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1
L’identification par radio fréquence principe et
applications
Présentée par
Abdelatif Bouchouareb
École de technologie supérieure, Montréal Qc
Novembre 2007
4
Introduction
La technologie RFID
Scanner
Antenne
Champ magnétique
Ordinateur
Étiquette RFID
Est une technologie d’identification sans contact et sans
ligne de vu (no line of sight) . Elle permet de lire et d’écrire
des informations ou des données dans des puces
électroniques en utilisant les ondes électromagnétiques.
5
Introduction
Caractéristiques de la technologie RFID
RFID
RFID est une technologie d’identification sans contact
Pas besoin d’une ligne de vu (no line of sight) pour identifier
Identification de plusieurs étiquettes à la fois (10-100/s)
Chaque étiquette identifiée est unique (unique ID)
Les informations écrites sur l’étiquettes peuvent être modifiées
Les étiquettes possèdent une bonne capacité de stockage
Les étiquettes peuvent enregistrer des informations dynamiques
les étiquettes peuvent être programmées pour exécuter des tâches
6
Le matériel
1- Une ou plusieurs étiquettes 2- Une ou plusieurs antennes
3- Un ou plusieurs scanners 4- Un serveur
5- Des terminaux 6- Un réseau internet ou intranet
Étiquettes
Antennes
Lecteurs
Serveur
Terminaux
Introduction
Les composants d’un système RFID
7
Introduction
Les composants d’un système RFID
RFID
Middleware Information
codée
RFID system
software Host
Application
Le software
Étiquette Scanner Serveur
8
Introduction
Interaction entre matériels et softwares
Étiquette
Antennes
Scanners
Lecture/écriture
Anti-collision
Detection d’erreurs
Correction d’erreurs
Encryptage des
données
Serveur
Produits
RFID system software
Host applications ERP SAP WMS
Terminaux
RF
RFID Middleware
Gestion des lecteurs
Gestion de flux de données
Puce
Host applications
9
Introduction
Principe d’identification
1. Système à couplage inductif (near field system)
Caractéristiques:
Communication par champ magnétique
Portée de communication limitée: ~ 1 m
Zones d’interrogations limitées
Fréquence d’opération :
125 KHz en BF
13.56 MHz en HF
Les étiquettes sont généralement de
type passif (sans batterie)
10
Introduction
Système à couplage inductif (near field system)
zones d’interrogation (Identification)
Antenne
Étiquette
zone critique (Lecture difficile)
zone sûre (Lecture facile )
H
H
11
Introduction
Système à couplage inductif (near field system)
tag
tag
tag
Orientation de l’étiquette dans la zone d’interrogation
12
Prototype d’un scanner RFID en forme tunnel
tag
Introduction
Système à couplage inductif (near field system)
13
Introduction
Principe d’identification
2. Système à couplage électromagnétique (far field system)
Caractéristiques:
Communication par ondes
électromagnétique
Portée de communication de 1m
jusqu’à plusieurs centaines de mètre
Zone d’interrogation sphérique
Fréquence d’opération :
UHF ( 433 MHz, 860-930 MHz, … )
Micro onde ( 2.45 GHz, 5.8 GHz , .)
Étiquette fines et de grande capacité
(plusieurs kilos octets)
14
Introduction
Système à couplage électromagnétique (far field system)
Zones d’interrogation
Antenne
zone critique
H
Antenne zone sûre
Système à couplage inductif Système à couplage électromagnétique
Étiquette Étiquette
15
Introduction
Les différents types d’étiquettes
Trois types de base:
Active
L’étiquette est alimentée par une batterie interne
Portée d’identification élevée (de 1m jusqu’à plusieurs
centaines de mètre
Semi-active
L’étiquette est activée par le scanner et alimentée par
une batterie interne
Portée d’identification moyenne (1 – 100m)
Passive
L’étiquette est alimentée par le scanner (sans batterie)
Portée d’identification faible (de quelques cm jusqu’à 3m)
16
Introduction
Fréquences d’opération
10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz 100 MHz
915 MHz UHF
300 GHz
Low EAS Mid EAS Cell Phone
RFID Item
Management
Data Modem AM
Radio Toys
Garage Door CB FM
RFID Access Control
Animal ID
RFID Toll Roads
& Item Management
EAS
TV
Data Terminal
RFID Smart Cards
2.45 GHz Microwave
13.56MHz
1000MHz
125kHz
17
125kHz
Couplage inductif
Contrôle d’accès
Identification du bétail
Etiquetage des produits
10 kHz 100 kHz
Low EAS
Data Modem
RFID
Introduction
Fréquences d’opération
18
125kHz
10 kHz 100 kHz
Low EAS
Data Modem
RFID
Avantages
Technologie CMOS (moins cher)
Meilleure pour les applications dont les données sont des simples codes ou identifiants
Meilleure pour l’identification des produits liquides et les matériaux tels que l’aluminium, le bois le tissue ..
Introduction
Fréquences d’opération
19
125kHz
10 kHz 100 kHz
Low EAS
Data Modem
RFID
Désavantages:
Identification difficile des produit de type métalliques
Étiquette à faible capacité de stockage
Vitesse de transfert des données faible
Portée d’identification faible
Étiquette large
Nécessite des scanner à larges antennes
Introduction
Fréquences d’opération
20
13.56MHz
1 MHz 10 MHz
Mid EAS
AM CB
RFID
Couplage inductif
Carte d’accès
Carte intelligente (carte de
transaction, carte
téléphonique prépayée ….
Étiquetage des palettes
Introduction
Fréquences d’opération
21
13.56MHz
1 MHz 10 MHz
Mid EAS
AM CB
RFID
Avantages
Technologie CMOS (moins cher)
Meilleure pour les applications dont les données sont des simples codes ou identifiants
Meilleure identification pour les produits liquides et les tissues
Antenne moins large et à simple design
Vitesse de transfert des données moyenne
Introduction
Fréquences d’opération
22
13.56MHz
1 MHz 10 MHz
Mid EAS
AM CB
RFID
Désavantages:
Identification difficile des produit de type métallique
Étiquette à faible capacité de stockage
Portée d’identification moyenne
Étiquette large
Scanner à large antenne
Introduction
Fréquences d’opération
23
915MHz
Couplage électromagnétique
Gestion des parkings
Autoroutes payantes
Identification des conteneurs de marchandises
1000 MHz
Cell Phone
RFID Toll Roads
Data Terminal
Introduction
Fréquences d’opération
24
915MHz Avantages
Efficace pour l’identification des produits métallique
Portée d’identification>1m
Étiquette de petite taille
Antenne de petite taille
Zone d’interrogation (identification) sphérique
Étiquette de bonne capacité de stockage (plusieurs Kbytes)
Vitesse de transfert des données élevée
Introduction
Fréquences d’opération
1000 MHz
Cell Phone
RFID Toll Roads
Data Terminal
25
915MHz Désavantages
Identification difficile pour les produits liquides et les tissus
Sensible à l’interférence avec d’autres signaux au voisinage
Moins disponible sur le marché international
Introduction
Fréquences d’opération
1000 MHz
Cell Phone
RFID Toll Roads
Data Terminal
26
2.45GHz micro onde
Couplage électromagnétique
Contrôle d’accès
Autoroutes payantes
Automatisation industriel
RFID
EAS
2.45 GHz
Introduction
Fréquences d’opération
27
2.45GHz micro onde
RFID
EAS
2.45 GHz
Avantages
Efficace pour l’identification des produit métalliques
Étiquette de bonne capacité de stockage (plusieurs Kbytes)
Étiquette de taille fine
Antenne de taille fine
Portée d’identification de plusieurs centaines de mètres
Vitesse de transfert des données très élevées
Introduction
Fréquences d’opération
28
2.45GHz micro onde
RFID
EAS
2.45 GHz
Désavantages
Sensible au bruit et à l’interférence des signaux aux voisinage
Technologie cher
Utilisation non encore réglementée par les gouvernements
Moins disponible sur le marché international
Introduction
Fréquences d’opération
29
5.8 GHz micro onde
RFID European Tolls
300 GHz
Couplage électromagnétique
Contrôle d’accès
Autoroutes payantes
Introduction
Fréquences d’opération
30
5.8 GHz micro onde
RFID European Tolls
300 GHz
Avantages
Étiquette de bonne capacité de stockage (plusieurs Kbytes)
Étiquette de taille fine
Antenne de taille fine
Portée d’identification de plusieurs centaines de mètres
Vitesse de transfert des données très élevées
Introduction
Fréquences d’opération
31
5.8 GHz micro onde
RFID European Tolls
300 GHz
Désavantages
Sensible au bruit et à l’interférence des signaux aux voisinage
Technologie cher
Utilisation non encore réglementée par les gouvernements
Moins disponible sur le marché international
Introduction
Fréquences d’opération
32
Introduction
Le standard EPC
EPC a été développé en 1990 par Auto ID Center du MIT
(Massachusetts Institute of Technology), pour aider des
industriels et des distributeurs de produit de grande
consommation à dessiner leur futur système d'identification
l'après code à barres.
Aujourd’hui c’est EPCglobal (www.epcglobalinc.org) qui gère
ce nouveau standard après avoir reçu le transfère de
technologie par le MIT le 26 octobre 2003 à Tokyo.
Son rôle
Est d’assurer le suivi en temps réel des produits depuis leur
fabrication jusqu’à leur livraison aux clients, en protégeant leur
traçabilité et en évitant la contrefaçon.
33
Introduction
L’étiquette EPC (Electronic Product Code)
Est généralement de type passif, ne disposant d’aucune
source d'énergie. Elle contient un code comportant une
identification par référence de produit selon la même
structure qu’un code à barres et une identification individuelle
par l'ajout d'un numéro sériel.
Exemple: EPC de (96 bits)
36
The EPC Network has four key components:
Root ONS (Object Naming Service)
Local ONS
EPC Information Service
EPC Discovery Service
Introduction
Le réseau EPC
Manufacturer Retailer
EPC Network
37
Introduction
Le réseau EPC
Manufacturer Retailer
1. EPC lifecycle begins when a Manufacturer tags the product
EPC Network
38
Introduction
Le réseau EPC
EPC Network
Manufacturer Retailer
2. Manufacturer records product information (e.g., manufacture
date, expiration date, location) into EPC Information Service
1. EPC lifecycle begins when a Manufacturer tags the product
3. EPC Information Service registers EPC
“knowledge” with EPC Registry
1
2
3
39
Introduction
Le réseau EPC
EPC Network
Manufacturer Retailer
4. Manufacturer sends product to Retailer
5. Retailer records “receipt” of product into EPC IS
6. Retailer’s EPC IS then registers product
“knowledge” with EPC Discovery Service
4
5
6
40
Introduction
Le réseau EPC
EPC Network
Manufacturer Retailer
7
8
Retailer
Application
7. If Retailer requires product information, Root ONS is queried for
location of Manufacturer’s Local ONS
8. Manufacturer’s Local ONS is queried for
location of EPC-IS
41
Introduction
Le réseau EPC
EPC Network
Manufacturer Retailer
9. Retailer queries Manufacturer EPC IS for desired product
information (e.g., manufacture date, expiration date, etc.)
9
Retailer
Application