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1 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID I componenti dei sistemi RF-ID Stefano Enea.

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Presentazione sul tema: "1 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID I componenti dei sistemi RF-ID Stefano Enea."— Transcript della presentazione:

1 1 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID I componenti dei sistemi RF-ID Stefano Enea

2 2 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID RF-ID come veicolo dell'informazione L'RF-ID è una nuova tecnologia che permette la gestione di un processo di identificazione in maniera automatica E’ utile pensare al RF-ID come un veicolo intelligente con cui l'informazione attraversa i luoghi e i tempi del nostro vivere In questa lezione verranno presentati i personaggi che partecipano alla formazione dei sistemi RF-ID

3 3 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Obiettivi delle lezioni Mettere a fuoco gli elementi costitutivi di un sistema RF-ID Apprendere i principi di comunicazione dei transponder e dei reader Conoscere le principali tipologie di componenti e di apparati RF-ID e i loro campi di applicazione

4 4 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID (part I) Elementi dei sistemi RF-ID  Ogni sistema RF-ID è costituito da tre elementi fondamentali  Il transponder (o TAG), che permette l'identificazione dell'oggetto e della persona che lo porta  L'apparato di lettura (Reader), che interroga i TAG interagendo con essi  L’applicazione software, che si interfaccia con uno o più reader e, attingendo a risorse di rete come i database e gli applicativi aziendali, gestisce il processo dal punto di vista informatico TAG Reader Software gestionale

5 5 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Principio di funzionamento La lettura avviene quando i tag si trovano all'interno del campo generato dal reader In queste condizioni le antenne del tag e del reader trasferiscono le informazioni relative all'identificazione utilizzando i principi delle comunicazioni radio... Dopo la lettura, i dati acquisiti diventano disponibili all'intero processo di gestione informatico.

6 6 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Il mercato dei transponder  Il mercato dei TAG offre oggi un'ampia scelta di soluzioni tecnologiche e commerciali, e si adatta alle esigenze delle più svariate applicazioni  Alcuni transponder sono legati ad un utilizzo specifico (le tessere di identificazione, laundry tags per le lavanderie o cattle tags per i ruminanti...)  Altri sono commercializzati per finalità del tutto trasversali (esempio: glass tag – label)

7 7 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID I formati costruttivi dei transponder  Forma a disco e monete (resina, plastica o policarbonato)  Chiodi per legno  Capsule di vetro o di plastica  Chiavette per il caffè, portachiavi (key-fobs) o braccialetti plastici  Smart labels (etichette stampabili intelligenti)  Plastica, carta, illays (dry oppure wet)  Cuciti su stoffa (Textile tag)  Formato tessera (ISO Card)

8 8 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID L'alimentazione del transponder  Per accedere alla memoria del transponder, è necessario un circuito integrato che indirizzi il settore desiderato  Il micro chip richiede sempre, anche se di piccola entità, un’alimentazione in corrente continua  La famiglia di TAG si divide in  Tag passivi (senza batteria)  Tag semi passivi e attivi (con batteria)  Infatti alcuni tag sono alimentati unicamente durante il processo di lettura, e l'alimentazione viene fornita dallo stesso campo elettromagnetico emesso dal reader

9 9 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID All'interno di un tag passivo  Un tag passivo, indipendentemente dal suo formato costruttivo, contiene:  Un'antenna, che raccoglie l'energia del reader  Un condensatore, che ne accumula una piccola quantità  Un microprocessore a basso consumo, che implementa il protocollo radio  La memoria, che contiene le informazioni da restituire al reader o sui cui avverà un scrittura

10 10 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Tag semi-passivi e attivi  Nei tag semi passivi (attività di logging) è presente una micro-batteria, utilizzata per alimentare permanentemente alcune parti del transponder  Il processo di comunicazione avviene generalmente allo stesso modo dei transponder passivi  Anche i tag attivi dispongono di una batteria. Essa provvede sia alla comunicazione con il reader (in ricezione e in trasmissione), sia all'alimentazione dei circuiti del micro-chip  I tag attivi sono gli apparati più evoluti e con essi è possibile raggiungere le massime prestazioni destinate alle applicazioni speciali.

11 11 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Le frequenze operative  Data l'applicazione da realizzare, la scelta della frequenza operativa è molto importante per il progetto del sistema RF-ID  Solo con alcune frequenze è possibile una lettura a lunga distanza, altre sono capaci di attraversare senza attenuazione tessuti organici e o fluidi  Alcune infine sono le uniche indicate per operare in prossimità o all'interno di oggetti metallici  Prima di passare ai dettagli sulle frequenze è meglio mettere a fuoco alcuni aspetti delle onde radio

12 12 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Il campo elettromagnetico  Abbiamo visto come nei sistemi RF-ID i campi elettromagnetici assumono un ruolo molto importante, infatti:  Sono il veicolo con cui il reader trasferisce energia al tag per alimentarlo  Sono il mezzo che il tag utilizza per inviare al reader le informazioni lette nella propria memoria

13 13 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID La lunghezza d'onda  Il campo e.m. Si propaga all'interno di un mezzo dielettrico (come l'aria ad esempio), grazie a una continua alternanza e scambio di campi magnetici ed elettrici (concatenazione di energia in forme diverse)  La rapidità con cui avviene questo scambio determina la lunghezza d'onda del campo emesso dal reader che interroga il transponder  Il campo e.m. si propaga nell'aria alla stessa velocità della luce, così la lunghezza d'onda (lambda) si ricava dividendo c (velocità m/s) per f (frequenza Hz)  = c / ƒ

14 14 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Le linee di forza dei campi e.m.  Quando un reader emette un campo e.m, le onde si propagano seguendo delle linee guida, chiamate linee di forza  Per distanze inferiori alla lunghezza d'onda del campo emesso, siamo nel “campo vicino” dove è la componente magnetica a predominare. Le linee magnetiche sono chiuse in anelli  Per distanze superiori alla lunghezza d'onda, siamo nel campo lontano, dove le onde si muovono secondo piani paralleli

15 15 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Spettro elettromagnetico  I transponder RF-ID sono progettati per operare su frequenze molto diverse...  Dalle basse frequenze (LF= kHz), utilizzate per le comunicazioni radio AM in onde lunghe.  Passiamo alle frequenze delle onde corte (HF=13.56 MHz) impiegate per le trasmissioni civili e militari  Si utilizzano anche le UHF ( MHz), impiegate nella diffusione televisiva e dai telefoni cellulari  Infine arriviamo alle micro-onde SHF=2,4-5.6 GHz adottate ad esempio nei sistemi WLAN-WiFi-Bluetooth upload.wikimedia.org

16 16 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Transponder magnetici (tecnica)  I tag passivi LF (125, 134 kHz) e HF (13.56 MHz) utilizzano il principio della mutua induzione  Durante la lettura l'antenna del reader e quella del tag si trovano all'interno di un circuito magnetico dove avviene:  L'induzione di corrente che alimenta il chip del TAG  La trasmissione dei dati di lettura (o scrittura) attraverso la variazione dei parametri di induttanza del tag (che genera una tensione ai capi dell'antenna del reader)  La velocità di lettura dipende dalla frequenza utilizzata, chiamata portante della comunicazione

17 17 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Transponder UHF  Distanza operativa = 2 – 10 m (quando attivi oltre 100m)  Trasferimento dati = veloce (28 kb/s)  Formati = label molto economiche  Lettura influenzata da oggetti metallici (riflessioni) e dal corpo umano (assorbimento)  Esistono standard per l'identificazione delle merci e la logistica

18 18 La tecnologia RFID – I componenti dei sistemi RFID Transponder elettrici (tecnica)  I tag passivi UHF (868 MHz) e SHF (2.4 GHz) utilizzano la riflessione del campo radio, come nei primi sistemi RF-ID dei radar areonautici  Quando l'onda ettromagnetica generata del reader raggiunge l'antenna del tag, il campo radiante viene assorbito per accumulare energia all'interno del tag  Dopo qualche mS il chip del tag si accende e mette in opera una sequenza di cortocircuiti sull'antenna stessa, il risultato è una sequenza di riflessioni trasmesse verso il reader per “back-scattering”


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