I tag RFID passivi sono stati ampiamente adottati e alcune applicazioni mostrano un adattamento creativo a bisogni insoddisfatti.
È interessante vedere come avanza la tecnologia spesso vengono adattati ad applicazioni che non erano state evidenziate nei loro scenari di "caso d'uso" originali e al modo in cui le persone intelligenti adattano o sfruttano le nuove tecnologie in modi non scritti. Un buon esempio di questo fenomeno è l’identificazione a radiofrequenza (RFID), dove i tag wireless, sia quelli non alimentati (passivi) che quelli alimentati a batteria (attivi), hanno trovato usi innovativi e intelligenti.
Cos'è un tag RFID? Si tratta di un'etichetta piccola, sottile e piatta con un gruppo elettronico integrato che contiene un codice identificativo e forse alcuni dati aggiuntivi. Viene interrogato e letto da un lettore senza contatto a una distanza compresa tra pochi centimetri e diversi metri, a seconda del tipo di tag, del design, della frequenza e dell'ambiente operativo.
A causa del loro basso costo, della lunga durata e delle dimensioni ridotte, i tag passivi vengono spesso utilizzati per una categoria generale chiamata “monitoraggio delle risorse”. Tra le applicazioni originali previste dai sostenitori dell'RFID passivo c'erano la sostituzione dei codici a barre sulle confezioni dei generi alimentari (non avvenuta) e nei magazzini (molta adozione lì), carte d'identità personali senza contatto per i dipendenti (anch'esse ampiamente utilizzate) e carte wireless lettori per carte di credito e altre carte finanziarie (anche in questo caso, adozione diffusa). In alcuni casi, l’RFID passivo sostituirebbe gli scanner ottici di codici a barre; in altri, sostituirebbe il contatto fisico e lo scorrimento.
Tieni presente che i tag attivi offrono una storia e un set di applicazioni molto diversi. Ad esempio, ora sono incorporati nei palloni da calcio e nei palloni da calcio professionistici, e persino nei giocatori, per tracciare con precisione la loro posizione e il loro movimento con precisione centimetrica in tempo reale. Ciò richiede velocità di interrogazione e aggiornamenti nell'intervallo dei kilohertz per fornire la precisione desiderata. Sebbene questi usi siano drammatici, sono relativamente costosi sia nel supporto dei sistemi che nei tag, poiché il tag deve essere sostituito (o la palla scartata) quando la batteria è scarica; la ricarica wireless è un'opzione ma comporta altri problemi tecnici).
Le basi dell'RFID passivo sono semplici
Un tag passivo è un esempio di raccolta di energia sporadica piuttosto che continua e continua, poiché estrae solo l'energia di cui ha bisogno da un campo elettromagnetico come fonte da parte del lettore quando viene interrogato. Il lettore crea un campo oscillante che viene intercettato dall'antenna tag, che in realtà è più una bobina elettromagnetica che un'antenna tradizionale. L'energia indotta viene rettificata per caricare un piccolo condensatore che quindi alimenta il tag (Figura 1).
Il tag scambia quindi i suoi dati con il lettore utilizzando la modulazione backscatter.
Un tag RFID passivo ha tre componenti principali: l'elettronica del chip stesso, che ha memoria, conversione di potenza e "intelligenza"; l'antenna; e un substrato su cui sono montati il chip e l'antenna (Figure 2 ).
Il tag può essere confezionato in diversi modi: (1) Inlay, con solo l'antenna RFID, il chip e il substrato e senza etichetta di carta o involucro di plastica; (2) etichetta, dove un'etichetta è avvolta attorno all'inserto (Figure 3 ); o (3) tag autonomo, in cui un involucro protettivo è avvolto attorno all'intarsio e lo trasforma in un tag che può essere progettato per essere abbastanza robusto.
Alcuni tag sono progettati per funzionare su superfici metalliche; al contrario, altri smetteranno di funzionare se applicati su superfici metalliche. In generale, più piccolo è il tag, minore è il range di lettura.
L'RFID è sia vecchio che nuovo. La comprensione del principio dell’accoppiamento reciproco è, ovviamente, piuttosto antica, e l’idea di trasmettere potenza e interrogare una risposta passiva è stata compresa da decenni e perseguita per circa 50 anni. I sistemi RFID sono diventati pratici con lo sviluppo di circuiti integrati minuscoli e a bassissimo costo e dei relativi processi, in grado di supportare le molteplici funzioni necessarie in un contenitore supersottile adatto.
Una volta che l’RFID ha superato la fase embrionale, l’industria ha stabilito numerosi standard per migliorare l’interoperabilità. Tra le frequenze in uso ci sono da 125 kHz a 134.2 kHz, 13.56 MHz, da 860 MHz a 960 MHz e da 2.45 GHz a 5.8 GHz (chiamati tag a microonde). Ciascuna banda ha specifiche operative e prestazionali definite e ciascuna offre compromessi in termini di portata, prestazioni, direzionalità, costo e altri attributi RF (Figure 4 ).
Gli standard definiscono anche il modo in cui vengono formattati i dati RFID (gli schemi di bit e i campi dati), l'intervallo (a volte le applicazioni vogliono di più, altre di meno), il protocollo del ciclo di lettura e altro ancora. Poiché i poteri interrogatori delle carte passive leggono i segnali, sono molto limitati in termini di potenza, quindi il protocollo è fondamentale in quanto vi sono opportunità limitate per più tentativi.
Questo articolo non discuterà i dettagli tecnici dell'RFID passivo; i riferimenti richiamano alcune fonti utili di tali informazioni. Invece, questo articolo esaminerà due interessanti applicazioni dei tag RFID passivi, che hanno raggiunto il mercato di massa del consumatore medio e che sono alquanto inaspettate.
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Riferimenti esterni
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The Wall Street Journal, "La società madre di Uniqlo scommette molto sui piccoli chip RFID"
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Focus RFID, “Qual è la magia che spinge UNIQLO a scegliere l’RFID?”
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Gruppo GAO, "Come vengono progettati, prodotti e confezionati i tag RFID"
Tecnologia InfinID, “Tag RFID passivi”