Internet delle Cose

TAG RFID SEMI-PASSIVO:

microchip ma, eventualmente, anche gli apparati ausiliari (sensori), ma non per alimentare

un trasmettitore, poiché in trasmissione si comportano come un tag RFID passiva. Le

distanze a cui possono operare sono, al massimo, dell’ordine di qualche decina di metri.

tag, read-only read-writable.

I inoltre, possono essere sia di tipo che Questi ultimi tipi di tag

consentono oltre alla lettura anche la modifica o la riscrittura di informazioni in essi

read-only

memorizzati. Inizialmente i tag passivi erano tutti di tipo sia perché la fase di

scrittura richiede una quantità di energia molto elevata, che si ricava con difficoltà dal

segnale ricevuto, sia perché le memorie riscrivibili ha un costo molto elevato.

tag read-writable

Ciononostante, i passivi di tipo sono in rapida ascesa.

tag

Per i attivi si è riusciti, con l’evoluzione della tecnologia, ad aggiungere funzioni che

non riguardano semplicemente l’identificazione. Si è riusciti ad implementare funzioni di

−

Radio Time Location System -

radiolocalizzazione (RTLS – identificazione della posizione

dell’oggetto che contiene l’RFID) ma anche parametri ambientali attraverso sensori

(temperatura, movimento, etc…).

Ma come funziona il tag?

tag reader

Nei sistemi RFID i sono, in genere, associati ad oggetti. Quando il genera un

tag,

campo elettromagnetico, il passando attraverso il campo stesso, trasmette al lettore le

tag

proprie informazioni. Una volta che il ha decodificato come corretto il segnale del

lettore, gli “risponde” riflettendo, mediante la sua antenna, e modulando il campo emesso

reader. reader tag

dal I protocolli che consentono la comunicazione tra e sono descritti in

tag

appositi standard, mentre le informazioni che il trasmette al lettore sono contenute in

tag

una determinata quantità di memoria che ogni contiene al suo interno.

15

4.3 Tecnologia Barcode barcode)

La tecnologia del codice a barre (in inglese si basa su una

rappresentazione di un’informazione numerica, o alfanumerica, sotto

forma di simbolo, costituito da barre e da spazi. Lo spessore e la

spaziatura dipendono dallo standard di codifica utilizzato.

barcode

Il lineare è composto da un susseguirsi di elementi ovvero un susseguirsi di:

 rappresenta l’elemento “scuro”, formato da un segmento verticale;

barre:

 rappresenta l’elemento “chiaro” e separa due barre tra loro.

spazi:

Per permettere di capire se il codice a barre è stato letto interamente, l'informazione è

preceduta da un carattere di start (bit di start) e seguita da un carattere di stop (bit di stop).

All’interno del codice, inoltre, per permettere la correttezza della lettura del codice stesso, è

digit).

previsto un “codice di controllo” (check

La lettura di questi codici avviene attraverso un sensore elettronico fotosensibile che, posto

frontalmente al codice stesso, ne rileva i raggi riflessi (principio di riflessione ed

assorbimento della luce: i raggi vengono riflessi dalle zone chiare del codice ed assorbiti

dalle zone scure) decodificando l’informazione “nascosta”. La tecnologia di lettura, per i

codici monodimensionali, prevalente e più affidabile si basa sull’uso di uno o più raggi

laser, unito, solitamente, ad una testina in grado di oscillare e in alcuni casi ad un sistema di

specchi.

Tale sistema ha lo scopo di aumentare la probabilità che qualsiasi codice stampato su un

oggetto venga letto al primo tentativo. Per fornire una lettura valida e corretta del codice a

barre monodimensionale, il lettore deve essere portato quasi a contatto con il codice stesso.

Nel corso degli ultimi anni, si è assistito ad un’evoluzione dei classici codici a barre ad una

dimensione (i codici a barre monodimensionali – nella figura

2D” (figura

al lato) arrivando al cosiddetto “barcode in alto a

sinistra) che hanno il pregio di poter gestire un maggior

numero di informazioni, senza che ciò comporti un aumento

di costi. In sostanza, economia e facilità implementativa: si

parla di poter raggiungere circa 1000 caratteri su singola

etichetta. Inoltre, un ulteriore vantaggio è legato alla quantità

di informazioni che è possibile inserire anche su etichette di dimensioni piccole. A

differenza dei codici monodimensionali, per la lettura dei codici bidimensionali, la

tecnologia più diffusa è quella che sfrutta la tecnica fotografica. Il processo di lettura, per

essere garantito, deve rispondere a determinati requisiti quali:

 il codice deve essere integro e non deve presentare graffi altrimenti il

integrità:

lettore potrebbe non riuscire a leggere il codice stesso;

16

 il codice deve essere applicato in modo piano e disteso.

modalità di applicazione:

Per intenderci non deve essere applicato su spigoli o angoli con eccessiva curvatura;

 la lettura deve avvenire con una condizione ottimale di luce.

luce accettabile:

La modalità di lettura, affinché fornisca il risultato desiderato, deve avvenire in modo

diretto e frontalmente al codice a barre. L’insieme di tutte queste caratteristiche fanno sì che

il codice debba essere di dimensioni ridotte, al massimo 4-5 centimetri per un codice dai 12

ai 16 caratteri. 2D) Quick

Tra i codici a barra bidimensionali (barcode ci sono i codici QR, dall’inglese

Response, i quali vengono spesso usati per memorizzare informazioni aggiuntive (indirizzi

Internet, testi, SMS e molto altro ancora) su un prodotto sul quale il codice QR viene

stampato. Oltre per questo, vengono anche usati nelle riviste o nelle locandine che

pubblicizzano spettacoli o eventi. La facilità di lettura di queste informazioni è molto

smartphone

elevata, infatti basta possedere uno con fotocamera e un’applicazione di “QR

reader” che permette la lettura del codice stesso. Inoltre, l’enorme ricchezza di dati presenti

su un codice a barre, in un solo crittogramma si possono memorizzare oltre 4.000 caratteri

alfanumerici, ha attirato l’interesse di molti reparti marketing di tante aziende.

È possibile anche creare dei codici QR “manualmente”. In rete esistono, infatti, diversi

Quick Response

servizi online per generare un codice per un particolare indirizzo Web (ad

web

esempio il sito qrstuff.com, figura 3).

Figura 3. 17 whatsapp

Un sito che sfrutta questa tecnologia è https://web.whatsapp.com/ (il cosiddetto

web): smartphone

si ha la possibilità, “scannerizzando” con il proprio il codice QR presente

all’interno del sito (figura 4), di accedere alle proprie chat personali usando direttamente il

computer. Figura 4. Scannerizzando questo codice QR si accede alle chat

personali.

Questa tecnologia si differenza da quella RFID per alcuni aspetti. Infatti, la tecnologia

barcode:

RFID presenta alcuni pregi rispetto a quella

 si possono aggiungere informazioni sui chip in funzione della tipologia del chip:

read-only, read and write;

 l'identificazione e la verifica avvengono rapidamente e direttamente, ovvero senza la

necessità di un contatto diretto o visione del chip (In questo modo può essere

installato internamente alle cose);

 la comunicazione può essere in chiaro o cifrata;

reader tag

 un RFID è in grado di comunicare anche con centinaia di in pochi secondi

barcode

mentre quello è di tipo sequenziale, ovvero può identificare un solo prodotto

alla volta; reader

Le funzionalità dei in tecnologia RFID, di gran lunga migliori di quelle in tecnologia

barcode, determinano, per via di tutti questi fattori, una vera e propria rivoluzione nel

campo dell’identificazione delle informazioni. Queste differenze, in definitiva, dimostrano

come la tecnologia RFID sia destinata a

sostituire il tradizionale sistema a codice a

barre nell’ambito dell’identificazione delle

“cose”.

18

4.4 Sensori e attuatori of Things

Come già detto, l’Internet è costituito da reti di sensori ed attuatori collegati ad

oggetti e dispositivi di comunicazione.

Il sensore è un dispositivo che, senza alcun bisogno di alimentazione esterna, è in grado di

convertire una grandezza fisica non elettrica in una grandezza elettrica.

Se la grandezza Elettrica risulta “difficile da manipolare”, ovvero una grandezza

manipolabile tramite circuiti piuttosto complessi, è possibile collegare a valle del sensore un

circuito in grado di convertire questa grandezza in una “semplice da manipolare”.

Questo circuito prende il nome di Trasduttore e rappresenta un dispositivo, alimentato

mediante un generatore esterno, in grado di convertire una Grandezza Fisica non Elettrica in

una Grandezza Fisica Elettrica Facile da Manipolare.

Pulsanti ed interruttori sono, molto probabilmente, i sensori più semplici ed elementari

perché danno la possibilità all’utente di impostare un valore di input. Altri esempi di sensori

sono i sensori ambientali (ne sono un esempio il foto resistore o il termistore), i sensori di

umidità, i sensori per la misura della distanza etc…

A differenza del sensore, l’attuatore è un dispositivo che converte una grandezza elettrica in

una grandezza fisica non elettrica. In senso lato, un attuatore può essere definito come un

qualsiasi dispositivo che converte dell'energia da una forma ad un'altra, in modo che questa

agisca nell'ambiente fisico al posto dell'uomo.

Uno degli attuatori più semplice e comune è rappresentato dalla luce, poiché risulta

estremamente facile da “creare” elettronicamente e fornisce un output molto evidente. Il

dispositivo che mi permette di ottenere elettronicamente la luce è il diodo, più precisamente

LED (Light-emitted Diode). LED,

il Tipicamente, questi forniscono un’uscita, e quindi una

LED

luce, di colore rosso o verde, ma si possono trovare anche bianchi o di altro colore.

19

Poiché gli attuatori sono in grado anche di trasformare un segnale di input, tipicamente di

tipo elettrico, in un segnale di movimento, altri esempi di attuatori sono i motori elettrici, i

pistoni idraulici, i relè, ecc …

4.5 WSN – Wireless Sensor Network

Con questo termine si indica una tipologia di rete che viene realizzata da un insieme di

dispositivi elettronici in grado di prelevare dati dal mondo esterno e di comunicare tra loro:

in breve, la WSN è una rete di sensori.

Tale rete consiste, appunto, in un numero più o meno elevato di sensori a basso costo aventi

lo scopo di rilevare dati e, eventualmente, inviarli ad un sensore che