Progetto e realizzazzione di un sistema RFID basato su dispositivi logici programmabili

Questa tesi è un lavoro volto allo studio dei sistemi RFId sia dal punto di vista teorico che pratico.
RFId è l’acronimo di “Radio Frequency Identification”, trattasi quindi di una tecnologia che consente l’identificazione automatica di oggetti, persone, animali, mediante onde radio.
I sistemi tradizionali per l’AIDC (Automatic Identification and Data Capture) sono del tipo a “banda magnetica” oppure “ottico”. Si tratta di tecnologie ben collaudate che consentono di identificare oggetti mediante architetture di sistema relativamente economiche se confrontate con quelle tipiche degli RFId. E’ il fattore costo che, per varie cause, non ha ancora permesso al potenziale del RFId la piena concretizzazione, nonostante la sua indiscussa superiorità rispetto ai sistemi AIDC tradizionali.
Sono numerosi i sistemi RFId con cui si viene a contatto quotidianamente e spesso inconsapevolmente: i sistemi anti-taccheggio ed i codici a barre che integrano un tag RFId (smart-label) sui prodotti degli esercizi commerciali, le carte di pagamento con microchip, i tesserini di riconoscimento nei posti di lavoro, il sistema Telepass per l’accesso ai varchi autostradali, etc... . Inoltre sono svariate le applicazioni più complesse che si possono citare per far comprendere le potenzialità della tecnologia: un esempio su tutti è la possibilità di rilevare, mediante sensori a bordo dei tag, parametri ambientali e trasmetterne i valori misurati ad una stazione remota che li elaborerà opportunamente.
Dal punto di vista pratico, questo lavoro di tesi si è proposto l’obiettivo di studiare e sperimentare il funzionamento del transceiver Texas Instruments TRF7960 al fine di realizzare, in forma prototipale, un reader RFId in grado di identificare tag conformemente allo standard internazionale ISO/IEC 15693.
Il primo capitolo tratta, in modo critico, gli aspetti più importanti e interessanti della tecnologia RFId, il cui studio è stato propedeutico alla fase realizzativa svoltasi presso il laboratorio di Microelettronica, collaborando con lo spin-off Microlaben s.r.l. .
Il secondo capitolo si sofferma sulla descrizione dei singoli componenti hardware utilizzati per la realizzazione del prototipo e sulle modalità con cui sono stati interfacciati reciprocamente. Si è discusso con maggior dettaglio del già citato TRF7960 ma anche del microcontrollore (MCU) Microchip PIC24FJ128GA010 utilizzato per implementare l’unità di controllo del reader.
Il terzo capitolo passa brevemente in rassegna i tool software e hardware utilizzati per la scrittura e il debugging del codice sorgente e per la memorizzazione del firmware nella memoria di programma della MCU. Quindi vengono riportate e commentate le sezioni più significative del codice sorgente, cioè quelle che descrivono i comandi più importanti che il reader può trasmettere ai tag per intraprendere una comunicazione half-duplex.
Il quarto e ultimo capitolo riporta attraverso tabelle e grafici i valori delle misurazioni sui tempi di esecuzione dei comandi trasmessi dal reader e sulla distanza operativa del sistema al variare di parametri quali la potenza in trasmissione selezionata e la dimensione dell’antenna del tag; inoltre vengono riportate alcune immagini relative alle interfacce grafiche dei tool software utilizzati per la verifica del corretto funzionamento del firmware, al fine di dimostrare i risultati ottenuti in corrispondenza dei comandi inviati ai tag.
In conclusione, sono riassunti i principali obiettivi raggiunti da questo lavoro di tesi e sono illustrate le possibili evoluzioni relative al sistema realizzato.