GPOI - Le metriche del software - Fase 3 - Transactional Function types

Le tre funzioni riguardano le iterazioni uomo/applicazione e cioè:

EI --> external Inputs: è l'input dei dati effettuato dall'utente, cioè la funzione elementare che acquisisce ed elabora un dato esterno all'applicazione che, oltre alla digitazione, può anche arrivare ad un'altra applicazione

EO --> External Outputs: coincide con l'output di dati esterno all'applicazione, sia mediante la generazine di report, sia mediante la creazione di file

EQ --> External Inquire: processi elementari query composti da un input ed un output finalizzati al reperimento da file.

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GPOI - Le metriche del software - Fase 3 - Data Function Types

I due elementi riferiti ai dati sono identificati con la sigla:

ILF --> Internal Logical File

EIF --> External Interface File

Sono gli archivi dell'applicazione dove ILF sono i file che possono essere modificati, EIF sono i file read only.

Esempio:

ILF in un'applicazione gestionale possono chiamarsi Anagrafica Cliente o Anagrafica fornitori

ILF ed ELF non sono singoli archivi, ma aggregati di archivi che servono per l stessa funzionalità.

Gli ELF e ILF sono analizzati dal punto di vista logico e sono composti da un'aggregazione di RET (Record Element Types) dove un RET è un gruppo di dati significativi per l'utente finale dell'applicazione, che in un database relazionale normalizzato corrisponde alla tabella. I RET, al loro volta sono composti da unità elementari chamati DET (Data Element Types) che corrispondono a singoli campi e sono formati da dati semplici (numero, alfabetico, data, etc..)

Quindi prima di procedere con la definizione degli ILF e EIF il database deve essere normalizzato.

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GPOI - Le metriche del software - Metodo Standard IFPUG

Tale metodo viene descritto nel manuale Function Points Counting Practices Manual.

Vi è uno schema composto da 7 fasi in ordine cronologico

  • Pianificazione dei conteggi dei Punti Funzione e tipo di conteggio
  • Raccolta della documentazione
  • Inventario delle Funzioni e calcolo FP non pesati
  • classificazione dei componenti
  • Analisi delle 14 caratteristiche Generali del Sistema (GSC) e determinazione del fattore di aggiustamento (VAF).
  • Tabulazione dei risultati
  • Convalida dei risultati

Fase 1 - Pianificazione dei conteggi dei Punti Funzione e tipo di conteggio

Quando si pianifica un progetto deve essere presente un'attività per il calcolo delle FP. Tale calcolo deve essere tenuto aggiornato nell'avanzare del progetto e opportunamente documentato.

Fase 2 - Raccolta della documentazione

Prima dei requisiti per un progetto SI DEVE effettuare il conteggio degli FP attraverso la seguente documentazione:

  • esigenze oggettive percepite dagli utenti
  • del sistema attualmente funzionante o del nuovo progetto
  • della struttura complessiva del sistema da realizzare
  • su ogni obiettivo primario del progetto
  • su ogni altra documentazione del progetto stesso

Fase 3 - Inventario delle operazioni e calcolo FP non pesati

Il calcolo dei FB si basa sulla somma di cinque componenti o "funzioni logiche" che possono essere classificate in:

Funzioni Dati (data Function types)

  • ILF - Internal Logical File
  • EIF - External Interface File

Funzioni transazionali (transactional Function types):

  • EI - External Inputs
  • EO - External Outputs
  • EQ - External Inquiri

FP non pesati vengono anche detti: UPF Unadjusted FP

FP=UPF\cdot VAF

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TPSIT - RFID - Rilevamento e Correzione degli errori

Gli errori di trasmissione sono normalmente dovuti alla presenza di disturbi del canale di comunicazione che impediscono la corretta ricezione dei dati trasmessi.
Le sorgenti di segnali magnetici ed elettrici che un’onda elettromagnetica incontra durante la sua propagazione possono infatti modificarne le proprietà. Può accadere quindi che dei bit “0” vengano trasformati in “1” e viceversa.

A questo proposito si può riprendere la trattazione iniziale sul controllo degli errori.

Classificazione degli errori

Gli errori che possono verificarsi durante la comunicazione sono di tre tipi [HOL91]:

  • Errori single-bit (a bit singolo): coinvolgono un solo bit dell’unità dati (per esempio un byte) il cui valore viene trasformato da “0” a “1” o viceversa. Questo tipo di errore è il più comune.

Esempio di errore single-bit


  Errori multiple-bit (a bit multiplo): coinvolgono due o più bit non consecutivi dell’unità dati, il cui valore viene trasformato da “0” a “1” o viceversa . Questo tipo di errore è abbastanza comune.


Esempio di errore multiple-bit

  • Errori burst (a raffica): coinvolgono due o più bit consecutivi dell’unità dati, il cui valore viene trasformato da “0” a “1” o viceversa Questo tipo di errore è il meno comune.


Esempio di errore burst

Tecniche di rilevamento degli errori

Un metodo molto semplice per l’individuazione degli errori è quello di attuare un doppio invio per ogni unità di dati. Il ricevente ha quindi il compito di confrontare bit per bit le due copie della stessa unità.
Questa tecnica renderebbe la trasmissione perfettamente affidabile, essendo infinitesima la probabilità di due errori sullo stesso bit, ma molto lenta. Il tempo di trasmissione verrebbe più che duplicato poiché alla durata della doppia trasmissione, infatti, andrebbe aggiunto il tempo necessario alla verifica da parte del ricevente.
Si preferiscono quindi altri metodi che si basano sull’aggiunta di pochi bit scelti in modo sapiente. La tecnica che viene utilizzata da questi metodi è nota come ridondanza : i bit supplementari, infatti, sono a tutti gli effetti ridondanti e vengono distrutti non appena il sistema ricevente si sia accertato di una trasmissione corretta [HOL91].

Rilevamento degli errori con tecnica di ridondanza

VRC (Vertical Redundancy Check)
Il VRC è il metodo più comune per il controllo d’errore: viene aggiunto un singolo bit supplementare all’unità dati in modo che il numero di bit uguali a “1” dell’intera unità, bit supplementare compreso, diventi pari o dispari. Nel primo caso si parla di  parity check o controllo di parità ; nel secondo caso si parla di controllo di disparità.


   Controllo di parità

L’algoritmo VRC è molto facile da implementare ma ha diversi limiti; se infatti una unità ha un numero pari di bit invertiti, si ha una compensazione dell’errore, che quindi non viene rilevato [DES03].

LRC (Longitudinal Redundancy Check)

L’algoritmo LRC è una sorta di VCR bidimensionale. Come nel VCR si ha infatti l’aggiunta del bit di parità ad ogni unità dati. Ad ogni blocco viene però aggiunta una unità supplementare che contiene i bit di parità associati alle sequenze di bit corrispondenti del blocco


        Algoritmo LRC

L’algoritmo LRC assicura maggiore affidabilità nell’individuazione degli errori di tipo multiple-bit e burst, ma ha ancora dei limiti poiché può essere tratto in inganno da trasposizioni di byte [HOL91].

CRC (Cyclic Redundancy Check)
Nel metodo CRC i dati che vengono aggiunti ad ogni unità corrispondono al resto ottenuto da una particolare divisione di un polinomio, detto generatrice, che dipende dalle dimensioni dell’unità. Per esempio, la generatrice di un’unità di 9 bit può essere “x8 + x4 + x3 + x2 +1” e corrisponde a “100011101”.
Questo algoritmo rappresenta il criterio più affidabile nella trasmissione dei dati ed è anche utilizzato nei sistemi di registrazione dei dati su hard disk [GIA].

Tutti i metodi riportati permettono il rilevamento di eventuali errori, ma purtroppo non permettono la correzione. In caso di errori si ha quindi la ritrasmissione totale o parziale dei dati, a seconda della complessità dell’algoritmo scelto e della gravità dell’errore.

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TPSIT - RFID - Codifica dei dati

La modulazione permette agli apparecchi RFID di trasmettere le informazioni di origine digitale (1 o 0) attraverso onde elettromagnetiche (analogiche). Negli ambienti in cui avvengono queste trasmissioni però spesso ci possono essere ostacoli ed elementi di disturbo che possono fare ridurre la probabilità di una corretta interpretazione del circuito di demodulazione. Inoltre i sistemi RFID passivi hanno l’obiettivo di trasferire la maggior quantità di energia possibile tra il reader e il transponder. Per questi motivi viene attuata la codifica dei dati [REN].

Tecniche di base: NRZ, RZ, Manchester e Miller

Esistono numerosi metodi per effettuare la codifica dei dati. Di seguito sono elencati i più semplici e i più utilizzati.

NRZ (No Return to Zero)

  • Lo stato digitale “1” è rappresentato con un segnale alto.
  • Lo stato digitale “0” è rappresentato con un segnale basso (fig. 3.5).

Questo metodo è facilmente ottenibile e non richiede circuiti complicati anche perché non si tratta di una vera e propria codifica, visto che i dati vengono passati direttamente come tali in uscita. Si ha inoltre una alta robustezza agli errori, anche se lunghe stringhe di “0” o di “1” potrebbero causare la perdita del sincronismo.


Codifica NRZ

RZ (Return to Zero)

  • Lo stato digitale “1” è rappresentato con un segnale alto.
  • Lo stato digitale “0” è rappresentato con un segnale basso.
  • Ad ogni semiperiodo il segnale torna sempre a zero (fig. 3.6).

Come nel metodo precedente, non si ha una vera e propria codifica dei dati. Il ricevitore deve però distinguere tra 3 livelli, anziché tra 2; quindi la probabilità di errore è più grande rispetto a quella che si ha nell’NRZ. Il vantaggio è che lunghe stringhe di “0” o di “1” non causano la perdita del sincronismo [SCH].


Codifica RZ

Manchester

  • Lo stato digitale “1” è rappresentato con una transizione al semiperiodo fra il segnale alto e il segnale basso.
  • Lo stato digitale “1” è rappresentato con una transizione al semiperiodo fra il segnale basso e il segnale alto (fig. 3.7).

Come nell’RZ, in questo metodo lunghe stringhe di  “0” o “1” non causano la perdita del sincronismo. Inoltre, lavorando con solo due livelli, viene garantita un’alta robustezza agli errori. La codifica Manchester richiede un circuito più complicato rispetto a quelli per l’RZ e l’NRZ.


Codifica Manchester

Miller

  • Lo stato digitale “1” è rappresentato mantenendo all’inizio del periodo il livello dello stato precedente e attuando una transizione al semiperiodo.
  • Lo stato digitale “0” è rappresentato in uno di questi due modi:
    • Se lo stato precedente era un “1”, viene mantenuto il livello per tutto il periodo.
    • Se lo stato precedente era uno “0”, si ha una transizione all’inizio del periodo e poi si mantiene il livello costante per tutto il periodo (fig. 3.8). Questo metodo ha gli stessi vantaggi della codifica Manchester, ma richiede un circuito più complicato perché necessita di una memoria [SCH].

Codifica Miller
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TPSIT - RFID - Modulazione portante

La modulazione è un’operazione mediante la quale il segnale contenente l’informazione (modulante) viene "collegato" a un secondo segnale (portante) avente le caratteristiche adatte alla trasmissione. In pratica la modulazione consiste nel far variare istante per istante una o più caratteristiche del segnale portante, in relazione al valore assunto dal segnale modulante. L’operazione inversa, che consente l’estrazione del segnale di partenza dal segnale modulato è detta demodulazione.

Classificazione delle modulazioni

Una classificazione generale delle modulazioni può essere fatta sulla base della natura del segnale modulante: in caso di un segnale analogico si parla di modulazione analogica; in caso di un segnale digitale si parla di modulazione digitale.
Una classificazione più completa si ha tenendo conto anche della natura del segnale portante. I casi di modulazione possibile sono quindi i seguenti [LEO]:

  • modulazione di portante sinusoidale (analogica) con segnale modulante analogico. Tali modulazioni sono chiaramente di tipo analogico e si dividono AM, FM e PM.
  • modulazione di portante impulsiva (digitale) con un segnale modulante analogico. Tali modulazioni sono analogiche anche se il segnale modulato potrà assumere solo due valori. Rientrano in questo caso le modulazioni PAM, PWD e PPM.
  • modulazione di portante sinusoidale (analogica) con un segnale modulante digitale. Tali modulazioni sono digitali anche se la forma d’onda del segnale modulato è quella propria di un segnale analogico. Rientrano in questo caso le modulazioni ASK, FSK, PSK, QAM.

I sistemi RFID utilizzano un segnale modulante di tipo digitale e un segnale portante di tipo analogico. La modulazione di questi sistemi ricade tra i metodi ASK, FSK e PSK [BUFb].

ASK (Amplitude Shift Keying)
Nella modulazione ASK l’ampiezza della portante sinusoidale viene fatta variare in correlazione al segnale digitale modulante. Nel caso più semplice e più comune in corrispondenza dello zero logico il segnale modulato ha ampiezza zero o prossima allo zero, mentre in corrispondenza dell’uno logico ha ampiezza pari a quella della portante non modulata (fig. 3.2).
Questo metodo ha il vantaggio di trasmettere dati ad una velocità elevata con un grande trasferimento di energia.


Modulazione ASK

FSK (Frequency Shift Keying)
Nella modulazione FSK l’ampiezza della portante sinusoidale rimane invece costante. Ciò che viene fatto variare in correlazione al segnale modulante è la frequenza.
Questo metodo permette di utilizzare un ricetrasmettitore relativamente semplice da realizzare e assicura un alto livello di immunità ai disturbi, ma non consente velocità di trasmissione molto alte.


Modulazione FSK

PSK (Phase Shift Keying)
Nella modulazione PSK ampiezza e frequenza della portante sinusoidale rimangono costanti, mentre è la fase che può subire dei cambiamenti. Il metodo più semplice consiste nello scambio di fase della portante di 180° in corrispondenza dell’uno logico del segnale modulante (fig. 3.4).
Questo metodo assicura un buon livello di immunità ai disturbi e consente delle velocità di trasmissione elevate, ma richiede un ricetrasmettitore più complesso di quello necessario per il metodo FSK. 


Modulazione PSK
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TPSIT - RFID - Protocolli di comunicazione

La tecnologia RFID è stata ed è oggetto di consistenti attività di normazione sia a livello pubblico (internazionale e regionale), sia privato (consorzi di aziende).

Una “libera” competizione (che quindi veda la competizione di specifiche tecniche di consorzi privati senza grande necessità di standard ufficiali emessi dalle organizzazioni di normativa), potrebbe essere vista come uno stimolo a sviluppare tecnologie antagoniste il cui successo sarebbe garantito dalle prestazioni e dal mercato invece che da accordi all’interno delle commissioni.

Le prime applicazioni, standardizzate tra il 1996 ed il 2001, sono quelle che riguardano il cosiddetto “closed loop”, ovvero i contesti in cui il medesimo TAG viene riusato per vari oggetti o, in logistica, nel caso di contenitori, in cui il TAG sia riusabile per contenuti differenti.

Gli esempi più celebri di applicazioni closed loop sono le carte senza contatto, per pagamenti e per controllo accessi, ma anche i TAG per lavanderia e quelli, già citati, per contenitori riusabili.

Per le applicazioni “closed loop” ISO ha sviluppato le famiglie di standard per carte senza contatto e per l’identificazione degli animali.

Le applicazioni cosiddette “open loop” riguardano l’uso degli RFID sui singoli oggetti nel commercio, ma anche gli RFID in contenitori “a perdere”(casse,imballaggi,pallet)eriusabili,qualii“container”,sedopo ogni viaggio, il TAG viene sostituito.

La progressiva riduzione dei costi dei TAG passivi sta rapidamente conducendo quest’ultimi dalle applicazioni “closed loop”, per le quali sononati,versonuoveapplicazioni “openloop”incuiilTAGvieneassociatononalcontenitoreriusabile,bensìalsingolooggetto,seguendoloper tutta la sua vita e spesso sopravvivendogli. Per questo tipo di applicazioni è previsto il maggior sviluppo in un prossimo futuro.

Organizzazioni pubbliche e consorzi di aziende hanno portato avanti, in questi anni, l’attività di normazione sui sistemi RFID; tra questi emergono essenzialmente EPCglobal ed ISO.

- EPC globalnato ed operante come una associazione privata.

-ISO (ed organismi ad esso collegati) che costituisce l’ente mondiale di normativa in quasi tutti i campi della tecnologia.

I primi standard RFID sono stati realizzati in ISO, per TAG passivi a bassa frequenza e comprendono:

- Gli standard sui TAG per identificazione degli animali

- ISO 11784

- Radio frequency identification of animals

- Code structure

- ISO 11785

- Radio frequency identification of animals

- Technical concept

- Protocolli per l’interfaccia radio per TAG RFID usati nei sistemi di pagamento, smart cards senza contatti e carte di prossimità

- ISO/IEC 10536 - Identification cards

-- Contactless integrated circuit(s) cards

-- ISO/IEC 14443

- Identification cards - Contactless integrated circuit(s) cards Proximity cards

- ISO/IEC 15693

- Identification cards

- Contactless integrated circuit(s) cards Vicinity cards

- Metodi per il test e la conformità di TAG e Reader RFID ad uno standard (ISO/IEC 18047);

- Metodi per il test delle prestazioni di TAG e Reader RFID (ISO/IEC 18046). Successivamente EPCglobal ha prodotto normative orientate all’uso dei TAG nella logistica, ovvero:

• una tassonomia di classi di TAG;

• standard per protocolli di comunicazione a radio frequenza tra TAG e Reader;

• formato per la memorizzazione delle informazioni di identificazione nei TAG.

STANDARD EPCGLOBAL E LORO EVOLUZIONE

Vengono comunemente considerate altre tre classi di TAG, entrambe relative ad apparati attivi o semi-passivi: - Classe 3 - READ/WRITE - TAG semi-passivi - con sensori a bordo Applicazioni:

Data loggin

Questa classe, in aggiunta alle prestazioni della classe precedente, contiene, a bordo sensori e logica di controllo dei medesimi. I sensori più diffusi sono relativi alla pressione, moto o temperatura (i più diffusi in assoluto, per le esigenze logistiche della“catena del freddo”). Se la logica di controllo dei sensori lo permette, questi possono essere letti e
registrati in memoria anche senza l’intervento del Reader che, quando interrogherà il TAG si vedrà restituita anche la storia delle grandezze misurate. Naturalmente la complessità circuitale ed il relativo consumo di energia richiedono TAG attivi o almeno semi-passivi.


Classe 4 - READ/WRITE - con trasmittente a bordo - Network Capabilities - Applicazioni: Ad-Hoc Network; Active wireless sensor network Questa classe di TAG, con trasmettitore a bordo, si comporta come un sistema dotato di logica autonoma, potendo comunicare da TAG a TAG senza la presenza del Reader. In questi casi non solo si è in presenza di TAG attivi, ma l’attività, e di conseguenza l’erogazione di energia dalla batteria, permane anche in assenza di interrogazioni da parte del Reader. Per il resto sono previste tutte le prestazioni della classe 3.

- Classe 5 - READ/WRITE - con trasmittente a bordo - Network Capabilities. Oltre alla caratteristiche della classe 4 si ipotizza la possibilità di colloquio con TAG passivi, con funzionalità del tipo di quelle degli NFC

Modulazioni & Codifiche

Lo standard prevede l’impiego da parte del TAG delle modulazioni ASK e PSK in modo indifferente (non esistono comandi di selezione ed i Reader devono ricevere entrambi). La PSK è stata inclusa perché massimizza il trasferimento di energia (utile nel verso Reader=>TAG) e presenta migliori caratteristiche di robustezza al rumore (utile nel verso TAG=>Reader). Le codifiche di linea previste sono FM0 o Miller con generazione di sottoportante attraverso il parametro M. Da parte del Reader possono essere impiegate DSB-ASK opp. SSBASK oppure PR-ASK con indice di modulazione del 90% e con codifica di linea PIE.

Memoria

Lo standard prevede una capacità di memoria non troppo dissimile dai TAG di classe 1 (EPCglobal). Da 96 a 512 bit di memoria nel TAG contro i precedenti 64÷96 (comunque sufficienti a contenere l’EPC). L’aspetto più interessante consiste nella segmentazione della memoria per contenere maggiori informazioni rispetto al semplice EPC e nella protezione (per segmenti) della memoria di cui si vedrà in seguito.

Bitrate vs. identificazione dei TAG

In genere si riconosce ai TAG Gen2 una velocità superiore alle generazioni precedenti. I bitrate ammessi sono Reader =>TAG 26,7÷128 kbit/s; TAG=>Reader 5÷640 kbit/s. I bitrate vengono gestiti dal Reader nelmomento in cui il TAG viene letto/scritto per ottimizzare la velocità di riconoscimento di TAG con l’affidabilità di trasmissione. Infatti con bitrate alti si aumenta la velocità dell’algoritmo anticollisione, accelerando il riconoscimento dei TAG. Con bitrate bassi si favorisce la robustezza del segnale verso il rumore. Nel verso TAG=>Reader vengono usati 40÷640 kbit/s con codifica FM0 e 5÷320 kbit/s con codifica Miller. La velocità di lettura è funzione di diverse variabili che comprendono la potenza d’uscita, la densità dei TAG e l’ambiente operativo a radiofrequenza. Le specifiche Gen2 dovrebbero consentire ai Reader di effettuare, con circa 250 TAG nel raggio di copertura, circa 1500 letture di TAG al secondo in Nord America, e 600 letture per secondo in Europa, dove la potenza irradiata, la banda e il “Duty Cycle” hanno limiti più stretti. Queste velocità di lettura supportano la capacità di identificare oggetti su nastri trasportatori in movimento o trasportati da carrelli elevatori in transito attraverso portali di lettura con velocità anche superiori ai 10 Km/h.

Efficienza spettrale

Vengono definiti tre modi operativi per i sistemi RFID: Reader singolo, Reader multipli, Reader multipli ad elevata densità. Le specifiche per i Reader che operano in ciascuno di tali ambienti sono state concepite per fornire prestazioni maggiori rispetto a quelli esistenti. I TAG Gen2 possono essere letti e scritti da Reader di ognuna delle categorie precedentemente elencate. La modalità operativa di Reader multipli ad elevata densità è la scelta più affidabile ma di maggior complessità; consente un uso efficiente della banda, ottimizza le prestazioni e protegge dalle interferenze.

Affidabilità

Sono previsti miglioramenti essenziali rispetto ai precedenti. Le nuove caratteristiche mirano all’eliminazione di falsi positivi in lettura e in generale all’ottenimento di maggiore affidabilità nella lettura medesima. Vi è anche la possibilità di introdurre meccanismi per incrementare le prestazioni in termini di integrità dei dati. Ad esempio è possibile la verifica, dopo scrittura, dei dati in memoria del TAG (opzionale da parte del Reader).

Raggio di copertura

Lo standard Gen2 consente ma non obbliga l’uso di tecniche di Frequency Hopping prevedendo canali di 500 kHz nella banda assegnata negli USA (da 902,5 a 927,5 MHz). Tecniche alternative (Listen Before Talk – LBT) in uso in Europa possono prevedere un “Duty Cycle” più breve e operare con meno potenza, il che può comportare maggiore lentezza di lettura e un raggio di copertura ridotto. Bisogna comunque ricordare che il massimo raggio di copertura è principalmente funzione della potenza irradiata. Poiché i limiti per tale potenzasonodifferentipergliUSA,l’EuropaeilGiappone,cisidovrà aspettare valori differenti tra queste aree (in particolare i valori massimi in USA sono maggiori rispetto a quelli in Europa e Giappone)

Sicurezza

I TAG conformi allo standard Gen2 sono protetti da manomissioni. Il cosiddetto “cloaking”, infatti, consente di configurare i TAG in modo tale che prima di rispondere a qualunque interrogazione necessitano di ricevere una password dal Reader. Password possono essere anche richieste per scrivere i TAG o disabilitarli. Altro requisito di sicurezza supportato dallo standard e particolarmente richiesto è la possibilità di disabilitare definitivamente (“killing”) i TAG in modo tale che i loro dati non possano più essere accessibili. Questo è un requisito essenziale nell’ambito della vendita al dettaglio al fine di dissipare i timori dei consumatori riguardo la loro privacy. Sono definite password separate (a 32 bit) per il killing, per il cloaking, o per accedere alle diverse sezioni della memoria dei TAG.

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TPSIT - RFID - Bande di frequenza

In Europa la normativa vigente per gli apparati / reader RFID mette a disposizione un totale 15 canali di ampiezza di 200 Khz ciascuno allocati nell’intervallo frequenze che vanno da 865.0 Mhz fino a 868.0 Mhz. Queste frequenze sono così suddivise:

Intervallo frequenze da 865.0 Mhz fino a 865.6 Mhz sono disponibili 3 canali di ampiezza di 200 Khz ciascuno, nei quali è possibile utilizzare una potenza massima E.R.P.  di 100 mWatt.

Intervallo frequenze da 865.6 Mhz fino a 867.6 Mhz sono disponibili 10 canali di ampiezza di 200 Khz ciascuno, nei quali è possibile utilizzare una potenza massima E.R.P. di 2 Watt

Intervallo frequenze da 867.6 Mhz fino a 868.0 Mhz sono disponibili 2 canali di ampiezza di 200 Khz ciascuno,  nei quali è possibile utilizzare una potenza massima E.R.P. di 500 mWatt.

E.R.P. / E.I.R.P.- Effective Radiated Power / Effective Isotropically Radiated Power

Nelle sistemi di trasmissione e radiofrequenza specialmente nel campo delle telecomunicazioni, la E.R.P. – Effective Radiated Power or Equivalent Radiated Power rappresenta la misura dell’ energia di radio  frequenza misurata nel S.I. in Watts. Questa è determinata sottraendo le perdite del sistema ad aggiungendo il guadagno.

E.R.P. tiene in considerazione la potenza trasmessa in uscita dal trasmettitore, l’ attenuazione della linea di trasmissione (cavo), l’attenuazione dovuta alle connessioni, la direttività dell’antenna, ecc… Questa misura si applica in genere ai sistemi con antenna.

In ambito RFID UHF la E.R.P. è la potenza irradiata dal sistema all’antenna. Questa è molto importante in quanto nella normativa vigente i limiti imposti sono espressi in termini di E.R.P. in Watts. E’ importante notare che la E.R.P. non è semplicemente la potenza in Watt erogata dal reader RFID alla usa uscita d’antenna bensì, è la potenza irradiata dall’antenna nell’ambiente il cui valore dipende dai fattori espressi dalla seguente formula:

Potenza E.R.P. = Potenza in uscita dal reader RFID – attenuazione  dovuta al cavo – attenuazione dovuta ai connettori + guadagno dell’antenna

Per verificare se il sistema RFID UHF stia rispettando le normative si dovrà effettuare il calcolo della potenza E.R.P. irradiata dall’antenna tenendo conto dei cavi, dei connettori e della tipologia di antenna ed accertarsi che questa sia all’interno dei limiti imposti. Per esempio, in Italia se si stanno utilizzando i canali ad alta potenza la E.R.P. massima ammissibile è di 2 Watt: si dovrà costruire quindi il proprio sistema RFID UHF in modo che all’antenna la potenza E.R.P. non superi mai questo limite.

E’ chiaro che aumentando il guadagno d’antenna si ottiene un incremento della potenza irradiata; di contro, aumentando la lunghezza del cavo si ottiene una diminuzione della potenza irradiata. In un sistema in cui sono richieste lunghezze elevate di cavo (sconsigliato), si potrà compensare la perdita aumentando la potenza all’uscita d’antenna del reader RFID.

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TPSIT - RFID - Induzione elettromagnetica

Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica è la base fisica del funzionamento e dell'alimentazione del circuito RFID.

La legge di Farady-Neumann afferma:

f=-\cfrac{\delta \vartheta (B)}{\delta t}

Ossia la variazione del flusso induzione magnetica nel tempo causa una tensione elettrica ai capi del circuito.

In concetto di flusso è esprimibile come il prodotto tra la quantità e la superficie. Nel caso specifico, la variazione di un campo magnetico nel tempo a parità di sezione causa una tensione elettrica, oppure una variazione della superficie soggetta ad un campo magnetico, causa a sua volta una tensione elettrica.

Quindi un campo magnetico che varia nel tempo causa un passaggio di corrente in un circuito ad esso vicino.

Nel caso di RFID (Radio-Frequency IDentification) essi soo presenti ad esempio in una tessera, al cui interno vi è un circuito con un chip e la relativa antenna. Essi si avvicinano ad un'antenna emittente con un campo magnetico che varia nel tempo (sinusoidale) che permette un passaggio di corrente all'interno della tessera.

La corrente alimenta il chip, al cui interno sono memorizzate alcune informazioni e che vengono trasmesse tramite l'antenna all'emettitore.

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TPSIT - Simulazione II prova a.s. 2018/2019 - RFID - Radio-Frequency IDentification

Ecco la simulazione di seconda prova.

Analizzo la seguente parte:

Ogni bicicletta è dotata di un proprio tag a radiofrequenza (RFID) che ne riporta il codice univoco: questo tag viene letto da un apposito dispositivo su ogni slot (RFID reader) sia in ingresso che in uscita della bicicletta. L’utente potrà successivamente riconsegnare la bicicletta presso una qualsiasi stazione cittadina (quella di noleggio o un’altra) che abbia slot liberi. In questo modo, per ogni stazione è sempre possibile sapere quali biciclette sono bloccate negli slot e disponibili per il noleggio, quali sono state noleggiate e quali vengono riconsegnate.

Il candidato analizzi la realtà di riferimento e, fatte le opportune ipotesi aggiuntive, individui una soluzione che a suo motivato giudizio sia la più idonea per sviluppare i seguenti punti: 1. il progetto, anche mediante rappresentazioni grafiche, dell’infrastruttura tecnologica ed informatica necessaria a gestire il servizio nel suo complesso, dettagliando: a) l’infrastruttura di comunicazione, in termini di caratteristiche dei canali, degli apparati e dei protocolli, che permette di trasmettere le informazioni di ciascuna stazione al sistema centrale; b) le caratteristiche generali dei componenti hardware e software del sistema sia a livello centrale che nelle stazioni; c) le misure e gli apparati per assicurare la continuità del servizio.

Introduzione alla Radio Frequency Identification

si intende una tecnologia per l'identificazione e/o memorizzazione automatica di informazioni inerenti ad oggetti, animali o persone (automatic identifying and data capture, AIDC) basata sulla capacità di memorizzazione di dati da parte di particolari etichette elettroniche, chiamate tag (o anche transponder o chiavi elettroniche e di prossimità), e sulla capacità di queste di rispondere all'interrogazione a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili, chiamati reader (o anche interrogatori).

Questa identificazione avviene mediante radiofrequenza, grazie alla quale un reader è in grado di comunicare e/o aggiornare le informazioni contenute nei tag che sta interrogando; infatti, nonostante il suo nome, un reader (ovvero: "lettore") non è solo in grado di leggere, ma anche di scrivere informazioni.

Caratteristiche

Nello specifico un sistema RFID è costituito da tre elementi fondamentali:

  1. uno o più etichette RFID (o tag o transponder);
  2. un apparecchio di lettura e/o scrittura (lettore);
  3. un sistema informativo di gestione dei dati per il trasferimento dei dati da e verso i lettori.

L'elemento principale che caratterizza un sistema RFID è l'etichetta RFID o transponder o tag, che è costituito da:

  • un microchip che contiene dati in una memoria (tra cui un numero univoco universale scritto nel silicio),
  • una antenna,
  • un supporto fisico che tiene insieme il chip e l'antenna chiamato "substrato" e che può essere in Mylar, film plastico (PET, PVC, ecc), carta o altri materiali.

L'etichetta RFID può essere attiva, passiva, semi-passiva o semi-attiva.

Etichetta RFID passiva

L'etichetta contiene semplicemente un microchip (con identificativo univoco ed eventuale memoria) privo di alimentazione elettrica, un'antenna ed un materiale che fa da supporto fisico chiamato "substrato". Al passaggio di un lettore che emette un segnale radio a frequenze basse o medie o di alcuni gigahertz (sotto le diverse bande usate), la radiofrequenza attiva il microchip e gli fornisce l'energia necessaria a rispondere al lettore, ritrasmettendogli un segnale contenente le informazioni memorizzate nel chip, ma che può anche scrivere dati sul tag.

Etichetta RFID attiva

L'etichetta dispone di una o più antenne per inviare il segnale di lettura e ricevere le risposte anche su frequenze diverse, una batteria di alimentazione e uno o più transponder/tag RFID. L'etichetta può anche contenere sensori. In genere le etichette attive hanno distanze operative maggiori di quelle passive che arrivano fino a 200 m.

Etichetta RFID semi-passiva

L'etichetta semi-passiva è dotata di batteria, che è usata solo per alimentare il microchip o apparati ausiliari (sensori) ma non per alimentare un trasmettitore, in quanto in trasmissione si comporta come un'etichetta RFID passiva.

Etichetta RFID semi-attiva

L'etichetta semi-attiva è dotata di batteria che alimenta il chip ed il trasmettitore in cui per risparmiare energia l'etichetta RFID è disattivata e viene attivata tramite un ricevitore con tecnologia dei tag passivi e quindi in assenza di interrogazioni il tag può operare per tempi lunghi.

Lettore RFID

Il lettore emette un campo elettromagnetico/elettrico che tramite il processo della induzione genera nell'antenna del tag una corrente che alimenta il chip. Il chip così alimentato comunica tutte le sue informazioni che vengono irradiate tramite l'antenna verso il Lettore ed il Lettore, come più volte detto, può anche scrivere i dati sul tag.

L'antenna riceve un segnale, che tramite il principio della induzione trasforma in energia elettrica, che alimenta il microchip. Il chip così attivato trasmette i dati in esso contenuti tramite l'antenna (circuito di trasmissione del segnale) all'apparato che riceve i dati. In sintesi, un tag RFID è in grado di ricevere e di trasmettere via radiofrequenza le informazioni contenute nel chip ad un transceiver RFID.

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