RFID embedded: quando conviene? – Parte 2

Sul blog di Elettronica Open Source puoi leggere non solo tutti gli articoli Premium riservati agli abbonati Platinum 2.0 e inseriti nella rivista Firmware 2.0 (insieme ad articoli tecnici, progetti, approfondimenti sulle tecnologie emergenti, news, tutorial a puntate, e molto altro) ma anche gli articoli della Rubrica Firmware Reload. In questa Rubrica del blog abbiamo raccolto gli articoli tecnici della vecchia rivista cartacea Firmware, che contengono argomenti e temi evergreen per Professionisti, Makers, Hobbisti e Appassionati di elettronica. In questo articolo vedremo le capacità ed i benefici delle soluzioni RFID embedded confrontate con quelle più tradizionali dell’RFID per il Supply Chain Management.

I BENEFICI DELL’RFID EMBEDDED

L’obiettivo primario dell’RFID si riassume in “top-line enhancement” (accrescimento a livello top), tra cui maggiore sicurezza dell’utente, nuovi guadagni, produttività nella vendita, sicurezza del prodotto, etc. L’elenco sotto riportato riassume le migliorie di prodotto e dell’infrastruttura generate da un sistema RFID embedded.

Richiesta e visibilità di prodotto.
Previsione della richiesta e della condotta: periodo di picco della domanda/richiesta e comportamento del consumer, per ottimizzare il mix di prodotto, il disegno ed il testo di promozione, determinando così l’efficienza del device.
Inventario da remoto: riduzione dello stock-out del prodotto, minimizzare i tempi di consegna, rendendo l’inventario disponibile in tempo reale.
Pricing dinamico: prezzo del prodotto determinato dalla disponibilità e dalla richiesta del consumer.
Controlli di restocking/ordinazioni: dati esatti sulla disponibilità del prodotto a stock per stabilire eventuali ordinazioni.
Product Management da remoto: monitoraggio da remoto per la cura e la risposta con azioni correttive, quando necessario.

SICUREZZA E CONTROLLO ACCESSI

Anti-contraffazione: garantire che il brand sia effettivamente genuino. Aumentare l’esperienza del cliente e ridurre i costi di supporto.
Pagamenti contactless: accettare card per guidare gli acquisti impulsivi, ridurre i costi di una raccolta dati manuale e transazioni veloci.
Protezione contro la manomissione del prodotto: verificare che sia il prodotto che la macchina (che lo distribuisce) non siano manomessi da fonti esterne. Allertare l’azienda in caso di violazione.
Accesso/utilizzo autorizzato del prodotto: assicurare che solamente le persone autorizzate possano accedere a determinati prodotti o in determinate aree. Esperienze personalizzate dei clienti.
Programmi loyalty: guidare gli acquisti ripetuti ed evidenziare i clienti fedeli offrendo frequenti sconti e promozioni.
Azioni ad hoc: accogliere il cliente con un prodotto individuale e customizzato, in modo da incontrare i suoi gusti ed aspettative.
Assemblaggio/configurazione automatica del prodotto: assicurare la corretta sequenza di azioni in fase di creazione o set-up del prodotto. Le applicazioni RFID embedded godono dei benefici generati dall’RFID nella Supply Chain e riguardano principalmente le reazioni dell’infrastruttura e l’accessibilità al management.
Efficienza: non è richiesto l’intervento umano affinché il reader RFID legga il tag.
Riduzione o eliminazione dell’errore: l’RFID elimina il bisogno della lettura a vista ed aumenta la potenziale distanza di lettura.
Storia del prodotto: diversamente dalle altre forme di rilevazione, l’RFID permette la scrittura e la conservazione delle informazioni nel tag, assicurando così che la storia del prodotto viaggi nel tag posto sul prodotto stesso.
Velocità: con una capacità di lettura di 50 tag al secondo o oltre, il reader RFID è molto più veloce rispetto allo scanner barcode, che usualmente necessita di mezzo secondo o più per completare con successo ogni operazione di lettura.
Informazioni immagazzinate: con una maggiore capacità di data storage, il sistema RFID offre una capacità di lettura/scrittura considerevolmente più grande.
Durata: i tag e reader RFID possono essere integrati all’interno di altri prodotti e godono quindi di una più elevata durata non essendo esposti al logorio del contesto in cui operano, tra cui sporco e rumori. I designer di prodotti ed i fabbricanti di strumenti originali (OEM) che incorporano reader RFID nei loro prodotti e soluzioni possono quindi offrire ai loro clienti maggiore sicurezza, produttività e diversità competitiva. Immaginate questa tecnologia in ogni prodotto nel mercato e capirete perché l’RFID embedded è considerata una delle nuove tecnologie più “calde”.

VALUTARE I COMPONENTI DELL’RFID EMBEDDED

Dopo aver compreso come l’RFID embedded può arricchire il prodotto con nuove capacità ed estese funzioni, la sua implementazione diventa l’area dove focalizzarsi. Un’adeguata pianificazione è essenziale per facilitare i tempi ed i costi associati all’RFID embedded, così come selezionare i componenti ed il fornitore corretto può far la differenza tra successo e fallimento. Mentre nel caso dell’RFID tradizionale l’attenzione è spesso focalizzata sul tema del tag e delle frequenze, nell’RFID embedded questi fattori sono normalmente secondari rispetto all’individuazione del reader e del software. In questo whitepaper si discute sui fattori chiave da considerare nella valutazione di ognuno dei quattro componenti fondamentali (reader, software, antenna e tag) per una soluzione RFID embedded.

READER

Negli ultimi anni le dimensioni dei reader RFID si sono notevolmente ridotte, passando dalla grandezza di una scatola per scarpe a quella di una moneta, con un rapporto inversamente proporzionale con l’intelligenza, che è infatti aumentata. I reader RFID embedded sono considerevolmente differenti rispetto ai reader long range posizionati ad esempio sulle baie di carico delle merci di un magazzino: qui il range di rilevazione è il primo requisito da rispettare, per cui i reader sono dotati di potenza di emissione da uno a due watt. Un simile approccio basato sulla potenza stride con il concept delle applicazioni embedded: i reader embedded cercano di bilanciare la potenza in uscita con il consumo e l’intelligenza a bordo. La comunicazione in una stanza con numerosi eco fornisce un chiaro esempio di questo concetto: grida più elevate provocano un maggior rumore d’interferenza, mentre sussurri associati ad un attento ascolto assicurano un’ottima comunicazione senza distorcere i sensi. È quindi necessario considerare questi fattori nel valutare i reader:

Ottimizzazione delle performance: in un’applicazione embedded, dove i report ed i dati provenienti dal sistema possono essere modificati con procedure dettagliate, i parametri del reader vengono impostati in base al contesto operativo (es. riduzione di rumore, ricezione sensibile e controllo di potenza), rendendolo quindi adatto alla specifica applicazione.
Flessibilità per l’OEM: in molti casi, il reader RFID sarà utilizzato da OEM e designer direttamente nel loro progetto di prodotto; i reader quindi devono essere di facile integrazione e accesso una volta installati. Tra i fattori da considerare, anche le interfacce host ed elettriche, il montaggio di opzioni ed un ridotto profilo del reader.
Upgrade: essendo una tecnologia in rapida evoluzione, i reader di oggi possono non supportare tag e protocolli di sicurezza di domani. Reader che possono recepire update del firmware, anche quando dispiegato in campo, offrono una protezione d’investimento e flessibilità per il cliente.
Adeguata capacità del range di lettura: in molti casi, i device embedded non richiedono gli ampi range di lettura presenti negli apparati operativi nella supply chain. Ancora più importante, i reader devono parificare o superare le richieste di range per tener conto delle variabili del contesto.
Ottimizzazione prezzo/prestazioni: diversamente dai reader nelle baie di carico/scarico dei magazzini con un costo da $2,000 - $5,000, il prezzo dei reader embedded è calcolato per grandi quantità ed una capillare distribuzione. Il costo deve essere un decimo o meno rispetto a quello dei reader per la supply chain. Altrettanto importante, affidabilità e prestazioni non possono essere sacrificate per l’altare del pricing: i reader embedded sono usati in grandi quantità e contesti difficili e quindi devono offrire un adeguato equilibrio tra affidabilità, prezzo e performance.
Indipendenza del tag: poiché i protocolli del tag evolvono e le economie di scala conducono i prezzi al di sotto di 3 cent ($), variazioni nella creazione dei tag causano un rischio considerevole nell’RFID embedded. Per ridurre questo rischio, i reader devono supportare tutti i tag del mercato; i reader ideali prevedono anche il supporto a tag futuri e relativi protocolli. Essendo collegati all’intera soluzione, i reader dovrebbero anche rimanere indipendenti dal produttore del tag per ridurre il rischio di essere estromessi dal mercato.
Design: essendo R&D e design fortemente dipendenti dal ciclo di vita del prodotto, i reader devono favorire l’integrazione considerando le possibili variazioni di dimensioni. Un layout uniforme nel tempo del reader assicura che il progetto attuale non richiederà significativi lavori di rifacimento quando il prodotto ospitante sarà ridisegnato. Oltre a ciò, i reader devono fornire un’architettura universale che garantisca la transizione da un progetto all’altro, affinché i produttori debbano solamente integrare la componente RFID.

SOFTWARE

Soluzioni RFID embedded sofisticate, centrate sull’aspetto software forniscono la performance di rilevazione necessaria, affidabilità, sicurezza, output power e power control richieste in ogni applicazione. Ma il software tende ad essere l’elemento più revisionato in un’implementazione RFID. Particolarmente nel caso di soluzioni RFID embedded, la scelta del software rappresenta una delle più fondamentali considerazioni. Un sistema RFID di successo richiede un’infrastruttura applicativa in grado di gestire la quantità massiccia di dati raccolti, disporre in tabelle e catalogare correttamente questi dati affinché gli addetti possano usare queste informazioni come un elemento che influenza il processo decisionale. A causa delle complessità delle applicazioni, il software deve possedere API (Application Programming Interface) user-friendly ed universalmente comprensibili. Al posto di una misteriosa “scatola nera”, il software corretto trasformerà il reader RFID in un modulo facilmente accessibile ed application-friendly per il progettista OEM. Le più importanti caratteristiche per valutare il software in un’applicazione RFID embedded sono:

API semplici: API semplici che riassumono, semplificano ed automatizzano tag e specifiche funzioni di protocollo, aumentano la possibilità dei clienti di integrare facilmente l’RFID nelle loro applicazioni, pur non essendo esperti conoscitori di questa tecnologia. Lo sviluppatore deve principalmente richiamare semplici comandi quali “SelectTag”, “ReadTag” e “WriteTag”. Le API devono essere scritte in un linguaggio ad alto livello, quale C, facilitando le richieste di codifica.
Integrazione reader/firmware: i readers devono essere progettati su una piattaforma firmware flessibile per ridurre la necessità di componenti aggiuntivi. Questo modello consente l’upgrade del reader RFID a seguito di migliorie tecnologiche ed al rilascio di nuovi tag.
Focus sulla sicurezza: molte delle necessità di sicurezza nelle applicazioni embedded possono essere realizzate solo attraverso un modello software flessibile. La sicurezza basata su hardware è poco affidabile in quanto non è possibile il recupero una volta compromessa e tende ad essere molto costosa. Il software possiede la capacità di reagire al danneggiamento e di introdurre un layer aggiuntivo di sofisticazione al modello di sicurezza implementato.