Tecnologia RFID

L’etichettatura ha avuto una notevole evoluzione con l’utilizzo di sistemi interattivi sia passivi che attivi, introducendo anche elementi sensoristici che descrivono la storia subita dal prodotto. Il termine RFID significa identificazione a radiofrequenza (Radio Frequency Identification) ed è una tecnologia che sfrutta le onde radio per far comunicare due o più dispositivi con l’obiettivo di identificare gli oggetti in modo automatico e fornire informazioni su di essi.

L’identificazione avviene usando un’antenna, detta RFID reader, che emette onde radio ad un chip digitale, a bassa potenza e a corto raggio d’azione, chiamato tag o transponder, che è stato incorporato o applicato sull’oggetto. I tag RFID sono dotati di una memoria in cui sono immagazzinate un certo numero di informazioni relative all’oggetto su cui sono applicati (come il codice, la data di produzione, il produttore), che possono essere lette e/o modificate da un lettore, sempre per mezzo di una comunicazione via onde radio. Il tag RFID sfrutta, infatti, il fenomeno d’induzione magnetica e quando viene “illuminato” dal campo magnetico dell’antenna, come risposta ai segnali radio emessi dal RFID reader, trasmette i dati memorizzati sul microchip. Le informazioni lette possono successivamente essere trasmesse attraverso una rete a un elaboratore che le processa a seconda delle necessità dell’applicazione.

Le operazioni possibili di lettura e scrittura dipendono, più precisamente, dalla tipologia del chip utilizzato: si possono solo leggere le informazioni contenute (Read Only), si possono scrivere nel chip le informazioni una sola volta, ma leggerle un numero illimitato di volte (Write Once, Read Many), si possono leggere e memorizzare informazioni per un numero limitato ma grande di volte (Read and Write).

I tag RFID si dividono, inoltre, in:

necessaria per compiere le varie operazioni estraendola dalle onde elettromagnetiche generate dal reader;

• semi-passivi, sono molto simili a quelli passivi, ma hanno in più una piccola batteria che alimenta i circuiti interni del tag al fine di velocizzare le operazioni di risposta;

• attivi, quando hanno una batteria interna che impiegano sia per alimentare i circuiti interni del chip sia per trasmettere i dati al reader. Essi hanno un raggio d’azione maggiore rispetto ai transponder passivi e possono contenere microchip con una capacità di memoria più elevata.

Esistono quattro differenti bande di frequenza per la trasmissione e sono: • LF (Low Frequency) 125 kHz - 131 kHz;

• HF (High Frequency) 13.56 MHz;

• UHF (Ultra High Frequency) 433 MHz e 866 MHz - 915 MHz; • MW (Micro Wave) 2.45 GHz and 5.8 GHz.

In riferimento alle bande di frequenza e ai paesi di adozione, esistono innumerevoli tipi di tag RFID, alcuni dei quali normati da standard ISO. Le applicazioni in ambito di tracciabilità alimentare prevedono, secondo quanto citato nello standard ISO 15693, l’utilizzo di tag 13,56 MHz.

La tecnologia RFID presenta numerosi vantaggi rispetto alle tradizionali tecnologie dei codici a barre e delle bande magnetiche:

• l’affidabilità della tecnologia, in quanto un tag RFID non può essere contraffatto;

• l’eliminazione della necessità di "vedere" l'etichetta, poiché le etichette radio possono essere contenute all'interno dei prodotti;

• l’eliminazione della necessità del contatto per l’operazione di lettura;

• la capacità di lavorare in ambienti contaminati e sporchi, nei quali il codice a barre è inutilizzabile, oppure alle alte temperature, dove le bande magnetiche e le smart card sono di difficile utilizzo;

• la capacità di resistere, con opportune protezioni, all'aggressione di agenti chimici e ambientali, di poter operare immerso in un fluido, dentro l'oggetto che si vuole identificare oppure all'interno di un altro contenitore (purché non 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; • la comunicazione può essere in chiaro o cifrata;

• possibilità di realizzare RFID in molteplici 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.

La frontiera di questa tecnologia raggiunge livelli notevoli se si considera la possibilità di equipaggiare i tag con sensori in grado di rilevare i parametri climatici (temperatura, pressione, umidità, ecc.) dell'ambiente in cui sono immersi. Queste caratteristiche si rivelano strategiche per il monitoraggio dei parametri operativi dei macchinari in particolari realtà industriali, dove è necessario garantire regimi operativi controllati. Inoltre, 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.

Grazie all'utilizzo di tali soluzioni si può monitorare lo stato di conservazione di una sostanza, oppure segnalare eventuali allarmi quando il parametro analizzato non fosse nei range voluti, e prendere le decisioni del caso (eliminare il prodotto, accelerare il trattamento di un processo, ecc.), gestendo il dato in via informatica. All’interno delle filiere alimentari, poter utilizzare questa tecnologia diviene fondamentale poiché si rende possibile mantenere informazioni sui quei parametri che determinano il livello qualitativo degli alimenti, soprattutto per quelli ritenuti healthy.

Più in generale l'applicazione della tecnologia RFID a supporto della tracciabilità di filiera si basa sui tag con modalità read/write che permettono non solo una trasmissione di informazioni ma un loro aggiornamento sul chip. Il tag può quindi diventare un sistema d’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, ancora di più, sino al consumatore, accrescendo così la sua fiducia e il suo interesse.

Esistono, poi, altre tecnologie più innovative, come i sistemi NFC (Near Field Communication) e i sistemi RTLS, che rappresentano l’evoluzione dei sistemi RFID, ma che ad oggi sono ancora poco utilizzati.

Figura 14: Esempio di RFID aperto

Figura 15: Componenti di un sistema RFID: tag, lettore, infrastruttura software