Le tecnologie RFID -...

Le tecnologie RFIDnella

Pubblica Amministrazione

Priorità di intervento

Forum PA 2006Fiera di Roma 8 maggio 2006

RFID Lab del CATTID(Centro Applicazioni Televisione e Tecniche Istruzione a Distanza)

deLa Sapienza

Prof. Ugo Biader Ceipidor [email protected]

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Ugo Biader Ceipidor [email protected]

Verso Ubiquitous ICT

Tempo(fonte ITU)

1950 2050

Cos

ti /

Diff

usio

ne

RFID!

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L’immaginario RFID

• Uscire col carrello dal Supermarket con la cassa automatica che fa il conto, senza mostrare ogni oggetto al lettore di barcode

• Alimentare, automaticamente con la dieta appropriata, un animale da allevamento , senza costringerlo a “farsi riconoscere”

• Fitness in palestra con programma personalizzato su vari attrezzi e monitoraggio continuo cardio

• Pagare con una carta di credito , senza mai lasciarla

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L’immaginario RFIDtrasportato nella PA

• Parlare con statue e quadri nei musei• Riconoscere i bagagli alle stazioni di

transito e dogana• Prendere in prestito libri dalle biblioteche• Inseguire i farmaci e il sangue, le

apparecchiature sanitarie di soccorso• Tracciare gli alimenti• Orientarsi a colpo sicuro negli archivi

RFID LabCATTID

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Pubblico-Privato per RFID

• L’Università e la Pubblica Amministrazione– La Sapienza con il suo patrimoni scientifico e culturale– Il CNIPA (Centro Nazionale per l’Informatica nella Pubblica

Amministrazione) per l’eccellenza tecnologica della PA

• Le major dell’informatica, in strategia congiunte– Oracle, grossa compagnia di software ERP (Enterprise

Resource Management) addirittura per palmari PDA– Intel, “Intel inside” è familiare anche al grosso pubblico per

identificare i cuore dei PC (Personal Computer).

• Le PMI– La MMT, piccola azienda commerciale ad alta vocazione

tecnologica di Roma

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Accordi scientifici e tecnologici

• Dipartimento di Logistica e Gestione Merci , Fac. Economia La Sapienza, Dir. Prof. Ernesto Chiacchierini

• Centro Trasporti e Logistica (CTL), Fac. Ingegneria La Sapienza, Dir. Prof. Francesco Filippi

• Istituto per la Protezione la Sicurezza del Cittadino, JRC Joint Research Centre UE, Dir. Dr. J. M. Cadiou

• Pictorial Computing Laboratory (PCL), Fac. Scienze MM FF NN La Sapienza, Dir. Prof. Stefano Levialdi

• Dipartimento Ingegneria Biofisica ed Elettronica (DIBE), Fac. Ingegneria Università di Genova, Dir. Prof. Daniele Caviglia

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Topic (per ora) del LabTecnologie

• RFID:– Proximity/Vicinity LF, HF, UHF (->μw)– NFC (Near Field Communication)

• TAL (Trattamento Automatico della Lingua)– TTS (Text To Speech)– ASR (Automatic Speech Recognition)

• Comunicazioni– PAN: Bluetooth, Zigbee– Mobile: GSM, GPRS-EDGE– WLAN: WiFi, WWAN: WiMax

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Topic (per ora) del Labingegneria

• Integrazione:– Localizzazione (RTLS esteso) :

• GPS (GALILEO)• WiFi• grid RFID

– GIS

• Sottosistemi applicativi– infomobilità– m-government

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Le priorità di interventoGruppo di lavoroCNIPA-CATTID

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Metodologia• Proporre una classificazione dei settori di applicazione delle

tecnologie RFID• Definire i pesi per la costruzione di una scala di priorità di

interventi– 12,5% Tempi prevedibili di decisione– 12,5% Contatti avviati tra CNIPA e PA– 12,5% Fondi disponibili per le PA– 12,5% Probabilità di realizzazione entro il 2007– 25% Benefici attesi per la PA– 25% Benefici attesi per il cittadino

• Con la tecnica del panel di esperti, assegnare valori alle variabili pesate e produrre un indice (combinazione lineare)

• Ordinare i settori secondo l’indice decrescente

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Classificazione delle priorità(aprile 2006)

Settore di attivitàPriorità

(combinazione)

Gestione Beni Museali e Culturali 1Dogane 2Gestione Biblioteche Pubbliche 3Gestione protesi ed app. elettromedicali 4Gestione sacche di sangue 5Trasporti Pubblici 6Controllo degli accessi 7Tracciabilità alimenti in Comunità 8Gestione Archivi e Documenti 9Gestione rifiuti 10Gestione delle informazioni del Paziente 11Identificazione e controllo animali di allevamento 12Tracciabilità del Farmaco 13

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Settori di interesse per la PA/1(prototipi o sistemi pilota disponibili)

• I. Gestione e fruizione dei beni museali e culturali– Fruizione personalizzata sul livello culturale e/o sull’interesse del

visitatore A6001: Catalogazione e manutenzione delle attrezzature

– Inventari affidabile e manutenzione programmata per una riduzione del deperimento/degrado

• II: Problematiche di logistica degli uffici doganal i– Accelerazione del deposito temporaneo– Transiti di merce già controllata e “sigillata”

• III: Gestione delle biblioteche e delle emeroteche– Ridurre i casi in cui la carenza di personale non permette

l’apertura al pubblico

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• IV: Sanità– Gestione della cartella clinica uninominale– Gestione delle sacche di sangue – Gestione delle protesi ed apparecchiature– Gestione e tracciabilità dei farmaci

• V: Trasporti pubblici– Biglietteria mobile attraverso accesso NFC a carte di credito o “a

scalare”

• VI: Controllo Accessi– Nuovi servizi resi disponibili e aumento della velocità

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• VII: Tracciabilità alimenti– Aumento della sicurezza e diminuzione dei costi (magazzino e

approvvigionamento)– Igiene e sicurezza delle comunità

• VIII: Gestione degli archivi e dei documenti– Reperimento veloce e sicuro delle “pratiche”

• IX: Gestione Rifiuti– Raccolta differenziata efficace– Contabilizzazione dei servizi

• X: Identificazione e controllo animali di allevamen to.– Alimentazione e cure “individualizzate”– Macellazione e confezione certificate

Appendice(dettagli tecnici)

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Tecnologie Frequenze RFIDIntervallo di frequenza LF 125 KHz HF 13.56 MHz UHF 868 - 915 MHz Microwave 2.45 & 5.8 GHz

Max distanza lettura (Tag passivi) < 0.5 m ∼∼∼∼1 m ∼∼∼∼ 3 m ∼∼∼∼ 1 m

Caratteristiche generali

Relativamente costoso. Antenna di rame, costosa e

lunga. tag induttivi più costosi di quelli capacitivi.

Poco suscettibili alle interferenze da metallo e da

liquidi..

Meno costosi dei tag induttivi LF. Distanze di

lettura relativamente ridotte. Velocità di

trasmissione limitate vs UHF. Adatto per

applicazioni che non richiedono letture a

distanza e concorrenti di molti tag .

Nei grandi volumi, i tag ad sono meno costosi di quelli HF e di LF. Buon equilibrio fra distanza e prestazioni, particolarmente per letture concorrenti di molti tag .

Caratteristiche simili a UHF , ma maggiori velocità di lettura. Uno svantaggio: trasmissioni di MW più

sensibili alle interferenze di metallo e liquidi. Segnale più direzionale ideale per determinate applicazioni

Alimentazione dei Tag Generalmente tag solo

passivi ad accoppiamento induttivo.

Generalmente tag solo passivi ad accoppiamento

anche capacitivo

Tag attivi oppure passivi con accoppiamento capacitivo di campo

elettrico.

Tag attivi oppure passivi con accoppiamento capacitivo di campo

elettrico

Applicazioni tipiche (oggi 2005)

Controllo accessi, movimentazione bestiame,

punti vendita POS.

"Smart Cards", tracciamento di oggetti,

gestione dei bagagli (Non-USA), gestione librerie

Tracciamento dei “pallet”, inventario elettronico,

gestione dei bagagli (USA)

SCM (Supply Chain Management), inventario

elettronico

Note

Numerosa base di installato, dovuta alla

maturità dei transponder induttivi

Attualmente più diffusa a livello mondiale,

principalmente a per larga diffusione di “smart card”

In Giappone è vietata questa banda. In Europa è

consentita 868 MHz, mentre negli USA 915MHz, ma con

potenze più elevate.

La distanza di lettura torna a diminuire nella sequenza, a causa dell’assorbimento

atmosferico.

Velocità trasmissione dati Più lenta Più veloce

Capacità di tollerare metallo o umidità Migliore Peggiore

Dimensioni tag passivi (antenna ∝∝∝∝ λλλλ)

Maggiore Minore

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ISO 18000 per RFID

18000-1 Generic Parameters of Air Interface for Glo bally Accepted Frequencies

18000-2 Parameters for communications below 135 kHz

18000-3 Parameters for communications at 13.56 MHz

18000-4 Parameters for communications at 2.45 GHz

18000-5 Parameters for communications at 5.8 GHz (sospeso )

18000-6 Parameters for communications at 860 to 960 MHz

18000-7 Parameters for communications at 433 MHz

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Le w-comm

Audio stream e cellulari, Periferiche locali, Multimedia

Sensori e attuatori, Telemetria, Controlli industriali

Accesso Internet, LAN, Periferiche condivise, Distribuzione

Applicazioni

4-8 oreAnni (bassi cicli)1-3 oreVita batterie

65-179 (cl I)30350Consumo (mA)

Peer To PeerMeshStellaTopologia

FHSSDSSSDSSS e OFDMModulazione

8 – 100 m (cl I)10 – 75 m~100 mDistanza

865.000100+N. Di nodi

2,4 GHz898/915 M 2,4 G Hz2,4 e 5,0 GHzBanda RF

721 kbps10 – 115 kbps11(b) to 54 (a,g) MbpsVelocità trasm.

IEEE802.15.1IEEE802.15.4IEEE802.11b/g/aStandard

BluetoothZig BeeWi-Fi

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W-Comm

MobileFiMobileFi802.20802.20

UMTSUMTS

10 kbit/s10 kbit/s 100 kbit/s100 kbit/s 1 Mbit/s1 Mbit/s 10 Mbit/s10 Mbit/s 100 Mbit/s100 Mbit/s

UltraWideBandUltraWideBand802.15.3802.15.3

BluetoothBluetooth802.15.1802.15.1

1 1 Gbit/sGbit/s

ZigBeeZigBee802.15.4802.15.4

EDGEEDGEGPRSGPRSGSMGSM

1 kbit/s1 kbit/s

SostituzioneSostituzione

dei cavidei cavi

Casa e UfficioCasa e Ufficio

Accessi pubbliciAccessi pubblici

CittCittààQuartieriQuartieri

RegioniRegioni

NazioniNazioni

Copertura

Copertura

VelocitVelocitàà di trasmissionedi trasmissione

EDEDED HSDPAHSDPA

PANPAN

WLANWLAN

WMANWMAN

WANWAN

WiWi--FiFi

802.11b802.11b802.11a/g/n802.11a/g/n

WiMAXWiMAX802.16a/d/e802.16a/d/e

Lim

itata

Lim

itata

Completa

Completa

Mobilit

Mobilit àà

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Prezzo, concessioni d’uso

10cm-15cm, 3D

Copertura dei ricevitori

Misura le distanza dalla differenze di fase delle onde EM e filtra le riflessioni

tag attiviUWB

Calibrazione, accuratezza

La posizione del ricevitore

Copertura dei ricevitori

La posizione del tag “broadcasting” èindividuata dal ricevitore nel cui campo si trova

tag attiviRFID tag attivi

Solo riconoscmento di prossimità

La posizione del ricevitore

Prossimità del ricevitore (1 cm –1m)

Il tag, attivato dal campo del ricevitore, trasmette il suo ID

tag passiviRFID tag passivi

Calibrazione dell’infrastruttura

100 - 500 mCopertura degli hot spot del WiiFi

Un modello del segnale nell’ambiente è usato per stimare la posizione

WiFi device con capacità di elaborazione (laptop, PDA, tag speciali)

WiFi strumenti attivi

Calibrazione dell’infrastruttura, sensibile ai disturbi

2 - 4 m Copertura degli hot spot del WiFi

Le distanze da alcuni hot spots sono usate per triangolare la posizione TDOA (Time Difference Of Arrival)

WiFi device (laptop, PDA) or WiFi tag

WiFi strumenti passivi

Scarsa accuratezza, strumenti

20 m… 200 mCopertura di reteTriangolazione di distanze dalle stazioni base

Mobile phone o SIM based tag

Telecom based triangulazione

Scarsa accuratezza50 m .. > 1 Km

Copertura di reteLa localizzazione è approssimata dalla stazione connessa.. Forme della cella e ritardi possono incrementare l’accuratezza

Mobile phone o SIM based tag

Cell-ID, varie versioni

Consumo della batteria, interni difficili

1 m .. 20 mEsterni e alcuni interni

I segnali GPS sono rielaborati dal ricevitore per una maggiore sensibilità e un minore consumo

Ricevitore A-GPSA-GPS

Consumo della batteria,tempo di warm-up,

<1 m .. 20 m Esterni Da una costellazione di 24 satelliti il ricevitore interpola x,y,z

Ricevitore GPSGPS

LimitiAccuratezzaCoperturaModo di funzionamentoOggetto identificatoSistema Localizzazione

Tecnologie RTLS

UWBUWB

RFID AttivoRFID Attivo

1cm1cm

10 cm

1 m

10 m

100 m

1 km

SpaziAperti

Semiurbani

Urbani Edifici Stanze Oggetti

GPS / A-GPSGPS / A-GPS

TelecomunicazioniTelecomunicazioni

Localizzazione Wi-FiLocalizzazione Wi-Fi

RFID passivoRFID

passivo

RTLS utilizzoac

cura

tezz

a

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