rfID Card wireless

Le card rfID 'Radio Frequency Identification', dette anche 'proximity' e 'contactless' card o, in italiano, 'carte di prossimità' e 'carte a sfioramento', utilizzano la trasmissione a radiofrequenza per comunicare dei codici.
Le card rfID fanno parte della grande famiglia degli 'rfID TAG', ovvero tutti gli oggetti dotati di un'antenna che rilevano la presenza di un campo elettromagnetico emesso da un apposito dispositivo di lettura/scrittura (Transponder) nella banda delle radio-frequenze. L'enegia captata dall'antenna integrata consente al microchip di scambiare dati con l'esterno, purché il tag si trovi entro una distanza minima dal dispositivo di lettura/scrittura.

Esistono inoltre le smart card dual-interface che offrono entrambe le interfacce contact e contacless e pertanto la comunicazione con il microchip può avvenire indifferentemente mediante una o l'altra.
Tale caratteristica consente di integrare sulla stessa smart card sia applicazioni complesse come quelle di firma digitale tipiche delle contact smartcard, sia applicazioni più semplici e veloci, come quelle di controllo dell'accesso ad aree riservate, che richiedono esclusivamente accessi alla memoria wireless

La possibilità di essere utilizzate a mani libere e senza dovere essere estratte dalla tasca, rende i sistemi rfID particolarmente indicati per applicazioni di controllo accessi di massa.

Le Contactless Card si suddividono in 3 categorie in base ai valori di frequenza di ricetrasmissione:

Card a Bassa Frequenza (LF)

Caratterizzate da un transponder con frequenza di 125KHz le card appartenenti a questa categoria si distinguono in card la cui memoria (UID) può solo essere letta (RO = Read Only) e quelle su cui è possibile anche scrivere (RW = Read & Write).
La distanza di attivazione va dallo 'strisciamento' (contatto superficiale) fino a circa 5..10cm.

Specifiche per card rfID a 125KHz Read Only - tipo EM4100

Specifiche per card rfID a 125KHz Read/Write - tipo T5567 Rfid Transponder Keytag

Card ad Alta Frequenza (HF)

Tali card, il cui transponder opera ad una frequenza di 13,56MHz, si differenziano dalle Card a Bassa Frequenza (125 Khz) essenzialmente per la distanza di funzionamento (dell'ordine delle decine di centimetri), la velocità di trasferimento dati e la capacità di memoria.

A parità di velocità di trasferimento dati e rispetto ai transponder 125KHz, possono operare a distanze superioni (ISO 15693).

Sempre rispetto ai transponder a 125KHz, ma a parità di distanza di funzionamento, possono operare con una maggiore velocità di trasferimento dati, con la conseguente possibilità di aumentare la quantità dei dati scambiati e quindi la capacità di memoria (ISO 14443).
La distanza di attivazione è tipicamente compresa tra 10cm a circa 100cm.

La tecnologia maggiormente utilizzata in questo settore è la MIFARE di NXP, nelle numerose varianti di capacità di memoria, da 1k byte a 8k byte. Lo standard di riferimento è l'ISO14443.

Per sola informazione, in questa famiglia ricadono anche i chip utilizzati per le applicazione NFC ('Near Field Communication').

Card ad Altissima Frequenza (UHF)

Questo è settore molto complesso, in continua evoluzione con affollamento di prodottie standard.
In breve, i TAG UHF operano su frequenze tipicamente nella banda dei 900MHz o dei 2.4GHz.
Grazie all notevole distanza di identificazione, dalle decine di centimetri a circa 100 metri, in funzione della metodologia costruttiva passiva, semi-attiva e attiva, permettono applicazioni di rilevamento veloce a distanza, come ad esempio nei transito dei veicoli stradali.

Per i maggiori costi rispetto alla card HF e per le caratteristiche eccessive rispetto alle esigenze di rilevazione personale non sono comunemente utilizzati come card TAG

Come funziona un sistema RFID

In ogni sistema RFID, il TAG Transponder contiene informazioni. Queste possono essere limitati ad un singolo bit (unità base di informazione) fino ad un lungo insieme di bit che rappresentano dati come codici di riconoscimento, informazioni mediche personali o qualsiasi altro tipo di informazione salvato in formato digitale, compatibilmente con la capacità di mermorizzazione del mezzo.

Sistema base RFID

Il caso più interessante è il funzionamento del TAG passivo, che appare ad alcuni come 'magia'.
Il TAG passivo non ha una propria sorgente di alimentazione (es. batteria) e deriva quindi la propria alimentazione dal campo magnetico generato dal Lettore (transceiver). Quando il TAG entra nel raggio utile del campo magnetico, è in grado di 'assorbire' sufficiente potenza per far funzionare il processore e trasmettere i dati memorizzati.
Ancora più interessante è la modalità di trasmissione di dati, in quanto essa... non esiste!
Quando il TAG assorbe energia dal campo magnetico del Lettore, quest'ultimo 'sente' una diminuizione di intensità del campo stesso (come se il campo magnetico avesse una 'perdita') e quindi capisce in quel momento che qualcosa sta assorbendo parte dell'energia prodotta.
Il TAG è in grado di variare (modulare) il grado di assorbimento elettromagnetico e perciò, in pratica, comunica al Lettore i propri dati modificando l'assorbimento in funzione del 'bit' da trasmettere.

E' evidente che questo tipo di 'trasmissione' è delicata e soggetta ad errori di intepretazione; a questo fa fronte una serie di controlli di parità e validità, nonchè a ritrasmissioni del codice governati dal protocollo di scambio informazioni.
La possibilità pratica di errore di decodifica dei dati è estremamente bassa.

Tipi di Transponders RFID

Oltre ai sistemi 'passivi' illustrati sopra, esistono anche altre varianti di TAG:

• attivi:dotati di un proprio sistema di alimentazione a batteria interna, sia per l'elettronica che per la sezione trasmissiva, possono 'permettersi' di utilizzare una maggiore potenza di segnale e quindi di operare con velocità e distanze decisamente maggiori, fino ad alcuni metri di distanza (esempio: riconoscimento di veicoli e pagamento pedaggi autostradali).
• semipassivi: l'elettronica interna è autoalimentata a batteria, mentre la trasmissione è sempre in modalità passiva. Sono un compromesso tra le soluzioni precedenti, in termini di velocità, distanza coperta, praticità d'uso ed economia.