DI Benedikt Schrage TecnologiaEtichette RFID: soluzioni intelligenti di identificazione per molteplici ambiti di utilizzo
Nel contesto della digitalizzazione, l’automazione dei processi assume un’importanza sempre maggiore. Questo vale anche per la rilevazione e il tracciamento dei prodotti lungo l’intero ciclo di vita. Produzione, commercio e logistica fanno sempre più affidamento sulla tecnologia RFID, che consente la trasmissione dei dati senza contatto tramite segnale radio, rendendo superflua la scansione manuale, dispendiosa in termini di tempo, tipica del codice a barre. Qui scoprirai che cosa si intende esattamente per etichetta RFID e quali vantaggi offre.
Definizione: che cosa significa RFID?
RFID è l’abbreviazione di “radio frequency identification” (in italiano: „identificazione tramite onde elettromagnetiche“). Si tratta di una tecnologia che consente la localizzazione e l’identificazione automatica e senza contatto di oggetti ed esseri viventi mediante onde radio. I principali ambiti di utilizzo sono:
- la tracciabilità delle catene di fornitura,
- la verifica dell’autenticità dei medicinali e il rispetto degli obblighi di etichettatura dei farmaci,
- il monitoraggio elettronico dei processi di riempimento e travaso e
- la gestione delle merci e delle scorte.
Quali sono le vostre esigenze in termini di velocità e volume?
Un sistema RFID è composto da un transponder costituito da un microchip e da un’antenna applicata, stampata o incisa, nonché da un dispositivo di scrittura/lettura tramite il quale è possibile memorizzare informazioni sul chip o leggerle da esso. L’energia necessaria per lo scambio di dati viene fornita al transponder attraverso il campo elettromagnetico del dispositivo di lettura nel caso dei dispositivi laser (transponder passivi), oppure tramite una batteria (transponder semi-passivi o attivi). Il processo di lettura è gestito da un software integrato nel dispositivo di lettura e da una middleware RFID, che include interfacce verso altri sistemi informatici. I vantaggi della tecnologia derivano dalle dimensioni ridotte e dalla possibilità di lettura discreta e non invasiva, unite al basso costo delle etichette RFID (che in alcuni casi si colloca nell’ordine dei centesimi).
Quante informazioni possono essere memorizzate su un’etichetta RFID?
I transponder RFID sono disponibili in tutte le forme, dimensioni, materiali e colori immaginabili. Poiché i loro componenti elettronici sono molto sensibili, necessitano di un “imballaggio” specifico per l’applicazione che li protegga da sollecitazioni meccaniche, termiche e/o chimiche. La forma di protezione più semplice è rappresentata dall’etichetta RFID, detta anche RFID label, nella quale il chip è protetto da uno strato di carta o da una semplice pellicola. Le aziende che desiderano stampare etichette personalizzate con tecnologia RFID beneficiano così di soluzioni flessibili ed economicamente vantaggiose. Se è richiesta una maggiore robustezza, l’elettronica RFID viene incapsulata in una carta laminata. Qualora nemmeno questa soluzione fosse sufficiente, chip e antenna vengono incapsulati in un alloggiamento in plastica. Le capacità di memoria dei transponder variano da un bit a diversi kilobyte. A seconda della capacità, i chip possono contenere le seguenti informazioni:
Oltre alla semplice memorizzazione dei dati, un'etichetta RFID può contenere ulteriori funzionalità del chip, quali autorizzazioni PIN, protezione da scrittura, crittografia dei contenuti dei dati o funzioni crittografiche.
Antonello Cirillo
Consulente di prodotto per etichette personalizzate
Che si tratti di una semplice etichetta in rotolo o di un'etichetta speciale multistrato – sono il vostro referente per materiali, adesività e finiture delle etichette nei settori farmaceutico, cosmetico, alimentare, chimico e molti altri.
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Quali possibilità offrono le etichette RFID per collegare e ottimizzare i processi?
Un aspetto positivo delle onde radio è che sono in grado di attraversare materiali di imballaggio, scaffali, pareti di camion e altri ostacoli. Inoltre, non è necessario alcun collegamento visivo per identificare oggetti tramite etichette RFID. Ciò significa che i transponder possono essere facilmente posizionati in punti nascosti. È possibile anche integrare invisibilmente le etichette in prodotti già esistenti. In aggiunta, è possibile rilevare contemporaneamente più oggetti contrassegnati, ad esempio leggere interi pallet in una sola volta. Inoltre, è possibile:
- Collegare automaticamente i prodotti con gli imballaggi e i mezzi di trasporto;
- Regolare automaticamente le macchine in base ai parametri di produzione del prodotto in arrivo;
- Registrare sul RFID-Label la rispettiva fase di produzione, riducendo così interruzioni di flusso ed errori conseguenti;
- Localizzare lotti difettosi tramite dispositivi di lettura manuale, senza dover cercare goffamente su ogni confezione stampata.
Le informazioni memorizzate sull’etichetta RFID possono essere recuperate, modificate, cancellate o integrate in qualsiasi momento senza contatto. Inoltre, ogni transponder possiede un ID unico a livello mondiale, che esclude confusioni e garantisce un’alta sicurezza contro le contraffazioni.
Funzione e applicazione delle etichette RFID
Le etichette RFID passive e attive si differenziano per funzionalità, portata e prezzo. Inoltre, i transponder passivi durano praticamente all’infinito, mentre quelli attivi hanno una durata limitata. Quando un’etichetta RFID passiva si trova nel campo elettromagnetico del dispositivo di lettura, viene alimentata con l’energia necessaria allo scambio di dati. Poiché immagazzina temporaneamente questa energia, può essere letta o scritta anche dopo l’interruzione del segnale di interrogazione.
Gli svantaggi delle etichette RFID senza batteria sono la portata limitata, che va da pochi centimetri fino a circa dieci metri, e il ridotto volume di dati. Per i transponder passivi, è possibile scegliere tra:
- Transponder Read-Only (solo leggibili);
- Transponder Read-and-Write (leggibili e scrivibili);
- Transponder Write once/Read many (scrivibili una sola volta, leggibili molteplici volte).
Le etichette RFID attive possono inviare autonomamente i propri dati grazie alla loro alimentazione interna. Questo avviene a intervalli prestabiliti oppure dopo un “segnale di risveglio” da un dispositivo di lettura. La portata può arrivare fino a 100 metri, e anche le funzionalità sono maggiori. Tuttavia, sono notevolmente più costose rispetto alle etichette passive.
Distinzione delle etichette RFID in base alle bande di frequenza
Oltre alla tipologia di alimentazione dei transponder, i sistemi RFID si differenziano anche in base alla banda di frequenza utilizzata. I sistemi a bassa frequenza (LF) e i sistemi ad alta frequenza (HF) sono utilizzabili in tutto il mondo, mentre per quanto riguarda le bande di frequenza e le potenze di trasmissione dei dispositivi di scrittura/lettura nei sistemi a ultra alta frequenza (UHF), finora non esiste una normativa uniforme. I sistemi a microonde sono attualmente utilizzati solo negli Stati Uniti. Tutte le bande di frequenza hanno i propri vantaggi e svantaggi:
Trasmissione dei dati nei transponder RFID passivi
Il tipo di trasmissione dei dati utilizzato nelle etichette RFID senza batteria dipende dal fatto che il sistema debba operare in campo vicino o campo lontano. Fondamentalmente, si distinguono tre tipi di accoppiamento:
- Accoppiamento induttivo (campo vicino);
- Accoppiamento capacitivo (campo vicino);
- Procedura Backscatter (campo lontano).
Nel accoppiamento induttivo, sia il dispositivo di lettura sia il transponder possiedono ciascuno una bobina d’antenna. Il dispositivo di lettura genera un campo elettromagnetico, al quale il transponder reagisce sulla sua frequenza di risonanza. La trasmissione dei dati avviene in modalità full-duplex o half-duplex. L’accoppiamento capacitivo viene utilizzato soprattutto per distanze nell’ordine dei millimetri. In questo metodo, la trasmissione del segnale avviene attraverso due conduttori paralleli, isolati tra loro. Quando la carica di uno cambia, il campo elettrico trasferisce la variazione all’altro conduttore. Nel procedimento Backscatter, la distanza tra trasmettitore e ricevitore è troppo grande per generare sufficientemente tensione nel transponder tramite il campo elettromagnetico. Per questo motivo, l’antenna del dispositivo di lettura deve irradiare una potenza di trasmissione specifica. Questa energia è disponibile per il transponder come tensione ad alta frequenza e può essere utilizzata per alimentarlo.
