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RÉSUMÉ
Prolongement naturel du code à barres ou pierre angulaire de l’Internet des Objets, la RFID (Identification Radio Fréquence) crée une révolution industrielle tant le nombre de ses applications est immense. Quelles technologies se cachent derrière ce mot ? Cet article tente de présenter les fondements de la RFID en insistant sur les caractéristiques principales. De la téléalimentation des étiquettes aux algorithmes d’anticollision, le vocabulaire et les équations de base sont introduits pour permettre de mieux comprendre les limites physiques de ces systèmes. La lecture de cet article doit permettre de choisir les bons paramètres (fréquence, modulation, codage, protocole, taille d’antenne, taille mémoire, etc.) pour répondre aux besoins et contraintes de l’application envisagée.
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Claude TETELIN : Ingénieur ISEN, Docteur de l’Université de Lille, France - Directeur technique du Centre National RFID, Président de la commission nationale AFNOR CN31
INTRODUCTION
Insérer une clé pour démarrer un véhicule, badger pour accéder à un bâtiment ou une salle, utiliser les remontées mécaniques lors d’un séjour au ski, valider un titre de transport dans le bus ou le métro sont des gestes entrés dans le quotidien de bon nombre d’entre nous. Nous utilisons, sans en être toujours conscients, des technologies de capture automatique de données basées sur les ondes et rayonnements radiofréquence. Cette technologie est connue sous le nom de RFID pour Identification RadioFréquence. De même que chaque individu peut être identifié grâce à un passeport biométrique ou encore un badge d’accès personnel, les objets sont aujourd’hui de plus en plus souvent porteurs d’étiquettes RFID contenant un identifiant unique et parfois quelques bytes ou kilobytes de données. La différence entre les objets et nous, c’est qu’ils ne présentent pas « volontairement » leur étiquette ou badge RFID lorsqu’on leur demande. Les conditions de lecture de ces étiquettes sont donc différentes et demandent généralement des distances de détection plus importantes. L’objectif de cet article est de présenter les techniques qui sont mises en œuvre dans les systèmes d’identification par radiofréquence. Il s’agit principalement de téléalimentation, de télécommunications et d’encodage. Les personnes qui recherchent une solution à leur besoin d’automatisation de la traçabilité (identification, inventaire, authentification, etc.) trouveront dans cet article les bases permettant de choisir la technologie RFID la plus adaptée. Les notions telles que le retour sur investissement ou l’intégration de la RFID à un système informatique ne sont pas abordées et demandent généralement une étude au cas par cas.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de nov. 2010 par Claude TETELIN
- Version courante de sept. 2020 par Claude TETELIN
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3. Téléalimentation des étiquettes RFID
Comme nous l’avons vu dans les paragraphes précédents, la plupart des étiquettes RFID n’embarquent pas de source d’énergie. La première mission de l’interrogateur est donc de téléalimenter la puce électronique présente sur l’étiquette. Suivant les fréquences utilisées et les distances de téléalimentation souhaitées, ce transfert d’énergie se fera soit via un champ magnétique soit via une onde électromagnétique. Les antennes utilisées seront donc principalement des boucles dans le premier cas et des dipôles électriques dans le second. Dans les cas des systèmes RFID fonctionnant à 13,56 MHz ou à des fréquences inférieures, la taille des antennes électriques qu’il faudrait déployer est incompatible avec les contraintes des applications. Les antennes boucle créant principalement un champ magnétique en zone de Rayleigh sont donc préférées. Par contre, pour les applications RFID en UHF ou SHF, le système fonctionnera plutôt en champ lointain et la taille des antennes électriques devient compatible avec les contraintes géométriques des applications.
3.1 Téléalimentation en HF, couplage magnétique
Selon la loi de Biot et Savart, tout conducteur, parcouru par un courant électrique crée, à distance, un champ magnétique. Pour maximiser le courant issu d’un générateur, il est préférable de le connecter à un circuit fermé (impédance nulle), une spire par exemple. En intégrant la loi de Biot et Savart, il est assez simple de calculer le champ magnétique
(en A.m-1) créé par le courant d’intensité I parcourant une spire de rayon r sur un point de l’axe de la spire situé à une distance d. Le résultat est donné dans l’équation suivante :
( 1 )
La valeur maximale de ce champ est bien sûr obtenue pour une distance d nulle, c’est-à-dire au centre de la spire. Sa valeur vaut I/2r, ce...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PARET (D.) - RFID en ultra et super-hautes fréquences UHF-SHF : Théorie et mise en œuvre - , Dunod (2008).
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(2) - COMBES (P.-F.) - Micro-ondes. Tome 2 : Circuits passifs, propagation, antennes - , Dunod (1997).
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(3) - PARET (D.) - Identification radiofréquence et carte à puce sans contact. Description - , Dunod (2001).
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(4) - FINKENZELLER (K.) - RFID Handbook : radio-frequency identification Fundamentals and applications, - Wiley (1999).
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(5) - BOWICK (Ch.) - RF circuit design - , Newnes (1982).
-
(6) - de DIEULEVEULT (F.) - Électronique appliquée aux hautes fréquences - , Dunod (1999).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Antennes – Techniques
-
Télécommunications haut débit en ondes millimétriques
-
Codage de l’information et modulation des signaux
-
Émetteurs radioélectriques – Caractéristiques et conception
-
Traçabilité des bagages dans le transport aérien – Déploiement de la technologie RFID
CNRFID : Centre national de référence RFID http://www.centrenational-rfid.com
RAIN RFID : Association des fournisseurs de technologie RFID UHF http://www.rainrfid.org/
FILRFID : Association des industriels intégrateurs, conseils et éditeurs de logiciels RFID http://www.filrfid.org
EPC Global : Industry-driven standards for the Electronic Product Code (EPC) to support the use of Radio Frequency Identification (RFID) http://www.epcglobalinc.org
RFID Journal http://www.rfidjournal.com/
Direction générale des entreprises http://www.telecom.gouv.fr
HAUT DE PAGE
Congrès : International RFID Congress, France. http://www.rfid-congress.com/en/
Salon : RFID journal Live, USA. http://www.rfidjournalevents.com/live/
Congrès : RFID Kongress, Allemagne. ...
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