Un'Introduzione Completa all'IoT Basato su RFID

In realtà, l’IoT (Internet of Things) è stato proposto già nel 1999 con una definizione secondo cui tutte le cose sono connesse a Internet tramite dispositivi di rilevamento delle informazioni come l’RFID (Radio Frequency Identification), in modo da poter realizzare l’identificazione e la gestione intelligenti. Pertanto, in parole povere, l’IoT è in realtà una rete di rilevamento istituita sulla base della tecnologia RFID.

Principi fondamentali dell’IoT e tecnologia RFID

Basata su Internet e sui computer, l’IoT in realtà stabilisce Internet che collega gli oggetti facendo affidamento sulla tecnologia RFID e sulla comunicazione di dati via radio. Pertanto, una delle tecnologie centrali essenziali dell’IoT risiede nell’RFID. In questa rete, agli oggetti è consentito comunicare tra loro senza la necessità dell’intervento umano. Il nucleo dell’IoT risiede nell’identificazione automatica degli oggetti e nell’interconnessione e condivisione delle informazioni tramite Internet, basata sulla tecnologia RFID, che è proprio una tecnologia che permette agli oggetti di “parlare”. Nella fase dell’IoT, il tag RFID memorizza le informazioni con regole e interoperabilità che verranno automaticamente archiviate nel sistema informativo centrale attraverso il sistema di comunicazione di dati via radio, in modo che gli oggetti possano essere identificati e lo scambio e la condivisione delle informazioni possano essere realizzati tramite Internet aperta.

• Composizione e principi di funzionamento dell'IoT

a. Origine dell'IoT

Analogamente a Internet, che collega strettamente le persone in tutto il mondo, un Internet con applicata la tecnologia RFID è in grado di connettere tra loro tutte le cose provenienti da ogni parte del mondo. Inoltre, tutte le cose possono “comunicare” tra loro.

b. Composizione dell'IoT

L’IoT tipico è composto da tre elementi: sistema RFID, sistema Savant e sistema Internet, che possono essere illustrati nell’immagine seguente.

Il sistema RFID contiene principalmente il tag RFID, il lettore e il software del sistema di scambio e gestione dei dati (processore); il sistema Savant è composto dal server Savant, dal server ONS (object naming service), dal server PML (physical markup language) e dal relativo software dei dati; il sistema Internet è composto dal sistema informatico e dal server di rete.

c. Principio di funzionamento

Il lettore RFID in un sistema IoT è in grado di pilotare il modulo RF per trasmettere il segnale di lettura al tag e ricevere i segnali di risposta trasmessi dal tag. Inoltre, è in grado di decodificare le informazioni di identificazione dell’oggetto presenti sul tag elettronico e quindi trasmettere le informazioni di identificazione dell’oggetto insieme alle altre informazioni presenti sul tag al sistema Savant per l’elaborazione. In generale, la frequenza di lavoro del lettore RFID rimane la stessa di quella del tag.

Sulla base della figura sopra che indica la struttura dell’IoT, dopo che il reader riceve le informazioni portanti dal tag e modula e decodifica i segnali di trasmissione, invierà le informazioni al sistema Savant per l’elaborazione, dopo di che le informazioni saranno trasmesse a Internet. Successivamente, l’ONS viene applicato per trovare la posizione di archiviazione degli oggetti su Internet ed è in grado di indicare al sistema Savant il server che contiene le informazioni di archiviazione degli oggetti e di trasmettere le informazioni descritte in questo file.

• Principi di funzionamento del sistema RFID

a. Composizione del sistema

In conformità con le diverse applicazioni, i sistemi RFID possono differire tra loro negli elementi di composizione. Ma, in linea di massima, un sistema RFID è composto da tag, lettore e sistema di scambio e gestione dei dati. Il tag elettronico è composto da un componente di accoppiamento e da un chip contenente la logica di sicurezza.

b. Principio di funzionamento

In quanto tecnologia avanzata di identificazione automatica, l'RFID realizza comunicazioni di dati in duplex completo senza contatto tramite radiofrequenza per identificare gli oggetti target. Il tag RFID è composto da un chip e da un'antenna e ogni tag è caratterizzato da un codice prodotto univoco.

Il sistema RFID può trasmettere dati tra il transponder e il ricetrasmettitore del sensore. La figura seguente mostra il principio di funzionamento del sistema RFID.

Quando il sistema RFID è in funzione, i segnali RF con una certa frequenza vengono prima trasmessi dal lettore tramite l’antenna. Quando il tag RFID entra nel campo di lavoro del lettore, l’antenna trasmette una corrente indotta in modo che il tag RFID possa catturare l’energia, che lo attiverà per trasmettere le proprie informazioni di codice al lettore. Per quanto riguarda i sistemi passivi, il lettore trasmette segnali RF a una certa frequenza attraverso componenti di accoppiamento. Non appena l’RFID entra in questo campo, l’energia viene ottenuta tramite i componenti di accoppiamento per alimentare i chip e il lettore per le comunicazioni. Dopo che il lettore ha letto le informazioni codificate, le invia al sistema di scambio e gestione dei dati. Per quanto riguarda il sistema attivo, dopo che il tag entra nell’area di lavoro del lettore, la batteria incorporata fornisce l’alimentazione per completare le comunicazioni con il lettore.

Applicazioni e sviluppi futuri della tecnologia IoT

Grazie all’identificazione univoca dei tag RFID sugli oggetti, la tecnologia RFID ha ricevuto grande attenzione per le sue applicazioni. L’IoT è un punto focale per l’applicazione dell’RFID. In quanto versione wireless del codice a barre, l’RFID presenta evidenti vantaggi, tra cui resistenza all’acqua, resistenza ai campi magnetici, resistenza alle alte temperature, lunga durata di conservazione, ampia distanza di lettura, crittografia e possibilità di modifica delle informazioni memorizzate. Inoltre, è in grado di riconoscere oggetti in rapido movimento e di riconoscere simultaneamente più tag, risultando comodo e veloce.

L’IoT basato sulla tecnologia RFID costituisce un Internet delle Cose che consente la condivisione in tempo reale tra gli oggetti in tutto il mondo, sfruttando tecnologie come RFID, comunicazione dati tramite antenna ecc. Etichettando tutti gli oggetti con tag RFID, viene istituita una rete informativa relativa a tutti gli oggetti che partecipano alla distribuzione, basata sull’attuale Internet, che talvolta non riesce a funzionare efficacemente a causa di componenti eterogenei. Di conseguenza, è necessario realizzare una relazione organica e armoniosa tra le diverse parti di un sistema. L’IoT permette alle persone di accedere in qualsiasi momento e in qualsiasi luogo alle informazioni e ai servizi di calcolo, il che eserciterà una profonda influenza su ogni fase della distribuzione, inclusi produzione, vendita, trasporto, applicazione e riciclaggio, nonché sui comportamenti governativi, aziendali e personali.

Questioni riguardanti l'IoT

• Problemi sullo standard

Sebbene l’IoT offra alle persone una nuova era in cui possiamo godere di una vita più confortevole, più conveniente e più sicura, l’IoT deve affrontare alcuni problemi critici da risolvere, uno dei quali è lo standard tecnico. A causa dei diversi criteri disponibili nei vari paesi del mondo, i diversi paesi dovrebbero impegnarsi a perseguire una cooperazione attiva per riuscire a risolvere con successo la questione degli standard eterogenei.

• Questioni relative al prezzo

A parte gli standard unificati discussi sopra, il modello di business dell’IoT nelle applicazioni commerciali non è così chiaro. Inoltre, a causa dell’elevato costo dei chip necessari alla produzione dell’IoT, sembra poco praticabile integrare tutti gli oggetti in chip di identificazione.

• Problemi di sicurezza

Un altro problema che richiede una soluzione urgente riguardo all’IoT riguarda le modalità di implementazione della sicurezza dei dati e della protezione della privacy. Nell’IoT, a causa della connessione più stretta tra le cose e tra le cose e gli esseri umani, la questione di come proteggere i dati massivi e la privacy degli utenti deve essere risolta con urgenza. L’assenza di uno schema di sicurezza affidabile rende difficile proteggere adeguatamente le informazioni contenute nei tag di sola lettura. Per quanto riguarda le etichette leggibili e scrivibili, esiste il rischio che le informazioni possano essere maliziosamente modificate. Se le informazioni memorizzate nelle etichette elettroniche vengono rubate o addirittura maliziosamente modificate, si causeranno enormi perdite. L’unica soluzione a tutti questi problemi risiede nella ricerca sulla tecnologia di crittografia delle etichette RFID. La tecnologia di crittografia può essere utilizzata per impedire a soggetti non autorizzati di ottenere o manipolare le informazioni delle etichette elettroniche.

• Problemi sulla piattaforma di gestione dei dati

Una volta che la tecnologia IoT entra in applicazioni autentiche, il modo di gestire e applicare efficacemente i dati portati dalla tecnologia IoT rende possibile la gestione dinamica in tempo reale di decine di miliardi di oggetti. Pertanto, dovrebbe essere istituita una tale piattaforma di gestione dei dati, composta da un database back-end, un programma applicativo e una corretta capacità di analisi. Essa è in grado di elaborare la grande quantità di dati generati dal sistema RFID. La piattaforma dovrebbe presentare un linguaggio comune che più utenti possano utilizzare congiuntamente e di cui tutti i sistemi di riconoscimento possano avvalersi. I lettori RFID e il successivo sistema di supporto alle informazioni, il sistema di identificazione, il sistema di sicurezza e il sistema informativo per ciascuna fase devono disporre di un’interfaccia standard pubblica con regolamenti unificati. Questa piattaforma dovrebbe impostare diversi diritti di accesso per utenti diversi e garantire la crittografia nella comunicazione delle informazioni. Inoltre, dovrebbe essere compatibile con i requisiti di supporto alla lettura di informazioni di massa e poter supportare simultaneamente l’identificazione e la verifica di migliaia di etichette elettroniche.

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Risorse utili:
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