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Tracciabilità alimentare: RFId e Italfood

Italfood s.r.l. è una realtà con sede ad ALA, in provincia di Trento, conosciuta in tutta Europa per la qualità e serietà dei suoi prodotti: pasta fresca e ripiena.

L’importanza di una corretta logistica finalizzata alla qualità produttiva e tempistica di consegna del prodotto ha portato Italfood ad etichettare ogni bins di prodotto (cesta, normalmente di dimensioni circa 50x50x70) con una etichetta autoadesiva riportante un barcode CODE128. La codifica di questo barcode conteneva il codice di prodotto contenuto nel bin, la data di produzione e di scadenza, turno ed altre informazioni interne: questo barcode rappresenta il passato di Italfood. In accordo con un loro grosso cliente iberico, Italfood oggi non usa le etichette ma tag RFId, perfettamente contenuti all’interno del bin (i dettagli del tag sono riportati in calce, nella scheda tecnologica) la cui programmazione racchiude le informazioni che storicamente appartenevano al barcode ma anche altre informazioni riservate, grazie alla capacità superiore di memoria di questo tag.

RFId ultra compatti: OCA, ovvero On-Chip-Antenna

Con il termine OCA si vuole identificare una tecnologia molto innovativa che permette la costruzione dell’antenna di comunicazione del tag direttamente sulla superficie del chip RFId. OCA, acronimo di On-Chip-Antenna, permette di ridurre drasticamente le dimensioni del chip a pochissimi millimetri, permettendo la costruzione di tag dalle dimensioni paragonabili alla semplice “mattonella” di silicio che costituisce il cuore del transponder.

Sistemi di pesatura con RFId

Sebbene non esista ancora uno standard che possa descrivere questa applicazione, sempre più si parla di RFId abbinato ai sistemi di pesatura. Lo scopo abbastanza ovvio di questa unione è quello di scrivere all’interno della memoria user del TAG il peso calcolato dalla cella di carico, al fine di utilizzarlo nelle fasi successive di trasformazione o verifica del prodotto.

 
Discutiamo di due applicazioni abbastanza distinte:
·         abbinamento del tag RFId ad una cesta, da riutilizzarsi a ciclo chiuso all’interno di una trasformazione di prodotto;
·         abbinamento del tag ad un singolo prodotto, a perdere nella filiera.
 
La prima soluzione è molto versatile e, a tutti gli effetti, molto economica.
Una cesta adibita al trasporto della merce durante una trasformazione può essere abbinata ad un tag RFId per molteplici motivi: tracciabilità, descrizione del contenuto, codice articoli. Abbinare anche l’informazione di peso permette anche di calcolare la resa di una trasformazione valutando il peso del prodotto dopo le varie fasi di trasformazione (si pensi, ad esempio, alle trasformazione dei prodotti tipici di una azienda alimentare: formaggio in stagionatura o processi di cottura).
L’economicità della soluzione resta nel riuso delle ceste e nell’apporto delle nuove informazioni ad uso dei CED aziendali.
 
 
Figura 1: sistema automatico di pesatura con possibile connessione ad un reader RFId
 
La seconda soluzione è molto importante per prodotti particolari, composti solitamente da un certo numero di componenti distinti. La verifica che tutti i componenti siano inclusi o installati viene valutato tramite la pesatura del prodotto. Si immagini, ad esempio, l‘operazione di verifica di una confezione di un telefono cellulare: ci deve essere il telefono, la batteria, il carica batteria, il manuale di istruzioni e le pareti antiurto. La verifica può essere fatta solamente da un sistema di visione molto complesso ed accurato oppure da un sistema di pesatura. Scrivere tale dato all’interno di un tag RFId è importante per certificare al punto di stoccaggio o di vendita che, alla partenza, il prodotto era completo e la memoria ne garantirà la veridicità.

Un esempio di codifica di un RFId

Alla luce di quanto detto nello scorso post a riguardo degli algoritmi di crittografia, presentiamo un esempio tipico di come organizzare la memoria di un tag RFId (nello specifico, anche se non di basilare importanza, di un tag HF ISO15693 con una memoria da 512 bit) mescolando le caratteristiche di sicurezza di cui disponiamo: password di accesso e DES.

Middleware per sistemi RFId – come implementarlo

La struttura software per la connessione di un reader RFId è riportato nella figura che segue. Gli attori sono:

         applicazione: si tratta del software gestionale, logistico o qualsivoglia applicativo che utilizza i dati raccolti dal reader RFId;
         middleware: si tratta dell’interfaccia tra applicazione e reader fisico;
         reader: ovvero lo strumento di lettura.
 
Il middleware si occupa di interpretare le richieste provenienti dal software applicativo e di comandare il reader RFId utilizzando il protocollo tipico del lettore e la porta di comunicazione a cui è connesso. Viceversa, i dati letti dal reader vengono solitamente filtrati, eliminando doppie o false letture e, secondo ipotetici canoni, riportati verso l’applicazione. Il middleware può utilizzare uno schema di collegamento diretto al reader, fornendo i comandi appropriati sul layer fisico (direttamente sulla porta di comunicazione) oppure si può appoggiare a librerie del produttore dell’hardware che istanziano un reader virtuale con il quale comunicare tramite chiamate API.
 
 

 

 
La vasta disponibilità di hardware (reader RFId) oggi in commercio vede sempre più utile lo strato di middleware. Al cambiare dell’hardware, passare ad esempio da un reader HF ad uno UHF o da una porta seriale ad una porta ethernet, l’applicazione software non cambia mentre il middleware si può agevolmente adattare alle nuove esigenze.
 
Spesso si discute, vista l’evoluzione crescente della tecnologia, se inglobare il middleware all’interno del reader stesso, programmandone il firmware allo scopo di ottenere le operazioni di filtraggio discusse sopra. La soluzione “embedded” ha il grande vantaggio della compattezza del flusso di informazione ma ha lo svantaggio della flessibilità: sostituire un reader con un modello diverso implica poter programmare anche questo ultimo secondo i canoni descritti sopra: tale operazione non è sempre possibile. Scrivere un middleware per Personal Computer genera un flusso dati più discontinuo ma garantisce la possibilità di manipolare sempre le informazioni, anche al cambiare dell’hardware.

RFId IN-METAL: tracciabilità di oggetti metallici a basso impatto visivo

Che i metalli siano un problema per i tag RFId è ormai risaputo, indipendentemente dalla frequenza operativa che si sta considerando (vedi: tracciabilità in ambienti difficili).
Sono stati presentati da tempo prodotti sia HF che UHF capaci di alimentarsi e rispondere alle sollecitazioni di un reader (ovvero, in poche parole, funzionare) anche quando solidali a superfici metalliche; adesso si riesce a proporre anche qualcosa di molto più performante: il concetto di IN-METAL.

Tracciabilità in ambienti difficili: TAG speciali

Con la terminologia di tag speciali si intendono quei transponder in grado di funzionare in ambienti particolarmente difficili. Nella categoria dei tag speciali rientrano quindi quei transponder capaci di:

1.      resistere ad alte temperature
2.      funzionare in presenza di materiali ostili al campo RF, come possono essere i metalli o i liquidi.
 
I tag in grado di resistere ad alte temperature sono particolari gusci di resine epossidiche o materiali plastici particolari che non compromettono il passaggio della radiazione RF ma che sono pessimi conduttori di calore.
La temperatura critica oltre la quale un dispositivo elettronico si guasta è nell’intorno dei 150-200 gradi centigradi (queste cifre possono variare in base al tipo di semiconduttore che viene usato: sono ritenute abbastanza valide per il silicio): il guscio di protezione deve essere in grado di garantire che il nucleo non raggiunga tale temperatura o che venga raggiunta per un breve tempo non sufficiente al danneggiamento.
Si vedano i datasheet della sezione prodotti a riguardo: vengono riportate sia il range di temperature ammesso per di funzionamento che la temperatura massima di picco a cui possono essere esposti.
 
Gli ambienti difficili sono invece, come accennato sopra, dipendenti dalla tecnologia in uso. In generale le superfici metalliche rappresentano un ostacolo sia per le frequenze HF che le frequenze UHF mentre i liquidi sono unfriendly per UHF. Le strategie progettuali che rendono i tag funzionanti e performanti in queste condizioni riguardano lo studio dell’antenna, sia per quanto riguarda il materiale che la forma. L’antenna viene infatti progettata per risuonare anche in presenza di materiali ostili, permettendo l’alimentazione e la comunicazione con il chip.
 
Esempi di tag On Metal, in grado cioè di essere a contatto e solidali con il metallo, sono riportati sotto: si distinguono dalle semplici etichette poiché hanno uno spessore non trascurabile ed un housing particolare per lo staffaggio.
 
 
Si confrontino i seguenti prodotti: IRONSIDE, CORONA e STEELWAVE.

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