Componenti di un sistema Rfid
Dopo queste necessariamente stringate informazioni riguardanti i principali parametri di comunicazioni, si dà un’occhiata più da vicino ai singoli componenti che concorrono a formare un sistema Rfid.
La parola stessa transponder, abbreviazione di transmitter/responder fornisce già un’indicazione della funzione svolta da questo dispositivo. Si tratta di un componente operante in modalità wireless che raccoglie e risponde a un segnale in arrivo. I blocchi base che concorrono a formare un transponder sono invece riportati in figura 3. La memoria di un transponder può essere composta da dispositivi Rom (Read Only), Ram (Random Access) e memoria programmabile non volatile per la memorizzazione dei dati: la scelta dipende dal tipo e dalla complessità del componente.
La memoria Rom based è usata per ospitare i dati relativi alla sicurezza e le istruzioni del sistema operativo del transponder che, unitamente processore o alla logica di elaborazione, si occupa della gestione delle funzioni “di servizio” come temporizzazione dei ritardi della risposta, controllo del flusso di dati e commutazione del sistema di alimentazione. La memoria RAM based viene impiegata per semplificare l’operazione di immagazzinamento temporaneo dei dati durante la risposta e l’interrogazione del transponder.
La memoria programmabile di tipo non volatile può essere di diversi tipi: uno dei più utilizzati è senza dubbio la memoria Eeprom (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Questa viene adoperata per memorizzare i dati del transponder e deve possedere il requisito della non volatilità per assicurare il mantenimento dei dati quando il dispositivo è a riposo o in uno stato a basso assorbimento di potenza.
I buffer dei dati sono ulteriori componenti di memoria il cui compito è quello di ospitare temporaneamente i dati entranti che hanno subito il processo di demodulazione e i dati in uscita che devono essere modulati e interfacciarsi con l’antenna del transponder.
Oltre alla frequenza portante, vi sono numerosi altri elementi che concorrono a caratterizzare i transponder Rfid e vengono utilizzati per la definizione delle specifiche. Tra i principali si possono senza dubbio annoverare i seguenti: modalità di alimentazione del transponder; opzioni disponibili per il trasporto dati; velocità di lettura dei dati; opzioni di programmazione; forma fisica e costo.
Qui di seguito vengono brevemente discussi questi ulteriori elementi.
Per poter operare, i tag devono essere alimentati, anche se ovviamente gli assorbimenti di potenza sono minimi (dai micro ai milliWatt). Nei confronti dell’alimentazione i tag possono essere attivi oppure passivi.
I dispositivi del primo tipo sono alimentati da una batteria interna e sono generalmente in grado di eseguire operazioni di lettura e di scrittura. Data la presenza della batteria, i transponder di tipo attivo hanno una durata comunque finita.
Va segnalato il fatto che l’impiego di una batteria adatta e la presenza di circuiti a bassa dissipazione può assicurare il funzionamento del dispositivo per un periodo superiore ai 10 anni, in relazione ovviamente a fattori quali temperatura di funzionamento, cicli di lettura/scrittura e frequenza di utilizzo.
In generale si può affermare che i transponder di tipo attivo hanno un range di comunicazione più ampio e sono caratterizzati da una migliore immunità al rumore e una maggiore velocità di trasmissione dati.
I tag di tipo passivo, invece, non dispongono di una sorgente di alimentazione interna, in quando traggono l’energia necessaria al loro funzionamento dal campo generato dal lettore. Quindi i tag di tipo passivo sono più leggeri ed economici dei loro “fratelli” attivi e garantiscono una durata praticamente illimitata.
Per contro, essendo il range di lettura inferiore, necessitano della presenza di un lettore con livelli di alimentazione superiori.
I tag passivi, inoltre, sono vincolati per quel che riguarda la capacità di memorizzazione e possono evidenziare difficoltà di funzionamento quando devono operare in un ambiente in cui vi è del rumore di natura elettromagnetica.
I dati memorizzati nella portante dei dati devono essere organizzati in qualche modo, ovvero disporre di identificatori di dati e bit per la rilevazione degli errori, per poter essere recuperati in maniera corretta. Fondamentalmente i tag possono venire impiegati per trasportare identificatori (in cui una stringa numerica o alfanumerica viene memorizzata per scopi di identificazione o come chiave per l’accesso ai dati memorizzazioni in un computer o in un sistema di gestione delle informazioni) oppure file di dati portatili (in cui è possibile organizzare le informazioni per poter espletare compiti di comunicazione o di avviamento di determinate azioni – in concorso o meno con dati memorizzati in qualsiasi altra parte).
Per quel che concerne invece la capacità, i tag possono ospitare sia un singolo bit sia parecchi kilobit. I dispositivi a singolo bit sono impiegati essenzialmente per applicazioni di sorveglianza: un tipico esempio sono i sistemi Eas (Electronic Article Surveillance). I dispositivi con capacità di memorizzazione che arriva a 128 bit sono sufficienti per ospitare un numero di identificazione o seriale unitamente a bit per la verifica della parità.
Tali dispositivi possono essere programmati dall’utente oppure dal costruttore.
I tag con capacità di memorizzazione che arriva a 512 bit sono sempre programmabili da utente e adatti a ospitare dati identificativi e altre informazioni di natura specifica come numeri seriali, istruzioni di processo e risultati delle più recenti transazioni.
I tag con capacità di memorizzazione di circa 64 kbit possono essere considerati alla stregua di portanti per i file di dati portabili. La maggiore capacità di memorizzazione consente anche di organizzare i dati all’interno di campi o pagine che possono venire interrogate in maniera selettiva durante il processo di lettura.
In precedenza si era già accennato al fatto che la velocità di trasferimento dati è legata alla frequenza della portante: maggiore è la frequenza, tanto più alta è la velocità di trasferimento dati.
In relazione al tipo di memoria contenuta nel tag è possibile aver dispositivi di sola lettura, di tipo Worm (Write Once Read Many) o di tipo lettura/scrittura.
I tag del primo tipo sono dispositivi a bassa capacità programmati in fabbrica di solito con un numero di identificazione. I dispositivi di tipo Worm sono programmabili da utente come quelli di tipo lettura/scrittura: in questi ultimi l’utente ha anche la possibilità di variare i dati immagazzinati.
L’aspetto fisico dei transponder è molto diverso, a secondo del tipo di applicazione considerata: ad esempio i tag usati per l’identificazione degli animali sono di piccolissime dimensioni, in quanto devono essere inseriti sotto la pelle, mentre per applicazioni di controllo accessi assumono le sembianze di una carta di credito.