Che cos'è l'RFID e come funziona?

L'identificazione a radiofrequenza (RFID) è cresciuta in modo esponenziale in tutti i settori industriali verticali, al punto che si prevede che il mercato RFID ammonterà a $14,69 miliardi di euro nel 2026 ad un CAGR del 9,3%. A questo punto, è chiaro che la tecnologia sarà a disposizione dei consumatori per un lungo periodo, in forme diverse. Pertanto, questo blog fornisce la guida definitiva su cos'è e come funziona la RFID.

Che cos'è l'RFID (identificazione a radiofrequenza)?

L'identificazione a radiofrequenza, nota anche come RFID, è una tecnologia di communicazione wireless particolarmente utilizzata come mezzo di communicazione di prossimità. Per essere precisi, l'RFID è un metodo di communicazione elettromagnetica in cui le etichette RFID con codifica digitale dei dati sono collocate su oggetti o sistemi in modo che i lettori RFID possano rilevarli in modo univoco per varie applicazioni.

La RFID è versatile nello sviluppo e nell'impiego. La maggior parte delle applicazioni RFID si basa sull'uso innovativo di tag RFID e lettori RFID. Questi tag sono fondamentalmente piccoli dispositivi elettronici in grado di memorizzare dati minori. I lettori RFID trasmettono energia EM ai tag per rilevarne la presenza leggendo le loro informazioni uniche.

La tecnologia RFID può essere utile per tracciare diversi oggetti, controllare attuatori, controllare gli accessi, scambiare informazioni e altre soluzioni simili. Inoltre, le etichette RFID possono funzionare con o senza batterie, in diverse dimensioni e materiali. Le etichette RFID sono disponibili in tutto il mondo attraverso diversi produttori, che garantiscono la longevità dei prodotti progettati con la tecnologia RFID.

RFID vs. codice a barre: come la tecnologia RFID è migliore del suo predecessore

Spesso, alcune applicazioni industriali utilizzano i tag RFID come etichette intelligenti. Tuttavia, prima dell'adozione straordinaria della RFID, i codici stampati, come i codici a barre e i codici QR, servivano per molte applicazioni RFID attuali. I codici a barre hanno spesso lo scopo di trasmettere una piccola quantità di informazioni attraverso un laser ottico.

I codici stampati hanno reso assoluti i registri manuali e le etichette, riducendo gli errori e i costi e apportando efficienza tecnologica alla tracciabilità e agli inventari. Quasi tutti gli articoli che attraversano le catene di approvvigionamento interagiscono con i codici a barre, e il mercato dei codici a barre valeva $6,79 miliardi nel 2020anche se l'adattamento dei codici a barre è molto economico.

L'aggiornamento dal codice a barre all'RFID è molto simile a come il codice a barre ha trasformato la registrazione manuale. I sistemi RFID sono più precisi, sofisticati, veloci e convenienti dei codici a barre, in linea con le crescenti aspettative del settore retail e industriale. Ecco una descrizione dettagliata delle differenze tra tag RFID e codici a barre:

Tuttavia, questo paragone non significa necessariamente che l'RFID sia un'evoluzione completa dei codici a barre o dei codici QR. Al contrario, queste tecnologie insieme possono creare opportunità per implementazioni perfette in cui entrambe possono aggiungere un valore unico.

Quali sono i principali vantaggi della tecnologia RFID?

La tecnologia RFID applica un campo elettromagnetico per rilevare, identificare e tracciare gli oggetti presenti nell'ambiente. Offre una serie di vantaggi rispetto alle soluzioni manuali o ai codici a barre, come illustrato in precedenza. Ecco alcuni dei vantaggi dell'utilizzo di questa tecnologia:

1. Essere poco costosi

Le etichette RFID possono essere più economiche per la maggior parte delle applicazioni e possono servire qualsiasi soluzione per un periodo molto lungo senza bisogno di manutenzione. Pertanto, le soluzioni RFID sono poco costose da implementare e alcune di esse possono addirittura servire per esigenze usa e getta.

2. Fattore di forma

Le etichette RFID sono piuttosto piccole e sottili e possono quindi adattarsi a una varietà di forme e dimensioni a seconda delle applicazioni. Questa flessibilità consente ai progettisti di marchi e prodotti di preferire la tecnologia RFID ad altre tecnologie wireless.

3. Letture simultanee

I tag RFID possono essere letti contemporaneamente se si trovano nel raggio d'azione del lettore RFID, Antenna del lettore RFID è in grado di trasmettere onde radio e di rilevare qualsiasi etichetta RFID attiva/passiva, fino a 100 etichette alla volta. La RFID è quindi la scelta ideale per le applicazioni industriali di massa.

4. Unicità

Ogni tag RFID è unico e quindi elimina ogni possibilità di contraffazione nella maggior parte delle applicazioni. Questo identificatore unico aiuta l'implementatore a tracciare utenti, oggetti, autorizzazioni di accesso, acquisti e ciclo di vita del prodotto.

5. Registri sicuri

Con l'RFID, la maggior parte dell'identificazione e della registrazione avviene attraverso un programma middleware, eliminando così ogni possibilità di manipolazione manuale. Inoltre, solo le parti autorizzate possono accedere alle informazioni RFID.

6. L'automazione

I lettori RFID sono in grado di leggere le etichette RFID in qualsiasi direzione, senza comunicazione in linea d'aria. Ciò consente di posizionare i lettori RFID in modo da rilevare automaticamente qualsiasi tag RFID nelle immediate vicinanze, rendendoli ideali per le attività di produzione, supply chain e vendita al dettaglio.

7. Robustezza in qualsiasi ambiente

Le etichette RFID possono resistere a qualsiasi tipo di ambiente senza compromettere le loro capacità e prestazioni. Pertanto, le soluzioni RFID possono diventare una scelta affidabile per gli ambienti volatili e pericolosi in cui altre tecnologie potrebbero avere dei limiti.

Inoltre, i vantaggi delle soluzioni RFID non si limitano a questi. La RFID è anche molto facile da usare, da riprodurre1TP14e può offrire una varietà di specifiche per servire diverse applicazioni. Questi vantaggi rendono la RFID una scelta allettante per le implementazioni industriali e di consumo.

Il concetto di funzionamento della RFID

Le soluzioni RFID funzionano secondo il principio delle onde radio EM e il loro funzionamento è leggermente diverso rispetto ad altre tecnologie wireless. I sistemi RFID funzionano secondo il flusso di lavoro di base indicato di seguito:

• Il lettore RFID trasmette segnali radio all'ambiente circostante
• Qualsiasi tag RFID circostante rileva i segnali radio e l'alimentazione da queste onde EM.
• Le etichette RFID alimentate inviano un segnale radio univoco al lettore RFID.
• Il lettore RFID rileva le onde radio uniche per decodificare i dati e ottenere un'identificazione univoca.
• Il lettore RFID registra il rilevamento in un'applicazione software o in un database di base, a seconda della soluzione di sistema dell'utente.

Quali sono i diversi tipi di sistemi RFID?

I diversi tipi di sistemi RFID possono aiutare a comprendere meglio le diverse implementazioni della RFID. In particolare, l'uso di varie frequenze può aiutare le soluzioni RFID a funzionare con le loro caratteristiche uniche. Sebbene ogni Paese abbia frequenze operative standard diverse, ecco un'idea generale:

• RFID a bassa frequenza:

Le soluzioni RFID a bassa frequenza, che vanno da 30 kHz a 500 kHz, soddisfano le esigenze di trasmissione a corto raggio, come le interazioni alla spina. Possono soddisfare esigenze di rilevamento RFID uniche, da pochi centimetri a metri, a seconda delle loro configurazioni. I sistemi LF medi tipici funzionano a 125KHz.

• RFID ad alta frequenza:

L'RFID ad alta frequenza opera tipicamente a 13,56 MHz e può variare da 3 MHz a 30 MHz. I sistemi RFID ad alta frequenza possono supportare applicazioni con una portata leggermente superiore a quella dei sistemi ad alta frequenza, fino a diversi metri.

• RFID ad altissima frequenza

Utilizzati spesso per la localizzazione di beni industriali, i sistemi ad altissima frequenza operano generalmente a 433MHz e possono variare da 300 MHz a 960 MHz; la frequenza primaria è 433 MHz, 860-960 MHz. È in grado di leggere in stanze di oltre 25 piedi.

• RFID a microonde

I sistemi RFID a microonde o Super High-Frequency RFID possono avere una portata anche di diverse centinaia di metri, a seconda delle frequenze del sistema, comprese tra 2,45 GHz e 5,8 GHz.

Le frequenze dei sistemi RFID variano a seconda delle norme e delle politiche di ciascun Paese. I dati sopra riportati forniscono un'idea generale delle diverse frequenze, del loro raggio di communicazione e delle potenziali applicazioni dei sistemi RFID.

Architettura e blocchi del sistema RFID

I sistemi RFID sono costituiti essenzialmente da due componenti principali: i tag RFID (etichette RFID) e i lettori RFID. Ogni lettore RFID è fondamentalmente un ricetrasmettitore RFID dotato di un'antenna per trasmettere energia RF. Questa energia può essere utilizzata per rilevare le etichette RFID in base alla loro natura.

Esistono due tipi di lettori RFID: i lettori fissi e i lettori mobili. Entrambi servono ad applicazioni diverse in base alle esigenze di portabilità. Se i tipi di tag e di lettori sono parti fondamentali, un'altra area chiave è la soluzione software utilizzata come interfaccia utente per registrare i dati RFID e visualizzarli in base alle esigenze dell'utente.

Per approfondire, ci sono altri elementi cruciali che possono contribuire alle prestazioni di una soluzione RFID. Alcuni di questi parametri includono il tipo di tag, la frequenza di funzionamento, l'ambiente di lavoro, la precisione necessaria, altri tag RFID nelle vicinanze, ecc. Il partner di progettazione o il fornitore giusto può aiutarvi a capire questi elementi del sistema e a realizzare la giusta architettura del sistema.

I diversi tipi di tag RFID e il loro utilizzo

Sul mercato sono disponibili una serie di etichette RFID che rispondono a esigenze specifiche. Le etichette RFID sono spesso suddivise in categorie in base al loro funzionamento, alla frequenza RFID, al materiale, ecc. Ecco una suddivisione di alcuni tipi di etichette RFID in base al loro funzionamento:

• Etichette RFID attive:

Le etichette RFID attive sono il tipo di etichette RFID che hanno una fonte di alimentazione all'interno del dispositivo. I tag RFID attivi sono dotati di un alimentatore e quindi non dipendono dai segnali radio del ricevitore per accendersi e trasmettere. Tali tag sono costosi e, in genere, i sistemi RFID ad alta frequenza necessitano di una fonte di alimentazione incorporata.

• Etichette RFID passive:

Le etichette RFID passive sono la maggior parte delle etichette RFID disponibili sul mercato. Questi tag sono economici, conformi e più piccoli da implementare. I tag RFID passivi possono essere utilizzati per applicazioni di prossimità in cui è sufficiente una portata ridotta. Si affidano ai segnali radio dell'interrogatore per accendersi.

• Tag RFID semi-passivi (tag RFID ibridi):

Le etichette RFID semi-passive sono la via di mezzo tra le etichette RFID attive e passive. A differenza dei tag RFID passivi, questi tag sono dotati di una batteria che ne aumenta la portata. Tuttavia, non hanno un trasmettitore a bordo come i tag RFID attivi. Pertanto, la loro portata è inferiore a quella delle etichette RFID attive. Possono essere adatti per applicazioni di rilevamento, tracciamento e allarme.

Oltre a questi tre tipi, le etichette RFID possono essere suddivise anche in base alla loro applicazione e ai materiali utilizzati, come indicato di seguito:

• Resistente ai liquidi:

Le etichette RFID possono essere spesso utilizzate per applicazioni che prevedono l'esposizione a liquidi, sia per la tracciabilità dei campioni di laboratorio che per il bucato. Per questo è importante utilizzare la giusta protezione per etichette RFID, in grado di resistere all'esposizione ai liquidi e di funzionare perfettamente.

• Resistente alle temperature:

Proprio come gli ambienti liquidi, caldi o freddi fanno parte dell'interazione quando si ha a che fare con macchine/attrezzature industriali. I tag RFID possono essere realizzati con i materiali giusti per resistere ad ambienti difficili e persino al fuoco. Materiali resistenti al calore come il nylon, il teflon o la ceramica possono essere eccellenti per proteggere i chipset RFID.

• Superfici metalliche:

I tag RFID robusti di livello industriale sono utilizzati per lavorare su superfici metalliche. Questi tag utilizzano spesso l'UHF, in modo che la superficie metallica non comprometta le prestazioni del sistema RFID. Questi tag sono spesso realizzati in materiali solidi e possono resistere al montaggio.

• Tag flessibile:

Come suggerisce il nome, i tag flessibili possono supportare prodotti tessili o di moda al dettaglio in cui il tag è realizzato in materiale simile e può piegarsi e fondersi perfettamente con l'oggetto. I tag flessibili sono spesso utilizzati nei prodotti indossabili e negli eventi sportivi competitivi.

• Stampabile:

Per la logistica e le catene di fornitura, le etichette RFID stampabili sono il tipo più vantaggioso, in quanto i produttori possono stampare le proprie etichette RFID a costi inferiori e ottenere una perfetta tracciabilità dell'articolo. Realizzate per lo più in carta o plastica, queste etichette sono piuttosto economiche.

Le applicazioni più diffuse della RFID

Le applicazioni RFID sono cresciute molto rapidamente in alcune applicazioni e settori verticali. Ecco alcuni esempi di tali applicazioni:

• Gestione dell'inventario

La gestione dell'inventario è stata un settore dominato dai codici a barre, che hanno reso superflua e inefficiente la tenuta manuale dei registri. Allo stesso modo, l'RFID può ora rendere la gestione dell'inventario ancora più efficiente grazie a letture e rilevazioni simultanee. Le aziende possono ora ottenere informazioni in tempo reale su ogni tipo di stock disponibile nell'inventario in modo accurato.

• Tracciamento degli asset indoor in tempo reale

La localizzazione degli asset indoor in tempo reale si riferisce alla capacità di trovare un particolare oggetto o apparecchiatura o addirittura una persona all'interno della struttura. La localizzazione degli asset in ambienti interni può essere possibile solo con una soluzione tecnologica precisa e conveniente come l'RFID.

• Gestione della catena di approvvigionamento

I servizi di gestione della qualità della catena di fornitura possono essere trasformati in modo significativo con l'implementazione della tecnologia RFID. L'RFID è in grado di tracciare il prodotto che passa attraverso le diverse fasi della gestione della supply chain per individuare eventuali lacune di produttività o aree di miglioramento.

• Soluzioni di pagamento

Le soluzioni di pagamento basate sulla tecnologia RFID sono tra le applicazioni più popolari e diffuse della tecnologia RFID. La carta LF RFID può essere utilizzata per collegare un utente e misurare le sue spese o transazioni.

• Soluzioni per lo shopping al dettaglio

Le soluzioni per gli acquisti al dettaglio, come il rilevamento del costo del carrello, il checkout automatizzato, la protezione dalle contraffazioni e il rilevamento dei furti, sono diverse applicazioni RFID fondamentali per i consumatori. Queste soluzioni possono essere completamente automatizzate con l'aiuto della giusta soluzione RFID.

Confronto tra RFID e altre tecnologie wireless

L'RFID è tra i pochissimi metodi di prossimità o di communicazione wireless a corto raggio disponibili sul mercato, vicino solo al NFC. Altre tecnologie wireless come BluetoothUWB (Ultra-wide Band) o Wi-Fi sono molto diversi nella loro implementazione e nel loro funzionamento rispetto all'RFID.

La differenza principale tra la RFID e queste tecnologie è che la RFID viene utilizzata solo per l'identificazione, l'autorizzazione, il controllo e il tracciamento. Le tecnologie wireless, invece, si concentrano sulla comunicazione in tempo reale e sullo scambio bidirezionale di dati.

Queste tecnologie wireless a lungo raggio richiedono molta più energia, costi di investimento e un'enorme portata di comunicazione rispetto alla maggior parte delle soluzioni RFID che sono economiche, piccole e a basso consumo. Tuttavia, il confronto tra la tecnologia RFID e il Bluetooth o il Wi-Fi non è un paragone tra le due cose, poiché queste tecnologie possono coesistere e offrire il meglio di ogni piattaforma tecnologica.

Conclusione

È lecito pensare che una tale crescita della RFID la renda una delle tecnologie wireless più importanti e durature che esistano. La popolarità e l'adozione dell'RFID ne hanno reso facile l'implementazione grazie all'abbondanza di risorse e fornitori. Contattateci oggi stesso per discutere le vostre esigenze e idee in materia di RFID.