori in quanto amplificano il segnale in uscita dal transponder aumentandone così la potenza. Sempre più transponder sono dotati di caratteristiche anticollisione ossia ammettono il “bulk reading”, la lettura in gruppo, cioè sono identificabili dal lettore anche quando passano in gruppo nell’area del lettore.
La forma e le dimensioni dei transponder sono le più svariate: dalla classica “a bottone” con diversi diametri, a quella cilindrica ridottissima (sistema di blocco d’avviamento delle vetture, riconoscimento animali), a quelle a forma di carta di credito (con o senza banda magnetica).

Come avviene per il lettore, anche per il Tag, più grande è l’antenna e maggiore è la distanza che si può raggiungere tra transponder e lettore. Per la comunicazione fra etichetta e lettore sono utilizzate varie frequenze, attribuite da organizzazioni normatrici, che fissano delle regole molto precise per l’utilizzo di ciascuna di queste. La tecnologia RFID non può quindi prescindere da queste regolamentazioni, che sono parte integrante dell’ambiente in cui essa opera. Oggi, grazie alla significativa opera degli attori della normalizzazione, innanzitutto dell’ISO (International Standard Organisation), ma anche di singoli raggruppamenti di utenti, si possono avere sistemi RFID realmente interoperabili.

Molteplici applicazioni degli Radio Frequency IDentification (RFID)

Diversi sono i campi di applicazione della tecnologia. In particolare i campi di adozione principali esistenti sono:

• Controllo accessi
• Monetica
• Bigliettazione Elettronica
• Passaporti
• Logistica Magazzini
• Logistica Trasporti
• Tracciamento pratiche
• Assistenza e manutenzione
• Identificazione animali
• Antitaccheggio
• Registro Scolastico Elettronico
• Rilevazione dei parametri ambientali
• Monitoraggio raccolta rifiuti
• Sanità digitale (campo medico)

Controllo presenze ed accessi

L’RFID è una valida alternativa sia alle tecnologie di personal identification tradizionali (badge, tesserini, ecc.), sia alle tecnologie di strong authentication basate sul riconoscimento degli attributi biometrici di un individuo. A differenza di tali tecnologie non richiede contatto visivo per l’identificazione e permette il riconoscimento anche “a distanza”. L’identificazione tramite RFID oltre a rendere più agile l’impiego di varchi motorizzati, distinguere gli ingressi dalle uscite e verificare automaticamente l’elenco delle presenze all’interno di una determinata zona, permette l’avvio o l’arresto di un PC a seconda che il proprietario si trovi o meno nelle vicinanze. I Tag possono essere stampati o inseriti in oggetti di forma diversa, come ad esempio un badge identificativo e, quindi, personalizzati con stampe di immagini, scritte, loghi, fotografie e codici a barre. Possono essere registrate informazioni come: dati anagrafici, foto di riconoscimento, data e ora di transito, verso di transito e altre informazioni. In alcuni casi è ipotizzabile che si permetta il funzionamento di una macchina o apparecchiatura solo in presenza di operatori di macchina (es. una pressa o una TAC o semplici ascensori). Tali apparecchiature possono richiedere particolari procedure per assicurare la sicurezza delle persone o della macchina stessa impedendo a non autorizzati il loro utilizzo o arrestare il suo funzionamento se nell’area non sia presente un operatore autorizzato.

Monetica

Per quanto riguarda la monetica, Visa, MasterCard e American Express stanno lanciando nuove carte di credito che per sicurezza, velocità e flessibilità superano le tradizionali Chip Card. In Italia ci sono attualmente diversi progetti pilota tra cui: Postepay Poste Mobile, che implementa il PayPass di MasterCard, TellCard, una prepagata del Credito Valtellinese con il PayWave di Visa, e Sanpaolo di Torino. In questo ambito sono attese le principali applicazioni futuribili di Near Field Communication (NFC) che prevedono l’associazione di un telefono NFC-enabled che permetterà di effettuare transazioni di monetica o accedere servizi.

Passaporto

I Tag RFID sono utilizzati in passaporti in diversi paesi. Il primo paese ad adottare i passaporti con RFID (“e-passports”) è stato il governo malese nel 1998. In tale passaporto, il chip contiene oltre alle informazioni dell’intestatario del passaporto e la storia dell’utilizzo (data, giorno e luoghi) per tutte le entrate e uscite dal paese. Anche il Governo italiano ha adottato tale standard, i nuovi passaporti sono disponibili dal 26 ottobre 2006.

I Tag RFID sono utilizzati anche nei nuovi passaporti Britannici e Americani dal 2006. Gli Stati uniti hanno emesso 10 milioni di passaporti nel 2005 e 13 milioni nel 2006. I chip memorizzeranno le stesse informazioni stampate nel passaporto e includeranno anche una fotografia digitale del proprietario. I passaporti conterranno anche una sottile membrana metallica al fine di rendere difficile le letture non autorizzate (skimming) quando il passaporto è chiuso.

Bigliettazione elettronica

Uno degli ambiti di maggiore applicazione planetaria delle soluzioni RFID è data dai sistemi di bigliettazione elettronica. Le città di Parigi, Londra, Roma, Torino, Milano, Venezia utilizzano contactless smartcard con tecnologia RFID per permettere l’accesso ai mezzi di superficie e metropolitana. Anche i sistemi di accesso degli impianti di risalita sulle piste da sci, sono ormai quasi tutti basati su soluzioni RFID. Grazie a questa tecnologia, i siti web di alcune società di gestione degli impianti consentono all’utilizzatore, a fine giornata, di ottenere un riepilogo degli impianti utilizzati e dei chilometri di pista percorsi.

Logistica magazzini

Identificare ogni contenitore e ogni scaffale di magazzino con Tag riduce gli errori nei prelievi e fornisce una identificazione certa. Non è necessario aprire gli imballaggi per verificare il contenuto cercando il codice a barre, così come non è più necessario effettuare il conteggio manuale per la verifica dell’inventario fisico. Con una serie di scansioni a distanza è possibile identificare e verificare la presenza di specifici oggetti in magazzino. Infatti la tecnologia permette di leggere contemporaneamente più etichette (Tag). La tecnologia permette di conoscere in tempo reale le giacenze di magazzino e riordinare i capi esauriti (in tempo reale).

Logistica trasporti

In questo caso i Tag sono applicati sia sugli oggetti (scatole, pallet, ecc.) da trasportare, sia sui mezzi di trasporto (vagoni, automobili, ecc.). In Italia, Francia e in Giappone sono già funzionanti milioni di tessere RFID che permettono ai pendolari di utilizzare diversi tipi di trasporto con le diverse forme di abbonamento. Un’altra applicazione della tecnologia RFID è in sostituzione del codice a barre come identificativo sui bagagli in aeroporto permettendo un maggiore “tasso di lettura” ed errore lungo gli scivoli di smistamento. I sistemi RFID contribuiscono a migliorare la qualità dei sistemi di identificazione del mezzo di trasporto (l’esempio più comune è il telepass) in termini di efficienza e servizio.

Tracciamento pratiche

L’applicazione di una etichetta RFID a ogni pratica cartacea consente di automatizzare la loro ricerca negli archivi, di effettuare automaticamente la registrazione del prelievo/restituzione e di mantenere traccia dei vari spostamenti tra uffici e depositi. Applicare un Tag RFID su una pratica significa poterne gestire gli spostamenti, e quindi poterne gestire il workflow. Un sistema del genere mira all’ottimizzazione della gestione delle pratiche negli uffici, poiché è possibile stabilire quanto tempo una pratica rimane ferma su di una.
Stessa soluzione si avrebbe applicando i Tag sui beni delle biblioteche (libri, video, cd, audio, ecc.) in modo da rilevare a distanza le informazioni in esso contenute (tipo di bene, descrizione, numero inventario, rappresentazioni fotografica, ecc.), consentendo di amministrare i beni in dotazione con estrema facilità ed efficacia.

Assistenza e manutenzione

Interessante è l’applicazione di sistemi RFID nella manutenzione degli impianti. Un esempio per tutti, è quello delle aziende petrolchimiche dove devono effettuare manutenzione sulle valvole. Con una semplice lettura del Tag applicato direttamente sulle valvole sarà possibile ottenere la storia delle manutenzioni e riparazioni della specifica valvola.

Identificazione degli animali

Rispetto agli altri metodi utilizzati per l’identificazione degli animali (marchiatura sull’orecchio, tatuaggio, passaporto cartaceo), con l’applicazione dei Tag tutte le informazioni necessarie sono residenti anche sui capi di bestiame e, grazie all’emissione di onde elettromagnetiche a bassa frequenza del tutto innocue, risultano accessibili ovunque si trovi l’animale. Le etichette possono contenere le informazioni indispensabili a garantire la qualità del capo come ad esempio:

• Codice dell’animale;
• Dati anagrafici (passaporto) proprietario;
• Aziende presso le quali il capo è transitato;
• Controlli veterinari a cui l’animale è stato sottoposto;
• Trattamenti subiti.

Antitaccheggio

Il primo aiuto tecnologico, oggi largamente utilizzato su scala mondiale, è arrivato dalla EAS (Electronic Article Surveillance). Mediante l’applicazione di un piccolo Tag (senza chip) agli oggetti in vendita, un negozio può rilevare un eventuale transito non autorizzato di un articolo attraverso un varco. Il varco (composto da antenna) è collegato ad un dispositivo di segnalazione acustica e visiva. L’EAS tuttavia non permette di rilevare né la tipologia né il numero degli oggetti rilevati.

Registro scolastico elettronico

Attraverso la tecnologia RFID è possibile creare applicazioni per il controllo delle presenze nelle scuole in modo automatico ed efficiente. L’Istituto Tecnico Industriale Statale Vittorio Emanuele Marzotto ha iniziato nel mese di Settembre 2006 un progetto scolastico con l’aiuto di alcune aziende locali per la creazione di un sistema in grado di rendere i processi scolastici di registrazione delle presenze, dei voti, delle comunicazioni molto veloci, sicuri ed automatici. Con la tecnologia RFID vengono gestiti gli accessi al sistema e le presenze degli alunni vengono automaticamente registrate dalle applicazioni all’ingresso a scuola.

Monitoraggio raccolta rifiuti

In Inghilterra,in Australia, e da tempo anche da aziende di raccolta italiane i chip RFID vengono installati nei cassonetti, consentendo la registrazione di dati come il peso di ogni contenitore, e l’identificazione delle zone di appartenenza, così da creare mappe per la valutazione del territorio

Rilevazione dei parametri ambientali

L’ultima frontiera tecnologica in ambito RFID riguarda l’introduzione di Tag attivi equipaggiati con sensori in grado di rilevare i parametri climatici (temperatura, pressione, umidità, ecc.) dell’ambiente in cui sono immersi. Le grandezze rilevate dai sensori vengono memorizzate in una apposita memoria interna, e lì permangono fino a quando un operatore, dotato di apposito lettore, non ne esegue lo scarico su un PC palmare. Queste caratteristiche si rivelano strategiche per il monitoraggio dei parametri operativi dei macchinari in particolari realtà industriali, dove è necessario garantire regimi operativi controllati.

I Tag, grazie alle ridottissime dimensioni, possono essere collocati in punti “scomodi”, dove sarebbe difficile portare il cavo necessario ad alimentare un apparecchio di misura, ed offrono, a costi decisamente contenuti, una soluzione affidabile e di facile implementazione.