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RFID

I sistemi RFID (Radio Frequency IDentification) si basano sull’identificazione a radiofrequenza di oggetti su cui è applicato un tag RFID. La grande novità rispetto ai sistemi che utilizzano il codice a barre consiste nel fatto che non si rende necessario il contatto fisico tra gli oggetti per l’identificazione. In seguito ad un’interrogazione dal parte del reader, il tag comunica il suo identificativo. Il reader è un ricetrasmettitore che può essere fisso o portatile e trasmette le informazioni dell’identificativo del tag ad un sistema di gestione. Il tag è costituito da un’antenna collegata ad un chip contenente le informazioni del suo identificativo. Si distinguono tag di tipo attivo, semi-passivo o passivo, infatti essi potrebbero essere dotati di una batteria impiegata per l’alimentazione durante la trasmissione (attivo), oppure per alimentare un sensore aggiuntivo o soltanto il chip (semi-passivo). I tag passivi sono i più diffusi per il basso costo e la semplicità di implementazione, essi sfruttano la potenza ricevuta dal reader e variando il proprio stato interno di impedenza, trasmettono un segnale modulato contenente il numero dell’identificativo.
Numerose sono le applicazioni in cui i sistemi RFID trovano impiego: sistemi elettronici di pedaggio, etichette intelligenti per l’identificazione di animali, controllo degli accessi, catene di distribuzione, etc.
La scelta della frequenza di utilizzo influisce sulla distanza operativa del sistema, sulla velocità di trasmissione dei dati, e sull’interferenza con altri sistemi. I primi sistemi RFID a diffondersi sono stati quelli in banda LF (120-145KHz) e HF (13.56MHz) in cui la comunicazione avviene tramite accoppiamento magnetico tra reader e tag. Recentemente si sono diffusi i sistemi in banda UHF (860-960MHz) in cui la comunicazione avviene tramite radiazione elettromagnetica consentendo la comunicazione a distanze operative e velocità di trasmissione maggiori. In più, grazie alla definizione dello standard EPC Global Class-1 Generation-2, i sistemi UHF-RFID passivi sono sicuramente i più diffusi per la logistica e le la gestione del singolo elemento (Item Level Tagging). Tale protocollo consente la gestione di uno scenario in cui sono presenti una molteplicità di tag grazie ad un algoritmo di anticollisione. Altre frequenze utilizzate sono: 433MHz all’interno della banda UHF e nella banda delle microonde, 2.4GHz e 5.8GHz.
Oltre ai classici sistemi UHF-RFID operanti nella regione di campo lontano, recentemente si stanno diffondendo sistemi in cui la comunicazione tra reader e tag avviene nella regione di campo vicino (Near Field, NF) delle due antenne (NF-UHF RFID System).
In un sistema RFID con portali per la gestione di magazzini l’antenna del reader deve essere in grado di identificare l’oggetto equipaggiato di tag che passa attraverso di esso senza leggere altri oggetti presenti nello scenario. In questa circostanza, una possibile soluzione da utilizzare per l’antenna per il reader è un’antenna focalizzata in campo vicino. Essa consente di massimizzare il campo irradiato nella zona interna al portale evitando le interferenze con i portali adiacenti e in più è in grado di irradiare una potenza minore in campo lontano rispettando i requisiti di EIRP. La realizzazione tramite tecnologia a microstriscia consente di realizzare un’antenna sottile, di facile realizzazione e a basso costo. La focalizzazione è ottenuta tramite un opportuno disegno della linea di alimentazione e per la frequenza di 2.4GHz con un array di 8x8 elementi, si ottiene una potenza irradiata massimizzata in un’area di 20-30cm sul piano di focalizzazione.
Un’altra applicazione per i sistemi NF-UHF RFID è costituita dagli scaffali intelligenti (smart shelves). In questo caso è utile per la gestione del singolo elemento, ad esempio in negozi, biblioteche o farmacie, un’antenna in grado di irradiare nella regione di campo vicino in modo da identificare solo gli oggetti posti sullo scaffale. Inoltre possono essere applicati algoritmi di localizzazione per individuare la posizione dell’oggetto all’interno dello scaffale stesso.
L’ampia diffusione dei sistemi RFID fa si che essi siano impiegati non solo per l’identificazione ma anche per la localizzazione degli oggetti stessi in ambienti indoor. In tal caso è possibile sviluppare tecniche opportune che utilizzano sia informazioni di ampiezza che di fase per la localizzazione di oggetti su cui sono posti tag UHF-RFID.