Tecnologie RFID, NFC e Bluetooth Low Energy per la tracciabilità

20 Maggio 2024

RFID, NFC e Bluetooth Low Energy sono tecnologie che intervengono a monte della filiera del dato, acquisendolo con peculiarità tecniche e quindi prestazionali uniche ed adattandosi al contesto dell’IoT, divenendo così la scintilla per l’interconnessione di persone, oggetti, servizi e processi.

Tecnologie RFID, NFC e Bluetooth Low Energy per la tracciabilità

L’articolato tema della tracciabilità si affianca a quello della rintracciabilità per seguire la vita del prodotto non solo da monte a valle ma anche in senso inverso, andando quindi a ritroso dal punto vendita alla produzione, passando per la distribuzione.

In questa cornice l’RFID trova la favorevole ambientazione di mentore tecnologico nel rispondere adeguatamente alle aspettative del mercato, avviando così un processo di trasformazione che si dilata lungo l’intera vita del prodotto e generando poi esiti tangibili per tutti gli attori coinvolti, compresi anche i fruitori del bene.

Perché tracciare il prodotto?

Come risponde l’RFID a questa domanda? L’ascolto del mercato ci porta a individuare 4 principali aspettative sulla tracciabilità e rintracciabilità:

reagire con tempestività in caso di richiami e ritiri del bene, intervenendo in modo chirurgico e selezionando solo i lotti interessati a questa azione;
tutelare la sicurezza dei consumatori, con un benefico riflesso sull’appeal del brand;
arginare la contraffazione e il mercato grigio, quindi anche il danno economico ingente soprattutto nei settori del Made-in-Italy (fashion, food & beverage, design);
rispettare i requisiti normativi.

Al cuore della tracciabilità si trova quindi il concetto di visibilità, inteso come identificazione del prodotto e dell’attore della supply chain che con esso interagisce, raccolta delle informazioni affidabili ed in tempo reale per renderle disponibili, condividendole lungo l’intera filiera.

In questo scenario l’RFID opera ai fini della tracciabilità lungo il percorso produzione-distribuzione-vendita, intersecando molteplici settori del manufacturing ed adattando il suo identikit tecnico alle peculiarità dell’ambiente operativo.

I punti di forza dell’RFID nel rispondere alle aspettative

I tag possono essere non solo letti, ma anche scritti, quindi le informazioni contenute nella memoria del chip possono essere modificate e aggiornate nel tempo in modo da tenere traccia di trasformazioni o passaggi cui l’oggetto è sottoposto durante il suo ciclo di vita: con il tag RFID l’informazione segue il prodotto, dall’inizio della sua creazione fino al suo smaltimento, divenendo un’etichetta narrante.
Le letture e scritture possono essere effettuate automaticamente e senza visibilità ottica: è quindi possibile leggere etichette contenute all’interno di scatole, confezioni, ecc., ma non possono essere ospitate all’interno di contenitori metallici che, per l’effetto fisico “Gabbia di Faraday”, risultano impermeabili ai campi elettromagnetici.
Le letture e scritture possono avvenire non singolarmente ma a lotti: un insieme di tag che transita attraverso un varco RFID viene rilevato, nel tempo del suo attraversamento, “contemporaneamente” (anti-collisione).
Le letture e scritture possono avvenire a varie velocità e con qualunque orientamento della etichetta (3D), nel rispetto però di alcuni accorgimenti tecnici (es. dimensioni del tag e dell’antenna).
Ogni microchip di silicio ospitato nel tag RFID contiene un codice univoco al mondo e non è scrivibile né modificabile in alcun modo, ma solo leggibile; in termini di sicurezza, ciò significa che il tag non può essere clonato, essendo l’unicità garantita dai produttori dei microchip (Texas Instruments, Philips, STMicroelectronics, etc.), in accordo con gli organismi internazionali di standardizzazione (protocolli ISO).
Il tag RFID può assumere forme, dimensioni e rivestimenti vari, adattabile quindi in applicazioni custom, anche in ambienti ostici (es. alte temperature, presenza di acqua, detergenti, polvere, coloranti, solventi ed agenti chimici), e può essere recuperato.

Dalla nostra esperienza, l’articolato mondo della creazione e lavorazione dei prodotti si rispecchia in risposte ed infrastrutture RFID altrettanto ramificate.

Infatti, le esigenze del fashion sono diverse da quelle del food & beverage e pharma, le aspettative e l’ambiente operativo dell’automotive e della produzione di quadri e motori elettrici per l’automazione differiscono dal comparto siderurgico, l’incipit dell’innesto tecnologico nella produzione della pietra naturale si distingue da quello della tracciabilità di vernici ed inchiostri per imballi.

Poiché in ognuno di questi scenari l’RFID affronta sfide ed aspettative differenti, che possono andare dalla distanza di lettura all’identificazione massiva degli oggetti, possiamo delineare alcuni trend tecnologici, che si concretizzano poi in un parco prodotti di oltre 400 componenti RFID!

Gli sviluppi tecnologici

Su un piano tecnologico tout court, le componenti RFID, dai tag/transponder ai controller, dai mobile computer agli add-on device, vivono da anni una continua evoluzione nel profilo tecnico, che si traduce in migliorie prestazionali per affrontare e superare i possibili ostacoli disseminati lungo la linea di produzione:

range di ricezione del segnale del tag grazie all’aumentata sensibilità del controller per meglio superare il rumore elettromagnetico dell’ambiente;
tag con particolari rivestimenti on- ed in-metal, dotati di chip con memoria potenziata e sensoristica on board e quindi sempre più intelligenti in una visione IoT;
schede elettroniche (Smart Board) connesse alle architetture RFID, in grado di dialogare nel linguaggio IoT (es. protocollo MQTT) e dotate di sensori ed intelligenza a bordo per operare in modalità stand-alone;
dispositivi mobile dal design contemporaneo, ergonomici, leggeri e con un ampio e robusto display sono alcune delle più significative tappe evolutive vissute nell’ultimo periodo.

Sul versante reader ed antenne RFID, ad esempio, il processo di consumerizzazione porta a device sempre più smart, in grado di interagire con smartphone e tablet, a cui si aggiungono prestazioni, interfacce e sensibilità potenziate dei controller. Quindi, non si tratta quindi di una drastica rottura, ma di una continua e costante evoluzione, anche in questo caso proiettata verso apparati verticali, mirati cioè a precisi contesti applicativi, dal retail allo smart parking.

L’esempio della gestione smart dei rifiuti con RFID

In quest’ottica, significativo è l’esempio del settore della gestione smart dei rifiuti, in cui l’involontarietà nel tracciare e gestire la filiera della raccolta differenziata dei rifiuti ben si sposa con le peculiarità prestazionali dell’RFID.

La rilevazione del sacchetto, del mastello e del carrellato, su cui è apposto il tag RFID, avviene al momento del prelievo in diverse modalità (identificazione volontaria, ossia tramite un operatore, oppure automatica; identificazione fissa oppure mobile ed identificazione massiva degli item), facendo così reagire l’RFID con risposte di architetture progettate e realizzate ad hoc. L’antenna rugged RFID integra il reader UHF ed è ispirata al concetto dell’all-in-one (reader, antenna e scheda elettronica smart in un unico dispositivo) e stand-alone, semplificando così le operazioni di tracciabilità automatica e massiva dei diversi tipi di rifiuti e gestendo la filiera completa del dato (rifiuti, operatore, veicolo) senza l’ausilio di veicolari.

Punto di contatto tra il mondo fisico e quello digitale perché cattura l’informazione di processo lungo la linea di produzione e lo connette con il mondo del web, l’RFID trova un’ideale ambientazione anche nella Smart Factory: la scintilla dell’IIoT (Industrial Internet of Things) è accesa dall’acquisizione del dato, fil-rouge che interconnette oggetti, macchine, processi ed operatori e dove la funzioni di campo, ossia la raccolta dati, è sempre più spostata sul cloud.

Accanto all’RFID: NFC e BLE

Affiancano l’RFID nell’avviare la filiera del dato ai fini della tracciabilità altre 2 tecnologie di punta: NFC, acronimo di Near Field Communication, e Bluetooth LE (Bluetooth Low Energy), entrambi agevolate nella loro diffusione anche dall’essere incorporate negli smart phone di ultima generazione.

Il NFC

L’NFC è una tecnologia wireless a breve distanza, che opera alla frequenza 13,56 MHz per l’identificazione di item e lo scambio dati fra dispositivi a distanza inferiore ai 10 cm, il che diminuisce il rischio di intrusione per carpire informazioni sensibili da parte di sistemi esterni.

Significativa per la tracciabilità del prodotto con tecnologia NFC è la recente soluzione Autentico, creata per tutelare l’originalità del vino, quindi al fine dell’anti-contraffazione di un’icona del Made-in-Italy. Il tag apposto sulla bottiglia è un’etichetta NFC narrante, che emette in radiofrequenza le informazioni univoche della specifica bottiglia, lette dall’utente, sia esso consumer, rivenditore o distributore, con smart phone NFC di ultima generazione equipaggiato dell’apposita App.

Le informazioni così acquisite, tra cui anche la posizione geografica, sono poi memorizzate e rese disponibili in tempo reale al produttore di vino nella propria area riservata su Autentico: questa tracciabilità offre quindi un enorme potenziale alla cantina vinicola, che può verificare in ogni momento le statistiche sulle letture delle proprie bottiglie, identificando quelle autentiche e quelle potenzialmente false e verificando la relativa posizione geografica.

Il Bluetooth Low Energy

All’RFID ed NFC abbiamo recentemente affiancato un’altra tecnologia di punta per la tracciabilità, il Bluetooth Low Energy. Si tratta di una tecnologia di comunicazione wireless che coniuga bassi consumi energetici a migliorate performance rispetto alla versione tradizionale Bluetooth, e che, facendo leva su uno standard, sulla sua adozione da parte degli smart phone e sulla possibilità di realizzare APP per i dispositivi mobili, sta vivendo una fase di ampia diffusione, soprattutto negli scenari dell’advertising e del marketing di prossimità e geo-localizzazione.

Usata soprattutto nei wearable device, in sensori come monitor cardiaci e affini, il Bluetooth LE trova molteplici sbocchi applicativi, grazie alle sue innovative peculiarità tecniche, tra cui connessioni molto veloci e migliore trasmissione dei dati, interferenze nella comunicazione minimizzate, sicurezza e capacità di connessioni uno-a-uno ed uno-a-molti.

Conclusioni

La tecnologia di identificazione automatica, con le sue sfaccettature RFID, NFC e Bluetooth LE, è quindi portavoce di un concetto di tracciabilità globale, interconnessa e performante, a cui si affianca l’apporto di visione e lungimiranza dell’uomo, incarnate degli Engineering Services.

Maggiori informazioni sul mondo dell’RFID su RFID Global.

(Articolo di Paola Visentin)