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.

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:nfc@nfc.com”

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

Record 1 Record 2 Record 3

Header Payload

Identifier Length Type

NDEF message

rappresentano un’estensione del concetto di record URI, permettendo d’interpretare l’URI ricevuto e di

richiamare automaticamente l’applicazione che gestirà i dati.

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.

NFC Card Emulation Mode

Peer to Peer Mode

LLCPLogical Link

Control Protocol

NFC Forum ProtocolBindings IP, OBEX, … Card

EmulationSmart Card

Capability for Mobile Devices

NFCIP-1 Data Exchange Protocol

Read/Write Mode

Applications

Mode Switch

RF Layer ISO 18092 + ISO 14443 Type A, Type B + FeliCa

RTDRecord Type

Definition

&

NDEFData Exchange Format

Tag type 1,2,3,4

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.

[www.shopnfc.it]

Tipiche applicazioni degli NTAG

NTAG210

• Smart advertisement

• Goods authentification

• Loyalty (vouchers, coupons)

• Gaming

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

Numero di serie (byte) 7 7 7 7 7 7

costo (€) 0.28 0.19 0,21 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.

Mifare

Classic 1kUltralight Ultralight C Desfire 4k Topaz 512

Memoria (byte) 716 48 148 4094 454

Lunghezza testo (char) 708 39 130 4000 447

Specifiche NFC Forum T2 No Sì Sì Sì Sì

Crittografia Crypto-1 No 3DES Sì Sì

Numero di serie Sì Sì Sì Sì Sì

costo 0,34 0.66 0.66

Fattori importanti nella scelta del tipo di tag Le seguenti informazioni sono importanti nella scelta di un tag [http://www.nfctags.com/nfc-

applications-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/