Radio Frequency IDentification

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RFID è l'acronimo di Radio Frequency IDentification (traducibile con Identificazione a radio frequenza) è una tecnologia per la identificazione automatica di oggetti, animali o persone. Il sistema si basa sulla lettura a distanza di informazioni contenute in un tag RFID usando dei lettori RFID. Un tag RFID è generalmente costituito da un microchip che contiene dati (tra cui un numero univoco universale scritto nel silicio) e una antenna che permette di ricevere e di trasmettere radiofrequenza ad un transceiver RFID. Si tratta di una delle tecnologie che pone i maggiori problemi di privacy tra quelle in circolazione.

Esistono diversi standard ISO di tag RFID

• 125/134 khz
• 13.56 Mhz (negli standard ISO 14443 / ISO 15693)
• 868/915 Mhz (ISO 18000)
• >2.4 GHz (Ultrawide band)

I tag 125KHz e 13.56Mhz sono previsti dalle norme ISO come passivi (senza batterie) mentre per i tag RFID UHF e Ultrawide band esistono attivi, semi-attivi e passivi. I tag attivi sono alimentati da batterie, i tag semiattivi sono alimentati da batterie solo per la parte di trasmissione e tag passivi non hanno nessuna fonte di alimentazione interna, ma traggono l'energia per attivarsi dall'onda radio inviata dal lettore che li interroga.

Si tratta di una tecnologia emergente che sta rapidamente affermandosi grazie allo sviluppo passato delle ITC e internet.

Negli ultimi anni la procedura di riconoscimento automatico (Auto ID) ha suscitato molto interesse e si sta sviluppando in ogni settore industriale, da quello di acquisto e distribuzione di servizi logistici a quello industriale, manifatturiero, metalmeccanico.

Le principali applicazioni:

• Le soluzioni su tag 125/134 kHz trovano campi applicativi: tracciabilità animali (cani e mucche), apertura serrature (settore alberghiero e controllo accessi)
• Le soluzioni su tag 13,56Mhz trovano applicazioni in
  • standard ISO 15693 per la tracciabilità (alimentare, prodotti, etc), borsellini elettronici non bancari (villaggi vacanze, discoteche etc)
  • standard ISO 14443 (ad alta sicurezza) per carte bancarie, tessere documenti di identità elettronici
• le soluzioni con tag UHF ISO 18000 sono dedicate alla logistica sia interna che esterna d'azienda
• le soluzioni con tag 2.4GHz e oltre per la mobilità (telepass e similari) e gli interporti

Indice 1 Cenni storici 2 Essenziali vantaggi degli RFID rispetto a codici a barre e bande magnetiche 3 RFID TAG e RFID Transponder 4 Modalità read-only 5 Applicazioni RFID 5.1 Monetica 5.2 Biglietteria Elettronica 5.3 Logistica Magazzini 5.4 Trasporti 5.5 Controllo di carico e scarico 6 Controllo presenze ed accessi 6.1 Sicurezza sul lavoro 6.2 Tracciamento pratiche 6.3 Assistenza e manutenzione 6.4 Identificazione degli animali 6.5 Biblioteche - rilevazione patrimonio librario e movimento libri 6.6 Antitaccheggio 6.7 Rilevazione dei parametri ambientali 7 RFID e Privacy 8 Collegamenti esterni

[modifica] Cenni storici

Una cronistoria dettagliata è disponibile sul seguente sito [Cronistoria tecnologia RFDI]

[modifica] Essenziali vantaggi degli RFID rispetto a codici a barre e bande magnetiche

La tecnologia RFID ha alcuni vantaggi semplici rispetto alle tradizionali tecnologie di Codici a Barre e Bande magnetiche

• Non deve essere vicino per essere letto come le bande magnetiche
• Non deve essere visibile per essere letto come per i codici a barre
• Si può anche aggiungere informazioni sui chip in funzione della tipologia del Chip (Read Only, Read Once, Read and Write)
• L'identificazione e la verifica avviene in 10/100 di secondo
• La comunicazione può essere in chiaro o criptata

[modifica] RFID TAG e RFID Transponder

L'elemento che caratterizza un RFID è il transponder o tag. Il Tag è un componente elettronico composto da un Chip ed una antenna. Il Chip (grande pochi millimetri) è la parte "intelligente" costituita da una memoria non volatile contenente un codice unico, il quale viene trasmesso tramite l'antenna (circuito di trasmissione del segnale) all'apparato lettore che controllerà i dati ricevuti.
Funzionamento di un tag passivo: il Lettore emette un campo elettromagnetico/elettrico che tramite il processo della induzione genera nell'antenna del tag una corrente che alimenta il Chip. Il Chip alimentato comunica tutte le sue informazioni che vengono irradiate tramite l'antenna verso il Lettore.
Un Tag può essere alimentato da una piccola batteria interna (RFID attivi).
Transponder e antenna sono inseriti in un supporto, che caratterizza l'uso specifico di ognuno di questi oggetti. É possibile realizzare RFID in infiniti formati: inseriti in etichette del tutto simili a quelle normalmente utilizzate nei capi di abbigliamento, oppure sotto forma di adesivi da applicare sulle confezioni di cartone dei prodotti, o all'interno di tessere formato carta di credito.

Per accedere alle informazioni contenute nell'etichetta è necessario un lettore fisso o portatile. Il vantaggio offerto da questo tipo di tecnologia rispetto ai sistemi di identificazione attualmente più utilizzati(codici a barre e lettori a banda magnetica), è che il lettore non ha bisogno di avere la visibilità ottica rispetto all'etichetta e funziona in tempi estremamente ridotti (c.a. 10 centesimi di secondo).

[modifica] Modalità read-only

Si utilizza come tecnologia sostitutiva del codice a barre sfruttando i seguenti vantaggi:

• Affidabilità della lettura
• Eliminazione della necessità di "vedere" l'etichetta (le etichette radio possono essere contenute all'interno dei prodotti ed essere lette anche in più esemplari contemporaneamente)
• Capacità di lavorare in ambienti contaminati, e sporchi
• Capacità di resistere, con opportuni package, all'aggressione di agenti chimici, ambientali, di poter operare immerso in un fluido, dentro l'oggetto che si vuole identificare oppure all'interno di un altro contenitore (fatti salvi quelli completamente metallici)
• Possibilità di leggere, nello stesso contenitore, il codice di decine o centinaia di etichette in un lasso temporale di pochi secondi, e di trasmetterlo al sistema informativo di gestione

I tag dotati di memorie non volatili (qualche kilobyte) possono contenere informazioni molto articolate sull'oggetto cui sono associate. La modalità Read/Write permette non solo una trasmissione di informazioni ma un loro aggiornamento sul chip. il Tag diventa un sistema di identificazione che può tenere traccia della storia di un prodotto fin dalla fase di lavorazione ed essere poi utilizzata in modo interattivo lungo tutta la filiera fino alla distribuzione al dettaglio e in alcuni casi sino al consumatore.

Alcuni vantaggi di questa modalità sono costituiti dalla possibilità di memorizzare dati relativi agli indici di qualità, ai problemi riscontrati e successivamente, dalla semplice lettura del tag, valutare le caratteristiche positive e negative dei prodotti o dei lotti; per esempio applicati alle confezioni di prodotti deperibili alle alte temperature sono in grado di informare il consumatore che il livello di guardia di queste è stato superato (es: camion guasto fermo ore sotto il sole). Nei sistemi industriali particolarmente complessi e operanti in ambienti ostili, la presenza di un tag con queste modalità può sostituire sia il network sia la necessità di avere sempre attivo il controllo di un sistema di gestione e in questo modo automatizzare alcuni processi amministrativi o industriali, localizzare in magazzino i differenti modelli, smistare in distribuzione modelli e prodotti in funzione di alcune caratteristiche (prezzo, dimensioni, packaging ecc.). Questi tag si rivelano utili anche per generazione automatica di bolle e fatture, grazie alla possibilità di leggere contemporaneamente più codici. Anche la fase di vendita trova vantaggi dall'uso dei tag, sia per realizzare inventari real time all'ingresso e alla vendita del prodotto, sia perché i tag possono essere utilizzati come dispositivi antitaccheggio.

[modifica] Applicazioni RFID

Diversi i campi di applicazione della tecnologia. In particolare i campi di adozione principali esistenti sono:

[modifica] Monetica

Visa, Mastercard e American Express stanno lanciando nuove carte di credito che per sicurezza, velocità e flessibilità superano le tradizionali Chip Card. Oltre 10 milioni di Americani, Giapponesi ed Inglesi stanno usando, su base regionale, tali soluzioni. A New York è possibile pagare il biglietto della metropolitana con tali soluzioni.

In Italia si stanno avviando diversi test tra cui: San Paolo di Torino e ATA Hotel (che già gestisce due dei più importanti villaggi (Tanka Village ed i Giardini di Naxos) con tale tecnologia) La tecnologia utilizzata è un taqg 13.56 MHz ISO 14443

[modifica] Biglietteria Elettronica

Forse l'ambito di maggiore applicazione planetaria delle soluzioni contactless RFID. I sistemi di transito per gli abbonati a Parigi, Londra, Milano e Brescia utilizzano carte RFID Contactless per permettere l'accesso ai mezzi di superficie e metropolitana.

La tecnologia utilizzata è un taqg 13.56 MHz ISO 14443 o ISO 15693

I sistemi di accesso degli impianti di risalita sulle piste da sci, sono ormai quasi tutti basati su soluzioni contactless RFID. Grazie a questa tecnologia, i siti Web di alcune società di gestione degli impianti consentono all'utilizzatore, a fine giornata, di ottenere un riepilogo degli impianti utilizzati e dei km di pista percorsi.

[modifica] Logistica Magazzini

Identificare ogni contenitore e ogni scaffale di magazzino con tag riduce gli errori nei prelievi e fornisce una identificazione certa dell'item (in funzione del entitià controllate si parla di Item Tagging (oggetto unico) o Box Tagging). Non è necessario aprire gli imballaggi per verificare il contenuto cercando il codice a barre, così come non è più necessario effettuare il conteggio manuale per la verifica dell'inventario fisico. Con una serie di scansioni a distanza è possibile identificare e verificare la presenza di specifici oggetti in magazzino. Infatti la tecnologia permette di leggere contemporaneamente più etichiette (tag) in generale fino a 100 in contemporanea. La tecnologia permette di conoscere in tempo reale le giacenze di magazzino, riordinare i capi esauriti (in tempo reale).

[modifica] Trasporti

In questo caso i tag vengono applicati sia sugli oggetti (scatole, pallet, ecc.) da trasportare, sia sui mezzi di trasporto (vagoni, automobili, ecc.) In Italia, Francia e in Giappone sono già funzionanti milioni di tessere RFID che permettono ai pendolari di utilizzare diversi tipi di trasporto con le diverse forme di abbonamento. Un'altra applicazione della tecnologia RFID è in sostituzione del codice a barre come identificativo sui bagagli in aeroporto permettendo un maggiore "tasso di lettura" ed errore lungo gli scivoli di smistamento (35% di miglioramento dell'efficienza presso l'aeroporto di Dallas)

I sistemi RFID migliorano gli attuali sistemi di identificazione del mezzo di trasporto (l'esempio più comune è il telepass) sia in termini di efficienza sia di sicurezza della società erogatrice, a spese della sicurezza (privacy) dell'utente.

[modifica] Controllo di carico e scarico

È possibile l'identificazione del carico di un mezzo di trasporto anche con il mezzo in movimento. Non è necessario che i prodotti siano visibili rispetto al sistema di identificazione usato.

[modifica] Controllo presenze ed accessi

L'RFID è una valida alternativa sia alle tecnologie di personal identification tradizionali (badge, tesserini, ecc.), sia alle tecnologie di strong authentication basate sul riconoscimento degli attributi biometrici di un individuo. A differenza di tali tecnologie non richiede contatto visivo per l'identificazione e permette il riconoscimento anche "a distanza". L'identificazione tramite RFID oltre a rendere più agile l'impiego di varchi motorizzati, distinguere gli ingressi dalle uscite e verificare automaticamente l'elenco delle presenze all'interno di una determinata zona, permette l'avvio o l'arresto di un PC a seconda che il proprietario si trovi o meno nelle vicinanze. I tag possono essere stampati o inseriti in oggetti di forma diversa, come ad esempio un badge identificativo e, quindi, personalizzati con stampe di immagini, scritte, loghi, fotografie e codici a barre. Possono essere registrate informazioni come: dati anagrafici, foto di riconoscimento, data e ora di transito, verso di transito, altro.

[modifica] Sicurezza sul lavoro

Sicurezza degli operatori di macchina (es. una pressa) Una macchina che richiede la protezione dell'operatore può essere controllata in base alla presenza dell'operatore autorizzato o arrestare il suo funzionamento se nell'area si avvicina un operatore estraneo o non autorizzato.

[modifica] Tracciamento pratiche

L'applicazione di una etichetta RFID a ogni pratica consente di automatizzare la loro ricerca negli archivi cartacei, di effettuare automaticamente la registrazione del prelievo/restituzione e di mantenere traccia dei vari spostamenti tra uffici e depositi.

[modifica] Assistenza e manutenzione

Interessante è l'applicazione di sistemi RFID nella manutenzione degli impianti. Un esempio è quello delle aziende petrolchimiche dove si devono effettuare manutenzione sulle valvole. Con una semplice lettura del tag applicato direttamente sulle valvole sarà possibile ottenere la storia delle manutenzioni e riparazioni della specifica valvola.

[modifica] Identificazione degli animali

Rispetto agli altri metodi utilizzati per l'identificazione degli animali (marca auricolare, tatuaggio, passaporto cartaceo), con l'applicazione dei tag tutte le informazioni necessarie sono residenti anche sui capi di bestiame e, grazie all'emissione di onde elettromagnetiche a bassa frequenza del tutto innocue, risultano accessibili ovunque si trovi l'animale. Le etichette possono contenere le informazioni indispensabili a garantire la qualità del capo come ad esempio:

• Codice dell'animale;
• Dati anagrafici (passaporto) proprietario;
• Aziende presso le quali il capo è transitato;
• Controlli veterinari a cui l'animale è stato sottoposto
• Trattamenti subiti.

[modifica] Biblioteche - rilevazione patrimonio librario e movimento libri

Applicando i tag sui beni delle biblioteche (libri, video, CD audio, ecc.) è possibile rilevare a distanza le informazioni in esso contenute (tipo di bene, descrizione, numero inventario, rappresentazioni fotografica, ecc.), consentendo di amministrare i libri in dotazione con estrema facilità ed efficacia. La tecnologia RFID presenta vantaggi anche nelle operazioni di attivazione di un prestito e restituzione dei libri alla biblioteca, grazie alla presenza di stazioni self service estremamente facili da usare. Dopo aver prelevato dagli scaffali i libri da prendere in prestito, l'utente deve avvicinarsi alla postazione e appoggiare i libri sul piano di rilevazione assieme alla tessera della biblioteca. Gli oggetti vengono rilevati e la transazione viene automaticamente registrata. Alla restituzione dei libri, l'utente dispone i volumi in un apposito cestello, appoggiato su una stazione di lettura. Il sistema rileva il rientro dei libri nella biblioteca e registra tale transazione, quindi legge dal tag il codice dello scaffale e del ripiano su cui ogni libro deve essere depositato.

[modifica] Antitaccheggio

Il primo aiuto tecnologico, oggi largamente utilizzato su scala mondiale, è arrivato dalla EAS (Electronic Article Surveillance). Mediante l'applicazione di un piccolo tag chipless (senza chip) agli oggetti in vendita, un negozio può rilevare un eventuale transito non autorizzato di un articolo attraverso un varco. Il varco (composta da antenna) è collegato ad un dispositivo di segnalazione acustica e visiva.

L'EAS tuttavia non permette di rilevare né la tipologia né il numero degli oggetti rilevati

[modifica] Rilevazione dei parametri ambientali

L'ultima frontiera tecnologica in ambito RFID riguarda l'introduzione di tag attivi equipaggiati con sensori in grado di rilevare i parametri climatici (temperatura, pressione, umidità, ecc.) dell'ambiente in cui sono immersi. Le grandezze rilevate dai sensori vengono memorizzate in una apposita memoria interna, e lì permangono fino a quando un operatore, dotato di apposito lettore, non ne esegue lo scarico su un PC palmare. Queste caratteristiche si rivelano strategiche per il monitoraggio dei parametri operativi dei macchinari in particolari realtà industriali, dove è necessario garantire regimi operativi controllati. I tag, grazie alle ridottissime dimensioni, possono essere collocati in punti "scomodi", dove sarebbe difficile portare il cavo necessario ad alimentare un apparecchio di misura, ed offrono, a costi decisamente contenuti, una soluzione affidabile e di facile implementazione.

Esempio nella catena del Catena del freddo Una applicazione specifica è volta a controllare e mantenere la temperatura adeguata dei prodotti lungo tutte le fasi della loro distribuzione (trasporto, immagazzinamento, allocazione presso i punti vendita), fino al momento della loro consegna, al fine di garantirne la integrità e "qualità". Questi tag (13.56 Mhz attivi) incorporano un sensore di temperatura (sia in picco, ovvero se esce dai parametri predefiniti, oppure continuo, monitorando continuamente la temperatura). In questo secondo caso è possibile programmare gli intervalli di misurazione della temperatura e memorizzarne i valori, in modo da ottenere un grafico nel tempo oppure identificare il momento (time stamp) in cui il collo ha subito condizioni limite rispetto ai parametri prefissati. La differenza di monitoraggio ha impatto sul costo del tag che può variare da Euro 3.00 a euro 5.00 in funzione della memoria necessaria. Essendo tag ad alto costo, non sono "a perdere", quindi occorre valutare il costo della logistica di rientro degli stessi

Grazie all'utilizzo di tali soluzioni si può monitorare lo stato di conservazione di una sostanza, oppure segnalare eventuali allarmi quando il parametro temperatura non fosse nei range voluti, senza aprire le confezioni che proteggono la sostanza conservata in temperatura e gestendo il dato in via informatica, magari da un sito centrale, dove poter prendere le decisioni del caso:

• eliminare il prodotto,
• accelerare il trattamento di un processo ecc.

[modifica] RFID e Privacy

L'annuncio dell'utilizzo della tecnologia RFID ha generato diverse domande da parte dei consumatori. Nelgi Stati Uniti ad esempio è stata effettuata una campagna di boicottaggio su Benetton che aveva annunciato semplicemente l'introduzione dei tag nei capi per finalità di logistica.

Alcuni Stati USA hanno approvato legislazioni per regolare l'utilizzo delle etichette elettroniche (v. [1]). Dal punto di vista della logistica non sussistono problemi di Privacy (EPC Gen2 prevede che i tag contengano solamente un codice univoco (un numero di serie)). Le preoccupazioni principali riguardano la possibilità che la tecnologia possa essere utilizzata per violare la privacy del possessore degli oggetti taggati. Al momento le principali obiezioni sono articolate sui seguenti elementi:

1. la consapevolezza o meno dell'utente che un prodotto contenga un RFID
2. le informazioni contenute nell'RFID
3. la associazione possessore/TAG

Il primo punto è al momento allo studio delle diverse legislature ma emerge un quadro univoco sulla necessità che i clienti siano informati dell'esistenza del tag, che i tag possano essere disattivati (tramite il comando /KILL), e che sia data la possibilità agli utenti di verificare la disattivazione o più semplicemente rimossi.

Il secondo punto riguarda la informativa contenuta nei tag. Nel caso di prodotti di largo consumo le informazioni nei tag sono codificate secondo EPC Gen2, ovvero il tag sui prodotti contiene solo un indicativo seriale. La pubblica opinione richiede che tali dispositivi siano "oscurabili" o semplicemente rimossi una volta varcate le casse del supermercato e/o negozio. La disattivazione avviene tramite il flagging di una cella nel chip che lo rende disattivo e non riattivabile. Il problema è che una non riattivazione non è mai garantita al 100%, se non con la definitiva rimozione del tag stesso.

Il terzo punto rigurda la possibilità di associare una persona ad un prodotto. É possibile che una persona male intenzionata possa leggere i codici dei tag dei prodotti che uno acquista a distanza e possa sapere le abitudini di consumo di ciascuna famiglia. Teoricamente questo sarebbe possibile se una persona raccogliesse la "spazzatura" di casa nostra e l'analizzasse leggendo ciascun codice RFID. Oppure se creasse dei portali in giro per la città che leggessero tutto quello che passa sotto. Nei tag non si identifica il proprietario, ma ha comunque un numero univoco con cui è possibile risalirne. E i tag hanno distanze di lettura limitate, anche se sono state smentite da varie prove sul campo:

• nel caso dei tag 13.56Mhz la distanza di lettura prevista é cm 30 -cm 60, al di sopra si crea una nuvola elettromagnetica fuori normativa e
• nel caso di tag UHF, usati per la logistica, è 6 metri - 10 metri

I tag UHF non funzionano in presenza di liquidi (il corpo umano è composto al 95% da liquidi) e quindi male si prestano per pedinare una persona. Inoltre è meno costoso seguire gli spostamenti tramite la triangolazione del GSM che disseminare il territorio di antenne (che costano Euro 3,000 ) ogni 10 metri... È possibile leggere oltre i 10 metri alimentando le antenne oltre i 2 Watt, ma in tale caso si sta commettendo un crimine (ovvero occorre una licenza da parte del Ministero delle Telecomunicazioni oppure possono farlo agenti ed investigatori in quanto molto costoso e rischioso e non scalabile su una intera popolazione).

Il problema della privacy sussiste ed è aggravato da fattori come la localizzazione dei dati (nei sistemi centrali o sui CHIP RFID), a quali dati siano scritti sui CHIP RFID oltre al numero univoco del chip stesso, e a quale finalità tali dati siano scritti. É chiaro che il semplice fatto che ogni RFID abbia un numero univoco lo rende nei fatti un "braccialetto elettronico" con il quale è possibile tracciare gli spostamenti e le abitudini di una persona, nonché un pericolo per la sicurezza per la persona stessa, potendo essere seguita da malintenzionati dotati di lettore RFID.

[modifica] Collegamenti esterni

• RFID Italia - Testata di riferimento nel panorama Italiano degli RFID cui collaborano gli esperti italiani e le principali società italiane del settore
• Sito tematico orientato alle domande e risposte dei principali attori internazionali sull'rfid
• Serie di articoli completi su Punto-Informatico in merito alla tecnologia Rfid. Sempre in aggiornamento
• Evoluzione della Supply Chain su Wikisource
• Primo evento italiano sulla tecnologia RFID
• (EN) Sito sull'abuso degli RFID come tecnologia intrusiva della privacy