cos'è RFID, come funziona e a cosa serve

RFID technology

Cos'è la tecnologia RFID?

RFID technology (Radio Frequency IDentification) is used for the identification and / or automatic storage of data relating to objects or animals. It is based on the storage capacity of certain electronic labels, called Tags (or transponders), of information regarding the object to which it is coupled. These tags respond to remote interrogation by devices called readers.

RFID technology was used for the first time in 1939, during the Second World War, and has been developed since the sixties as a derivation for civil purposes of the military radio frequency system of Identification friend or foe (a system invented in Great Britain that was used to identify planes and understand if they were friendly or enemy vehicles).

Over the years, the technology has developed and has been used in many sectors: industrial, automotive, medical, e-Government (see passports, identity cards, etc.), transport and other uses. Given its versatility, it is considered a general purpose technology (such as electricity and the wheel for example) and has a high level of "pervasiveness", that is, once a use case is found in a point of the supply chain, the application and benefits they propagate quickly upstream and downstream of it. Through the use of RFID it is possible to create, thanks to the development of information technologies and the internet, a system of interconnected objects that allow the collection and processing of data in a single large global network.

What do you want to know about RFID technology?

How it works

It is a radio frequency wireless communication system where the RFID reader, once in the operating range, detects the tag and queries it, the latter responds by transmitting the data contained in the memory to the reader (usually information on the product on which it is applied). 

Il fine è quello di ottenere dati che, una volta elaborati da sistemi di gestione, sono in grado di restituireinformazioni e analisiin merito alla tracciabilità, alle scorte in magazzino e alla pianificazione aziendale.

 

RFID labels RFID technology and applications

Components

RFID technology requires four fundamental elements: tags, management software, antennas and readers. Let's see them in details:

  • TAG– dispositivo a radiofrequenza di piccole dimensioni costituito da un chip dotato di memoria e applicato su un disegno bidimensionale di materiale conduttivo che a tutti gli effetti costituisce un’antenna. I tag permettono la trasmissione di dati senza contatto fisico e visivo. Salvo eccezioni di codifica, i dati contenuti nella memoria dei tag hanno un codice identificativo univoco.
  • Reader- it is the component that manages the electromagnetic field and interprets the data from the RFID tag answer. Readers can be fixed components or mobile or wearable devices with integrated antenna: in fact, readers and antennas can be integrated in a single device or be independent components.
  • Antenna- it is the component that allows to generate the electromagnetic field that detects the RFID tags in a certain area. The antennas are controled by RFID readers, which in turn interpret the signal. The electromagnetic field activates the RFID tag antenna, generating a current that activates the microchip.
  • Management software- information system that is connected to the network and to the readers. This system allows, starting from the identification codes coming from the tags, to obtain all the available information associated with the objects and to manage this information for the purposes of the use case.

RFID tags

Also called RFID Transponder, an RFID tag is the main element of the whole system as it allows you to read and write data contained therein. Tags can vary in shape, size, material and operating frequency but all of these can be grouped into three large families: active tags, passive tags and semi-passive or semi-active tags.

Active

Fanno parte di questa categoria quei tag che per operare ricevono energia da un’alimentazione propria, di solito composta da una batteria a lunga durata. Sono in grado ditrasmettere autonomamentei dati al lettore e coprono distanze ampiamente superiori rispetto i tag passivi. Possiedono memoria di dimensioni notevoli, sono spesso riscrivibili epossono contenere dei sensoriper effettuare misurazioni, come calore, temperatura e pressione. Sono progettati solitamente per unuso durevole.

Passive

I tag RFID passivi non possiedono una propria fonte di energia ma la ricevono dal segnale proveniente dal Reader. Sono composti da unchip(con identificativo univoco ed eventuale memoria), un’antennae dalsupporto o contenitore. Al passaggio del lettore, la radiofrequenza attiva il microchip interno al tag fornendo l’energia necessaria per operare. Questa energia in fase di lettura sarà riutilizzata per rispondere al lettore trasmettendogli un segnale con tutte le informazioni memorizzate al suo interno; in fase di scrittura, invece, permetterà di salvare i dati inviati dal lettore. Le distanze nel quale possono operare sono dell’ordine di alcuni metri o di alcuni centimetri a seconda della frequenza operativa.

Semi-passive

They are tags equipped with their own energy source which is used to power the microchip or other devices (such as sensors) but not to power the transmitter. To be able to transmit information, they must enter the range of the reader / antenna.

Types of passive RFID tags

Itag passivi si possono suddividere in Near-Field e Far-Field, a seconda della banda di frequenza sfruttata per comunicare e del fenomeno elettromagnetico.

Near-Field

Nella regione di campo vicino l’interazione tra i componenti è dominata dalcampo magnetico generato dall’antenna, che induce una corrente elettrica nel tag per accoppiamento induttivo e permette di attivare il chip. Tag di questo tipo fanno parte delle classiLF e HF, e alcuni disegni di antenneUHF.

Far-Field

Nella regione di campo lontano, l’interazione dei componenti è dominata dal campo elettromagnetico creato dall’antenna. Il tag RFID entra in risonanza con la frequenza del campo EM e la corrente generata attiva il chip. Tag di questo tipo fanno parte della classeUHF.

Operative frequencies of RFID technology

RFID tags can be further classified based on the frequency of the signal used for communication. These frequencies depend on the nature of the tags and the intended applications, are also regulated by international and national organizations. The most used frequency bands are the following:

 

LF band

Acronimo diLow Frequency, bassa frequenza, si trova nella parte più bassa dello spettro RF, all’interno della banda LF sono due le frequenze operative più utilizzate: 125 Khz o 135 Khz. È stata la prima storicamente ad essere utilizzata e ancora oggi ha una presenza significativa sul mercato. Caratterizzata da una distanza di lettura molto limitata, opera quasi a contatto, e viste le sue caratteristiche è ideale per essere impiegata per antifurti, controllo delle presenze o accessi, tracciabilità di animali domestici e allevamento ecc.

HF band

Acronimo diHigh Frequency,ovvero alta frequenza, sono frequenze che lavorano a 13,56 Mhz, è supportata negli standard ISO 14443, ISO 15693 e NFC (Near Field Communication). È ad oggi la banda considerabile universale, visto la sua possibilità di utilizzo in tutto il mondo. Può essere impiegata per identificazione e tracciamento, pallet, controllo accessi e altre applicazioni che richiedono una distanza di lettura ridotta (fino a 1,20m).​

UHF band

Acronimo diUltra High Frequency, frequenza ultra alta, sono frequenze che lavorano a 868 MHz o 915 MHz, normalizzata negli standard di riferimento EPC. L’utilizzo di questa frequenza può essere limitato dalle autorità dei singoli paesi in termini di potenza massima e le bande di frequenza. La banda non è assegnata infatti in modo uniforme in Usa, Europa e Asia. I tag di questo tipo possiedono una distanza di lettura maggiore rispetto gli altri per questo vengono principalmente impiegati per il retail, la logistica, la gestione di magazzino, ecc.​

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Benefits of RFID technology

Utilizzare la tecnologia RFID permette dieliminare il costo degli errori: consente infatti diazzerare rischiodi perdite, furti e spedizioni errate.

Viene utilizzata per avere una gestione di magazzino più efficiente, la totaletracciabilitàeidentificazionedel prodotto e tutela del marchio.

  • Extreme reduction of inventory errors
  • Total control of the stock
  • Real time inventory handling update
  • Allows for distant reading and out of line of sight
  • Reduction of labor costs
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Advantages over optical tracking technologies (barcode, QRcode,...)

Being the functioning of barcode technology very similar to that of RFID, it is often chosen as an alternative to passive RFID tag technology.

If on one hand RFID technology involves a larger investment than barcodes, on the other it sure offers greater benefits. Unlike 1D/2D codes, RFID labels can also be rewritten and protected with passwords, thus making it a safer and more reliable tool

These two technologies can still be used in combination though. On RFID tags it is in fact possible to print any type of data; combining RFID tags and 1D / 2D codes allows continuous tracking when it is not possible to use RFID readers, or even in the rare eventuality that the chip is damaged.

Reading performance

Optical technologies allow to read one product code at a time, making operations such as warehouse loading, unloading and inventory long and expensive. With RFID technology it is possible to read over a hundred products simultaneously.

Reading distance

While optical technoloies have a punctual reading range, the RFID reader can detect tags in an area of radius of up to 16m.

Reading speed

Anche la velocità di lettura dei reader RFID è sorprendente, è infatti molto veloce (quantificabile inmsper letture massive di centinaia di tags).

Possibility of reading through objects

RFID tags can be scanned even if they are out of the line of sight, unlike identification systems with optical technologies.

Unique identification

RFID tags have a unique identification code, each object to which it is affixed becomes in fact unique and identifiable, in this way it is possible to trace it along the entire supply chain. Optical technologies do not offer this possibility and usually products of the same type have the same barcode.

Use cases of RFID technology

RFID technology is very versatile, this is also demonstrated by the multiple applications and uses that are identified over time. In fact, over the years it has shown a strong adaptability to the different sectors in which it has been used, among these we find:

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