Aspetti tecnologici della
tracciabilità e rintracciabilità
dei prodotti agroalimentari
Ing. Giuseppe SPAGNA
Dipartimento BAS – Trisaia
Principali Tecnologie utilizzate nel
Trak&Trace dei prodotti agroalimentari
• Codice a Barre
• Sistemi di identificazione a Radiofrequenza
Radio Frequency iDentification System RFiD
• Sistemi di identificazione ad infrarossi
InfraRed IDentification System IRID
Aspetti tecnologici della tracciabilità e rintracciabilità dei prodotti
agroalimentari
CODICE A BARRE
Una simbologia o un alfabeto per la codifica
di informazioni in un formato tale da poter
essere scritto da specifiche stampanti ed
acquisito automaticamente da opportuni lettori.
E’ costituito da una successione di elementi
scuri (barre) ed elementi chiari (spazi) alternati.
Ogni etichetta contiene un Record di caratteri
alfanumerici (cifre, lettere e caratteri speciali)
CODICE A BARRE
Tecnologia
Efficiente
Fino a 5 volte più' veloce rispetto alla tastiera.
Accurata
Un carattere errato su 4.4 milioni di caratteri letti.
Affidabile
La lettura è univoca
Economica
Inferiore al centesimo di €
CODICE A BARRE
Tipologie
Lineare a due o più spessori
Codice 39, codice 128, codice ean ecc.
Bidimensionale
MaxiCode a media densità Introdotto dalla UPS nel
1992
www.maxicode.com
PDF417 ad altissima densità (2500 caratteri)
introdotto da Symbol Technologies nel 1991
www.pdf417.com
CODICE A BARRE
LIMITAZIONI FONDAMENTALII
• Ciascun Oggetto deve essere letto singolarmente e
manualmente avvicinando il Lettore all’oggetto o l’oggetto al
Lettore
• Non esiste uno Standard ma diversi standard
Queste limitazioni hanno contribuito ad aumentare l’interesse
verso i Sistemi RFiD anche a seguito della normativa sulla
tracciabilità obbligatoria nell’agroalimentare.
CODICE A BARRE
Con il Dlgs 23/06/2003 n. 181 l’Italia ha recepito la
direttiva 2000/13/CE in materia di etichettatura e
presentazione di prodotti alimentari e relativa
pubblicità.
La direttiva stabilisce che al consumatore vengano
forniti corretti elementi di valutazione del prodotto da
acquistare
Si è cominciato a parlare di un sistema tecnologico
innovativo basato sulla radiofrequenza
SISTEMI DI IDENTIFICAZIONE A
RADIOFREQUENZA
RADIOFREQUENCY IDENTIFICATION RFID
Sistemi che utilizzano la Radiofrequenza per
l’identificazione di qualsiasi cosa animata o
inanimata (Oggetti, Persone, Animali).
Componenti di un Sistema RFID
• TAG (o Trasponder) Passivo composto da un microchip e
un’antenna miniaturizzata incapsulati in un supporto di
materiale vario;
• TAG Attivo: simile al passivo ma con l’aggiunta di una
microbatteria, un trasmettitore e dei sensori per la misura delle
principali grandezze fisiche(temperatura, pressione, umidità
ecc.);
• TAG Semipassivo: simile al passivo ma con l’aggiunta della
sola batteria di alimentazione;
• READER costituito da un palmare oppure un telefonino Rfid
compatibile in grado di trasmettere/ricevere segnali a
radiofrequenza.
I Prodotti
Transponder passivi 125 khz
Chip
Packages:
•
•
•
•
•
•Iso card
•
•
UNIQUE – 64 bit Read Only
Q5 – 224 bit Read Write
TITAN – 928 bit Read Write
HITAG 1/2/S – 256/2048 bit Read Write
ZOODIAC – 128 bit Read Only
(ISO1784/11785)
TAG CODER LITE – 192 bit Read Write
con algoritmo di criptazione
TAG CODER – come Tag Coder Lite con
funzioni di radiocomando integrate
•Smart label
•Botton
•Bracciali
Transponder passivi 13,56 mhz
Packages:
•Vetro: glass
•Portachiavi
Transponder Chip
•
•
•
•
•
•
•
•Bracciali
UNIQUE – 64 bit Read Only
•Isocard
Q5 – 22928 4 bit Read Write
TITAN –bit Read Write
HITAG 1/2/S – 256/2048 bit Read Write
ZOODIAC – 128 bit Read Only (ISO
11784/11785)
TAG CODER LITE – 192 bit R/W con
algoritmo di criptazione
TAG CODER – come Tag Coder Lite con
funzioni di radiocomando
I Prodotti
• I Tag attivi sono sostanzialmente identici ai Tag Passivi nel loro
funzionamento, si differenziano in quanto dotati di batteria e
soprattutto nella portata, cioè l’area e distanza entro la quale il
tag riesce ad attivarsi e trasmettere il pacchetto dati in esso
contenuto, i Tag attivi sono in questo caso in grado di
“attivarsi” e “rispondere” a distanze di alcuni metri.
Lettori/Reader a 125 Khz
• Lettori di prossimità o longe
range a
• 125 khz in lettura e scrittura.
• Compatibilità con diverse
tipologie di transponder
quali: UNIQUE, Q5, TITAN,
EM4102, EM4150
Caratteristiche principali:
- Dimensioni : 40 x 58 x
7,5mm
- Antenna integrata
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agroalimentari
Lettori/Reader a 125 Khz
•
•
Questi lettori sono particolarmente indicati per il controllo accessi,
rilevazione presenze, apertura e comandi di porte, tornelli e sbarre di
parcheggio.
Compact Flash Reader 125 Khz:
– Lettore compact flash per palmari/ PDA, con S.O. Windows,
Windows CE o Linux.
– Le applicazioni principali sono nella logistica in genere, gestione
cespiti, ticketing
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Lettori/Reader a 13,56 mhz
• Lettori di prossimità o longe
range a 13,56 mhz in lettura
e scrittura.
• Lettore 13,56 MHz:
– Dimensioni : 45,5 x 70,0 x
15mm;
– Antenna integrata;
– Interfaccia RS232, RS422,
RS485, USB;
– Alimentazione : 5V ;
– Uscita LED;
– Compatibilità con Tag
ISO 15693 e 14443A / B.
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Lettori/Reader a 13,56 mhz
• Serie gate per lettura hand
free con lettori longe range
per distanze di lettura di
80/90 cm con tag a 13,56
mhz anticollision.
• Compact Flash:
– Soluzione innovativa
disponibile su palmare
– Antenna integrata
– Driver per Windows e
Windows CE
– Compatibile ISO 15693
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agroalimentari
Rappresentazione di un TAG RFiD
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Le Frequenze di funzionamento dei
sistemi RFiD
• Banda
• LF
Frequenza
100-500 kHz
Utilizzo
Ttracciabilità animali (cani,
mucche), apertura serrature
(settore alberghiero) e controllo
accessi
• HF 13.56 MHz
Track&Trace, Smart Card
• UHF 866-956 MHz
Supply chain use, Track&Trace,
Tag accettati da Wal - Mart
• MW 2.45 GHz
Track&Trace, Telepass
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Porzione dello Spettro utilizzato nei
sistemi RFiD
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Sistemi Passivi: funzionamento
• Avvicinando il Reader al Tag, il campo
elettromagnetico da esso
generato induce una
corrente nell’antenna del Tag; il Tag si sveglia e
trasmette il contenuto del suo microchip al
Reader oppure riceve dal Reader un record di dati
che memorizza nel microchip;
• Entrano in funzione solo quando vengono investiti
da un campo elettromagnetico generato
esternamente.
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agroalimentari
Sistemi Semipassivi: funzionamento
• Hanno la batteria ma
non hanno il
trasmettitore per cui
non possono
trasmettere i loro dati
se non vengono attivati
dal Reader.
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agroalimentari
Rappresentazione di un Sistema RFID
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agroalimentari
Identificazione automatica di N oggetti
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Potenzialità
• Letture contemporanee ed elaborazioni
automatizzate di consistenti quantità di dati
effettuate a distanza anche in ambienti ostili.
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Applicazioni
• Le applicazioni sono davvero a largo spettro
– Tessile e Abbigliamento
– Biblioteca
– Musei
– Aeroporti
– Agroalimentare
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agroalimentari
Applicazioni nell’Agroalimentare
Applicazione di TAG RFiD:
– su vettori di trasporto delle risorse della Supply
Chain (i Container);
– su Stock Keeping Unit (i Pallet);
– sulla singola confezione di prodotto al dettaglio.
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Applicazioni sui Vettori
• Trasmissione della posizione del Vettore alla stazione di
controllo remota ai fini del monitoraggio
• Definire l’architettura di comunicazione (GPS, GPRS)
• Definire la modalità di monitoraggio (periodica, ad intervalli
prestabiliti)
• Come devono essere gestiti i valori dei parametri misurati con i
sensori all’interno del vettore: devono generare allarmi locali o
alla stazione remota?
• Quali Feedback devono essere generati dalla stazione remota?
• Le direttive impartite dalla stazione remota come devono
essere trasmessi all’autista del vettore?
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agroalimentari
Applicazioni su Stock Keeping Unit
(Pallet)
• Come devono essere sistemati i Tag sui Pallet per
aumentare la certezza delle letture?
• La sistemazione deve essere fissa o variabile a
seconda del tipo di Vettore associato al Pallet?
• Quali architetture di comunicazione adottare?
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agroalimentari
Applicazioni sulle confezioni al dettaglio
• Con l’applicazione di TAG RFiD sulle singole confezioni:
– Si possono fornire informazioni aggiuntive sul prodotto che
si materializzano ad esempio su un telefonino;
– Si può monitorare il comportamento di acquisto del
consumatore.
• Una volta ricevuto il segnale che identifica il prodotto, il
telefonino si collega ad un Server locale che trasmette un
segnale vocale che fornisce i “consigli dell’esperto” su quel
prodotto.
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agroalimentari
Applicazioni sulle confezioni al dettaglio
Insieme ai “consigli dell’esperto” si può proporre un
miniquestionario, da sottoporre al consumatore in modo da
raccogliere, in diretta, quali sono le sue esigenze;
Poche domande ben formulate possono rivelarsi di grandissimo
valore per apportare miglioramenti ai prodotti o per sviluppare
nuovi prodotti;
Attraverso il Server locale si può procedere al pagamento
elettronico del prodotto acquistato.
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agroalimentari
Limitazioni Tecnologiche
• Possibilità di fallimenti nelle operazioni di lettura
• Scarsa affidabilità su liquidi e metalli
• Scarsa distanza operativa
• Sensibilità alle interferenze con possibilità di letture fantasma:
Ghost Read
• Scarsa flessibilità nella progettazione delle antenne
con conseguenti limiti su forma, dimensioni e contenitori dei
TAG
• Modesta protezione e sicurezza dei dati con risvolti negativi
sulla Privacy
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Problematiche organizzative
•
Scarsa compatibilità “worldwide”
le frequenze utilizzate in Europa sono diverse da quelle degli
Stati Uniti che a loro volta sono diverse da quelle dei Paesi Asiatici
•
Carenza di Standard a livello mondiale
•
Aspettative non realistiche indotte dagli integratori
•
Mancata ripartizione dei costi sulla catena di distribuzione
•
Alti costi dei TAG e del software applicativo
•
Impatto ambientale a volte non trascurabile
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Effetto Scudo (Shielding) delle onde
elettromagnetiche nei conduttori
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Effetto Assorbimento delle onde UHF nei
liquidi
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Sistemi di Identificazione a Infrarossi
• InfraRed IDentification
System
IRID
Sistemi che utilizzano:
– la tecnologia
infrarosso;
– accoppiata ad un
protocollo innovativo
di
collegamento
in aria per la
memorizzazione e la
lettura dei dati nei
TAG ID passivi.
Caratteristiche peculiari
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– Logica di funzionamento
simile ai sistemi RFiD;
– Frequenza adottata 300 THz
quindi immune da liquidi e
metalli
– Struttura TAG semplice,
compatta e robusta in
policarbonato trasparente
IP68
– Lettori compatti IP54
– ID univoco a 32 Bit e CRC 32
Bit
– Versione R/W a 128 Byte
– Lettura con scorrimento fino a
10 Km/ora
– Interfacce lettori/scrittori:
TCP/IP, RS232, I/O parallelo,
Banda Magnetica
Comparazione RFid IRID
125 Khz
LF
13,56 MHz
HF
869/915 MHz
UHF
2,45/5,8 GHz
MW Attivi
300 THz
IRID
Economici
Economici
Veloci
Molto Veloci,
Lettura Multipla
Veloci, Lettura
Multipla,
Elevato raggio
d’azione
Lenti
Veloci
Lettura
Multipla
Raggio Elevato,
Direzionale,
tolleranza ai
metalli
No Standard,
No antenne
Raggio Limitato
Lettura multipla
Elevato raggio
Standar ISO
Direzionali e
inalterati a
liquidi e metalli
Non direttivi
Standard
ISO
Standard ISO,
TAG economici
TAG e Lettori
Costosi, Grandi
antenne
No Ghost
Reads, no EMI e
di facile
installazione
No metalli, EMI
Raggio limitato,
non direttivi
Lettori Costosi,
Grandi antenne
Durata Limitata
per le batterie
TAG costosi
No metallo, EMI
Scarsa direz, no
metalli, EMI,
Ghost Reads
Convivenza
con
Bluetooth/Wlan
TAG e Lettori a
vista
Smart CARD
Supply Chain
Wal-Mart Comp
Pedaggi
stradali
Identificazione
oggetti
Contr Accessi,
Animali, Veicoli
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Complementari o Alternativi ?!
RFiD
IRID
BAR CODE
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GRAZIE
per l’attenzione
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