La tecnologia RFID
Come annunciato nel post precedente della guida forniremo adesso e nei successivi articoli maggiori dettagli circa i vari tipi di lettori utilizzati nell’identificazione. Dato il carattere introduttivo di questa guida non potremo ovviamente scendere troppo in profondità, ma cercheremo di dare almeno le informazioni sufficienti per orientarsi nella scelta.
Partiamo con la tipologia di dispositivi al momento più utilizzati in assoluto, ovvero quella dei lettori di identificazione a radiofrequenza. Nel mondo inglese, dove c’è una sigla per tutto, vengono chiamati lettori RFID, da Radio-Frequency IDentification, termine con il quale sono conosciuti anche in italiano e che utilizzeremo da ora in avanti.
Il campo di applicazione di tale tecnologia è molto vasto e non si limita al controllo accessi (come invece faremo noi…). Giusto per accennarle, altre applicazioni molto diffuse sono: identificazione degli animali, bigliettazione elettronica, antitaccheggio, sistemi antintrusione, documenti elettronici (passaporti), logistica dei magazzini e dei trasporti.
Un sistema RFID tipico è costituito da due componenti essenziali :
- un dispositivo di lettura (e/o scrittura), chiamato appunto lettore RFID
- delle etichette RFID (chiamate anche carte, tessere, tag o trasponder)
I due elementi sono accumunati da un sistema informativo di gestione e trasmissione dei dati verso (e da) i lettori, caratterizzato da una frequenza e una modulazione tipiche.
I lettori RFID contengono un’antenna di varie dimensioni, a secondo della frequenza utilizzata e soprattutto della distanza di copertura, che emette in continuazione un campo elettromagnetico.
Anche i tag RFID hanno un’antenna, che “eccitata” dal campo emesso dal lettore è in grado di generare, tramite induzione, l’energia elettrica sufficiente ad alimentare un microchip e a trasmettere al lettore i dati identificativi memorizzati al suo interno.
Tag RFID
I tag RFID, detti anche transponder, sono costituiti da:
- una antenna, utilizzabile solo in trasmissione (tag read-only) o anche in ricezione (tag read/write);
- un microchip contenente dati (tra i quali un numero identificativo univoco, o UID);
- un supporto fisico che tiene insieme l’antenna e il microchip e che può essere in vari materiali (Mylar, PET, PVC, carta, ecc.);
- eventualmente una batteria (solo nei tag attivi o semi-attivi).
I tag possono essere di tipo attivo, se sono dotati di una batteria interna, o passivo, se non hanno batteria. (In realtà esistono anche tag semi-passivi e semi-attivi, ma non complichiamo troppo le cose…).
Le frequenze utilizzate sono:
- 125/134 kHz (bassa frequenza, portata 10 cm, tag passivi)
- 13,56 MHz (alta frequenza, portata 10-100 cm, tag passivi)
- 433 MHz (UHF bassa, portata 1-100 m, tag attivi)
- 860-960 MHz (UHF media, portata 1-12 m, tag passivi)
- 2,4 GHz (UHF alta, portata 1-2 m, tag generalmente attivi)
- 5,8 GHz (SHF, portata 1-12 m, tag attivi)
- 3,1-10 GHz (UWB, portata fino a 200 m, tag attivi)
I primi due tipi di tag (125/134 kHz e 13,56 MHz), sempre passivi, sono quelli più usati nel controllo accessi, specialmente su supporto fisico plastico, che può essere stampato e personalizzato a piacere. Operano a breve distanza, di solito fino a 10 cm, per cui vengono detti di prossimità, insieme ai relativi lettori (proximity reader).
I tag UHF, passivi e attivi, sono utilizzati nelle applicazioni a lunga distanza (long-range, fino a 10-100 m), a mani libere (vicinity reader) e per il controllo accessi veicolare.
Quelli a frequenze oltre i 2,4 GHz sono invece sempre di tipo attivo e anch’essi vengono sfruttati per le distanze più lunghe, con oggetti in mobilità. Un esempio tipico è il “Telepass” usato in Italia nel pedaggio autostradale.
Un accenno sugli standard
Numerosi sono gli standard che regolano le caratteristiche fisiche e di funzionamento dei tag RFID (e delle carte di identificazione in generale). Citiamo, a titolo esemplificativo, alcuni degli standard ISO/IEC più importanti:
- 7810-7816 (Identification cards)
- 14443 (Identification cards – Contactless integrated circuit cards – Proximity card)
- 15693 (Identification cards – Contactless integrated circuit cards – Vicinity cards)
- 18000 (Information technology – Radio frequency identification for item management)
Una loro trattazione anche superficiale esula purtroppo dallo scopo introduttivo di questo articolo. È però comunque utile conoscerne l’esistenza, perché spesso vengono riportati tra le caratteristiche tecniche dei tag e dei lettori. Avremo senz’altro modo di riparlarne più approfonditamente in futuri post specifici.
Lettori RFID
I lettori RFID per il controllo accessi più diffusi ricadono principalmente in una delle seguenti tre categorie (con i relativi tag):
- 125 kHz (EM, TK4100, Hitag, Q5)
- 13,56 MHz (Mifare, I-Code, Legic, NFC)
- UHF (ISO18000-6C/EPC Gen2)
Le sigle e i nomi tra parentesi si riferiscono ai microchip/standard comunemente disponibili in commercio, tra i quali i più diffusi sono sicuramente quelli delle famiglie EM (prodotti dalla svizzera EM Microelectronic-Marin SA) e Mifare (di proprietà della NXP, spin off della Philips).
Per il momento ci fermiamo qui, abbiamo già messo abbastanza carne al fuoco e troppo altro ci sarebbe da scrivere, ma non possiamo certo farlo tutto in una volta, giusto?!
Proseguiremo quindi nel successivo articolo la nostra presentazione dei lettori RFID, per cui non ci resta che darvi appuntamento alla prossima puntata della guida.
Commenta e fai domande se ti interessa approfondire qualche argomento particolare, o se qualcosa nell’articolo ti ha lasciato dubbi o curiosità.
Ciao, alla prossima…
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Immagini tratte dai siti di Wikipedia Italia, Rosslare Security e Telepass S.p.A.