Tre minuti per capire la tecnologia RFID

La tecnologia RFID si riferisce alla tecnologia a radiofrequenza. La sua tecnologia si basa principalmente sul principio del campo magnetico o del campo elettromagnetico per realizzare la comunicazione bidirezionale tra dispositivi tramite radiofrequenza, in modo da realizzare la funzione di scambio di dati. La caratteristica principale di questa tecnologia è la possibilità di ottenere informazioni senza contatto. Informazioni RFID, etichette elettroniche, logistica e biblioteche sono alcuni tipici scenari applicativi. Le bande di frequenza a radiofrequenza comunemente utilizzate per la tecnologia RFID includono principalmente: bassa frequenza, alta frequenza, ultra alta frequenza e microonde. Composizione del sistema RFID: un sistema RFID è composto principalmente da tre parti: lettore, etichetta elettronica e sistema di gestione dei dati.

Lettore RFID: Conosciuto anche come lettore, viene utilizzato principalmente per leggere le informazioni contenute nel tag elettronico o per scrivere al suo interno le informazioni richieste dal tag stesso. A seconda dell'utilizzo, i lettori si dividono in lettori di sola lettura e lettori di lettura/scrittura, che rappresentano il centro di controllo ed elaborazione delle informazioni del sistema RFID. Quando il sistema RFID è in funzione, il lettore trasmette energia a radiofrequenza in un'area per formare un campo elettromagnetico, la cui estensione dipende dalla potenza di trasmissione. I tag presenti nell'area di copertura del lettore vengono attivati, inviano i dati in essi memorizzati o li modificano in base alle istruzioni del lettore e possono comunicare con la rete informatica tramite l'interfaccia.

Tag RFID: Il tag elettronico viene utilizzato principalmente per memorizzare determinate informazioni. Allo stesso tempo, riceve il segnale dal lettore e invia i dati richiesti al lettore stesso. Il tag elettronico è generalmente attaccato o fissato all'oggetto.

Sistema di gestione dei dati: Il lavoro principale consiste nell'elaborare i dati del tag elettronico trasmessi dal lettore per l'analisi e, allo stesso tempo, completare le funzioni richieste dall'utente. Ad esempio, il seguente flusso di sistema:

Come funzionano i sistemi RFID

Quando il tag RFID si trova nel raggio di riconoscimento del lettore, quest'ultimo emette energia a radiofrequenza di una specifica frequenza. Il tag elettronico riceve il segnale a radiofrequenza inviato dal lettore e genera una corrente indotta. Utilizzando l'energia generata da questa corrente, il tag elettronico trasmette le informazioni memorizzate nel suo chip. Tali tag elettronici sono generalmente definiti passivi. In alternativa, i tag inviano attivamente un segnale di una determinata frequenza al lettore; questi tag elettronici sono generalmente definiti attivi. Dopo aver ricevuto le informazioni dal tag elettronico, il lettore le decodifica e le invia al software applicativo o al sistema di gestione dati appropriato per l'elaborazione.

Classificazione di Rif

La tecnologia RFID può essere suddivisa in tre categorie in base al metodo di alimentazione dei suoi tag, ovvero RFID passivo, RFID attivo e RFID semi-attivo.

1. RFID passivo

Il sistema RFID passivo ottiene energia tramite una bobina a induzione elettromagnetica per alimentarsi per un breve periodo e completare lo scambio di informazioni. Questo modello presenta i vantaggi di una struttura semplice, costi contenuti, basso tasso di guasti e lunga durata. Tuttavia, la distanza di identificazione effettiva dell'RFID passivo è solitamente limitata e viene generalmente utilizzato per l'identificazione a distanza ravvicinata. L'RFID passivo opera principalmente nella banda di frequenza più bassa, ad esempio a 125 kHz, 13,56 MHz e così via. Le applicazioni tipiche dei sistemi RFID passivi includono: tessere per autobus, carte d'identità di seconda generazione e tessere per mense scolastiche.

2. RFID attivo

La ricerca e lo sviluppo dei sistemi RFID attivi sono iniziati relativamente tardi, ma sono già stati applicati in diversi settori. ETC, ad esempio, utilizza un sistema RFID attivo. L'RFID attivo è alimentato da un alimentatore esterno o da una batteria integrata e invia attivamente segnali al lettore, garantendo una maggiore distanza di trasmissione e una velocità di trasmissione più elevata. I tag RFID attivi possono stabilire una comunicazione dati con i lettori entro un raggio di 100 metri e la frequenza di lettura può raggiungere le 1700 volte al secondo. L'RFID attivo opera principalmente nelle bande di frequenza ultra-alta e a microonde, come 9000 MHz, 2,45 GHz e 5,8 GHz, e ha la capacità di identificare più tag contemporaneamente. Le caratteristiche sopra menzionate rendono i sistemi RFID attivi ampiamente utilizzati in scenari RFID ad alte prestazioni e su larga scala.

3. RFID semi-attivo

Poiché la distanza di identificazione effettiva dei sistemi RFID passivi è limitata, mentre quella dei sistemi RFID attivi è sufficientemente ampia, ma questi ultimi necessitano di un'alimentazione esterna o di una batteria integrata e hanno un ingombro maggiore, è nato il sistema RFID semi-attivo. La tecnologia RFID semi-attiva è anche nota come tecnologia di attivazione a bassa frequenza. In condizioni normali, i tag RFID semi-attivi sono inattivi e alimentano solo la parte del tag che contiene i dati, quindi il consumo energetico è ridotto e possono essere mantenuti in funzione a lungo. Quando il tag entra nel raggio di identificazione del lettore RFID, quest'ultimo attiva il tag in un piccolo raggio con un segnale a bassa frequenza di 125 kHz per renderlo operativo, e successivamente trasmette le informazioni tramite microonde a 2,4 GHz. In altre parole, più lettori a bassa frequenza vengono posizionati in punti diversi per attivare i prodotti RFID semi-attivi, consentendo così sia il posizionamento che la raccolta e la trasmissione dei dati.

Per realizzare una gestione patrimoniale tramite RFID, si può considerare l'utilizzo della tecnologia NB-IoT o LoRa per trasmettere i dati raccolti dal lettore RFID alla stazione base LoRa in tempo reale e caricarli sul backend. Attualmente, alcune aziende stanno già sperimentando soluzioni simili, utilizzando l'RFID per l'identificazione e NB o LoRa per la trasmissione. Se si desidera sviluppare una soluzione internamente, è necessario occuparsi dell'integrazione hardware e della trasmissione dati, per poi realizzare il backend. Esistono già soluzioni hardware mature sul mercato, ma il software di backend deve essere sviluppato autonomamente. Generalmente, le aziende produttrici di hardware forniscono SDK. Attualmente, la tecnologia RFID è ampiamente utilizzata in tutti gli ambiti della vita sociale. Può essere applicata in settori quali logistica, vendita al dettaglio, produzione, industria dell'abbigliamento, settore medico, riconoscimento dell'identità, anticontraffazione, gestione patrimoniale, trasporti, alimentare, automobilistico, militare, pagamenti finanziari e molti altri. La tecnologia RFID rappresenta una direzione di sviluppo molto promettente.