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Aspetti tecnologici della tracciabilità e rintracciabilitàdei prodotti agroalimentari

Ing. Giuseppe SPAGNA

Dipartimento BAS – Trisaia

Principali Tecnologie utilizzate nel Trak&Trace dei prodotti agroalimentari

• Codice a Barre

• Sistemi di identificazione a Radiofrequenza

Radio Frequency iDentification System RFiD

• Sistemi di identificazione ad infrarossi InfraRed IDentification System IRID

Aspetti tecnologici della tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti agroalimentari

Una simbologia o un alfabeto per la codificadi informazioni in un formato tale da poter essere scritto da specifiche stampanti ed acquisito automaticamente da opportuni lettori.

E’ costituito da una successione di elementi scuri (barre) ed elementi chiari (spazi) alternati.

Ogni etichetta contiene un Record di caratteri alfanumerici (cifre, lettere e caratteri speciali)

CODICE A BARRE

Tecnologia

EfficienteFino a 5 volte più' veloce rispetto alla tastiera.

AccurataUn carattere errato su 4.4 milioni di caratteri letti.

AffidabileLa lettura è univoca

Economica Inferiore al centesimo di €

CODICE A BARRE

TipologieLineare a due o più spessori

Codice 39, codice 128, codice ean ecc.

Bidimensionale

MaxiCode a media densità Introdotto dalla UPS nel 1992

www.maxicode.com

PDF417 ad altissima densità (2500 caratteri) introdotto da Symbol Technologies nel 1991

www.pdf417.com

CODICE A BARRE

LIMITAZIONI FONDAMENTALII

• Ciascun Oggetto deve essere letto singolarmente e manualmente avvicinando il Lettore all’oggetto o l’oggetto al Lettore

• Non esiste uno Standard ma diversi standard

Queste limitazioni hanno contribuito ad aumentare l’interesse verso i Sistemi RFiD anche a seguito della normativa sulla tracciabilità obbligatoria nell’agroalimentare.

CODICE A BARRE

Con il Dlgs 23/06/2003 n. 181 l’Italia ha recepito la direttiva 2000/13/CE in materia di etichettatura e presentazione di prodotti alimentari e relativa pubblicità.

La direttiva stabilisce che al consumatore vengano forniti corretti elementi di valutazione del prodotto da acquistare

Si è cominciato a parlare di un sistema tecnologico innovativo basato sulla radiofrequenza

CODICE A BARRE

Sistemi che utilizzano la Radiofrequenza per l’identificazione di qualsiasi cosa animata o inanimata (Oggetti, Persone, Animali).

SISTEMI DI IDENTIFICAZIONE A RADIOFREQUENZA

RADIOFREQUENCY IDENTIFICATION RFID

• TAG (o Trasponder) Passivo composto da un microchip e un’antenna miniaturizzata incapsulati in un supporto di materiale vario;

• TAG Attivo: simile al passivo ma con l’aggiunta di una microbatteria, un trasmettitore e dei sensori per la misura delle principali grandezze fisiche(temperatura, pressione, umidità ecc.);

• TAG Semipassivo: simile al passivo ma con l’aggiunta della sola batteria di alimentazione;

• READER costituito da un palmare oppure un telefonino Rfid compatibile in grado di trasmettere/ricevere segnali a radiofrequenza.

Componenti di un Sistema RFID

Chip• UNIQUE – 64 bit Read Only• Q5 – 224 bit Read Write• TITAN – 928 bit Read Write• HITAG 1/2/S – 256/2048 bit Read Write• ZOODIAC – 128 bit Read Only

(ISO1784/11785)• TAG CODER LITE – 192 bit Read Write

con algoritmo di criptazione• TAG CODER – come Tag Coder Lite con

funzioni di radiocomando integrate

I Prodotti Transponder passivi 125 khz

Packages:

•Iso card

•Smart label

•Botton

•Bracciali

Transponder Chip

• UNIQUE – 64 bit Read Only• Q5 – 22928 4 bit Read Write• TITAN –bit Read Write• HITAG 1/2/S – 256/2048 bit Read Write• ZOODIAC – 128 bit Read Only (ISO

11784/11785)• TAG CODER LITE – 192 bit R/W con

algoritmo di criptazione• TAG CODER – come Tag Coder Lite con

funzioni di radiocomando

Transponder passivi 13,56 mhzPackages:

•Vetro: glass

•Portachiavi

•Bracciali

•Isocard

I Prodotti

• I Tag attivi sono sostanzialmente identici ai Tag Passivi nel loro funzionamento, si differenziano in quanto dotati di batteria e soprattutto nella portata, cioè l’area e distanza entro la quale il tag riesce ad attivarsi e trasmettere il pacchetto dati in esso contenuto, i Tag attivi sono in questo caso in grado di “attivarsi” e “rispondere” a distanze di alcuni metri.

User

Lettori/Reader a 125 Khz

• Lettori di prossimità o longe range a

• 125 khz in lettura e scrittura.• Compatibilità con diverse

tipologie di transponder quali: UNIQUE, Q5, TITAN, EM4102, EM4150 Caratteristiche principali: - Dimensioni : 40 x 58 x 7,5mm - Antenna integrata


Lettori/Reader a 125 Khz• Questi lettori sono particolarmente indicati per il controllo accessi,

rilevazione presenze, apertura e comandi di porte, tornelli e sbarre di parcheggio.

• Compact Flash Reader 125 Khz:– Lettore compact flash per palmari/ PDA, con S.O. Windows, Windows

CE o Linux.– Le applicazioni principali sono nella logistica in genere, gestione

cespiti, ticketing


Lettori/Reader a 13,56 mhz

• Lettori di prossimità o longe range a 13,56 mhz in lettura e scrittura.

• Lettore 13,56 MHz:– Dimensioni : 45,5 x 70,0 x

15mm; – Antenna integrata;– Interfaccia RS232, RS422,

RS485, USB;– Alimentazione : 5V ;– Uscita LED;– Compatibilità con Tag

ISO 15693 e 14443A / B.


Lettori/Reader a 13,56 mhz

• Serie gate per lettura hand free con lettori longe range per distanze di lettura di 80/90 cm con tag a 13,56 mhz anticollision.

• Compact Flash:– Soluzione innovativa

disponibile su palmare– Antenna integrata– Driver per Windows e

Windows CE– Compatibile ISO 15693


Rappresentazione di un TAG RFiDRappresentazione di un TAG RFiD


Le Frequenze di funzionamento dei Le Frequenze di funzionamento dei sistemi RFiDsistemi RFiD

• Banda Frequenza Utilizzo

• LF 100-500 kHz Ttracciabilità animali (cani, mucche), apertura serrature (settore alberghiero) e controllo accessi

• HF 13.56 MHz Track&Trace, Smart Card

• UHF 866-956 MHz Supply chain use, Track&Trace, Tag accettati da Wal - Mart

• MW 2.45 GHz Track&Trace, TelepassAspetti tecnologici della tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti agroalimentari

Porzione dello Spettro utilizzato nei Porzione dello Spettro utilizzato nei sistemi RFiDsistemi RFiD


Sistemi Passivi: funzionamentoSistemi Passivi: funzionamento

• Avvicinando il Reader al Tag, il campo elettromagnetico da esso generato induce una corrente nell’antenna del Tag; il Tag si sveglia e trasmette il contenuto del suo microchip al Reader oppure riceve dal Reader un record di dati che memorizza nel microchip;

• Entrano in funzione solo quando vengono investiti da un campo elettromagnetico generato esternamente.


Sistemi Semipassivi: funzionamentoSistemi Semipassivi: funzionamento

• Hanno la batteria ma non hanno il trasmettitore per cui non possono trasmettere i loro dati se non vengono attivati dal Reader.


Rappresentazione di un Sistema RFIDRappresentazione di un Sistema RFID


Identificazione automatica di N oggettiIdentificazione automatica di N oggetti


Potenzialità

• Letture contemporanee ed elaborazioni automatizzate di consistenti quantità di dati effettuate a distanza anche in ambienti ostili.

Aspetti tecnologici della tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti agroalimentariAspetti tecnologici della tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti agroalimentari

Applicazioni

• Le applicazioni sono davvero a largo spettro– Tessile e Abbigliamento– Biblioteca– Musei– Aeroporti– Agroalimentare


Applicazioni nell’AgroalimentareApplicazioni nell’Agroalimentare

Applicazione di TAG RFiD:

– su vettori di trasporto delle risorse della Supply Chain (i Container);

– su Stock Keeping Unit (i Pallet);

– sulla singola confezione di prodotto al dettaglio.


Applicazioni sui VettoriApplicazioni sui Vettori

• Trasmissione della posizione del Vettore alla stazione di controllo remota ai fini del monitoraggio

• Definire l’architettura di comunicazione (GPS, GPRS)• Definire la modalità di monitoraggio (periodica, ad intervalli

prestabiliti)• Come devono essere gestiti i valori dei parametri misurati con i

sensori all’interno del vettore: devono generare allarmi locali o alla stazione remota?

• Quali Feedback devono essere generati dalla stazione remota?• Le direttive impartite dalla stazione remota come devono

essere trasmessi all’autista del vettore?


Applicazioni su Stock Keeping Unit Applicazioni su Stock Keeping Unit (Pallet)(Pallet)

• Come devono essere sistemati i Tag sui Pallet per aumentare la certezza delle letture?

• La sistemazione deve essere fissa o variabile a seconda del tipo di Vettore associato al Pallet?

• Quali architetture di comunicazione adottare?


Applicazioni sulle confezioni al dettaglio

• Con l’applicazione di TAG RFiD sulle singole confezioni:

– Si possono fornire informazioni aggiuntive sul prodotto che si materializzano ad esempio su un telefonino;

– Si può monitorare il comportamento di acquisto del consumatore.

• Una volta ricevuto il segnale che identifica il prodotto, il telefonino si collega ad un Server locale che trasmette un segnale vocale che fornisce i “consigli dell’esperto” su quel prodotto.


Applicazioni sulle confezioni al dettaglioApplicazioni sulle confezioni al dettaglio

Insieme ai “consigli dell’esperto” si può proporre unminiquestionario, da sottoporre al consumatore in modo daraccogliere, in diretta, quali sono le sue esigenze;

Poche domande ben formulate possono rivelarsi di grandissimovalore per apportare miglioramenti ai prodotti o per svilupparenuovi prodotti;

Attraverso il Server locale si può procedere al pagamentoelettronico del prodotto acquistato.


Limitazioni TecnologicheLimitazioni Tecnologiche

• Possibilità di fallimenti nelle operazioni di lettura

• Scarsa affidabilità su liquidi e metalli

• Scarsa distanza operativa

• Sensibilità alle interferenze con possibilità di letture fantasma: Ghost Read

• Scarsa flessibilità nella progettazione delle antennecon conseguenti limiti su forma, dimensioni e contenitori dei TAG

• Modesta protezione e sicurezza dei dati con risvolti negativi sulla Privacy


Problematiche organizzativeProblematiche organizzative

• Scarsa compatibilità “worldwide”le frequenze utilizzate in Europa sono diverse da quelle degli Stati Uniti che a loro volta sono diverse da quelle dei Paesi Asiatici

• Carenza di Standard a livello mondiale

• Aspettative non realistiche indotte dagli integratori

• Mancata ripartizione dei costi sulla catena di distribuzione

• Alti costi dei TAG e del software applicativo

• Impatto ambientale a volte non trascurabile


Effetto Scudo (Shielding) delle onde Effetto Scudo (Shielding) delle onde elettromagnetiche nei conduttorielettromagnetiche nei conduttori


Effetto Assorbimento delle onde UHF nei Effetto Assorbimento delle onde UHF nei liquidiliquidi


Sistemi di Identificazione a InfrarossiSistemi di Identificazione a Infrarossi

• InfraRed IDentification InfraRed IDentification SystemSystemIRIDIRID

Sistemi che utilizzano:– la tecnologia

infrarosso;– accoppiata ad

un protocollo innovativo di collegamento in aria per la memorizzazione e la lettura dei dati nei TAG ID passivi.

Caratteristiche peculiari– Logica di funzionamento simile ai

sistemi RFiD;– Frequenza adottata 300 THz

quindi immune da liquidi e metalli– Struttura TAG semplice,

compatta e robusta in policarbonato trasparente IP68

– Lettori compatti IP54– ID univoco a 32 Bit e CRC 32 Bit– Versione R/W a 128 Byte– Lettura con scorrimento fino a 10

Km/ora– Interfacce lettori/scrittori: TCP/IP,

RS232, I/O parallelo, Banda Magnetica


Comparazione RFid IRID


125 Khz

LF

13,56 MHz

HF

869/915 MHz

UHF

2,45/5,8 GHz

MW Attivi

300 THz

IRID

Economici Economici Veloci Molto Veloci, Lettura Multipla

Veloci, Lettura Multipla, Elevato raggio d’azione

Lenti Veloci Lettura Multipla

Raggio Elevato, Direzionale, tolleranza ai metalli

No Standard, No antenne

Raggio Limitato Lettura multipla Elevato raggio Standar ISO Direzionali e inalterati a liquidi e metalli

Non direttivi Standard

ISO

Standard ISO, TAG economici

TAG e Lettori Costosi, Grandi antenne

No GhostReads, no EMI e di facile installazione

No metalli, EMI Raggio limitato, non direttivi

Lettori Costosi, Grandi antenne

Durata Limitata per le batterie

TAG costosi

No metallo, EMI Scarsa direz, no metalli, EMI, Ghost Reads

Convivenza con Bluetooth/Wlan

TAG e Lettori a vista

Contr Accessi, Animali, Veicoli

Smart CARD Supply ChainWal-Mart Comp

Pedaggi stradali

Identificazione oggetti

125 Khz

LF

13,56 MHz

HF

869/915 MHz

UHF

2,45/5,8 GHz

MW Attivi

300 THz

IRID

Economici Economici Veloci Molto Veloci, Lettura Multipla

Veloci, Lettura Multipla, Elevato raggio d’azione

Lenti Veloci Lettura Multipla

Raggio Elevato, Direzionale, tolleranza ai metalli

No Standard, No antenne

Raggio Limitato Lettura multipla Elevato raggio Standar ISO Direzionali e inalterati a liquidi e metalli

Non direttivi Standard

ISO

Standard ISO, TAG economici

TAG e Lettori Costosi, Grandi antenne

No GhostReads, no EMI e di facile installazione

No metalli, EMI Raggio limitato, non direttivi

Lettori Costosi, Grandi antenne

Durata Limitata per le batterie

TAG costosi

No metallo, EMI Scarsa direz, no metalli, EMI, Ghost Reads

Convivenza con Bluetooth/Wlan

TAG e Lettori a vista

Contr Accessi, Animali, Veicoli

Smart CARD Supply ChainWal-Mart Comp

Pedaggi stradali

Identificazione oggetti

Complementari o Alternativi ?!Complementari o Alternativi ?!


IRID

BAR CODE

RFiD

GRAZIE

per l’attenzione


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