Sistemi di identificazione automatica. Tecnologie, applicazioni e prospettive future – I parte…

Dalla rivista:
Automazione e Strumentazione

Pubblicato il 3 novembre 2002

Memory card
Le memory card sfruttano la tecnologia a semiconduttori per la conservazione e lo scambio dei dati. I supporti di memoria si possono dividere in due categorie: quelli a sola lettura e quelli lettura/scrittura. In entrambi i casi le memory card possono essere di tipo “a contatto” o “a distanza. La capacità varia tra 300 bit e 16 kbit. Questa tecnologia viene utilizzata in applicazioni in cui è richiesto un basso costo. Recentemente questo tipo di carte ha destato un rinnovato interesse nel mercato grazie al fatto che la tecnologia delle smart label (cfr. sistemi Rfid) ha consentito di ottenere, per plastificazione o laminazione, delle carte a basso costo e di elevata versatilità sia in termini di capacità di memoria Eeprom, sia perché in grado di essere gestite a distanza (contactless memory card, Figura 11). Il cuore di questo ultimo tipo di carte è costituito da un chip di memoria e da una antenna integrata (prodotto sotto forma di tape o di smart label), il tutto annegato nel Pvc e sotto formato standard Iso. Tramite accoppiamento elettromagnetico o induttivo la memory card può essere letta o scritta, a distanza, tramite opportune unità di lettura/scrittura.

Smart card
Con la dizione smart card si intende una serie di metodologie di trasporto dati su carta che si avvale contemporaneamente di tecnologie a semiconduttore ed a microprocessore. Tipicamente sono formate da un microcontrollore (Cpu) ad 8 bit e fino a 16 kbyte di memoria dati (Ram). Sono comunque disponibili architetture a 16 bit ed a 32 bit (Figura 12). Le smart card stanno guadagnando una crescente attenzione come mezzo per trasportare e processare localmente dei dati (si veda la Tabella 2). In questo modo è possibile raggiungere una maggiore flessibilità e sicurezza per una certa quantità di applicazioni basate su card. Questa tecnologia è particolarmente adatta in quei casi in cui c’è bisogno di trasportare una quantità relativamente elevata di dati, su supporto riscrivibile ed in una forma grazie alla quale possano essere facilmente manipolati. Le smart card sono intrinsecamente più sicure delle carte a striscia magnetica in parte per la maniera stessa in cui i dati sono conservati e parte perché possono essere implementati dei dispositivi di sicurezza particolari grazie alla capacità di processare i dati. Inoltre può essere aggiunto un sistema per criptare le informazioni. Esistono diversi livelli di sofisticatezza delle smart card, a partire dalle memory card (che non sono propriamente delle smart card, non avendo la possibilità di processare i dati) fino ai microprocessori più complessi. Normalmente vengono prodotte su supporti plastici, del tipo delle carte di credito, sui quali viene inserito un circuito integrato (Figura 13). La carta può essere letta da un terminale dotato di un opportuno set di contatti oppure da un terminale a distanza (in questo caso la trasmissione e manipolazione dei dati avviene via radio con una velocità tipica di 106 kb/s). Appositi standard regolano le caratteristiche delle card a distanza suddividendole in:
– close coupled card, cioè carte che comunicano con un lettore posto a distanza inferiore a 5 mm (Iso 10536);
– proximity card per distanze inferiori agli 0.2 m (Iso 14443, tipo A e tipo B);
– vicinity card per distanze inferiori a 0.7 m (Iso 15963).
Una soluzione intermedia è rappresentata dai sistemi ibridi o combinati: nei primi sono presenti due chip (uno per la trasmissione a contatto ed un altro per quella via radio), nei secondi un unico chip è capace di effettuare i due tipi di trasmissione. Le smart card di tipo contactless si possono infine classificare, in base alla sorgente che le alimenta, in attive e passive. Le prime sono dotate di una batteria interna, le seconde utilizzano l’energia trasmessa dal lettore. Le smart card attive sono quelle caratterizzate da un range di lettura più ampio ed hanno, generalmente maggiori capacità di calcolo; di contro le carte passive sono più leggere, meno costose e sono caratterizzate da una più elevata affidabilità. Le smart card si stanno ampiamente diffondendo in tutto il mondo per sottoscrizioni (pay- Tv satellitare), carte prepagate, transazioni (carte telefoniche), controllo degli accessi, identificazioni di utenti Pc/Internet, transazioni finanziarie solo per citarne alcune. Tutte queste applicazioni sono possibili grazie alla capacità di calcolo insita nel sistema (presenza di microprocessore) che fa si che questo strumento possa essere usato come una sorta di “borsellino elettronico” a scalare. Come per altri tipi di card si stanno affermando anche applicazioni multiple (più servizi sulla stessa card). L’attuale successo delle smart card è dovuto al loro basso costo, alla loro flessibilità nella manipolazione dei dati, nella facilità dell’uso e nella sicurezza (che può essere ulteriormente aumentata stampando sul supporto la foto del proprietario o apponendovi la sua impronta digitale). Le smart card sono ben supportate dagli standard. In particolare la serie Iso 7816 riguardante le specifiche fisiche, elettriche e meccaniche per i contatti. I data carriers basati sull’utilizzo di chip sfruttano la tecnologia delle memorie a semiconduttori; si tratta dello stesso principio delle memorie dei computer. Rispetto a questi ultimi sono però diverse le modalità di accesso e conservazione dei dati. Un esempio tipico di vettore di dati a contatto basato su chip sono le memorie a forma di bottone (chiamate appunto button memory, Figura 14). La superficie conduttiva della button memory (dette anche touch memory) è il mezzo attraverso il quale vengono scambiate le informazioni. Queste sono in genere conservate in un memoria RAM statica non volatile (1-4 kbit) e trasferite in maniera bi- direzionale mediante un apposito lettore/scrittore a contatto. L’integrità dei dati è assicurata dall’uso di un codice di ridondanza ciclico (Cyclic Redundancy Coding) capace di rilevare eventuali errori nelle operazioni di lettura e scrittura. Le memorie a contatto, nonostante il loro costo sensibilmente superiore alle tecnologie label-based, possono essere vincenti in alcune particolari applicazioni in cui la robustezza del data carrier sia una caratteristica irrinunciabile (per esempio all’interno di stabilimenti industriali, Figura 15). Tecnologie basate sull’identificazione in radio frequenza (Rfid) Sistemi con chip (chip based) L’identificazione in radio frequenza (Rfid) è un setto in rapido sviluppo nell’ambito dei sistemi di trasporto dati. Esso copre un’ampia gamma di tecnologie per le quali il trasferimento dei dati dal data carrier al ricevitore è ottenuto tramite una trasmissione wireless in radio frequenza.