Cos'è l'RFID? Una guida completa per principianti

RFID è l'acronimo di Identificazione della frequenza radio. Questa è una tecnologia che utilizza le onde radio per trasferire i dati. 

Affinché funzioni, è necessario disporre di un sistema RFID completo composto da:

• An Tag RFID/ etichetta
• Un lettore / interrogatore RFID
• Antenna RFID

L'etichetta contiene informazioni codificate che possono essere acquisite dal lettore. Tuttavia, il tag deve trovarsi entro una distanza accettabile affinché il lettore possa acquisire le informazioni. Quella distanza è chiamata campo di lettura. 

Se il tag si trova in un buon raggio di lettura, rileverà le onde radio prodotte dal lettore. Di conseguenza, rilascerà le sue informazioni al lettore per l'analisi.  

Come funziona la tecnologia RFID

Come abbiamo già indicato, un sistema RFID è costituito da quanto segue:

• Lettore RFID
• RFID Tag

I due componenti lavorano in tandem. Pertanto, devi sempre assicurarti che ciascuno di essi sia in condizioni eccellenti se desideri ottenere i migliori risultati dal tuo sistema RFID.

Tutte le sue applicazioni sono incentrate sull'identificazione (la capacità di scambiare e autenticare i dati elettronicamente).

Il lettore RFID produce onde radio, creando così un campo elettromagnetico. Se un tag si avvicina, riceverà le onde e le informazioni sulla versione salvate sul tag.

Una breve storia dell'RFID 

Ora che hai compreso il fondamento logico principale della tecnologia RFID, potresti chiederti come sia nata.

Chi è stata la prima persona a utilizzare la tecnologia e per quale scopo?

Ebbene, la tecnologia RFID è relativamente vecchia. Risale alla seconda guerra mondiale. Durante questo periodo, gli eserciti britannico, giapponese, americano e tedesco usavano tutti il ​​radar per identificare gli aerei nemici che si avvicinavano ai loro territori. 

Tuttavia, c'era una sfida poiché nessuno poteva differenziare i propri aerei da quelli dei nemici. 

Fu solo quando i tedeschi si resero conto che se i piloti avessero fatto rollare i loro aerei quando si avvicinavano al radar, avrebbero inviato segnali diversi. Questi segnali unici significherebbero che l'aereo era sotto un pilota tedesco. Questa tecnica è diventata il primo sistema RFID passivo. 

Gli inglesi realizzarono anche un sistema Active Identify Friend / Foe (AIF), che divenne il primo sistema RFID attivo. I soldati hanno fissato un trasmettitore sugli aerei. Questo chip / trasmettitore invierà segnali al radar identificando l'aereo come amico o pericoloso. 

Ad oggi, RFID utilizza gli stessi concetti utilizzati da tedeschi e britannici. Questo è come:

• RFID passivo (come l'approccio tedesco alla guerra). Un tag invia un segnale a un transponder / lettore RFID, riflettendo il segnale per passare le informazioni. 
• RFID attivo (come usato dagli inglesi). Un tag invia un segnale al transponder e lo trasmette scambiando dati. 

Tuttavia, il primo brevetto della tecnologia RFID è stato ottenuto da Mario W. Cardullo il 23 gennaio 1973.  

Un'analisi approfondita della tecnologia RFID

Per aiutarti a comprendere i noccioli della tecnologia RFID, discuteremo in dettaglio i suoi componenti principali. 

TAG RFID

Cos'è un tag RFID? Ebbene, un tag RFID è uno dei componenti più critici di un sistema RFID. Il tag memorizza le informazioni su un individuo o una risorsa specifica.

Per esempio,

Un tag può memorizzare il tuo nome, numero di lavoro, impronte digitali e qualsiasi altro dato utile per l'identificazione. Inoltre, un tag può memorizzare i dati relativi alla posizione di una risorsa, l'ultimo giorno di servizio e qualsiasi informazione aggiuntiva che sarebbe utile per il monitoraggio delle risorse e la gestione dell'inventario. 

Un tag è costituito da due elementi principali, tra cui:

• Un'antenna. Questa è una sezione che riceve e trasmette segnali. Quando il tag si sposta all'interno del raggio di lettura del lettore RFID, l'antenna rileverà i segnali e restituirà i dati. 
• Un circuito integrato (IC) / chip RFID. Questa è la parte del tag che memorizza i dati. Ogni IC dispone di quattro banchi di memoria: utente, EPC, TID e riservato. 

Il tag RFID può essere incorporato in diversi materiali, tra cui carte, braccialetti, badge dei dipendenti e portachiavi.

Inoltre, dovresti sempre allegare il tuo tag RFID direttamente alla risorsa se desideri tracciarlo / identificarlo con facilità.  

Tipi di tag 

Esistono tre tipi principali di tag RFID. Loro includono:

• Attivo. Questi sono tag potenti con un trasmettitore e una batteria. A causa di queste caratteristiche, di solito sono più voluminosi di quelli passivi. Tuttavia, offrono migliori distanze di lettura (fino a 100 metri) e velocità di trasmissione.  
• Passivo. A differenza dei tag attivi, questi mancano di batteria. In quanto tali, sono piccoli (1-10 metri) e offrono un raggio di lettura limitato. Sono anche lenti nella trasmissione dei dati. 

Inoltre, esiste una versione migliorata dei tag passivi. I tag passivi a batteria hanno un raggio di lettura fino a 30 metri e velocità di trasferimento dati relativamente più elevate. 

Come selezionare un tag RFID

Quando selezioni il tuo tag RFID, dovresti sempre valutare le tue esigenze. Se si desidera tenere traccia di elementi lontani dal lettore, è necessario acquisirne uno attivo poiché ha un raggio di lettura fino a 100 metri. Altre opzioni disponibili includono tag passivi, a bassa frequenza, ad alta frequenza e ad altissima frequenza.

Altri fattori da considerare sono:

• Prezzo. Il costo del tag dipende dalla sua costruzione e dal volume necessario. Ad esempio, i tag inlay costano da $ 0.09 a $ 1-75, mentre i tag rigidi costano tra $ 1 e $ 20. Se acquisti in grandi volumi, otterrai un prezzo migliore. 
• Fattori ambientali. L'etichetta è resistente alle alte temperature, all'acqua e ai prodotti chimici? Valuta sempre il tuo ambiente e acquista solo un tag che possa funzionare in modo ottimale nelle condizioni prevalenti.
• Facilità di personalizzazione. Dovresti sempre controllare se il tag è di sola lettura (RO) o di lettura / scrittura (RW). Con RW, puoi modificare i dati regolarmente. Inoltre, dovresti controllare la forma e le dimensioni del tuo tag ideale. 
• Metodo di attaccamento. Quale tecnica di fissaggio desideri utilizzare con il tuo tag RFID? Sono adesivi, rivetti o resina epossidica? Verifica che il tag che utilizzi possa essere apposto utilizzando il tuo metodo ideale senza comprometterne la funzionalità. 
• Lettori / Interrogatori RFID 

Lettore RFID

Un lettore RFID è la parte più cruciale del sistema RFID. Se questa parte è difettosa, l'intero sistema RFID non funzionerà. 

Questi interrogatori sono disponibili in due diversi tipi:

• Lettori RFID fissi. Proprio come suggerisce il nome, i lettori fissi rimangono in una posizione. Di solito è montato su una parete o su qualsiasi altra superficie. Sebbene i lettori possano avere un'antenna integrata, la maggior parte di essi ha una porta esterna dove è possibile collegare fino a 32 antenne.  
• Lettori RFID mobili. Questi dispositivi sono portatili e puoi spostarti con loro in luoghi diversi. Sono ideali per l'uso nei negozi in cui è necessario scansionare tag RFID di oggetti nascosti. 

Come selezionare un lettore RFID

Quando si seleziona il lettore, è necessario considerare il numero di antenne che può contenere, la connettività (LAN, Bluetooth, porta ausiliaria, Wi-Fi o USB) e altre utilità disponibili (HDMI, USB, fotocamera o GPS). 

Inoltre, dovresti controllare l'accessibilità. Gli interrogatori costano tra $ 400 e $ 3000, a seconda delle caratteristiche. Ad esempio, i lettori USB sono relativamente convenienti e possono costare circa $ 400.

Antenne RFID

Le antenne RFID sono responsabili della conversione dei segnali rilasciati da un interrogatore in onde successivamente raccolte dai tag RFID. 

Per comprendere la funzionalità delle antenne, è necessario controllare le seguenti definizioni:

• Guadagno dell'antenna. L'efficacia dei tag RFID nel generare onde sufficienti per essere rilevati dai tag è chiamata guadagno dell'antenna. Maggiore è il guadagno dell'antenna, più potente è l'antenna. 
• Polarità dell'antenna. Questo si riferisce alla capacità dell'antenna RFID di inviare onde radio verticalmente o orizzontalmente. Un'antenna può essere lineare orizzontalmente, verticalmente lineare o polarizzata circolarmente. Uno polarizzato circolarmente invia onde che ruotano continuamente tra il piano orizzontale e quello verticale.

Per ottenere le migliori distanze di lettura, è necessario assicurarsi che la polarità dell'antenna sia allineata con quella del tag RFID. 

Come selezionare un'antenna 

Quando si seleziona un'antenna, è necessario considerare i seguenti fattori:

• Intervallo di frequenze. Può essere 860 MHz - 960 MHz, 902 MHz -928 MHz o 865 MHz -868 MHz.
• Polarità. La tua antenna può essere lineare o circolare. Ne consigliamo uno lineare che possa allinearsi con la polarità del tag RFID. 
• Leggi intervallo. È possibile scegliere intervalli di lettura Campo lontano o Campo vicino a seconda delle proprie esigenze.
• Prezzo. Il prezzo dell'antenna varia da $ 50 a $ 300. Ti assicura di ottenere tutte le funzionalità di cui hai bisogno prima di considerare il prezzo. 

Inoltre, dovresti assicurarti che la tua antenna sia di dimensioni ideali e abbia una logica di montaggio semplice. 

Cavi RFID 

I cavi dell'antenna RFID collegano il lettore RFID all'antenna RFID. Se il cavo è difettoso, il lettore non si accende. Pertanto, un cavo disfunzionale porterà a un sistema RFID non funzionante.

Quando si scelgono i migliori cavi RFID, è necessario considerare i seguenti fattori:

• Tipi di connettori. Devi sempre assicurarti che il tuo connettore sia compatibile con il tuo lettore RFID. Ad esempio, un lettore RFID con un connettore femmina RP-TNC richiede un cavo con un'estremità del connettore maschio RP-TNC. 
• Lunghezza. Assicurarsi sempre che il cavo sia abbastanza lungo da consentire la funzionalità ottimale del lettore indipendentemente dalla posizione. Tuttavia, cavi più lunghi possono provocare un'eccessiva perdita di alimentazione. La soluzione a questo è garantire che il lettore RFID e l'antenna siano relativamente più vicini in modo da poter utilizzare un cavo più corto. 
• Spessore e valutazione dell'isolamento. Più spesso è il cavo, maggiore è l'isolamento. È necessario assicurarsi che il cavo sia ben isolato per evitare perdite di alimentazione. Più è lungo, più spesso dovrebbe essere. 

Tipi di trasmissioni RFID

La tecnologia RFID utilizza le onde elettromagnetiche (EW) per trasferire i dati. Ci sono tre principali gamme di frequenza all'interno dell'EW. Loro includono:

• Bassa frequenza 
• Alta frequenza
• Frequenza ultra alta

Trasmissioni a bassa frequenza

Questa è la trasmissione a frequenza più bassa nell'onda elettromagnetica. Offre un raggio di lettura relativamente stretto e una bassa velocità di trasmissione. Ecco le sue principali caratteristiche uniche:

• Funziona entro una gamma di frequenza di 30-300 kHz. Tuttavia, la maggior parte dei tag ha un intervallo fisso di 134 kHz o 125 kHz.
• Hanno un raggio di lettura di circa 10 cm. Un tag che si trova a oltre 10 cm dal lettore non preleverà le onde radio del lettore. 
• Costa da $ 0.75 a $ 5 per tag ed è ampiamente utilizzato per il monitoraggio degli animali, il portachiavi delle auto e il controllo degli accessi. Sono ideali anche per l'uso su beni metallici e ambienti liquidi.

Sebbene i tag a bassa frequenza siano relativamente convenienti, offrono una memoria limitata e una bassa velocità di trasmissione dei dati. In quanto tali, non sono l'ideale se si desidera una velocità di trasmissione dei dati elevata. 

Trasmissioni ad alta frequenza 

Questa categoria di trasmissione è ideale quando il compito richiede una distanza di lettura relativamente ampia. I tag che utilizzano l'alta frequenza possono rilevare le onde radio da un lettore a 30 cm di distanza. 

La loro gamma di frequenza primaria è 13.56 MHze costano tra $ 0.2 e $ 10 per tag. Questa frequenza soddisfa tutti gli standard globali rendendola ideale per l'identificazione personale, la gestione delle biblioteche e il controllo degli accessi.

Inoltre, la trasmissione ad alta frequenza viene applicata alla tecnologia Near Field Communication (NFC). 

Frequenza ultra alta 

Nonostante la disponibilità di frequenze altissime ed estremamente alte, la frequenza ultraelevata è la frequenza più alta utilizzata in RFID. Funziona al meglio in una gamma di frequenze di 300-3000 MHz, con frequenze primarie di 860-960 MHz e 433 MHz 

Questa frequenza può essere ulteriormente classificata in:

• RFID attivo. Questi tag utilizzeranno una gamma di 433 MHz. In rari casi, l'RFID attivo applica una gamma di frequenze estremamente elevate fino a 2.45 GHz. Ha un raggio di lettura fino a 100 metri e costa tra $ 25 e $ 50. Il suo raggio di lettura è ideale per il monitoraggio dei veicoli e per l'uso nel settore minerario e delle costruzioni. Tuttavia, non funziona bene in ambienti metallici e liquidi. 
• RFID passivo. La tecnologia utilizza da 860 a 960 MHz e ha un raggio di lettura fino a 25 metri. Costa $ 0.09- $ 20 per tag e può essere utilizzato nei settori manifatturiero, farmaceutico, elettronico, dei tempi di gara e della catena di approvvigionamento. Hanno un'elevata velocità di trasmissione dati. 

Standard RFID 

La comprensione degli standard RFID ti aiuterà a scegliere il prodotto migliore per la tua attività. Offrirà anche informazioni utili sulle normative del settore. 

Cosa sono gli standard RFID? 

Le linee guida RFID sono gli standard che consentono a un produttore di rendere i prodotti compatibili con quelli di un produttore diverso. Ad esempio, un tag realizzato dal produttore A dovrebbe funzionare bene con un lettore realizzato dal produttore B. 

Le linee guida RFID regolano anche il modo in cui avviene la comunicazione tra il lettore e il tag.

Importanza degli standard RFID 

La presenza di normative standard nelle industrie RFID semplifica l'uso dei prodotti RFID. Ecco alcuni dei principali vantaggi della standardizzazione RFID:

• Sviluppo di prodotti complementari. Tutti i prodotti RFID sono realizzati utilizzando gli stessi standard e sono quindi complementari. 
• Maggiore concorrenza. Gli standard RFID aiutano ad espandere il mercato e ad aumentare la concorrenza. Di conseguenza, i prezzi dei prodotti standardizzati saranno equi. 
• Aumenta la fiducia degli utenti. Quando utilizzi un prodotto standardizzato, sarai sicuro che la qualità e la funzionalità sono di prim'ordine. 

Chi stabilisce i regolamenti RFID? 

Due organizzazioni internazionali regolano il settore RFID. Loro includono:

• Organizzazione internazionale per gli standard (ISO)
• Codice prodotto elettronico Global Incorporated (EPCglobal)

Nel 1996, ISO ha collaborato con la Commissione elettrotecnica internazionale (IEC) per regolamentare l'uso della tecnologia RFID. Successivamente, l'ISO / IEC ha formato il Comitato tecnico congiunto (JTC). 

Il comitato è stato incaricato di affrontare vari problemi RFID, tra cui interfaccia aerea e protocolli associati, contenuto e formattazione dei dati e test di conformità. 

Oltre a questi organismi di regolamentazione internazionali, esistono comitati di standardizzazione RFID regionali e nazionali. I principali sono:

• ETSI

ETSI è l'acronimo di European Telecommunications Standards Institute. L'organismo ha il mandato di stabilire standard per i canali di comunicazione delle onde radio in Europa. 

• FCC 

FCC sta per Federal Communications Commission. L'ente è incaricato di regolare l'uso delle onde radio per la comunicazione negli Stati Uniti. 

Poiché l'Europa e gli Stati Uniti sono stati i pionieri nella regolamentazione della tecnologia RFID, la maggior parte dei paesi ha adottato i propri standard. Solo pochi stati, come l'Armenia, hanno sviluppato il loro standard indipendente. 

Applicazioni RFID 

La tecnologia RFID ha molte applicazioni. È principalmente un elemento essenziale dei sistemi di difesa in molti governi a livello globale. Altre applicazioni cruciali includono:

• Gestione delle scorte. Non importa se gestisci un supermercato, uno stabilimento di produzione o un'attività di vendita al dettaglio; La tecnologia RFID semplificherà la gestione dell'inventario! 
• Monitoraggio delle risorse. La tecnologia RFID ti consente di monitorare la tua posizione. In questo modo, sarai in grado di sapere quando si spostano dalle aree consentite, frenando così i furti.
• Monitoraggio del personale. I responsabili delle risorse umane utilizzano l'RFID per monitorare il proprio personale. Possono ottenere dati su presenze, prestazioni e molti altri elementi senza problemi. 
• Access Control. Se vuoi limitare il numero di persone che possono accedere a una stanza particolare, puoi utilizzare la tecnologia RFID. Tutti i dipendenti autorizzati avranno un tag per aiutarli ad accedere al luogo. 
• Identificazione. La tecnologia RFID viene utilizzata nelle biblioteche, negli uffici governativi e in molte altre istituzioni per facilitarne l'identificazione.
• Monitoraggio degli animali. I tag a bassa frequenza hanno il riconoscimento degli standard globali per l'uso nel monitoraggio del bestiame. Si attaccano bene al tessuto degli animali, rendendoli così i migliori tag di tracciamento.
• Anticontraffazione. Nel settore farmaceutico, i produttori utilizzano la tecnologia RFID per autenticare i loro prodotti. 

Altri usi della tecnologia RFID includono la gestione della catena di fornitura, i tempi di gara, la pesca alla traina, il monitoraggio delle presenze agli eventi, il monitoraggio dei veicoli e la posizione in tempo reale. 

Puoi prendere in considerazione altre apparecchiature RFID, inclusi portali RFID, stampanti RFID, mappatori di potenza RF e adattatori GPIO. 

Cose essenziali da sapere prima di acquistare un sistema RFID

Investire nel giusto sistema RFID può essere costoso. Potresti finire per spendere fino a $ 3500! Pertanto, è necessario intraprendere ricerche approfondite sulle esigenze per garantire che il sistema sia vantaggioso per la propria attività.

• Considera il ritorno sull'investimento. Installare un sistema RFID è una necessità per la tua azienda? Aumenterà le vendite e migliorerà l'efficacia? Prima di iniziare il processo di installazione, è necessario eseguire uno studio di fattibilità dell'applicazione e dei costi. Acquistalo solo se sei convinto di avere un ambito abbastanza grande da poter essere gestito utilizzando la tecnologia. In questo modo ti verrà garantito un ritorno sull'investimento.
• Costo di funzionamento. Dovresti valutare sia le spese fisse che quelle ricorrenti. I costi fissi possono includere l'acquisto del lettore RFID, dei tag RFID e delle stampanti RFID. D'altra parte, le spese ricorrenti possono consistere nell'acquisto di nastri per stampanti, intarsi RFID e rinnovo del software. Dopo aver effettuato l'accesso a tutti i costi, il rapporto dovrebbe dimostrare che l'investimento è fattibile. 
• Controlla il tuo ambiente. I sistemi RFID possono essere influenzati dal tuo ambiente. Prima di uscire per installare RFID, assicurati che sia compatibile con il tuo ambiente. In questo modo, eviterai di acquistare componenti RFID che non funzioneranno in modo ottimale. Ad esempio, alcuni tag RFID non funzioneranno bene su superfici metalliche. In quanto tale, dovresti evitarlo se desideri monitorare una risorsa metallica. 
• Considera i requisiti del personale. Ricorda che l'efficacia del tuo sistema RFID dipenderà dalla bontà dello scambio di dati tra un tag e un lettore. Pertanto, dovresti contattare un professionista per testare la posizione e i protocolli di installazione migliori per il dispositivo. Inoltre, dovresti ottenere il consiglio di un esperto sulle migliori tecniche per assicurarti che la tecnologia funzioni in modo ottimale. 

Investire in un sistema RFID può essere un punto di svolta. Tuttavia, se raccogli i benefici dipenderà da quanto bene esegui il progetto. 

Considerando che la tecnologia RFID è relativamente nuova per molte persone, abbiamo preparato questa guida completa per principianti per guidare ogni fase dell'implementazione del sistema RFID.