Il controllo degli accessi ai dispositivi è oggi un'operazione molto semplice grazie alla tecnologia messa a disposizione da MikroElektronica.
RFid Reader è una scheda che ha lo scopo di leggere le Identification Cards (RFid Cards) con il supporto delle onde radio. Tale scheda funge da modulo ricevente e trasmittente tramite antenna, ed è corredata da un connettore maschio 2x5 per permetterne la connessione a un sistema di sviluppo.
Figura 1: principio della tecnologia Rfid
Figura 2: esempio di utilizzo Rfid
Figura 3: smart card Rfid
COS'È RFID
Radio Frequency Identification (RFID) è una tecnologia di un sistema in grado di trasmettere l’identità (solitamente un numero seriale univoco) di una persona, animale o oggetto, usando le onde radio. Si pensi, ad esempio, a un cane provvisto di chip, per il suo riconoscimento e tracciabilità. In più, tale tecnologia è resa ancora più sicura, adottando anche metodologie e applicazioni biometriche. Diversamente dai lettori di codici a barre, questa tecnologia non richiede un contatto fisico e diretto, i dati possono anche essere letti attraverso il corpo umano ed altri ostacoli.
Figura 4: il lettore Rfid
Figura 5: il lettore Rfid (vista posteriore)
COMPONENTI RFID
Ecco, a grandi linee, i componenti principali di un sistema RFid:
- l'antenna, che emette onde radio, attivando il transponder, quindi legge e invia informazioni a quest’ultimo;
- il reader, che trasmette i segnali anche a parecchi metri, secondo la potenza irradiata;
- il tag o transponder che, nelle vicinanze del reader, si attiva.
Figura 6: la connessione a un sistema di sviluppo
Figura 7: l'antenna integrata
APPLICAZIONI
Sono davvero molteplici le applicazioni in cui si utilizza la tecnologia RFid, e il numero di esse incrementa sempre più, con il passare del tempo. Ecco i settori di principale utilizzo:
- produzione;
- vendita al dettaglio;
- sistemi di pagamento;
- controllo e sicurezza;
- controllo accessi;
- trasporti;
- carte di credito;
- controllo presenze;
- assistenza e manutenzione;
- identificazione degli animali;
- biblioteche;
- antitaccheggio;
- registro scolastico elettronico;
- monitoraggio raccolta rifiuti;
- bigliettazione elettronica;
- logistica magazzini.
Figura 8: schema di principio
Figura 9: una Identification Card
RFID READER BOARD DI MIKROELEKTRONICA
RFid Reader è una scheda prodotta da MikroElektronika, utilizzata per leggere le Identification Cards (RFid Cards) tramite onde radio. Essa funziona da ricevente e trasmittente tramite antenna. Può essere connessa a un sistema di sviluppo (tipo Easy Pic 5) per mezzo di un connettore maschio 2x5. Il suo funzionamento si basa su due principi fondamentali:
- l'amplificazione della modulazione delle onde radio;
- l'induzione elettromagnetica.
IN DETTAGLIO
RFid Reader è costituita dai seguenti componenti:
- un connettore maschio (2x5) che permette il collegamento a una scheda di sviluppo (tipo Easy Pic 5). I collegamenti prevedono i segnali di alimentazione (Vcc e Gnd) e naturalmente l’accesso al bus delle porte di un pic (ad esempio: RB0, RB1, RB2, RB3, RB4, RB5, RB6, RB7);
- il transceiver EM4095 che è utilizzato quale modulatore e demodulatore AM e anche come driver per antenna;
- l'antenna vera e propria, “stampata” sulla scheda, che riceve i segnali provenienti dalla RFid Card.
RFid Reader è alimentato quando il sistema di sviluppo (ad esempio Easy Pic 5) è collegato ad esso. La presenza di alimentazione sul Reader è indicata da un diodo LED (Power). Non appena il modulo viene acceso, l’antenna riceve una tensione alla frequenza di 125 kHz ed emette un campo elettromagnetico atto a leggere le Identification Cards.
ALGORITMI DI SICUREZZA
RFid Reader dispone di alcuni sofisticati algoritmi per evitare problemi o errori nella lettura dei dati a distanza. In particolare:
- introduce un sistema logico algoritmico di anti collisione grazie al quale è possibile la lettura simultanea anche di un numero elevato di Identification Cards, il tutto privo di qualsiasi errore;
- include anche un sofisticato sistema per cui un Tag (o Transponder) viene letto solamente una volta.
IDENTIFICATION CARDS
Le Identification Cards non possiedono un’alimentazione elettrica propria ma non appena si avvicinano al Reader, esse vengono alimentate grazie al campo magnetico indotto. Il chip-on-board contiene un codice univoco identificativo, che viene inviato non appena la Card si avvicina all'unità di lettura. Quindi, la stessa unità riceve il codice e lo invia a un microcontrollore, per la sua successiva elaborazione.
Figura 10: schema elettrico e connessioni RFid Reader
Figura 11: RFid Reader completa di cavetto per la connessione
SCHEMA ELETTRICO
Di seguito viene mostrato lo schema elettrico relativo all'RFid Reader. Tutti i componenti sono estremamente miniaturizzati, e nei modelli più recenti anche i componenti passivi sono in SMD. Occupa un pò di spazio in più l’antenna stampata, per ovvie ragioni. Ecco, in breve, la funzione dei pin del connettore 2x5, il quale permette la connessione e la comunicazione con un microcontrollore:
- OUT: segnale di uscita dall’integrato EM4095 che contiene, tra l'altro, il codice univoco della Identification Card;
- RDY/CLK: è il piedino che detta il segnale di clock;
- SHD: se è presente un segnale logico basso su questo piedino, RFid Reader entra in modalità sleep;
- MOD: se è presente un segnale logico alto su questo piedino, il segnale di modulazione viene emesso dall'antenna e la trasmissione ha luogo.
CONCLUSIONI
Come abbiamo dimostrato, implementare un sistema di controllo è un'operazione piuttosto semplice. Il microcontrollore si occupa di tutte le operazioni derivanti dal riconoscimento o meno della IC, con abbassamento di costi e di tempo di sviluppo.
