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cosa, possono rivoluzionare la vita di tutti coloro che ne fanno uso,
grazie alle sorprendenti capacità comunicative di un tag RFID.
Si è partiti da questo concetto per definire quelle che oggi vengono
chiamate Smart tag o comunemente dette Etichette Intelligenti.
L’intelligenza di queste etichette consiste nella comunicazione con
altri oggetti, argomento di rilevante interesse in quanto si è grado di
trasportare dati a costi zero, o meglio una volta implementate le
etichette e l’infrastruttura necessaria, il loro essere modificate a
livello di contenuto e riutilizzate, quando possibile, non prevede
ulteriori costi. Come avviene del resto oggi per le transazioni
economiche fatte in Internet.
Avere i dati del prodotto significa conoscere la sua provenienza,
avere notizia delle trasformazioni subite, e tante altre informazioni
che oggi è difficile sapere. Questo, in realtà può avvenire già
adesso, con una semplice etichetta sul prodotto e un lettore adatto.
Nonostante ciò è una tecnologia che si sviluppa nell’ombra, forse
perché il codice a barre sembra fare ancora “da padrone” per i suoi
costi quasi nulli o semplicemente perché pochi se ne sono
interessati.
Le soluzioni di applicazione che si possono legare a questa
tecnologia, sono così tante da lasciare spazio all’immaginario di
ognuno di noi.
Quindi definire un solo campo applicativo di questa tecnologia, può
risultare fuorviante, quanto riduttivo anche se, ai suoi esordi essa è
nata (e sviluppata) principalmente nel campo logistico. Un ambito
in cui le sue potenzialità sono state recepite a tal punto da rendersi
conto che essa poteva essere applicata con estrema semplicità anche
in altri settori quali: il controllo accessi e documenti, il settore
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industriale, il settore dell’anticontraffazione, direttamente sugli
animali e in tanti altri settori.
I temi principali che verranno trattati in questo lavoro sono: i
numerosi casi pratici che ad oggi hanno trovato applicazione sia in
Italia che nel resto del mondo, insieme ad alcuni progetti pilota in
atto, ai quali va ad aggiungersi lo spettro di azione che questa
tecnologia investe, in particolare si farà riferimento a come essa
può, nei processi industriali, snellire, e allo stesso tempo migliorare
alcune delle fasi cruciali come: la possibilità di riduzione delle
scorte, la possibilità di fare inventario in tempo reale, di migliorare
la sicurezza degli stessi processi produttivi, e inoltre di velocizzare i
processi informatici. Questi sono solo alcuni dei vantaggi che
questo tipo di tecnologia può offrire.
Valutando gli svantaggi invece, si pone in risalto il contrasto di
questa tecnologia con la privacy; un contrasto che sembra solo
apparentemente legato alla tracciabilità degli oggetti e delle persone
che acquistando prodotti con tag possono essere monitorati
costantemente, cosa che già avviene con l’uso del cellulare o delle
carte fedeltà rilasciate dai grandi magazzini. Un problema, questo
della privacy, sentito molto in Italia.
Questa tesi è nata quindi, per fornire una panoramica tecnica ed
economica del fenomeno in espansione della tecnologia RFID.
Nel primo capitolo vengono toccate tutte le tematiche principali
relative allo sviluppo della tecnologia: dagli aspetti tecnici di
funzionamento fino agli standard a livello nazionale e
internazionale.
I tag possono assumere le dimensioni e le forme più svariate in base
all’oggetto su cui vengono applicati, trasformandosi in modo da
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poter essere facilmente assemblati dalle stesse aziende durante il
ciclo produttivo.
Esistono due tipi di tag a radiofrequenza: attivo e passivo.
Il più diffuso ed economico è il passivo che non contiene al suo
interno nessuna batteria.
Il tag attivo, invece, contiene una sorgente di alimentazione propria.
Il vantaggio di utilizzare un’alimentazione propria sta nella
possibilità di realizzare sistemi che lavorano con frequenze più
elevate e che abbiano un raggio di azione superiore rispetto all’altro
tipo di tag.
Il secondo capitolo riguarda l’applicazione pratica della tecnologia:
i settori applicativi, i casi concreti, i progetti pilota, ed il confronto
con i Bar Code.
Le applicazioni associate all’RFID sono moltissime: dalla
tracciabilità dei prodotti alla filiera alimentare, all’etichettatura dei
bagagli delle compagnie aeree, allo smistamento della posta, dalla
produzione delle automobili e dei capi d’abbigliamento alla
gestione dei magazzini.
Di queste sono state descritte le funzionalità, le potenzialità e in
alcuni casi anche la stessa installazione facendo un confronto tra i
diversi casi.
Infine si è messa in luce la differenza tra il codice a barre e le RFID,
valutandone vantaggi, svantaggi e una possibile integrazione.
Nel terzo capitolo viene analizzato l’impatto che questa tecnologia
può avere all’interno e all’esterno di un’azienda, ossia tutte le
valutazioni che ogni società dovrà fare qualora decidesse di
implementare l’RFID.
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Si è cercato di fare anche una valutazione dei costi da dovere
sostenere per una reale implementazione e i problemi che ne
possono derivare.
Il quarto capitolo tratta del mercato delle RFID, un mercato che
appare più potenziale che reale, nonostante gli investimenti di
grandi marche come: Gillette, Metro e Wal-Mart.
Un mercato che non vede grandi prospettive di sviluppo a causa
della mancanza di intesa fra le società fornitrici di RFID e clienti e
anche per l’assenza di società che svolgono il ruolo di System
Integrator.
Come si vedrà molte società di produttori, ma anche di rivenditori,
si stanno indirizzando verso questa tecnologia, ma ad oggi sono
pochi quelli che si sono specializzati esclusivamente su di essa.
Il quinto capitolo approfondisce con l’esperienza diretta il discorso
sia delle applicazioni, sia del mercato: la prima con la società
Airware, produttrice di hardware con sede a Roma e fornitrice della
tecnologia RFID ; la seconda con la CogemeSiderimpex un’azienda
siderurgica di Casalmaggiore in provincia di Cremona,potenziale
utilizzatrice della tecnologia RFID.
L’ultimo capitolo tratta del problema della privacy legato alle
RFID, soprattutto a livello di garante italiano. Infatti questo ultimo
ha dato disposizioni vincolanti sull’uso di tutti quei dispositivi che
potrebbero violare il diritto alla privacy degli individui: come
fornire dati sensibili o rivelare l’identità oltre che fornirne la
tracciabilità di chi li possiede.
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CAPITOLO PRIMO: LA TECNOLOGIA
RFID
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1.1 LA TECNOLOGIA RFID
L’acronimo inglese RFID, Radio Frequency Identification nasce
dall’utilizzo della tecnologia radio e dalla funzione di
identificazione automatica.
Gli eventi storici hanno dimostrato che i principi funzionali della
tecnologia RFID derivano direttamente dallo sviluppo e
dall’utilizzo dell’IFF (Identification Friend or Foe, Identificazione
Amico o Nemico), del radar e del transponder.
Infatti in Inghilterra l’IFF (con transponder) era un sistema già
sviluppato prima della seconda Guerra Mondiale. Il dispositivo era
installato all’interno dell’abitacolo e trasmetteva un segnale
all’operatore del Chain Home Radar (il primo sistema radar inglese,
funzionante già nel 1939) per informarlo che l’aereo sotto controllo
era amico.
Un sistema più evoluto fu il MKIII realizzato da Watson-Watt nel
1940.
Questo sistema fu l’antesignano dei moderni tipi IFF, poiché
operava a più bande di frequenza e permetteva l’identificazione sia
degli aerei sia di navi.
Il primo documento che descrive compiutamente questo modo di
utilizzo fu scritto da Hanry Stockman.
I principi anche se erano conosciuti e condivisi, la tecnologia
elettronica non era ancora in grado di offrire gli elementi costitutivi
adeguati ad un costo accettabile.
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Non esistevano ancora componenti integrati di piccole dimensioni:
il transistor, il circuito integrato e il microprocessore dovevano
ancora apparire.
DAGLI ANNI CINQUANTA AGLI ANNI SETTANTA
Gli anni cinquanta furono dedicati al perfezionamento di tutte le
tecnologie conosciute a beneficio della loro integrazione per
formare l’RFID.
Nel decennio successivo è continuata la ricerca in tutti i terreni,
inseguendo in parallelo gli obiettivi d’integrazione e
miniaturizzazione.
Finalmente, verso la fine degli anni sessanta, hanno inizio le prime
attività commerciali (Sensumatic e Checkpoint) con la
commercializzazione dei primi sistemi EAS (Electronic Article
Surveillance).
Questi primordiali sistemi RFID utilizzavano generalmente un
transponder che gestiva un’informazione di un bit per permettere il
rilevamento della presenza/assenza del transponder.
L’EAS garantiva una elementare funzione antitaccheggio nei
supermercati che si stavano affermando in tutti i paesi sviluppati.
L’EAS può quindi essere considerata il primo vero caso di effettivo
utilizzo di massa della tecnologia RFID in attività non militari.
Gli anni settanta si caratterizzarono come il periodo delle
costruzioni degli elementi fondamentali della tecnologia elettronica
dell’RFID.
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Grandi industrie americane del settore militare misero a punto delle
applicazioni RFID civili utilizzando la tecnologia sviluppata per i
sistemi militari.
Si riteneva necessario non definire ancora degli standard ufficiali
per l’RFID perché si riteneva la tecnologia non completamente
matura.
Da questo momento la tecnologia RFID perderà lo status di
tecnologia pionieristica per diventare una tecnologia in grande e
continua espansione con effettivi obiettivi commerciali.
GLI ANNI OTTANTA E NOVANTA
Gli anni ottanta furono il periodo che vide l’affermarsi dell’RFID
come tecnologia ormai completa, con una diffusione su scala
mondiale.
Negli Stati Uniti gli interessi puntarono sul controllo delle merci
trasportate, sui mezzi di trasporto, l’accesso del personale, e in
minima parte, l’identificazione degli animali.
In Europa, le materie più sviluppate furono l’identificazione degli
animali, le applicazioni per le attività industriali e il
controllo/accesso alle autostrade.
Finalmente negli anni novanta cominciarono ad affermarsi le
condizioni per lo sviluppo dell’RFID moderno.
Da un lato i circuiti si miniaturizzarono sempre più permettendo
una diminuzione dei consumi di energia e dall’altro si cominciarono
a sviluppare degli standard internazionali condivisi che sono la base
di una tecnologia che voglia veramente essere pervasiva.
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Questo processo portò alla realizzazione di transponder
miniaturizzati che non avevano più consumi tanto elevati da dover
trasportare una sorgente di potenza elettrica (una batteria) ma
potevano essere alimentati dalla stessa onda elettromagnetica
generata dal lettore che li voleva interrogare.
Inoltre la possibilità di utilizzare memorie EEROM
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anziché RAM
eliminava la necessità di una batteria tampone per mantenere i dati
modificati in memoria.
IL PERIODO ATTUALE
Il periodo attuale è molto interessante per lo sviluppo delle RFID.
Molte tecnologie elettroniche e di radio frequenza hanno
recentemente generato nuovi componenti come, per esempio, le
smart label (etichette intelligenti), che possono rivoluzionare il
commercio attraverso l’integrazione con telecomunicazioni, sistemi
di rete senza filo (wireless) Internet, nuovi metodi di pagamento e
così via.
Ma questo momento è un passaggio di discontinuità che può dirsi
veramente storico perché ha posto le basi di un sistema di
identificazione e distribuzione dell’informazione potenzialmente
inseribile in tutti gli oggetti.
La disponibilità di tecnologie per realizzare transponder a basso
costo permetterà di rendere reale le possibilità, perché è
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Le memorie EEROM sono memorie di lettura e scrittura con il vantaggio rispetto alle altre
memorie di richiedere la presenza di una fonte di energia soltanto durante l’operazione di
lettura e scrittura in memoria. Possono mantenere i dati in memoria senza alcuna alimentazione
per almeno 10 anni.
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economicamente sostenibile da un numero sempre crescente di
settori del mercato.
Si può pertanto affermare che la somma dei due eventi ha messo in
moto un processo di diffusione di transponder che rendono
intelligibili le cose e le collegano tra loro.
Questo processo potrebbe portare nei prossimi anni ad una rete di
connessione mondiale; cioè all’Internet delle cose (Internet of the
Things).
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1.2 GLI ELEMENTI BASE DELLA TECNOLOGIA
RFID
La tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) è una
tecnologia di identificazione che ricorre ad un segnale in radio
frequenza quale supporto di dialogo tra l’oggetto da identificare e il
dispositivo di riconoscimento.
Un sistema RFID è composto di almeno due componenti:
I. Il transponder,
II. Il reader.
Un transponder RFID è l’etichetta intelligente che è posta sugli
oggetti da gestire.
Un transponder normalmente è composto di almeno i seguenti tre
componenti:
I. Il tag, in altre parole il componente elettronico che ha la
funzione intelligente di gestire tutta la parte di
comunicazione e identificazione; i tag sono disponibili in
varie dimensioni, capacità di memoria, gamme e resistenze
alla temperatura. Quasi tutti i tag sono incapsulati per
assicurarne la resistenza agli urti, agli agenti chimici,
all’umidità allo sporco. Mentre i tag sono immuni alla
maggior parte dei fattori ambientali, i range di
lettura/scrittura possono essere influenzati dalla vicinanza di
metalli e dalle radiazioni elettromagnetiche. I transponder
possono essere classificati in funzione della modalità di
alimentazione e di trasmissione rispetto al reader in:
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ξ Tag attivi;
ξ Tag semipassivi;
ξ Tag passivi.
II. L’antenna, l’apparato che permette al tag di essere alimentato
(se non ha una batteria a bordo) e di ricevere ed eventualmente
trasmettere le comunicazioni con il mondo esterno.
III. Il supporto, ovvero il materiale/componente che
sostiene/protegge il sistema composto dal tag e dall’antenna.
Un reader (lettore) invece è la porta di comunicazione tra il mondo
esterno e il mondo dei transponder.
Il reader ha la capacità d’interrogare individualmente i transponder,
inviare e ricevere dati ed interfacciarsi con i sistemi informativi
esistenti.
Normalmente un reader è composto di due parti:
I. L’unità di controllo, che è un microcalcolatore con un
sistema operativo in tempo reale che permette di gestire:
ξ Interfacce con le antenne (l’unità di controllo
normalmente può gestire da quattro a otto antenne
diverse).
ξ Interrogazione dei transponder che entrano nel
campo di azione di un’antenna.
ξ Gestione delle collisioni tra i messaggi di risposta
dei transponder.
ξ Interfaccia con i sistemi informativi aziendali.
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II. Le antenne, che sono le reali interfacce fisiche tra l’unità di
controllo e i transponder. Un’antenna è un dispositivo che
utilizza onde radio per leggere e scrivere dati su tag,
etichette, PCB (Printed Circuit Boards, schede a circuito
stampato). Le antenne possono avere forme diverse per
soluzioni particolari. Un esempio sono le antenne che
offrono varchi intorno a dispositivi di trasporto. Questi varchi
(detti anche tunnel o porte) leggono o scrivono
tag/etichette/PCB mentre questi vi passano attraverso.
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1.3 I TAG ATTIVI E I TAG PASSIVI
Come accennato nel paragrafo precedente i transponder possono
sulla base della presenza o meno della sorgente di energia
distinguersi in tag attivi e tag passivi, vediamo come nel dettaglio.
1.3.1 I TAG ATTIVI
I tag attivi sono dotati internamente di una batteria (che quando
necessario deve essere ricaricata se non sostituita), la quale oltre
che ad alimentare i circuiti di ricetrasmissione, può servire per
tenere attiva una memoria RAM statica nella quale si memorizzano
i dati relativi al tag.
Il vantaggio di utilizzare un’alimentazione interna consiste nella
possibilità di comprendere sistemi che lavorino con frequenze del
segnale più elevate e comunque avere sufficiente alimentazione per
ottenere elevate prestazioni in termini di portata radio (fino a 100
metri), velocità, quantità di memoria per supportare eventuali altre
funzioni accessorie.
Il loro costo è però almeno dieci volte superiore a quello dei tag
Passivi, ed anche le loro dimensioni minime sono sempre di molto
superiori.
Un esempio di tag Attivo è il comune TELEPASS che si utilizza
all’interno delle autovetture.