RFID: come funziona e panoramica sui dispositivi

La tecnologia RFID permette di monitorare la posizione e lo spostamento di persone, merci, animali

Le etichette RFID (radio frequency identification) sono dei piccolissimi chip che vengono usati per monitorare la posizione, la presenza o lo spostamento di prodotti, persone, animali. Sono i chip che troviamo su alcuni prodotti tecnologici, sui passaporti elettronici, sulle carte di credito e perfino nei nostri animali domestici. Ovviamente questi chip RFID non sono tutti uguali. Vediamo quali sono i pro e contro di questa nuova tecnologia.

Cosa sono le etichette RFID: radio frequency identification

Le etichette RFID potrebbero risolvere uno dei problemi più snervanti della società moderna: le code alla cassa dei supermercati. Le code potrebbero scomparire se il codice a barre venisse sostituito da etichette intelligenti, chiamate anche RFID (radio frequency identification). Le etichette RFID riescono infatti a dialogare con un sistema in rete per identificare ogni singolo prodotto acquistato da un cliente e posto nel carrello.

Le etichette RFID comunicano con un lettore elettronico che rileva ogni elemento nel carrello quasi istantaneamente. Il lettore emette un segnale con radio frequenze per scambiare i dati nel momento in cui il tag è vicino al segnale del lettore. Il tag RFID trae la sua alimentazione dal segnale del lettore RF e non richiede una batteria o una fonte di alimentazione esterna.

Il lettore è collegato a una rete che invia le informazioni sui prodotti ai costruttori e rivenditori. La banca potrebbe così ricevere una notifica con l’importo del conto, che sarà detratto automaticamente. I tag RFID una volta venivano utilizzati solo per il monitoraggio del bestiame, ma ben presto potrebbero essere usati per i prodotti di consumo in tutto il mondo.

Al di fuori della merce al dettaglio, i tag RFID possono essere usati anche per il monitoraggio dei veicoli, dei passeggeri delle linee aeree e degli animali domestici. Alcune persone temono che la tecnologia RFID possa diventare troppo invasiva, dato che fornisce moltissime informazioni su di noi e sulle nostre abitudini.

Tra le aziende che si occupano di questo settore, la Texas Instruments è il più grande fornitore integrato del mondo di tag RFID, con oltre 500 milioni di tag TI-RFID prodotti, oltre ai lettori RFID. Anche Atmel offre una linea completa di prodotti RFID operanti a 125 kHz, 134,2 kHz e 13,56 MHz. Atmel offre anche i chip del lettore per un completo sistema RFID. 3M, invece, propone un RFID Tracking System che utilizza la tecnologia RFID per individuare, inventariare e organizzare i file. Il sistema può essere implementato usando gli archivi di gestione dei sistemi per la conservazione di file, integrando tra loro le informazioni sul file corrente in ogni momento.

Dal codice a barre ai tag RFID

Fino a questo momento i codici a barre erano presenti su quasi tutto ciò che potevamo acquistare. Questi codici a barre aiutano i produttori e i rivenditori a tenere controllato l’inventario. Danno anche molte informazioni sulla quantità di prodotti che vengono comprati. In pratica, questi codici servono come le impronte digitali dei prodotti.

Il codice a barre è stato inventato negli anni Settanta per accelerare il processo di check out, ma ha alcuni svantaggi. Al fine di tenere il passo con gli inventari, le aziende devono eseguire la scansione di ogni codice a barre su ogni confezione di un prodotto particolare. In più, quando il cliente arriva alla cassa bisogna eseguire nuovamente la scansione per ogni singolo prodotto, con una notevole perdita di tempo. Infine, il codice a barre è una tecnologia di sola lettura, il che significa che non è possibile inviare alcuna informazione.

Le etichette RFID sono un miglioramento rispetto a codici a barre perché i tag hanno la capacità di essere letti e inviare informazioni. I dati memorizzati sui tag RFID possono essere modificati, aggiornati e bloccati. Alcuni negozi che hanno cominciato a usare tag RFID hanno scoperto che la tecnologia offre un modo migliore per tenere traccia della merce per scopi di stoccaggio e di commercializzazione. Inoltre, i tag RFID permettono di leggere le informazioni in un decimo di secondo, senza che il chip debba essere per forza visibile o a contatto con il lettore. Questo significa, implicitamente, che se il chip è sporco o parzialmente coperto, la scansione può avvenire ugualmente. In più, la lettura dei dati può essere cifrata, per una maggiore sicurezza.

Oltre alla merce al dettaglio, le etichette RFID sono state aggiunti ai dispositivi di trasporto come le tessere di pedaggio autostradale e quelle della metropolitana. A causa della loro capacità di memorizzare dati in modo efficiente, le etichette RFID possono catalogare i costi dei pedaggi e le tariffe e dedurre i costi elettronicamente dalla scheda. Questo permetterebbe di accorciare o addirittura eliminare le code ai caselli, un problema che ogni estate affligge milioni di vacanzieri sulle strade di tutta Italia.

Com’è nata la tecnologia RFID

La tecnologia RFID è stata inventata all’incirca nel 1970, ma fino a poco tempo fa era troppo costosa per applicarla su larga scala. All’inizio, i tag RFID venivano utilizzati solo per tenere traccia degli elementi di grandi dimensioni, come le mucche, i vagoni ferroviari e i bagagli, che venivano spediti su lunghe distanze. Queste etichette erano sistemi complessi di spirali metalliche, antenne e vetro.

Queste etichette RFID sono alimentate da un campo magnetico generato dal lettore RFID stesso. La corrente elettrica è un componente elettrico ed è elettromagnetica. Per questo motivo, è possibile creare un campo magnetico con l’elettricità, e viceversa.

I tag RFID sono stati creati nel tentativo di ridurre i costi della tecnologia. Questi dovevano essere dei tag usa e getta da applicare a merce meno costosa. Inoltre, si usa un inchiostro conduttivo di carbonio al posto delle bobine di metallo per la trasmissione dei dati. L’inchiostro è stampato su etichette di carta e analizzato da lettori.

Tag RFID attivi, semi-attivi e passivi

Le innovazioni più recenti nel settore RFID includono tag RFID attivi, semi-attivi e passivi. Questi tag possono archiviare fino a 2 kilobyte di dati e sono composti da un’antenna microchip, e, nel caso di tag attivi e semi-passivi, da una batteria. I componenti del tag sono racchiusi nel vetro o nella plastica.

Ogni tag funziona più o meno nello stesso modo. I dati memorizzati nel microchip di un tag RFID devono essere letti. L’antenna del tag riceve energia elettromagnetica da un’antenna di un lettore RFID. Con l’utilizzo di energia da una batteria interna, il tag invia onde radio al lettore. Infine, il lettore prende le onde radio del tag e interpreta le frequenze, come dati significativi.

Questi tag RFID oggi sono poco usati perché sono costosi e ingombranti. I tag attivi, semi-passivi e passivi rendono la tecnologia RFID più accessibile. Questi tag sono meno costosi da produrre e possono essere abbastanza piccoli da stare su qualsiasi prodotto.

Questi tag RFID utilizzano batterie interne nei loro circuiti. Un tag attivo utilizza anche la sua batteria per trasmettere onde radio ad un lettore, mentre un tag semi-passivo si basa sul lettore per fornire dati. Dato che queste etichette contengono più hardware rispetto ai tag RFID passivi, sono più costose. I tag attivi e semi-passivi, dunque, sono riservati agli oggetti costosi che vengono letti su distanze maggiori: diffondono alte frequenze a 850-950 MHz che possono essere lette a 100 metri di distanza.

I tag RFID passivi, invece, si basano interamente sul lettore come fonte di alimentazione. Vengono letti fino a 20 metri di distanza e hanno minori costi di produzione, nel senso che possono essere applicati a merce meno costosa. Questi tag vengono prodotti a perdere, insieme ai beni di consumo usa e getta.

I costi della tecnologia RFID

Un altro fattore che influenza il costo dei tag RFID è l’archiviazione dei dati. Ci sono tre tipi di archiviazione: lettura-scrittura, di sola lettura e WORM (write once, read many). Nel primo caso, i dati dei tag possono essere aggiunti o sovrascritti. Nel secondo caso, cioè sola lettura, non possono essere aggiunti o sovrascritti dati eccetto quelli memorizzati al momento della creazione. Infine, i tag WORM possono avere dati aggiuntivi, ma non possono essere sovrascritti.

La maggior parte delle etichette RFID passive costano tra i 7 ei 20 centesimi l’uno. Tag attivi e semi-passivi sono più costosi, ma il prezzo dipende dalla gamma, dal tipo e dalla quantità. L’obiettivo del settore è quello di far scendere il costo di un tag RFID passivo fino a 5 centesimi.

Quando questo succederà, questo porterà ad una rete onnipresente di tag RFID. I prodotti saranno tutti etichettati e monitorati. I ripiani stessi potranno comunicare in modalità wireless con la rete.

Come funziona esattamente il sistema RFID?

Facciamo un esempio di come potrebbe funzionare il sistema. Al supermercato, ogni contenitore del latte avrà un tag RFID che memorizza la data di scadenza e il prezzo. Quando si prende la confezione del latte, le informazioni potrebbero raggiungere in modalità wireless il telefono cellulare. Uscendo dal negozio, si passa attraverso le porte con un lettore di tag incorporato. Questo lettore cataloga il costo di tutti gli articoli nel carrello e invia il conto alla banca, che detrae l’importo dall’account. I produttori sapranno cosa ha comprato ogni consumatore e i negozianti sapranno cosa devono comprare per rifornire il supermercato.

Ma la catena potrebbe continuare anche tra le mura domestiche, perché il frigorifero potrebbe essere dotato di un lettore di tag, per segnalare la scadenza del cibo o quello che manca. I prodotti poi potrebbero essere monitorati anche quando vengono gettati nella spazzatura. Esiste anche un risvolto economico e pubblicitario. Sulla base dei prodotti acquistati, il negozio di fiducia potrebbe inviare degli sconti personalizzati e delle offerte speciali mirate al consumatore.

Ogni etichetta RFID potrebbe contenere 96 bit di informazioni, tra cui il produttore del prodotto, il nome del prodotto e un numero a 40 bit di serie. Le informazioni memorizzate sulle etichette intelligenti sarebbe scritte in un Product Markup Language (PML), che si basa su XML. Il PML permetterebbe a tutti i computer di comunicare con qualsiasi sistema di computer come fanno i server Web con l’HTML.

I rischi della tecnologia RFID

Alcune persone trovano che tutto questo sia allarmante. Mentre molti consumatori acquistano merci monitorate con tag RFID senza saperlo, alcune persone lottano contro la proposta che i passaporti siano integrati con microchip RFID.

Il passaporto elettronico dovrebbe essere una misura di sicurezza per il traffico aereo e per procedure più efficienti negli aeroporti. Il passaporto elettronico ha un numero di identificazione del chip, una firma digitale e la fotografia che agisce come un identificatore biometrico. Il passaporto elettronico contribuirà a migliorare la sicurezza, ma con così tante informazioni personali incorporate nel documento, ci sono molte preoccupazioni circa il rischio di furto di identità.

Il furto di identità potrebbe verificarsi in due modi: lo skimming si verifica quando qualcuno usa un lettore RFID per eseguire la scansione dei dati da un chip RFID senza che il titolare del passaporto lo sappia; l’intercettazioni si verifica quando qualcuno legge le frequenze emesse dal chip RFID in quanto è scansionato da un lettore ufficiale.

Il passaporto elettronico contiene un dispositivo metallico anti-skimming. Questo dispositivo è uno scudo radio inserito tra la copertura del passaporto e la prima pagina. Quando il passaporto elettronico è chiuso, non possono essere analizzati i dati. Quando è aperto, può solo essere letto da uno scanner a meno di 10 centimetri di distanza.

Il costo di un passaporto elettronico negli Stati Uniti è di $ 97, ma il costo di installazione di lettori RFID negli aeroporti è ancora più sconcertante. L’adozione del passaporto elettronico richiederà un cambiamento graduale, ma le autorità stanno già discutendo su questo. Anche l’Italia ha aderito alla nuova tecnologia, e i passaporti elettronici sono disponibili dal 2006.

Con gli stessi problemi di sicurezza, anche il mondo della finanza si sta attrezzando. I chip RFID vengono utilizzati per moltissime carte di credito, e sembra che in futuro verranno posizionati anche nei cellulari, per facilitare le transazioni economiche.

La Texas Instruments garantisce la privacy dei chip RFID attraverso una varietà di tecnologie che includono la crittografia, la disattivazione e la fabbricazione di chip a codice chiuso, che permette di personalizzare i chip in base alle esigenze dei clienti. Le etichette possono essere programmate con ulteriori informazioni quali la posizione di archiviazione. I chip supportano anche i requisiti specifici del settore della privacy, come le specifiche di disattivazione.

Ricapitolando, i chip RFID hanno sicuramente vantaggi e svantaggi, come tutte le nuove invenzioni. Ma i vantaggi sono innumerevoli e non di poco conto. Pensate per esempio ai microchip per gli animali domestici, che aiutano a recuperare il proprio fedele amico. Oppure alla rilevazione del patrimonio librario nelle biblioteche. Insomma, quello che si può dire al riguardo è che i chip RFID possono essere una grandissima risorsa, se utilizzati nel modo giusto.

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  1. Emanuele 20 gennaio 2011

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