Applicazioni di NFC nella Tracciabilità Alimentare

Applicazioni di NFC nella Tracciabilità Alimentare
Prof. Massimo Conti
Dip. di Ingegneria dell’Informazione, Università politecnica delle Marche
11 Agosto 2015
RFId
Tra i sistemi di identificazione automatica di oggetti o persone i più diffusi sono: OCR, Barcode, QRcode
(Quick Response Code), procedure biometriche, smartcard, RFId, NFC.
La tecnologia RFId
(Radio Frequency IDentification) è una tecnologia a radiofrequenza per
l'identificazione e/o memorizzazione dati automatica di oggetti, basata sulla capacità di memorizzazione
di dati da parte dei tag.
I Reader hanno la funzione di alimentare e interrogare i tag ricavandone le informazioni in essi archiviate.
La tecnologia RFId richiede:
1. un dispositivo reader/writer, posseduto dall’azienda che gestisce le informazioni, il costo del lettore
fino a qualche anno fa andava da 200 a 500 euro e doveva interfacciarsi ad un computer;
2. uno o più tag RFId ;
3. un sistema informativo per la gestione dei dati che risiede nel lettore.
Il tag è un microchip usato per la memorizzare piccole quantità di informazioni che lette a radiofrequenza
da dispositivi chiamati Reader. I tag possono essere passivi, semiattivi, attivi.
I tag passivi sono privi di batterie, non utilizzano trasmettitori, riflettono il segnale RF ricevuto e
modulano in modo digitale sulla base delle informazioni che devono trasmettere. L'energia del segnale è
raccolta dall'antenna e utilizzata per alimentare il chip. Il costo è di circa 20 centesimi.
I tag semiattivi hanno una batteria per alimentare il chip e eventuali sensori inseriti nel tag. La
trasmissione avviene come nei tag passivi modulando il segnale ricevuto dal Reader. Il costo è di circa 1
euro.
I tag attivi sono alimentati a batterie e hanno un sistema di ricetrasmissione RF. La memoria ha
dimensioni maggiori di quella dei tag passivi. I trasponder attivi lavorano a frequenze più alte, ed
hanno distanze di rilevamento più elevate. Il costo di produzione è più elevato e supera la decina di
euro.
I tag RFId operano su diverse bande di frequenza.
• 125/134 kHz (worldwide);
• 13,56 MHz (worldwide, è anche la banda di frequenza dell’NFC);
• 433 MHz (solo per tag attivi, valida solamente in Europa);
• 860-960 MHz (valida a seconda dei continenti che possono avere standard e bande di frequenze
diversi);
• 2,4 GHz (solo per tag attivi, worldwide);
• 5,8 GHz (solo per tag attivi, per esempio il Telepass);
• >5,8 GHz (UWB, solo per tag attivi).
NFC
La tecnologia NFC (Near Field Communication) è una tecnologia di trasmissione wireless a breve distanza
(5-10 cm) derivata dalla tecnologia RFId.
La differenza principale è nel fatto che la tecnologia NFC è diffusa in dispositivi mobili come smartphone,
tablet e notebook. Ciò ha permesso la possibilità di sviluppo di applicazioni ad ampia diffusione rivolte
direttamente all’utente finale come poster intelligenti, pagamenti campagne di marketing interattive …
Il fatto che gli NFC lavorano a brevissima distanza garantisce il fatto che l’operazione di scambio di dati tra
i due dispositivi avvenga con la esplicita volontà dei possessori dei dispositivi, per esempio nei pagamenti.
NFC utilizza la banda di frequenza di 13.56 MHz, al contrario degli RFId che lavorano anche in altre bande.
La velocità di velocità di trasferimento dei dati varia tra i 106 Kbits/s e 424 Kbits/s.
La lettura di un tag tramite NFC è simile a quella di un QR code ma molto più immediata: nel caso di un QR
code è necessario lanciare l’applicazione che svolge la funzione di scanner, inquadrare il QR code in
condizione di luce favorevoli, leggere il QR code e confermare la lettura dell’URL contenuto tramite il
browser. Nel caso del NFC si avvicina lo smartphone all’oggetto e automaticamente è lanciata
l’applicazione collegata con tutti i dati letti nel tag, l’applicazione può collegarsi ad un sito in cui sono
memorizzate le informazioni, ma può anche attivare in modo automatico azioni molto più complesse
nello smartphone (far partire una telefonata, mandare sms, spedire informazioni sulla propria
localizzazione …)
I vantaggi, rispetto al QR code, sono:
• Possibilità di riscrivere i dati più volte,
• Possibilità di crittografia dati,
• Possibilità di proteggere la riscrittura del dati con password,
• Non richiede lettori ottici ma solo un dispositivo lettore NFC attualmente aggiunto allo smartphone
senza costi aggiuntivi,
• Non richiede particolari condizioni di luminosità e puntamento di una figura
• L’utente non deve compiere operazioni complesse per leggere il TAG, deve semplicemente avvicinate
lo smartphone al TAG. Questo facilita l’uso anche a utenti non esperti di smartphone.
• Possibilità di occultare il TAG in posti non visibili dal sistema operativo
La tecnolofìgia NFC permette l’estensione della internet of things, senza che l’oggetto sia un nodo
connesso direttamente al web. [es smart cloud NFC smart-TECGmbH & Co. KG, GERMANY ]
Le informazioni non sono memorizzate sull’oggetto o sullo smartphone, ma il tag contiene una locazione
in rete in cui sono mantenute e aggiornate le informazioni, che vengono lette dall’utente utilizzando il suo
telefonino con NFC.
Applicazioni NFC:
• File Sharing: in modalità peer-to-peer dell’NFC per Android, è sufficiente avvicinare due dispositivi
per condividere istantaneamente contatti, foto, file mp3, applicazioni ...
• Electronic business cards
• Electronic money: trasferire di una determinata somma di denaro da un dispositivo dotato di NFC ad
un altro.
• Mobile gaming: è possibile utilizzare l’ NFC per giocare ad un video game in modalità multiplayer.
• Connessione Bluetooth: avvicinando due dispositivi si effettua il pairing istantaneo del Bluetooth,
evitando ricerca e inserimento della password.
• Connessione Wi-Fi: avvicinando smartphone al router si attiva la connessione senza password (e per
esempio collegamento istantaneo wifi tra smartphone o camera e TV samsung)
• Mobile payment (POS contactless)
• Ticketing (biglietti di bus o pagamenti percheggio)
• Bording pass
• Smart poster
• ID card (passaporto, carta identità …)
• Car rental e hotel keys: utilizzo dello smartphone in emulazione della chiave
Applicazioni dei tag NFC: [www.MIFARE.net: About_MIFARE_Brochure_final.pdf]
Automated fare collection system
ID Cards
Access Management (Corporate Access, Home Access, Hotel Access)
Campus cards (Identification, Access, Copy machines, Vending Machines...)
Loyalty cards (reward points)
Tourist cards
Micropayment(Mobile wallet, contactless payment, cashless payment)
Road tolling
Transport ticketing
Event ticketing
Mobile ticketing
Citizen card
Membership cards
Parking
Library cards
Fuel cards
Hotel key cards
Taxi cards
Smart meter
Museum Access Cards
Product Authentication
Production control
Health cards
Ferry Cards
Car rentals
Fleet Management
Amusement parks
Bike rentals
Blood donor cards
Information services
Interactive exhibits
Interactive lotteries
Password storage
Smart advertising
Social welfare
Waste management
Standard NFC
Storia
1983 primo brevetto associate a RFId di Charles Walton.
1997 Brevetto di Andrew White e Marc Borrett della Innovision Research and Technology (Patent
WO9723060) su NFC. Primo utilizzo su un giocattolo della Hasbro su un personaggio di Star Wars.
2003 NFC approvato come standard ISO/IEC
2004 Nokia, Philips e Sony creano il Near Field Communication (NFC) Forum
2006 Definizione delle specifiche preliminari dei tag NFC
2006 specifiche per "SmartPoster"
2009 NFC Forum definisce gli standard Peer-to-Peer per trasferire contatti, URL, inizializzare Bluetooth,
etc.
2010 Samsung Nexus S: primo telefono Android NFC
2013 Samsung e Visa annunciano partnership per sviluppare pagamenti mobile.
2014 Apple introduce Apple Pay per NFC-enabled mobile payment su iPhone 6, iPhone 6 Plus, e Apple
Watch, realizzato in April 2015.
Nel 2004, Nokia Corporation, Royal Philips Electronics e Sony Corporation hanno creato l’NFC Forum
[http://www.nfc-forum.org] come organismo internazionale non-profit di standardizzazione per
promuovere l’uso della tecnologia NFC. Attualmente partecipano oltre 150 membri tra cui Microsoft,
Samsung Electronics, Intel, NTT Docomo, MasterCard, Visa, American Express, RIM, Lg, At & t, Google,
Motorola, Htc, Toshiba, Panasonic.
Confronto tra tecnologie di comunicazione wireless [www.nxp.com]
La comunicazione NFC è punto-punto e la prossimità elevata dei dispositivi aiuta la riservatezza nello
scambio delle informazioni più di altri collegamenti wireless.
Esistono 3 modi di comunicazione NFC: Read/Write, Peer-to-Peer, e Card Emulation.
Read/Write mode
In Read/Write mode, un reader/writer NFC (o NFC-enabled) legge dati da NFC-enabled smart objects e
compie azioni sulla base delle informazioni lette. Per esempio si connette all’URL, manda SMS
semplicemente avvicinando lo smartphone all’oggetto.
Peer-to-Peer mode
In Peer-to-Peer mode, ogni NFC-enabled reader/writer può comuinincare con un’altro NFC reader/writer
e scambiare dati con il vantaggio di sicurezza e semplicità. In Peer-to-Peer mode, uno dei due
reader/writers si comporta come un tag, creando un link per poi effettuare la comunicazione.
Card Emulation mode
In Card Emulation mode un dispositivo NFC può sostituire una contactless smartcard, permettendo l’uso
di dispositivi NFC-enabled con le esistenti infrastrutture delle contactless card per pagamenti, controllo
accessi …
NFC protocol stack
La standardizzazione NFC è avvenuta secondo i parametri stabiliti dalla International Organization for
Standardization (ISO) e dalla International Electrotechnical Commission (IEC).
Gli standard NFC definiscono i protocolli di comunicazione e i formati di dati, si basano sugli esistenti
standard per RFId inclusi ISO/IEC 14443 e FeliCa. Gli standard includono ISO/IEC 18092 e quelli definiti dal
NFC Forum.
NFC protocol stack [nfcforum]
Data Exchange Format Technical Specification (NDEF)
NFC Data Exchange Format (NDEF) descrive il formato e lo scambio di dati tra dispositivi e TAG, utilizzando
messaggi NDEF. I messaggi NDEF sono composti da record che possono essere concatenati tra loro.
Il record è composto da un HEADER e da un PAYLOAD che contiene l’informazione da trasmettere.
L’HEADER contiene un insieme d’informazioni utili ad identificare sia il record all’interno del messaggio, la
dimensione del PAYLOAD e il tipo di dati contenuto. I record possono essere di tipi diversi tra loro.
NDEF message
Record 1 Record 2 Record 3
Header Payload
Identifier Length Type
Data Exchange Format Technical Specification
RTD
Il NFC Record Type Definition (RTD) definisce i formati dei record presenti nei messaggi NDEF. Si dividono
in due categorie, quelli creati dall’NFC Forum “Well Know Types” (WKT) e non.
I tipi “Well Know Types” sono suddivisi in sotto categorie:
 NFC URI:
– URL: “http://www.nxp.com”
– Numeri di telefono “tel: +494056135013”
– SMS: “sms: +494056235023?Body=Ciao!!”
– E-mail: “mailto:[email protected]”
 TEXT:
– “Hello World!”
 SmartPoster
 Handover Parameters:
– Bluetooth ( PIN, address.. )
– Wifi (SSID, WEP key...)
 Business Card: vCard, orari e appuntamenti.
I record di tipo URI (Uniform Resurce Identifier) sono record che contengono una stringa di testo che
permette di identificare in maniera univoca una particolare risorsa, come ad esempio un indirizzo web, un
numero di telefono.
Il record di tipo Smart Poster permette di realizzare applicazioni che scambiano tra loro percorsi URI come
indirizzi Web, numeri di telefono e cosi via, allegando ad esse informazioni testuali di varia natura. Essi
rappresentano un’estensione del concetto di record URI, permettendo d’interpretare l’URI ricevuto e di
richiamare automaticamente l’applicazione che gestirà i dati.
Peer to Peer
Mode
Read/Write
Mode
NFC Card
Emulation Mode
Applications
NFC Forum Protocol
Bindings IP, OBEX, …
RTD
LLCP
Record Type
Definition
Logical Link
Control Protocol
NDEF
NFCIP-1
Data Exchange Protocol
&
Data Exchange Format
Tag type 1,2,3,4
Card
Emulation
Smart Card
Capability for
Mobile Devices
Mode Switch
RF Layer ISO 18092 + ISO 14443 Type A, Type B + FeliCa
Tag Type Technical Specifications
Il Forum NFC ha definito quattro tipi di tag.
Le specifiche operative per i tag NFC Forum Type 1-2-3-4 definiscono le informazioni tecniche necessarie
per implementare il reader/writer e le funzionalità di controllo con cui il dispositivo NFC interagisce col
tag (http://www.nfc-forum.org/specs/spec_list/) e come i nessaggi NDEF sono letti.
I tag Type 1-2-3-4 sono basati su prodotti commerciali esistenti.
NFC Forum Type 1 Tag Operation Specification
Il tag Type 1 si basa su ISO/IEC 14443A.
I tag sono di tipo read e re-write; l’utente può configurare il tag affinchè diventi read-only. Memoria di
96 bytes espandibile 2 kbyte. Communication speed 106 Kbits/s. No data collision protection. Prototti
compatibili disponibili nel mercato: Innovision Topaz, Broadcom BCM20203.
NFC Forum Type 2 Tag Operation Specification
Il tag Type 2 si basa su ISO/IEC 14443A.
I tag sono di tipo read e re-write; l’utente può configurare il tag affinchè diventi read-only. Memoria di
48 bytes espandibile 2 kbyte. Communication speed 106 Kbits/s. Anticollision support. Prototti
compatibili disponibili nel mercato: NXP MIFARE Ultralight, Infineon SLE 66Rxxp, Kovio
NFC Forum Type 3 Tag Operation Specification
Il tag Type 3 son derivati da tag di Sony Felica. Sono più costosi dei tag di tipo 1 e 2
si basa su lo Japanese Industrial Standard (JIS) X 6319-4, conosciuto come FeliCa.
I tag sono preconfigurati dal produttore per essere read e re-write oppure read-only. Memoria
variabile, limite teorico di 1M. Supporta due communication speed 212 o 424 Kbits/s. Anti-collision
support. Prototti compatibili disponibili nel mercato: Sony FeliCa
NFC Forum Type 4 Tag Operation Specification 2.0
Il tag Type 4 sono simili al tipo 1 e sono derivati dai tag NXP DesFire.
Il tag Type 4 si basa su ISO/IEC 14443 A e B.
I tag sono preconfigurati dal produttore per essere read e re-write oppure read-only. Memoria
variabile fino a 32KBytes. L’interfaccia di comunicazione è sia compliant con il tipo A che B.
Supporta tre communication speed 106, 212 o 424 Kbits/s. Anti-collision support. Prototti compatibili
disponibili nel mercato: NXP DESFire, SmartMX-JCOP.
Le quattro le tipologie di tag definiti dall’NFC Forum utilizzano le specifiche NDEF per la scrittura dei dati: i
tag possono essere riscrivibili o essere impostati in modalità read-only. I tag Type 1 e 2 possono essere
resi read-only in qualsiasi momento mentre i Tag Type 3 e 4 possono essere resi read-only solo in fase di
produzione.
La gran parte dei 5 miliardi tag esistenti sono nati per essere letti tramite tecnologia RFId ed i dati sono
stati strutturati con protocolli definiti dai diversi produttori e diversi dall’NDEF (definito nel 2004).
Su Android inoltre è possibile impostare dei filtri per scegliere quali tipologie di formati di strutturazione
dei dati, oltre all’ NDEF, possono essere letti e quali no.
NFC della serie NTAG
I tag NFC della serie NTAG sono compatibili con tutti i dispositivi mobili, smartphone e tablet, dotati di
NFC (compresi i Windows Phone e BlackBerry).
I tag Mifare, Ultralight C, Topaz 512 e Desfire 4k permettono anche la crittografia dei dati.
NTAG213, NTAG215 e NTAG216 sono fully compliant alle specifiche NFC Forum Type 2 Tag e
ISO/IEC14443 Type A. Tra i Chip NFC della serie NTAG21x sono presenti gli NTAG210, NTAG212, NTAG213,
NTAG215 e NTAG216. Entrati nel mercato nel 2012, i tag NTAG21x sono NFC di seconda generazione
prodotti dalla NXP con le novità:
• Firma digitale
Garantisce la autenticità dei chip NXP e la sicurezza di avere un unico ID per ogni chip NFC realizzato.
Ogni Tag NFC viene prodotto con un certificato di autenticità integrato.
• Protezione con password
Permette di bloccare con una password la riscrittura del Tag. Chi trovasse un Tag NFC bloccato da
una password può leggerne il contenuto, ma non modificarlo o cancellarlo.
E’ utile, soprattutto per tag posizionati in luoghi pubblici (smart poster). Invece la crittografia,
(disponibile nei tag Mifare, Ultralight C, Topaz 512 e Desfire 4k) consente di leggere il contenuto di
un tag solo se si è in possesso della chiave usata per crittografarlo.
• Contatore di scansioni
Permette di tenere il conto del numero di volte che viene scansionato il tag NFC. Il numero
complessivo può essere aggiunto in modo dinamico all'interno dell'URL o del contenuto del tag al
momento della sua programmazione. Per utilizzare questa funzionesi può di utilizzare l'app Android
sviluppata dalla NXP, NFC TagWriter di NXP. Questa funzione non è presente nei chip di tipo
NTAG210 e NTAG212.
• UID Ascii Mirroring
Permette di aggiungere nell'URL di un Tag il suo UID (il suo codice univoco). Può permettere di
risparmiare tempo, nel caso in cui si debba programmare una gran quantità di chip sfruttando il
codice ID univoco di cui è dotato ogni Tag per generare pagine URL dinamici, del tipo
'http://esempio.it/?id=xxxxxxx'. Per sfruttare questa funzionalità, si può usare l'app Android, NFC
TagWriter di NXP.
NTAG203
NTAG203 è molto diffuso, ha una capacità di 137 byte ed è disponibile in diverse dimensioni, in
diverse forme e in diversi formati.
NTAG212
NTAG212 ha prestazioni migliori in termini di velocità e range di lettura rispetto al NTAG203. Ha una
memoria pari a 128 byte. E’ meno costoso e ha le funzionalità degli NTAG21x.
NTAG213
NTAG213 è la nuova generazione del NTAG203: ha prestazioni migliori in termini di velocità e range
di lettura. Ha una memoria disponibile di 144 byte. Ha la protezione con password e il contatore
scansioni.
NTAG216
NTAG216 ha memoria disponibile di 888 byte, ma è anche più costoso.
NTAG203
NTAG210
NTAG212
NTAG213
NTAG215
NTAG216
Memoria (byte)
144
48
128
144
504
888
Lunghezza testo (char)
130
39
120
130
490
852
Compatibilità universale
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
Specifiche NFC Forum T2
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
Crittografia
No
No
No
No
No
No
Conteggio scansioni
No
No
No
Sì
Sì
Sì
Password 32bit
No
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
7
7
7
7
7
7
0.19
0,21
Numero di serie (byte)
costo (€)
0.28
[www.shopnfc.it]
Tipiche applicazioni degli NTAG
NTAG210
• Smart advertisement
• Goods authentification
• Loyalty (vouchers, coupons)
• Gaming
0,38
NTAG212- 213
• Smart advertisement
• Bluetooth Simple Pairing
• Call requests
• SMS requests
• Goods authentification
• Loyalty (vouchers, coupons)
• Gaming
NTAG215- 216
• Smart advertisement
• Connection handovers
• Bluetooth Secure Simple Pairing
• Wi-Fi protected setup
• Call requests
• SMS requests
• Goods authentification
• Loyalty (vouchers, coupons)
• Gaming
• Business cards
NTAG213F- 216F
• Goods and device authentification
• Bluetooth / Wi-Fi static Pairing
• Connection handover
• Gaming
NTAG- I2C
• Goods and device authentification
• Advanced device pairing (Bluetooth and Wi-Fi)
• Connection handover
• Maintenance
• Offline diagnostics
• Gaming
• Device calibration/configuration
NFC Mifare Classic 1k e Ultralight
Mifare è il marchio della NXP Semiconductors di una serie di chip ampiamente utilizzati in contactless
smart cards e proximity cards. Sono stati venduti 10 miliardi di smart card chips e 150 milioni di moduli
reader. Il nome MIFARE copre anche tecnologie proprietarie basate su diversi livelli dello standard
ISO/IEC 14443 Type A per contactless smart card a 13.56 MHz.
I tag NFC Mifare Classic 1k e Ultralight hanno compatibilità limitata.
Mifare Classic 1k
I Tag NFC del tipo Mifare Classic 1k hanno una memoria ampia, pari a 716 byte. Utilizzano un protocollo
proprietario Mifare compliant con alcune parti, ma non tutte dello standard ISO/IEC 14443-3 Type A,
con un protocollo proprietario NXP di sicurezza per authentication e ciphering.
Sono compatibili solo con alcuni smartphone Android. I Tag NFC Mifare Classic supportano la
crittografia. Mifare Classic sono compliant con NFC Forum Type 2 Tag.
Mifare Ultralight
Low-cost, utilizzano un protocollo proprietario compliant con ISO/IEC 14443-3 Type A.
I Tag NFC Ultralight sono più avanzati dei Mifare Classic e sono compatibili anche con i dispositivi
BlackBerry, con quasi tutti i device Android, e potenzialmente anche con gli smartphone Windows
Phone (anche se necessitano una formattazione apposita). Sono relativamente economici, ma hanno
una memoria limitata (46 byte). Mifare Ultralight sono compliant con NFC Forum Type 2 Tag.
Mifare Ultralight C
low-cost, che dispone di crittografia 3- DES. Mifare Ultralight C sono compliant con NFC Forum Type 2
Tag.
Mifare DESFire
sono compliant con ISO/IEC 14443-4 Type A. Mifare DESFire sono compliant con NFC Forum Type 4 Tag.
Mifare DESFire EV1
include crittografia AES.
Mifare DESFire EV2
include MIsmartApp, Transaction MAC, Unlimited Applications
Mifare Plus
Miglioramento rispetto a MIFARE Classic con livello di sicurezza maggiore (AES 128 based)
Mifare SAM AV2
Fornisce memorizzazione sicura di chiavi funzioni crittografiche.
Memoria (byte)
Mifare
Classic 1k
716
Ultralight Ultralight C Desfire 4k
Topaz 512
48
148
4094
454
Lunghezza testo (char)
708
39
130
4000
447
Specifiche NFC Forum T2
No
Sì
Sì
Sì
Sì
Crypto-1
No
3DES
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
Sì
0,34
0.66
0.66
Crittografia
Numero di serie
costo
Fattori importanti nella scelta del tipo di tag
Le seguenti informazioni sono importanti nella scelta di un tag [http://www.nfctags.com/nfcapplications-which-tag].
1. Dimensione del tag
La dimensione fisica può influenzare significativamente le prestazioni che percepisce l’utente finale.
E’ importante testare l’uso nel normale utilizzo dell’utente finale e scegliere la dimensione giusta, né
troppo grande né troppo piccola.
2. Memoria del tag
La dimensione della memoria deve essere quella opportuna delle informazioni memorizzate. Per
esempio un web link di 126 caratteri possono essere contenuti in un tag di 1152 bits/144 bytes.
Un web links più corto fino a 36 caratteri può essere anche contenuto in un NXP Mifare UL con 384
bits/48 bytes. Business cards complessi in Vcard format è consigliato un Mifare 1k.
3. Materiale su cui il tag è applicato
• Materiale stampato (poster, postcard). L’utente finale non vede il punto in cui il tag è applicato a
meno che non viene indicato con una figura per esempio con il logo del NFC Forum.
• Applicato sul vetro. Lo spessore, il materiale e la lavorazione può influenzare la leggibilità del tag
dall’altra parte del vetro.
• I tag NFC per indumenti devono essere abbastanza resistenti (lavabili, etichette in tessuto,
cartellini. Vedi per esempio SMARTRAC [https://www.smartrac-group.com/healthcare.html].
• Tag per esterno resistenti all’acqua.
• Tag immersi dentro il prodotto (legno, plastica, tessuto, dispositivi elettronici)
Uno dei grandi vantaggi dei tag NFC è che possono essere incorporati all'interno di oggetti come
coperchi di plastica, tessuti o elementi in legno. E’ necessario assicurarsi che ci sia un alloggio
riservato al tag NFC dove può stare in una posizione pianeggiante senza pressioni esterne.
Tipicamente, sarebbe bene considerare dove il tag verrà inserito all'interno del prodotto in fase di
progettazione del prodotto stesso.
Precauzioni particolari sono necessarie se un oggetto di metallo è posto vicino all’antenna del tag.
Fattori che influenzano il costo del tag: [www.smartcardalliance.org]
Tipo di Chip usato
Dimensione della memoria
NFC Forum Type/ sicurezza
Material impiegato – paper, plastics, polyester, etc.
Richieste di Life & durability
Fattori di forma speciali
Altre customizazioni
Numero di pezzi
Costi tipici del singolo tag:
Embedded Inlays in “Plastic or Paper” € 0.35 – 1.25
Fully Finished & Printed € 0.50 – 3.00
Finished w/ Personalization € 0.75 – 5.00
Forme e materiali del tag:
E’ possibile incorporare il tag in materiali di forme e matriale a piacere con accortezze di costruzione nel
caso di materiali metallici, è possibile inserirli in materiali resistente ad ampi range di temperature (per
esempio tag su indumenti lavabili), inserirli all’interno del vetro della bottiglia o nella plastica di un pallet.
Ma il costo della customizzazione del materiale e della forma è rilevante.
tag inserito nel pallet
E’ quindi opportuno cercare di utilizzare tag commerciali con la customizzazione della stampa sul tag.
I tag commerciali reperibili sui principali siti dei venditori tipo rapidnfc o shopnfc hanno dimensioni da 19
a 45 mm, forma circolare, quadrata o rettangolare. Alcuni esempi sono i seguenti:
Stickers di carta (bianchi o stampabili)
NFC Postcards & Flyer
Stickers da attaccare a materiali metallici
Bottoni per indumenti lavabili in lavatrice
che sopportano alte temperature, pressione, agenti chimici
Tag di plastic da legare al prodotto
Tag di plastica PET per piantine
Tag per gioielleria
Tag industriali per superfici metalliche e per ambienti esterni
braccialetti in plastica durevoli o single use
portachiavi plastici
Chiavi elettroniche
PVC NFC cards e con buco
Tag di cartone
Badge di plastica
Penne
Stichers da finestra o da vetro
NFC mouse mat
NFC magnetici da attaccare al frigorifero
NFC che si distruggono se rimossi (vedi rapidNFC)
Alcuni esempi industriali di NFC su prodotti alimentari
L’utilizzo di RFId nella catena di produzione è ormai sempre più diffuso, anche per oggetti di basso costo,
per esempio Decathlon lo usa per le magliette anche quelle con costo di 3€, ed è utilizzato per il controllo
della catena della logistica e alle casse per il pagamento, ma non per portare informazioni al cliente.
Due esempi molto recenti e importanti di prodotti alimentari invece utilizzano l’NFC allo scopo di dare
valore aggiunto al prodotto e di marketing: l’olio Bertolli per il mercato americano
[http://www.nfcworld.com/2014/05/13/329099/bertolli-runs-nfc-marketing-campaign-us-stores/]
ed il whiskey Johnnie Walker [http://www.diageo.com/en-ie/OurBusiness/pages/default.aspx].
In entrambi i casi l’NFC non è usato per la tracciabilità alimentare, cioè non sono date informazioni sul
prodotto in questione.
Nel caso del whiskey Johnnie Walker blue label il tag è dentro l’etichetta non si vede ma è evidenziata con
il simbolo del collegamento wireless accanto al brand. Anche in questo è evidente il significato
commerciale di dare valore aggiunto al brand.
Il prototipo è stato creato nel marzo 2015 dalla Diageo (proprietaria di Johnnie Walker, Crown Royal, JεB,
Buchanan's, Windsor Premier, Smirnoff, Baileys, Guinness) e Thinfilm, una compagnia specializzata in
circuiti stampati.
L’utente può leggerla con il suo smartphone e può leggere anche se la bottiglia è stata aperta prima
dell’acquisto. Diageo evidenzia che l’NFC apre la possibilità all’azienda di inviare messaggi mirati,
personalizzati e aggiornati al cliente.
Le seguenti frasi della Diageo e Thinfilm evidenzia il motivo dell’uso del NFC.
“Unlike conventional static QR codes that are often difficult to read, easy to copy, and do not support
sensor integration, OpenSenseTM tags can dynamically detect if a bottle is sealed or open with the
simple tap of an NFC smartphone. To ensure authenticity, the tags are also completely and
permanently encoded at the point of manufacture and cannot be copied or electrically modified”
“Helen Michels, Global Innovation Director, Futures Team at Diageo, said: “Mobile technology is
changing the way we live, and as a consumer brands company we want to embrace its power to
deliver amazing new consumer experiences in the future.”
“We constantly experiment with the latest cutting edge technologies to enrich and enhance the
experiences delivered by our iconic brands. Our collaboration with Thinfilm allows us to explore all
the amazing new possibilities enabled by smart-bottles for consumers, retailers and our own
business, and it sets the bar for technology innovation in the drinks industry.”
Davor Sutija, Thinfilm Chief Executive Officer, said: “As mobility becomes ubiquitous, consumers
want and expect brands to follow suit and deliver custom mobile experiences. But today’s
conventional NFC mobile marketing solutions are not technologically advanced enough to create
immersive or customizable consumer experiences. By leveraging OpenSense™, Thinfilm is enabling
the ‘smart bottles’ to carry digital information that can be accessed via NFC smartphones. Diageo can
reap the benefits of the intelligence gleaned from our smart sensors and create engaging
experiences for its customers. This is how we will begin to build the real Internet of Everything.”
Commenti
Gli RFId sono ampiamente utilizzati nella catena alimentare, l’utilizzo di NFC permette di portare
informazioni all’utilizzatore finale ed è ormai visto come modo per fidelizzare il cliente, fornire servizi
aggiuntivi, finalità di marketing (più o meno occulte) come la possibilità di tracciare i gusti e la
localizzazione del cliente con finalità commerciali, sapere quando e dove il cliente sta comperando
l’oggetto e lo sta consumando, e mandargli messaggi di pubblicità per un nuovo prodotto.
Il costo del tag è quindi ampliamente ripagato da questo aspetto di marketing. Il motivo principale per
aggiungere il tag è questo coinvolgimento del cliente.
Il tag NFC ha rispetto al QRcode la possibilità essere letto in qualunque condizione di visibilità e in modo
più immediato (senza svolgere più azioni consecutive per raggiungere le informazioni), ma questo
vantaggio è molto ridotto rispetto ai servizi e alle fidelizzazioni aggiuntive che sono possibili con l’NFC.
Per la tracciabilità alimentare, cioè far vedere la storia del prodotto che si sta per mangiare o comprare
l’NFC non è stato ancora usato, per quanto è dato sapere ora.
Riassumendo per gli aspetti tecnici sulla scelta del tag per prodotti alimentari, i fattori importanti sono:
Costo:
il costo è fondamentale, soprattutto se il costo del prodotto è basso, come per esempio per
l’ortofrutta. Quindi la customizzazione sul tipo di materiale non è conveniente. La soluzione migliore è
un’etichetta di carta con il logo (customizzazione solo nel logo) oppure senza logo ma da attaccare
sotto l’etichetta che normalmente si usa, opportunamente modificata per evidenziare la presenza del
tag (come per Johnnie Walker)
Sicurezza:
password in scrittura e la possibilità che si rompa se staccato e riattaccato altrove. Uno studio più
approfondito è però da fare per quanto riguarda le frodi.
Aspetto ecologico:
il tag è comunque un circuito elettronico che rientra nel rifiuti dell’imballaggio, è bene studiare come
smaltirlo o come riutilizzarlo (per esempio come le bottiglie di vetro). In questo caso si possono
utilizzare materiali più resistenti anche se più costosi.
Fondamentale per la scelta è che cosa si vuole dare in più al cliente usando l’NFC, quindi il database
delle informazioni e i servizi della app. Il costo aggiuntivo del NFC rispetto al QRcode è giustificato dallo
sfruttamento di queste potenzialità.
In conclusione la scelta migliore per prodotti alimentari forse è il tag su carta NTAG212: la memoria
piccola non è un problema, è compatibile con tutti gli smatphone, ha la password che evita che si possa
modificare il dato ed è il meno costoso.
Esempi e prototipi per la frutta sono riportati nelle seguenti foto, in cui sono inseriti rispettivamente tag e
QRcode adesivi sulla pellicola trasparente della frutta oppure nella bottiglia dell’olio.
App sviluppate
Sulla base delle specifiche del database di wellfood, e delle API predisposte dall’ASSAM e riportate in
appendice, sono state sviluppate tre possibili soluzioni.
App RintracciabilitaWellfood
L’applicazione può essere utilizzata anche su smartphone senza NFC. L’applicazione si collega al sito
wellfood tramite la call http://84.38.48.58/WellfoodAPI/test.htm , inserendo il prodotto e il codice lotto
sono visualizzate le informazioni.
L’applicazione è un passo importante per avvicinare l’utente alle informazioni del sito wellfood, non
essendo necessario collegarsi con un PC o digitare il sito wellfood nel telefonino.
Di seguito sono riportati gli screenshot dell’applicazione.
schermata iniziale
schermata in attesa di caricamento della pagina
schermata di immissione dati prodotto e codice lotto
schermata di visualizzazione dei dati
App NfcWellfood
L’applicazione parte automaticamente avvicinando lo smartphone al tag.
Nel tag è stato scritto (per esempio usando l’applicazione tag writer by NXP) il prodotto e il codice lotto
“Peach()-l/10Q” nell’esempio di test, ed associata l’applicazione NfcWellfood.apk
Viene visualizzato il codice prodotto e lotto che sono scritti nel tag ed è possibile collegarsi al sito
http://84.38.48.58/WellfoodAPI/test.htm
tramite browser per poter visualizzare le informazioni inserendo il prodotto e il codice lotto.
Rispetto alla app RintracciabilitawìWellfood c’è il vantaggio della ulteriore semplificazione di uso da parte
dell’utente, poiché basta avvicinare il telefono al prodotto per far partire l’applicazione, come
semplificato in figura.
Come nel caso dell’etichetta della Johnnie Walker è importante evidenziate con il simbolo del
collegamento wireless accanto al brand.
Una possibile soluzione grafica è riportata di seguito.
Come già ribadito, ed evidenziato dall’azienda proprietaria della Johnnie Walker, è importante aggiungere
informazioni e interattività con il cliente attraverso l’NFC.
Una semplice consultazione del database può essere fatta senza il costo del tag, perdendo però semplicità
di uso, attraverso il QRcode.
Di seguito sono riportati gli screenshot della app wellfoodNFC
schermata iniziale
schermata che richiede di avvicinare il tag
schermata che visualizza le informazioni del tag
schermata di immissione dati
schermata di visualizzazione dei dati
QRcode Wellfood
Come accennato nella presentazione della app NfcWellfood, è possibile consultare il database con un
QRcode. Di seguito è riportato un esempio di etichetta una per consultare il database. Un’altra soluzione
è l’inserimento del logo dentro il QRcode.
http://84.38.48.58/WellfoodAPI/test.htm
Una soluzione migliore è quella di mettere direttamente le informazioni del lotto nel QRcode, ma in
questo caso sarebbe opportuno modificare le API in modo tale che la consultazione del sito per il
prodotto specifico restituisca la schermata competa e non il JSon.
http://84.38.48.58/WellfoodAPI/api/lotti/11/?cl=l/10Q
Di seguito una possibile applicazione dell’etichetta nel prodotto.
Siti di riferimento
www.smartcardalliance.org
www.smart-tec.com/produkte/produktdetails/produkt/smart-cloud-nfc.html
www.MIFARE.net
http://www.nfc-forum.org
www.nfc-forum.org/specs/spec_list/
www.nfctags.com/nfc-applications-which-tag
www.smartcardalliance.org
www.nxp.com/
venditori di tag NFC
www.rapidnfc.com
www.tagage.net/tagage-shop/
www.shopnfc.it
www.sparkfun.com
www.rfidshop.com
www.buysmartcard.com/
www.smartrac-group.com/