Tecnologie/ Viaggio nel mondo RFID

di C. Patierno - Inizia qui una serie di articoli dedicati ad esplorare la tecnologia RFID, destinata ad assumere un ruolo sempre più importante nelle nostre vite. Si parte con la storia di RFID

Roma - Nel corso di questi ultimi due anni sono state spese molte parole per descrivere una tecnologia, la RFID, che molti definiscono una "rivoluzione".

Questa serie di articoli nasce per fare luce in questo ambito sempre più caotico e, partendo da un'analisi storica che ci permetta di far chiarezza sulle reali possibilità di applicazione nell'immediato e nel futuro dell'RFID, cercare di fornire quella serie di concetti e notizie necessari a comprendere i meccanismi intrinseci (o di funzionamento) ed estrinseci (o di applicazione) della tecnologia, superando i luoghi comuni e mettendo tutti (operatori del settore, grandi aziende, comuni cittadini) in grado di affrontare questa "evoluzione" senza allarmismi.

Acronimo RFID
Iniziamo dalla definizione stessa dell'acronimo RFID: "Radio Frequency IDentification", cioè Identificazione a Radiofrequenza. Lo stesso acronimo ci permette di dare una direzione alla stessa tecnologia (precisandola e limitandola):
a) è una tecnologia che permette l'identificazione (si intende per identificazione il riconoscimento univoco di un oggetto);
b) è una tecnologia che sfrutta la radiofrequenza (di cui si parlerà in seguito).

Da queste precisazioni è possibile già dare limiti e corpo a questa tecnologia, perché lo scopo primario è l'identificazione (certa di un oggetto) e lo scopo secondario è lo sfruttamento di un sistema wireless a radiofrequenza.
Storia
Questa tecnologia è nata durante la seconda guerra mondiale in concomitanza con i primi radar (radio detecting and ranging, rilevamento radio e misurazione di distanze). Questi non erano sofisticati e tecnologici come i moderni radar, ma anzi erano abbastanza artigianali. In pratica erano costituiti da:
Radar inglese del 1944- un'antenna di trasmissione fortemente direzionale (di forma paraboloide) che emetteva una serie di impulsi radio,
- un impianto di ricezione (che sfrutta la stessa antenna) montato su un piano rotante,
- un sistema di amplificazione,
- un primitivo schermo.

Il principio di funzionamento del radar consiste nell'inviare verso l'oggetto cercato radioonde generalmente modulate a impulsi e nel ricevere le onde riflesse dall'oggetto medesimo (echi radar). Calcolando il tempo di eco, ossia il rimbalzo dell'impulso sulla carlinga dell'aereo, e conoscendo la posizione istantanea della rotazione dell'antenna ricevente, il sistema di amplificazione permetteva la visualizzazione di un punto sullo schermo, cioè dell'aereo.

Visore di un radar del 1944Il ministero della difesa britannico non ritenne completamente soddisfacenti i primi sistemi radar, in quanto non avrebbero dovuto solo avvistare gli aerei nemici, ma anche identificare gli amici dai nemici, così da ottenere la situazione in tempo reale delle battaglie aeree. La difesa britannica quindi ordinò la progettazione di un sistema IFF - Identification Friend or Foe (Identificazione amico o nemico). Gli ingegneri decisero allora di implementare sugli aviogetti inglesi (o alleati in seguito) una scatola contenente una ricetrasmittente, denominata successivamente "transponder", che all'atto dell'illuminazione radar (vale a dire, quando il fascio di radioonde colpiva l'aereo) rispondesse sulla stessa frequenza istantaneamente con un "bip" che amplificato permise nel radar stesso l'identificazione degli aviogetti amici dai nemici.

Apparato di terra del sistema IFF inglese (1944)Successivamente, con l'evoluzione tecnologica, questi sistemi sono divenuti sempre più precisi. L'evoluzione successiva infatti fu non solo l'identificazione IFF ma l'identificazione univoca dell'aviogetto mediante un ID assegnato. Questo fu possibile modulando l'emissione del transponder (ecco i primi esperimenti di onde radio FM) a bordo dell'aereo, che non inviava più un semplice "bip", ma una serie opportunamente codificata: ciò permise di "numerare" gli aviogetti e conoscerne così la posizione univoca

Fino agli inizi degli anni '90 i veri e propri transponder furono utilizzati esclusivamente in campo militare e civile per l'identificazione di navi ed aerei. Successivamente, con l'avvento delle nuove tecniche di gestione magazzino derivate direttamente dalle catene di produzione giapponesi (ad esempio, la gestione magazzino secondo il modello JIT, just in time, che modula la produzione sulla base della richiesta), si resero necessari strumenti di natura informatica sempre più complessi, che permettessero un'automazione spinta ed una localizzazione precisa delle merci incrociata con le apparecchiature automatizzate in movimento.

Transponder aeronavale Le prime soluzioni degli anni '80, assai poco eleganti, prevedevano l'uso di codici visuali (ad esempio, i primi codici a barre) che però mostrarono subito i loro limiti: distanze di lettura inferiori ai 5 cm, impossibilità di letture in ambienti con polveri sospese, necessità di pulizia delle apparecchiature continua. Avevano un solo pregio: i bassi costi. Queste soluzioni si evolsero poi fino ai codici a 13 cifre che troviamo normalmente sui prodotti. Questa soluzione però non si legava molto bene all'identificazione o localizzazione di apparecchiature in movimento (ad esempio, i muletti automatici): per risolvere questo problema, ai primi "robot" furono applicati dei transponder a potenza ridotta (con un limite di lettura di una decina di metri e non centinaia di chilometri), inoltre per ridurre i costi fu estrapolata la funzionalità di identificazione da quella del radar, identificando quindi nel raggio d'azione dell'antenna cosa c'era, senza individuarne la posizione.

Alla riduzione delle potenze e delle distanze aumenta enormemente la difficoltà nella progettazione di un sistema radar, poiché le onde radio si propagano alla velocità della luce, e l'eco di ritorno è così veloce da non poter essere elaborato. Così nacque il primo sistema di identificazione a radiofrequenza, che permetteva di identificare la posizione (presunta) di un oggetto vicino all'antenna, quindi la possibilità di gestire i movimenti dei muletti in un magazzino automatizzato. Dato che la provenienza di questa tecnologia era prevalentemente di origine aeronautica, ed in aeronautica tutto è normalizzato, all'inizio furono utilizzati gli stessi standard aeronautici, poi convertiti in standard ISO sulla base dell'espansione della tecnologia.
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