8.2 Normativa RFID

Questo paragrafo è dedicato alla descrizione degli standard più importanti che hanno lo scopo di regolamentare i sistemi RFID.

8.2.1 Gli standard ISO

Questi standard principali per la regolamentazione dei sistemi RFID sono principalmente redatti dall’ISO (International Organization for Standardization) che è l’organo mondiale ufficiale di standardizzazione.
I meccanismi per creare uno standard ISO sono piuttosto lunghi e complicati. In sintesi si basano su un processo a più stadi che viene assegnato a diversi comitati e sottocomitati. Il tempo medio di completamento di tale processo è di cinque/sei anni.
La seguente tabella 8.1 contiene i principali standard RFID [BAT03]:

 Standard

Posizione

Sottocomitato

ISO 7816

IC Cards with contacts

  _

ISO 10536

Close coupling cards

WG 4

ISO 14443

Proximity Cards

WG 8/TF 1

ISO 15693

Vicinity Cards

WG 8/TF 2

ISO 10373

Test methods

WG 1/8

ISO 11784

Code Structure and Technical Concept

TC 23/WG 19

ISO 14223

Advanced Transponders

TC 23/WG 19

ISO 10374

Freight containers

TC 104

ISO 15960

Application requirements transaction message profiles

WG 2/4

ISO 15961

RFID for item management, data objects

WG 2/4

ISO 15962

RFID for item management, data notation

WG 2/4

ISO 15963

Unique Identification of RF Tag Registration

WG 2/4

ISO 18000

Air interface standards

WG 4/SG 3

Tab. 8.1  Principali standard RFID

 

8.2.2 Bande di frequenza

La scelta di autorizzare l’utilizzo di una specifica banda di frequenza per un’applicazione di comunicazione radio è sancita in genere da leggi emanate dai differenti governi con la consulenza tecnica degli organismi competenti; per esempio in Italia esiste l’Istituto Superiore delle Telecomunicazioni [MDC].
Le aree dello spettro elettromagnetico riservate per l’RFID possono essere diverse da Paese a Paese perché possono essere diversi i vincoli degli utilizzi esistenti. Le organizzazioni internazionali di standardizzazione stanno in questo momento realizzando standard internazionali per poter superare le evidenti limitazioni di scelte diverse a seconda dei Paesi.
I sistemi RFID in genere utilizzano principalmente tre bande di frequenza: bassa, media e alta. La seguente tabella 8.2 riassume le differenti caratteristiche di queste bande e le loro applicazioni tipiche:

 Banda di frequenza

Caratteristiche

Applicazioni principali

100 - 500 KHz

 

Da corto a medio raggio operativo.
Relativamente poco costoso.
Bassa velocità nelle operazioni di lettura e scrittura.

Controllo accessi. Identificazioni animali. Sistemi di sicurezza per macchine.
Applicazioni generiche.

10 - 15 MHz

Da corto a medio raggio operativo.
Poco costoso se prodotto in grandi quantità.
Media velocità nelle operazioni di lettura e scrittura.

Controllo accessi. Smart card. Smart label. Controllo degli articoli. Applicazioni generiche.

850 - 950 MHz
2,45 - 5,8 GHz

Lungo raggio operativo in sistemi americani e canadesi.
Da corto a medio raggio operativo in sistemi europei.
Costoso.
Alta velocità nelle operazioni di lettura e scrittura.
Il transponder e il reader devono essere visibili otticamente.
Applicazioni esterne sensibili alle condizioni atmosferiche.

Controllo dei sistemi ferroviari. Transponder attivi per applicazioni autostradali.

Tab. 8.2  Principali bande dell’RFID

Un primo grado di uniformità nell’uso delle bande di frequenza si può ritrovare nei Paesi appartenenti alle tre zone in cui è stato diviso il pianeta (fig. 8.1):

  • Regione 1: Europa, Africa e Russia.
  • Regione 2: America del Nord e del Sud
  • Regione 3: Estremo Oriente e Australia

Ogni Paese controlla la distribuzione e l’uso delle frequenze all’interno delle regole valide per la sua regione di appartenenza. Per questa ragione poche bande di frequenza possono essere comuni per le tre zone.


Fig. 8.1  Aree di normalizzazione delle frequenze

Per poter fornire le prestazioni richieste, un sistema RFID progettato per una determinata banda di frequenza deve presentare caratteristiche fisiche specifiche in termini di potenza emessa, stabilità della frequenza, interferenza e così via. Questi aspetti non sono necessariamente omogenei nei diversi Paesi e quindi è necessario verificare sempre se l’utilizzo della banda di frequenza sia consentito o meno [BAT03].
Un importante progetto di creazione di norme uniformi per regioni e anche a livello mondiale è in corso e andrà avanti fino ad essere completato prevedibilmente nel 2010.
Fino ad allora la situazione rimarrà ancora piuttosto confusionaria ed ogni Paese continuerà ad utilizzare i propri standard; per ora, l’unica frequenza utilizzabile in tutto il mondo è quella di 13,56 MHz.
La seguente tabella 8.3 riassume e descrive le bande di frequenza per applicazioni RFID utilizzate attualmente nel mondo [LABf]:

 Banda di frequenza

Applicazioni principali

125 – 134,2 KHz

Identificazione degli animali.

1,95 – 3,25 – 4,75 -4,915 – 8,2 MHz

Antitaccheggio (EAS).

13,56 MHz

Applicazione sulla persona e sul prodotto, smart label, identification card, antitaccheggio, applicazioni industriali e generiche utilizzabili in tutto il mondo (Regione 1, 2, 3).

circa 27 MHz

Applicazioni di transponder utilizzabili in Australia (Regione 3).

430 – 468 MHz

Antitaccheggio. Applicazioni industriale, scientifiche e mediche in Europa (Regione 1).

856 MHz

Sistemi di controllo del traffico automobilistico in Norvegia.

860 – 870 MHz

Applicazioni industriali, scientifiche e mediche in Europa (Regione 1).

902 – 916 MHz

Sistemi di controllo del traffico, applicazioni industriali, scientifiche e mediche in Nord o Sud America (Regione 2). Identificazione di oggetti in movimento (Telepass).

2,350 – 2,450 GHz

Identificazione di oggetti in movimento ad alta velocità come gli aerei, tramite transponder attivi.

5,400 – 5,900 GHz

Questa banda è stata riservata per un impiego futuro per tecnologie sofisticate e come il controllo intelligente dei trasporti.

24,125 GHz

Sistemi di allarme, radar e controllo della velocità di oggetti in movimento.

Tab. 8.3  Bande di frequenza utilizzate nel mondo

 

8.2.3 Protezione della salute

Nel mondo esistono diversi organi che hanno il compito di studiare gli effetti dell’esposizione umana ai campi RF. Per salvaguardare la salute delle persone nascono quindi i limiti massimi di esposizione, denominati SAR, che sono espressi in termini di:

  • Intensità del campo elettrico.
  • Intensità del campo magnetico.
  • Densità di potenza.
  • Tempo medio di esposizione.

L’assorbimento dell’energia RF da parte del corpo umano è diverso a seconda della frequenza del campo elettromagnetico; per questo si hanno restrizioni diverse come è riportato nelle seguente tabella 8.4 [BAT03]:

Banda di frequenza

Restrizioni

0 - 1 Hz

Per la densità del flusso magnetico dei campi magnetici statici
(0 Hz) e per la densità di corrente per campi alternati (varianti nel tempo) fino a 1 Hz. Lo scopo è proteggere il sistema cardiovascolare e nervoso centrale.

1 Hz - 10 MHz

Per la densità della corrente. Lo scopo è proteggere le funzioni
del sistema nervoso.

100 KHz - 10 GHz

Per la densità del campo magnetico ed elettrico. Lo scopo è proteggere l’intero corpo contro stress da riscaldamento ed evitare aree con eccessivo livello di riscaldamento.

10 GHz - 300 GHz

Per la densità di potenza. Lo scopo è proteggere contro il
riscaldamento nei tessuti nella vicinanza della pelle.

Tab. 8.4  Restrizioni all’esposizione in funzione della frequenza


8.2.3.1 Stati Uniti

I limiti di esposizione ai campi RF ammessi negli Stati Uniti sono descritti dalla FCC (Federal Communications Commission). Le regole principali applicate dalla FCC sono [BAT03]:

  • Differenziazione delle popolazione in due gruppi:
       ◊ Persone normali, soggette a esposizione senza alcun mezzo di controllo.
       ◊ Addetti al lavoro.
       Un più alto livello d’esposizione è naturalmente permesso per la seconda categoria, cioè per le persone consapevoli delle conseguenze dell’esposizione come tecnici, ingegneri RF, ecc.
  • L’esposizione nell’attraversamento di una postazione nella quale i livelli di RF sono maggiori dei limiti ammessi per la categoria “persone normali” è possibile a condizione che le persone possano esercitare un controllo sul loro livello di esposizione: ad esempio si può attraversare la zona di esposizione senza fermarsi perché si è informati dell’esposizione da parte di determinati dispositivi come visualizzatori, segnali vocali, ecc.
  • I limiti di esposizione massima devono includere in ogni caso un margine di sicurezza elevato per la protezione della salute, tenendo conto della diversa sensibilità delle persone, delle condizioni ambientali variabili e delle differenze dovute all’età e alle condizioni di salute.


8.2.3.2 Europa

Mentre la situazione negli Stati Uniti è molto definita grazie all’esistenza della FCC, i livelli di radiazione imposti in Europa sono relativamente confusi. Esistono infatti molti organi differenti, tra i quali si ricordano ETSI (European Telecomunications Standards Institute) e CENELEC (Comité Europèen de Normalisation Electrotechnique);  tutte le norme europee si riconoscono comunque dalla sigla EN [CEC02].
La combinazione dei limiti FCC/EU ha permesso di ottenere l’autorizzazio­ne di utilizzo dei reader negli Stati Uniti e in Europa. I due organi hanno una storia molto simile nella realizzazione degli standard, anche se i metodi di test necessari all’omologazione sono stati differenti.
La tecnologia RFID garantisce quindi un ottimo livello di sicurezza per la salute dell’uomo, ma i test continueranno ancora per diversi anni poiché è ancora alto il grado di incertezza che esiste nell’affidabilità delle misure. E’ per questo che sono ancora in corso delle revisioni degli standard di misura [BAT03].


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