Lezioni Incontro 2015

INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI

-Comunicazioni digitali

- Comunicazioni ottiche e satellitari

- Antenne e propagazione elettromagnetica

- Dispositivi e circuiti RF, a microonde e onde millimetriche

- Reti di telecomunicazioni

- Processing dati e immagini

- Sistemi radar e di telerilevamanto

- Comunicazioni mobili

-Tecnologie radio per identificazione

e radiolocalizzazione

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La tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification)

La tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification)

Sistema di identificazione AUTOMATICO e da REMOTO, mediante onde radio (WIRELESS)

TAG: Antenna + chip.

READER + Antenna: TX/RX

controllato da un microprocessore

DATABASE: contiene tutti i dati associati a

ciascun codice (può condividerli con altri

sistemi/dispositivi).

Tag

Antenna

Tag Chip

Componenti del

sistema

• Il lettore fisso/mobile

(reader)

• Etichetta (tag o

transponder)

• Software di gestione

dati/comunicazione

(middleware)

TAG o TRANSPONDER:

- Piccolo e a basso costo

- Memoria: Read Only (RO) / Write (RW)

– Con batteria o senza batteria (tag

passivi)

E’ una tecnologia PERVASIVE CONTACTLESS per comunicazioni di tipo SHORT-RANGE

Tecnologia abilitante per l’ IoT (Internet of Things)

Analogia: invio di un segnale mediante

codice Morse, riflettendo la luce del sole.

Principio di funzionamento: tag passivo in banda UHF (860-960 MHz)

IDtechEx Ltd, (Cambridge, MA, USA), which provides independent market research on emerging technologies, predicted exponential growth of radio frequency identification technologies in the market with the introduction of chipless RFID

Market analysis

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The cost of this chip purchased in high volumes could be down to 0,03€. On the other side, the manufacturing costs for chip assembly are not considered in chipless.

Application Specific Integrated Circuit (ASIC) design and testing along with the tag antenna and ASIC assembly result in a costly manufacturing process. This is why it is not possible to further lower the chipped RFID transponder price.

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Assessment of costs of RFID

Reader portatile CAEN

A828BT

Reader fisso con antenna

integrata

CAEN R1260I-Slate

Reader fisso con antenna esterna

CAEN R4300P-ION

Reader: fisso o portatile

Antenna WANTENNAX007

Ricevitore omodina

Transceiver (TX/RX)

Ha una batteria, utilizzata da TX e RX.

PASSIVO

Non ha batteria, non ha un trasmettitore (assorbe potenza

dall’onda incidente, usa il modulated backscattering per

comunicare).

SEMI-PASSIVO

Ha una batteria che usa solo per il circuito digitale ed eventuali

sensori, non ha un trasmettitore (modulated backscattering).

Tag o transponder: attivo, passivo o semi-passivo

ATTIVO

Il sistema RFID - UHF

Progettazione Tag: Arte o Scienza?

Graphic designer or antenna

engineer?

Rigidi

Omni-ID Max (104 x 33 x 8.4) mm3

Read range=10-12 m

Omni-ID Prox NG (33 x 10 x 4.8) mm3

Read range=2-3 m

Omni-ID IQ 600 (103 x 52 x 0.8) mm3

Read range=6 m

Intermec IT67 (72.3 x 94.5 x 10) mm3

Read range=8 m

Flessibili

Omni-ID Flex (77 x 15 x 2.8) mm3

Read range=3.5-5 m

Emerson&Cuming

Metal tag Core (54 x 16 x 4.3) mm3

Read range=2.5-5 m

Emerson&Cuming

Metal tag Foam (66 x 25 x 7) mm3

Read range=2.5-5 m

Tag per tutte le applicazioni !

Codice a barre versus RFID

(Tag passivo in banda UHF) Codice a barre

Rewriteable Yes No

Distanza di lettura Fino a 10 m Meno di qualche

decina di cm

Visibilità ottica Non necessaria Indispensabile

Velocità di lettura Fino a qualche centinaia di

tag/sec 2 codici/sec

(operatore esperto!)

Affidabilità DIFFICILE da danneggiare o

falsificare

FACILE da

danneggiare o

falsificare

Costo 0.1-1 € < 0.01 €

Costo della

infrastruttura

Confrontabile

Entrambi appartengono alle tecnologie AIDC (Automatic Identification and Data Capture)

Un codice univoco

Il codice a barre è lo stesso per tutte le confezioni

della stessa tipologia di prodotto

Ogni confezione ha il proprio codice EPC (Electronic Product Code, MIT, 1999)

EPC: fino a 256 bit.

Dove si applica la tecnologia RFID ?

Logistica

Identificazione e tracciabilità di attrezzature/apparati

Controllo accessi

Procedure di inventario automatizzate

Tracciabilità di documenti

“Smart card” (autenticazione e sicurezza)

Controllo dei processi di produzione

Pagamento automatico di pedaggi stradali

Anti-falsificazione

Sistemi di micro-pagamenti (NFC, Near Field Communication)

Sicurezza delle frontiere (gestione e identificazione camion/container)

E-health (identificazione e tracciabilità dei pazienti in ospedali, oppure delle attrezzature)

Etc…etc…etc..

http://www.rfidjournal.com/

I vantaggi

Riduzione del lavoro manuale (riduzione dei costi)

Riduzione degli errori

Aumento dei livelli di sicurezza

Aumento del livello di automatizzazione dei processi produttivi o di controllo

Riduzione dei tempi di produzione o fornitura servizi

Tracciabilità dei singoli prodotti e di diversi componenti di ciascun prodotto

SLOW FAST

Magnetic card RFID

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Gestione accessi

Security and authentication

Gen2 UHF RFID tag embedded inside

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Sicurezza

RFID Tag nei pneumatici (Michelin)

Il microchip contiene l’identificativo, i dati

sulla sua produzione, la massima pressione a

cui può essere gonfiato, ecc. (tutti i dati

possono essere nel tag!)

La tecnologia RFID garantisce visibiltà ed efficienza,

dall’inizio dell’assemblaggio fino alla produzione della lista

dei componenti dell’auto prodotta.

I tag devono essere

resistenti alle alte

temperature e ad agenti

chimici

RFID nell’industria automobilistica

Industrial parking lots

Gestione accessi a parcheggi, zone a traffico limitato (anche per pagamento pedaggio

in modo automatico, efficiente e sicuro)

Identificazione automatica dei veicoli

Confidex Windshield Label™ (adatti ad

essere letti attraverso il parabrezza

dell’auto, anche ad alte velocità)

Controllo accessi

Active tag (5.8 GHz)

Pedaggio autostradale (Toll gate) Zone a traffico limitato

Passive tag (900 MHz)

2 cm x 9 cm

ALIEN ALN9654G

Parcheggi

Batteria

RFID nel settore ferriovario

Tracciabilità dei vagoni lungo la rete ferriovaria,

in prossimità delle stazioni o degli scambi, in

tempo reale e in modo completamente

automatico (anche in assenza di segnale GPS)

• Riduzione errori

• Programmazione operazioni di manutenzione

• Fatturazione automatica per terzi

• Controllo inventario vagoni merci

• Riduzione del lavoro manuale

• Gestione manutenzione binari con vagoni «sensorizzati»

Confidex Ironside

(passive RFID tag)

RFID nell’industria aeronautica

Boeing 787 Dreamliner ha tag RFID su circa 2000 parti critiche

– Riduce i tempi per:

• Identificazione dei vari componenti e programmazione della manutanzione

• Gestione dei magazzini per le parti di ricambio

• Produzione e gestione documentazione

– Riduce il rischio di utilizzo di ricambi usati o non originali

– Consente il controllo delle procedure di assemblaggio

Photo from Reuters www.aviationnews.eu

www.aviationpros.com