CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
E TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI
ANIMALI
Tecnologie Informatiche ed
Elettroniche per le Produzioni
Animali
(corso TIE)
Massimo Lazzari
Scienze veterinarie per la salute,
la produzione animale
e la sicurezza alimentare – VESPA
Università di Milano
CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E
TECNOLOGIE DELLE PRODUZIONI ANIMALI
Identificazione elettronica animali II
TIE per le Produzioni Animali
Massimo Lazzari
Scienze veterinarie per la salute,
la produzione animale
e la sicurezza alimentare – VESPA
Università di Milano
SISTEMA RICONOSCIMENTO ELETTRONICO
Dominio
decisionale
aziende
private
Dominio di riconoscimento
(MONITORAGGIO)
Tags
Antenne
Readers
PC appl.
Insiemi di HARDWARE e
SOFTWARE
Dominio
decisionale
anagrafi
pubbliche
Server appl.
SISTEMA RICONOSCIMENTO ELETTRONICO
Dominio
decisionale
aziende
private
Dominio di riconoscimento
(MONITORAGGIO)
Tags
Antenne
Si possono avere casi che
usano tecnologie
elettronIche diverse
Readers
PC appl.
Dominio
decisionale
anagrafi
pubbliche
Server appl.
Si possono avere casi in
cui i sistemi sono
completamente separati
REQUISITI GENERALI DI UNA SISTEMA
COMPLESSIVO DI IDENTIFICAZIONE
ELETTRONICA
1 – deve facilitare e/o migliorare al registrazione e l’aggiornamento di registri o dabase di
animali esistenti;
2 – deve essere sicuro contro eventuali frodi
3 - deve essere poco costoso.
REQUISITI SPECIFICI RICHIESTI DAGLI
UTENTI DEL SISTEMA DECISIONALE
UTILIZZATORE
1 – Allevatore
IMPIEGO PREVALENTE
Monitoraggio produttivo,
gestione individualizzata,
identificazione a scopi
sanitari
2 – Associazione
Selezione genetica
3 - Commerciantemacellatore
Tracciabilità, gestione
passaporto
4 - Amministrazioneanagrafe
Confinamento a fini sanitari.
Eventuale gestione premi
REQUISITI
Possibilità di lettura del
codice anche a distanza
relativamente elevata;
possibilità di associare al
codice anche dati di natura
fisiologico-produttiva
Codice inequivocabile,
valido per l’intera vita:
possibilità di associare dati
genetici
Come 2. Possibilità di
associare dati di origine e
possesso degli animali
Come 2. Possibilità di
associare dati veterinari e di
pagamento
REQUISITI SPECIFICI DEL SISTEMA
INFORMATIVO E LOGISTICO CHE SUPPORTO
IL SISTEMA DI IDENTIFICAZIONE
COMPLESSIVO
1. il processo di distribuzione degli elementi identificativi deve essere sicuro e
tempestivo
2. gli elementi identificativi debbono essere distribuiti facilmente da un punto di vista
logistico
3. l’eventuale porcesso di sostituzione o reintroduzione degli elementi identificativi
oltre ad essere sicuro e facilmente gestibile (punti 1 e 2) deve integrato con quello
della distribuzione iniziale per evitare incongruità
4. deve inoltre essere facilmente gestibile da tutti gli attori che entrano nella catena di
riconoscimento e a questi attori debbono esere affidate chiare e specifiche
responsabilità di azione;
5. deve garantire la permanenza nel tempo degli archivi di registrazione e questi
debbono essere integrati territorialmente in rete sia a livello nazionale (tra province,
regioni e stato), sia a livello internzionale.
REQUISITI GENERALI DISPOSITIVI NEL
DOMINIO DI RICONOSCIMENTO
1. deve garantire l’univocità del codice assegnato non solo all’interno del paese di
appartenenza, ma anche a livello internazionale;
2. deve garantire la possibilità di rintracciare la provenienza dell’animale;
3. deve essere applicabile all’animale facilmente e rispettandone salute e benessere
fisico
4. deve essere leggibile anche in condizioni difficili (a es. macello e clima avverso)
5. non deve essere facilmente perso rotto o manipolato
6. non deve essere facilmente sostituibile, modificabile o manipolabile per impedire
frodi
7. deve essere presente sull’animale in contemporanea con un altro identificativo con
il medesimo numero in modo da garantire la consistenza del sistema di
identificazione anche nel caso di sua perdita.
8. deve essere facilmente smaltibile
REQUISITI SPECIFICI DEL TAG ELETTRONICO
IN VISTA DELLA SUA APPLICAZIONE
SULL’ANIMALE
1. deve avere un peso sufficientemente contenuto e adatto ad essere sopportato
dell’animale durante l’esecuzione della prima operazione di identificazione;
2. quest’ultima operazione non può avvenire ad una età troppo avanzata dell’animale;
3. deve possedere caratteristiche tali da consentire una facile verifica
dell’associazione animale-elemento identificativo;
4. deve consentire tutte le operazioni di manutezione ordinaria (ripristino della
leggibilità in caso di decadimento della stessa) e strordinaria (sostituzione in caso di
perdita o rottura) che mantengano l’integrità dell’abbinamento animale- elemento
identificativo.
TECNOLOGIA TAG
• TAG PASSIVI – non hanno batteria a
bordo
• TAG SEMI PASSIVI – hanno batteria
di capacità limitata in grado di
generare il segnale modulante da
addizionare a frequenza di
attivazione
• TAG ATTIVI – hanno batteria.
Quando interrogati sono in grado di
generare il completo segnale di
risposta
TAG PASSIVI (transponder)
Transponder passivo riceve
l’energia prima di
trasmettere i dati
all’antenna
http://people.seas.harvard.edu/~jon
es/ap216/applets/emWave/emWave
.html
Impiegati sia per il
management aziendale
sia per l’anagrafe
TAG ATTIVI (responder)
Responder attivo trasmette
direttamente i dati
all’antenna
Batteria al litio
Impiegati solo per il
management
aziendale
NOMENCLATURA RFID
HF
LF
UHF
MicroW.
TV
Low Freq.
EAS
Mid. Freq.
EAS
Radio
Toys
AM
125 KHz
400 KHz
LF
120-400 KHz
CB
13.56 MHz
HF
13.56 MHz
Cell
Phone
Garage
Door
AM
100 MHz
WAN
1000 MHz 2.45 GHz
UHF
860-930 MHz
5.4 GHz
Microwaves
2.4-5.4 GHz
Frequenze operative delle diverse famiglie di tag
134,2 [kHz]
f = 1/T
[Hz; 1/s]
TIPOLOGIE RFID
Caratteristiche
- Frequenze
LF 125 KH z
134,2 KH z
HF 13.56 MHz
UHF 868/ 915 MHz
Mw 2.45 – 5.8
GHz
Range di lettura
(tag passivi)
0,8 m
1 – 1,5 m
3-6 m
5-100 m
Velocità
Velocità di
trasmissione dei
dati
scarsa
buona
elevata
molto elevata
Capacità
Capacità di lettura
in presenza di
superfici
metalliche o liquidi
buona
discreta
discreta (metallo)
scarsa (liquidi)
scarsa
Dimensione del
tag
medio/piccolo
medio/piccolo
medio/piccolo
medio/piccolo
Tipologia di
applicazioni
Controllo degli
accessi,
immobilizzatore
veicoli,
applicazioni POS,
animali
Tracciatura pallets,
Identificazione e
tracciabilità oggetti,
persone, processi
produttivi, etc.
Tariffazione
automatica
Smart card
Tracciatura pallets,
identificazione e
tracciabilità oggetti,
automezzi
Tracciatura pallets,
identificazione e
tracciabilità oggetti,
automezzi
si
si
In attesa di
definizione
no
Presenza di
standard di
comunicazione
TECNOLOGIA TAG
TECNOLOGIA TAG
TECNOLOGIA READER
IDENTIFICAZIONE ANIMALE
Nel caso dell’identificazione animale,
l’unica frequenza assegnata e
riconosciuta dall’ISO,
e pienamente vigente dall’ottobre del
1998,
è quella di 134,2 kHz
o “frequenza ISO per l’IDE animale
TECNOLOGIA TAG IDE
TECNOLOGIA TAG
ALTA SENSIBILITA’
ALL’ORIENTAMENTO
DELLE ANTENNE
MINORE
ASSORBIMENTO
ENERGETICO
MINORE
SENSIBILITA’ AI
LIQUIDI
BASSA SENSIBILITA’
ALL’ORIENTAMENTO
DELLE ANTENNE
MAGGIORE
ASSORBIMENTO
ENERGETICO
MAGGIORE
SENSIBILITA’ AI
LIQUIDI
TECNOLOGIA TAG A BASSA FREQUENZA
TAG
INIETTABILE
FERRITE PER
ACCOPPIAMENTO
MAGNETICO
FUINZIONAMENTO RFID (HDX)
EVENTI DI INTERROGAZIONE DEL TAG
1. LA LOGICA DI CONTROLLO DEL READER INVIA I DATI
DELL’INTERROGAZIONE AL TRASMETTITORE CHE GENERA IL
SEGNALE PER L’ANTENNA A SPIRE
2.
3.
LA CORRENTE NELL’ANTENNA A SPIRE INDUCE UN CAMPO
MAGNETICO PULSANTE CHE SI CONCATENA CON L’ANTENNA A
SPIRE DEL TAG
LA CORRENTE INDOTTA VIENE RADDRIZZATA (ED ACCUMULATA
IN UN CONDENSATORE), FORNENDO ALIMENTAZIONE ALLA
LOGICA DI CONTROLLO DEL TAG
4.
5.
LA LOGICA DI CONTROLLO DEL TAG (ORA ALIMENTATA) SI
ATTIVA E DECODIFICA IL SEGNALE DI INTERROGAZIONE DEL
READER
LA LOGICA DI CONTROLLO DEL TAG LEGGE I DATI DELLA SUA
MEMORIA E, CON QUESTI, MODULA L’IMPEDENZA DELL’
ANTENNA DEL TAG MEDESIMO
6. IL READER PERCEPISCE LE VARIAZIONI DI IMPEDENZA
DELL’ANTENNA (ESSENDO LE SPIRE DEL TAG E DEL READER
ACCOPPIATE COME QUELLE DI UN TRASFORMATORE) E
TRASMETTE I DATI RICEVUTI ALLA SUA LOGICA DI CONTROLLO
TECNOLOGIA TAG IDE
Per poter essere rispondenti alle regole
comunitarie E.C. 1760/2000, i TAG applicati
alla identificazione animale devono seguire,
le seguenti normative:
•ISO 11784: 1996 Radio frequency
identification of animals -- Code structure
•ISO 11785: 1996 Radio frequency
identification of animals -- Technical concept
TECNOLOGIA TAG IDE
ISO 11784
definisce le caratteristiche principali della
struttura del Codice di identificazione
elettronica degli animali di allevamento.
Con questa struttura si fissa la posizione e il
numero di bit che vengono utilizzati per la
generazione del codice di identificazione.
TECNOLOGIA TAG IDE
TECNOLOGIA TAG IDE
ISO 11785
specifica gli aspetti tecnici
di come avviene lo
scambio di dati
tra il transponder ed il lettore.
TECNOLOGIA TAG IDE
I transponder FDX , quando vengono immersi nel
campo magnetico:
• assorbono energia attraverso il filamento
dell’antenna;
• scaricano questa energia direttamente sul
dispositivo elettronico che, con la frequenza così
definita, trasmette il messaggio in continuo
secondo lo standard definito dalla ISO 11784.
Nel caso dei dispositivi HDX, quando questi sono
inseriti nel campo magnetico:
• il condensatore addizionale C collegato all’antenna
è caricato di energia per un determinato periodo di
tempo (50-100 ms);
• dopo questo periodo di carica il capacitore scarica
l’energia sul componente elettronico che trasmette
il messaggio per 20 ms.
• l’attivazione e la trasmissione dei dati avviene in
sequenza e non in simultanea come invece si ha
con il sistema FDX.
TECNOLOGIA TAG IDE
I tipi di modulazione
• di AMPIEZZA
• di FREQUENZA
• di FASE
TECNOLOGIA TAG IDE
Modulazione di ampiezza
1
1
0
1
0
1
0
0
TECNOLOGIA TAG IDE
Modulazione di frequenza
1
0
f1=124,2 k Hz
1
0
0
fo=134,2 kHz
0
TECNOLOGIA TAG IDE
Modulazione di fase
DIFFERENZE TRA TAG FDX/HDX
SENZA
CONDENSATORE
TRASM. E
RICEZIONE
CONTEMPORANEE
?
CONDENSATORE
TRASM. E
RICEZIONE IN
FASI DIVERSE –
CIRCUITO
COMPLESSO
MODULAZIONE DI
AMPIEZZA
MINORE
EFFICIENZA
MODULAZIONE DI
FREQUENZA
TRASMISSIONE
FUORI BANDA
PRINCIPALE
TRASMISSIONE
PARZIALMENTE SU
BANDA
PRINCIPALEMAGGIORE
COMPLESSITA’
FILTRAGGIO - PIU’
INTERFERENZE