Progetto e realizzazione di un sistema RFID per l'acquisizione di temperature da remoto

Lo scopo della tesi sperimentale svolta è quello di progettare, realizzare e collaudare un sistema RFID per l’acquisizione di temperature da remoto in ambienti quali le celle frigorifere. L’applicazione si rivolge al monitoraggio per tempi lunghi della corretta conservazione dei cibi nelle celle frigorifere e si colloca nell’ambito delle applicazioni che si avvalgono della tecnologia RFID (Radiofrequency Identification). La tecnologia RFID, è usata per l’identificazione automatica d’oggetti, persone e animali ed è caratterizzata dall’uso della radiofrequenza per il trasferimento dei dati tra l’oggetto che richiede l’identificazione, chiamato reader, e quello identificato, chiamato transponder o tag.
Il sistema realizzato opera alla frequenza di 125KHz nell’intervallo di temperature che va da -40°C e +80°C. E’ composto come tutti i sistemi RFID di due componenti: il transponder e il reader che sono in grado di inviare e ricevere dati sfruttando l’accoppiamento induttivo. Il criterio guida seguito nel progetto è stato quello di realizzare un sistema a basso costo e a basso consumo.
Il transponder è alimentato a batteria (3V) ed è in grado d’acquisire una temperatura ogni minuto per almeno un mese. Il dispositivo è progettato per ricevere e inviare dati codificati in Manchester e modulati in ASK (100%). L’utilizzo della codifica Manchester permette il recupero del clock del sistema che in quel momento trasmette. La modulazione ASK permette di realizzare modulatori e demodulatori semplici ed economici. L’antenna usata per il transponder è un’induttanza con core in ferrite.
Il reader è alimentato a batteria (9V) ed è controllato dall’utente attraverso la porta parallela di un PC. Il reader su richiesta dell’utente interroga il transponder, acquisisce le temperature e le trasferisce al PC dove l’utente può controllare la corretta acquisizione. Ovviamente anche il reader per comunicare col transponder si avvale della codifica Manchester e della modulazione ASK. Il reader monta un’antenna ad avvolgimento del diametro di 9 cm progetta e costruita in laboratorio.
Per il trasferimento dati tra il PC ed il reader si usa un protocollo di handshake standard a tre fili. Per una questione d’associazione mnemonica i nomi dati ai segnali non coincidono con i nomi standard.
La comunicazione tra il transponder e il reader è di tipo half duplex, ossia i due dispositivi usano uno stesso canale per scambiarsi i dati. Infatti, il firmware di controllo gestisce la comunicazione in modo che un solo dispositivo per volta possa inviare i dati.
In conclusione il sistema progettato e realizzato per potersi dire funzionante deve essere ancora opportunamente collaudato e gli errori nella sincronizzazione risolti. La distanza operativa prevista varierà tra i 10 cm e i 20 cm.