Domande frequenti su RFID

La tecnologia RFID utilizza onde radio per consentire lo scambio di dati senza contatto; a seconda delle esigenze applicative, i sistemi RFID utilizzano diverse gamme di frequenza. In linea di principio, la maggior parte dei sistemi RFID utilizza le cosiddette bande ISM (Industrial, Scientific, and Medical Band) al fine di evitare il cross-talk dei sistemi radio e garantire uno scambio affidabile di informazioni.

Al fine di offrire la miglior soluzione possibile, Pepperl+Fuchs ha realizzato tre sistemi RFID nelle diverse bande di frequenza LF, HF e UHF, affinché si possa selezionare la frequenza più adeguata alla propria applicazione; dai lettori LF per il rilevamento a brevi distanze, a quelli UHF per le lunghe distanze.

I sistemi RFID a bassa frequenza funzionano a una frequenza compresa tra 125 e 134 kHz. Sono caratterizzati da una portata di lettura limitata (circa 10 cm), ma offrono una soluzione affidabile e abbastanza rapida per molte applicazioni RFID comuni. Poiché gestiscono abbastanza bene gli ambienti umidi e metallici e sono disponibili in molte forme diverse di costruzione, possono essere applicati in condizioni industriali difficili, nonché per il controllo degli accessi, la gestione del magazzino o il monitoraggio del bestiame.

I sistemi RFID ad alta frequenza funzionano a 13,56 MHz e sono caratterizzati da una velocità di trasferimento medio-alta. Sono influenzati negativamente dagli ambienti metallici, ma sono piuttosto insensibili all'umidità e all'acqua. Come caratteristica speciale, dispositivi mobili come smartphone o tablet con interfacce NFC possono essere utilizzati in modalità di lettura a basso costo. La tecnologia RFID HF è disponibile nelle applicazioni di biglietteria, pagamento e trasferimento dati.

I sistemi RFID ad altissima frequenza funzionano da 865 a 928 MHz. Sono caratterizzati da un campo di lettura fino a 12 m e da una velocità di trasferimento molto elevati. Poichè in origine la gamma di frequenza UHF era soggetta a disturbi causati da metallo e umidità, i produttori hanno dovuto dimostrare la propria abilità nella progettazione di tag e lettori UHF in grado di gestire queste sfide. Ciò è avvenuto con successo e il sistema UHF si è costantemente evoluto. Oltre alle eccezionali proprietà di lettura e velocità, i tag sono anche molto convenienti - altro motivo che testimonia il successo dei sistemi RFID UHF.

Come spiegato nella parte 2, ci sono tre diverse gamme di frequenza molto diffuse in tutto il mondo: LF, HF e UHF. Le bande RF a bassa e ad alta frequenza sono per lo più standardizzate e utilizzate in modo uniforme da Paese a Paese. Quando si tratta di un mercato UHF in rapida crescita, le cose diventano più interessanti. Come si può vedere, la larghezza di banda della frequenza UHF varia da 865 a 928 MHz. Ciò è dovuto al fatto che l'UHF è il più recente di tutti gli standard (intorno agli anni '90), così diverse aree utilizzano ancora diverse gamme di frequenza per le comunicazioni UHF: l'Unione europea utilizza 865-868 MHz, mentre il Nord America invia a 902-928 MHz, e la Cina ha scelto 920,5-924,5 MHz. Potrebbero essere necessari alcuni anni prima che tutti i governi e gli organismi si accordino su un'unica banda RFID UHF. Fino ad allora, i produttori forniranno dispositivi specifici per le diverse gamme di frequenza nelle diverse aree geografiche. Ad esempio, Pepperl+Fuchs offre le teste di lettura/scrittura RFID UHF F190 e F192 con design e funzionalità identici, ma con licenze di trasmissione diverse per tutte le gamme di frequenza di utilizzo.

Oltre agli effetti causati da liquidi vicini (assorbimento delle onde radio) o metalli (riflessione e schermatura), ci sono molti altri fattori che incidono sulle prestazioni di un sistema RFID. Ad esempio, quando un tag RFID è di piccole dimensioni, la distanza di lettura è ridotta; anche la velocità con cui i tag passano il dispositivo di lettura può influenzare il risultato. Inoltre, per garantire la massima distanza di lettura, è necessario prendere in considerazione il posizionamento del tag e della testa di lettura/scrittura RFID. La presenza di altri lettori RFID nelle vicinanze può influenzare le prestazioni di lettura dei dispositivi.

Come accennato in precedenza, l'acqua influisce negativamente sulla capacità di leggere i tag in modo affidabile. Se si prevede di utilizzare la tecnologia RFID all'aperto, ricordarsi di considerare la possibile presenza di pioggia e neve. Un altro criterio estremamente importante è naturalmente la qualità delle apparecchiature RFID utilizzate; non solo la testa di lettura, il tag e l'unità di controllo devono essere all’avanguardia, ma anche la qualità complessiva dell'intera installazione del sistema deve essere alla pari per ottenere i migliori risultati e migliorare il processo di identificazione.

Si definiscono tre differenti famiglie per quanto riguarda la frequenza d’impiego:

LF 120-145 KHz
HF 13,56MHz
UHF 860-950 MHz

Le prime due sono utilizzate solitamente in condizioni di “campo vicino”, cioè sfruttano l’accoppiamento induttivo. Al contrario per la frequenza più elevata UHF le applicazioni sono tipicamente di “campo lontano”, cioè sono gli effetti del campo elettromagnetico ad essere dominanti.

Il campo di lettura desiderato è un fattore importante che determina, successivamente, la frequenza del sistema da scegliere. Si pensi ad una catena di montaggio automobilistica: su un'auto vengono utilizzati diversi tag per identificare le diverse parti del veicolo. Fisicamente, non è possibile raggiungere tutti questi tag con il raggio di lettura limitato di un sistema RFID LF. Inoltre, quando si desidera trasferire una maggiore quantità di dati identificativi, UHF è la scelta giusta, grazie alla sua velocità di trasmissione molto elevata. Si provi ad immaginare una scatola riempita con parti elettroniche su un trasportatore a rulli; ciascun componente è dotato di un tag che trasporta una grande quantità di informazioni sul prodotto. Una volta che la scatola entra nel campo di lettura della testa di lettura UHF, ogni bit di informazioni su tutti questi prodotti all'interno della scatola viene letto in una sola volta, in "lettura multitag". Questi sono alcuni dei vantaggi tipici che qualificano l'UHF come una grande soluzione per quasi tutte le applicazioni industriali che ruotano intorno alla marcatura degli articoli.

In alternativa, un sistema a bassa frequenza è adatto quando si tratta di individuare prodotti ad alto contenuto d'acqua, come frutta o verdura. I sistemi RFID LF si sono dimostrati molto efficaci anche per l'identificazione degli animali, dove rappresentano la soluzione standard. I sistemi HF fanno ormai parte della nostra vita quotidiana, in qualità di dispositivi di comunicazione a campo vicino e possiamo facilmente trovarli, ad esempio, nelle biblioteche o sulle carte d'identità personali.