Leggere tag RFID UHF e LF con uno smartphone? Si può fare!

Che si tratti di Android o di iPhone, gli smartphone consumer (ovvero i telefoni cellulare di uso comune, progettati per il mercato di massa) non possono leggere direttamente tag RFID UHF (Ultra High Frequency) o RFID LF (Low Frequency). La soluzione c’è, ma prima è bene capire il contesto tecnologico.

Differenze tra smartphone consumer e smartphone industriale (rugged)

Il problema della lettura o meno del tag dipende dall’hardware radio integrato nel dispositivo.

• Gli smartphone commerciali dotati di NFC/HF (Near Field Communication/High Frequency) , infatti, comunicano a una frequenza di 13,56 MHz e possono quindi leggere direttamente tag NFC compatibili.  

 

• Gli smartphone e i reader industriali, invece, sono capaci di interrogare direttamente i tag RFID LF, operando a una banda tra i 125 e i 134 kHz, o i tag RFID UHF, utilizzando una banda compresa tra 860 e 960 MHz. 

Per interrogare direttamente tag RFID UHF o LF con uno smartphone consumer serve un hardware dedicato. Nel caso dell’RFID UHF, ad esempio,  esistono anche soluzioni capaci di creare un ponte tra il tag RFID e la tecnologia NFC, già supportata dallo smartphone. Prima di entrare nel dettaglio di come risolvere la lettura di un tag UHF con uno smartphone consumer vediamo prima il contesto tecnologico e operativo. 

Dalla tracciabilità all’accesso ai dati: come cambia il ruolo dell’identità di un prodotto 

L’identificazione automatica del prodotto nasce storicamente per supportare i processi interni alla fabbrica, al magazzino e alla distribuzione. In questi ambiti, la Radio Frequenty IDentification (RFID) è una tecnologia che si è affermata perché consente di associare un identificativo univoco a prodotti, componenti, colli e asset e di acquisirlo automaticamente, anche a distanza e su numerosi tag contemporaneamente, anche se inscatolati o sovrapposti (lettura massiva, detta anche bulk reading) e senza visibilità ottica diretta (in gergo: non-line-of-sight). Queste caratteristiche permettono di automatizzare attività come avanzamento di produzione, ricevimento e movimentazione delle merci, inventario, stoccaggio e spedizione, collegando l’identità del singolo oggetto agli eventi che ne scandiscono il percorso. 

Negli ultimi anni, complice l’evoluzione delle tecnologie e la riduzione dei costi relativi è cambiato il perimetro delle informazioni che vengono associate a quell’identità e dei soggetti che devono poterle utilizzare. I sistemi di tracciabilità e rintracciabilità collegano il prodotto agli eventi che ne documentano il percorso lungo la filiera. Le piattaforme PLM (Product Lifecycle Management)  governano informazioni relative a materiali, componenti, configurazioni e modifiche lungo il ciclo di vita. A queste informazioni possono aggiungersi dati relativi a provenienza, autenticità, sostenibilità, manutenzione, riparazione e fine vita che supportano la filiera in modalità end to end: dal fornitore al consumatore. 

Perseguendo uno sviluppo tecnologico che mette al centro la persona, il prodotto fisico diventa così anche un punto di accesso alle informazioni che lo riguardano. La gestione delle informazioni si apre anche al consumatore, che può avere bisogno di conoscere provenienza e composizione del prodotto, verificarne l’autenticità, consultare informazioni sulla sostenibilità, sulla riparazione o sul fine vita oppure accedere a servizi digitali associati. Ed è qui che la tecnologia utilizzata per identificarlo diventa determinante. 

LF, UHF, NFC: diverse frequenze, diversi ambiti applicativi 

Le diverse frequenze operative non determinano soltanto quali dispositivi possono leggere i tag, ma anche il modo in cui ciascuna tecnologia viene utilizzata. NFC/HF, LF, UHF sono tutte tecnologie RFID ma si adattano a contesti applicativi differenti: dall’identificazione specialistica a corto raggio all’automazione dei processi industriali e logistici, fino all’accesso del consumatore alle informazioni associate al singolo prodotto. 

NFC (Near Field Communication)
Questa tecnologia di comunicazione è progettata per un’interazione intenzionale e di prossimità tra una persona e un singolo oggetto o servizio. È utilizzata nei pagamenti contactless, ticketing e trasporto pubblico, controllo accessi, identificazione e autenticazione, ma anche per collegare un prodotto fisico a contenuti e servizi digitali. Nel retail e nei prodotti connessi permette, per esempio, di accedere con lo smartphone a informazioni sul prodotto, istruzioni, servizi post-vendita, programmi di engagement e informazioni di tracciabilità. 

Trova inoltre applicazione nell’anticontraffazione e nella verifica dell’autenticità. Mentre un QR Code statico stampato può essere fotografato e riprodotto, i chip NFC più evoluti possono integrare funzioni crittografiche e generare a ogni lettura dati di autenticazione dinamici, rendendo molto più difficile clonare l’identità digitale associata al prodotto.  

RFID LF (Low Frequency)
Questa soluzione di identificazione viene utilizzata soprattutto quando occorre identificare in modo affidabile un singolo soggetto o oggetto a distanza molto ravvicinata e non sono necessarie letture multiple o a lunga distanza. Gli ambiti più consolidati sono identificazione animale, controllo accessi, sistemi immobilizer per autoveicoli (il transponder integrato nella chiave che dialoga con la centralina e permette l’avviamento solo se il codice corrisponde) e sistemi di identificazione in applicazioni industriali specifiche. La bassa frequenza presenta inoltre caratteristiche che la rendono adatta ad alcuni contesti difficili per frequenze superiori, per esempio in presenza di acqua o materiali biologici. 

RFID UHF (Ultra High Frequency)
Questa tecnologia di identificazione è utilizzata quando occorre identificare automaticamente molti prodotti, componenti, colli o asset durante lo svolgimento di un processo, anche a diversi metri di distanza e senza scansione ottica del singolo tag. Per questo trova applicazione nella produzione, per identificare componenti, semilavorati e prodotti lungo le linee; nella logistica e nella supply chain, per ricevimento merci, movimentazione, stoccaggio e spedizione; nei magazzini, per inventario e controllo delle giacenze; nel retail, per inventario a livello di singolo articolo, replenishment e disponibilità a scaffale; nell’asset tracking, per localizzare e gestire attrezzature e beni aziendali. 

La caratteristica distintiva è che la lettura può diventare un evento automatico del processo: il passaggio di un prodotto attraverso un varco RFID UHF, per esempio, può registrarne la movimentazione e aggiornare WMS, ERP o sistemi di tracciabilità. Per questo l’UHF è particolarmente importante nei progetti di tracciabilità e rintracciabilità lungo la filiera, dove l’identità associata al tag consente di collegare l’oggetto fisico agli eventi che ne documentano il percorso. 

Come cambia l’accesso ai dati di prodotto 

La distinzione tra le varie tecnologie diventa ancora più rilevante con l’introduzione nella UE del Digital Product Passport. Il Regolamento europeo sulla progettazione ecocompatibile dei prodotti sostenibili (ESPR, Regolamento UE 2024/1781) stabilisce che il DPP debba essere collegato a un identificativo univoco persistente del prodotto definito come data carrier. Nel linguaggio del regolamento, il data carrier può essere un codice a barre lineare, un simbolo bidimensionale o un altro supporto per l’identificazione automatica e l’acquisizione dei dati leggibile da un dispositivo. La tecnologia utilizzata (il legislatore rimane agnostico sulle tecnologie da utilizzare) dovrà essere fisicamente presente sul prodotto, sul packaging o sulla documentazione che lo accompagna, secondo quanto previsto dall’atto delegato applicabile.  

Il Digital Product Passport rende quindi ancora più evidente una distinzione che esiste già nei sistemi di tracciabilità: identità digitale del prodotto, tecnologia con cui viene identificato nei processi e modalità attraverso cui i diversi soggetti accedono alle informazioni non sono necessariamente la stessa cosa. Lo stesso prodotto può essere identificato automaticamente tramite RFID UHF durante produzione e distribuzione, interrogato da un operatore durante un controllo e reso accessibile al consumatore attraverso uno smartphone. Cambiano il soggetto, il momento e la modalità di lettura, mentre rimane la necessità di collegare in modo affidabile l’oggetto fisico alle informazioni che lo riguardano. 

Per questo la scelta tra RFID UHF, NFC, codici a barre 2D, tecnologie RFID dual-frequency o soluzioni capaci di creare un ponte tra carrier differenti diventa una scelta di architettura dell’identificazione e dell’accesso ai dati lungo il ciclo di vita del prodotto. E torna centrale la questione della leggibilità attraverso uno smartphone consumer: se l’identità del prodotto è affidata a un tag RFID UHF, il consumatore non può interrogarlo direttamente con il proprio telefono. Occorre quindi prevedere una modalità di accesso compatibile con lo smartphone. Nel caso delle tecnologie dual-frequency, ad esempio, speciali tag integrano le interfacce UHF e NFC, consentendo di utilizzare l’UHF nei processi industriali e logistici e l’NFC per rendere l’identità del singolo prodotto accessibile anche attraverso uno smartphone consumer. 

Come far leggere a uno smartphone consumer un tag RFID UHF 

Nel passaggio dalla tracciabilità industriale all’accesso alle informazioni da parte del consumatore la sfida è mettere in comunicazione due mondi progettati originariamente per esigenze differenti: l’identificazione automatica della supply chain e l’interazione individuale attraverso uno smartphone consumer che, nativamente, non è in grado di leggere i tag RFID UHF. 

La soluzione c’è e consiste nel mantenere l’infrastruttura RFID UHF esistente, creando un ponte verso l’NFC già presente nello smartphone. Questo approccio è interessante soprattutto per i produttori che hanno già adottato RFID UHF, perché consente di utilizzare l’identificativo associato al prodotto senza necessariamente modificare il sistema con cui quell’oggetto viene riconosciuto e tracciato lungo la filiera. 

È su questo principio che funziona il convertitore RFID2NFC proposto da Tenenga. Si tratta di un reader RFID UHF passivo, grande circa come una carta di credito, che non necessita di batteria: riceve attraverso l’interfaccia NFC dello smartphone l’energia necessaria per attivarsi e interrogare il tag RFID UHF presente sul prodotto. Una volta acquisito l’identificativo, il dato viene “simulato” allo smartphone come fosse la lettura di un NFC, e può essere utilizzato per indirizzare l’utente verso le informazioni digitali associate a quello specifico articolo.  

La modalità di utilizzo cambia però tra Android e iPhone.  

• Con uno smartphone consumer Android il convertitore può essere utilizzato senza un’app dedicata: quando viene acquisito il tag UHF, lo smartphone può ricevere il dato come se avesse letto un tag NFC formattato NDEF.  

• Con iPhone il principio rimane lo stesso, ma è necessaria un’applicazione: il fornitore mette a disposizione l’app NFC 4 UHF Converter, che utilizza l’interfaccia NFC dell’iPhone per alimentare il dispositivo, avviare la scansione UHF e ricevere il messaggio NDEF generato dal convertitore.  

Dalla lettura del tag all’accesso ai servizi digitali 

Rendere accessibile allo smartphone consumer l’identificativo contenuto nel tag UHF apre però una possibilità ulteriore: utilizzare quella stessa identità, nata per supportare i processi della supply chain, come punto di accesso alle informazioni e ai servizi digitali associati al prodotto. 

Una volta acquisito l’identificativo, questo può infatti diventare la chiave di accesso all’ambiente informativo associato a quello specifico prodotto. In funzione di come è progettato il servizio: 

• il consumatore può accedere a informazioni su provenienza, composizione, autenticità, sostenibilità, riparazione e fine vita oppure a servizi digitali associati.  

• Il produttore può estendere verso il consumatore e il post-vendita un’identità del prodotto già utilizzata nei processi di produzione, logistica e tracciabilità.