Technologie RFID : domaines, fonctionnement et fréquences

Technologie RFID : domaines, fonctionnement et fréquences

2.8 Technologie RFID

2.8.1 Présentation

Le terme Radio Frequency Identification RFID définit globalement un système d’identification fonctionnant à l’aide d’onde électromagnétiques.

Le vocable contactless (sans contact) est lui aussi souvent employé mais peut laisser flotter un doute sur le moyen de transmission du fait qu’il existe plusieurs moyens de transmission sans contact en occurrence la transmission infra-rouge IR, Bluetooth, laser, radiofréquence RF, etc…[14].

Les technologies et les outils de traçabilité, notamment les étiquettes RFID, sont au cœur d’enjeux forts, en particulier dans le contexte de la mondialisation des échanges et des flux matériels et immatériels [15].

La RFID (Radio Frequency Identification) ou Identi cation par Radio Fréquence en français est une technologie très utilisée sous d’autres cieux dans plusieurs domaines de la vie, à travers des cartes de transports, des étiquettes antivols dans les magasins, badges de sécurité ou plus récemment des clés sans contact pour voiture.

Cette technologie a pour avantage de faire gagner du temps aux usagers et de permettre une lecture rapide des données.

Technologie RFID permet de mémoriser et récupérer des données à distance. Le système est activé par un transfert d’énergie électromagnétique entre une étiquette radio et un émetteur RFID.

2.8.2 Domaines d’utilisation de la technologie RFID

Les domaines d’utilisation fréquent de la technologie RFID sont :

• identification de personnes;
• paiement sans contact;
• contrôle d’acces à des bâtiments ou à des zones;
• transports;
• cartes de fidélités;
• identification des biens;
• etc…

2.8.3 Description et fonctionnement de la RFID

Un système complet basé sur la technologie RFID comprend deux grandes parties: une étiquette et un lecteur couple a un module qui permet d’intégrer le flux des données dans le système d’information.

L’étiquette ou tag

L’étiquette ou tag RFID est un couple d’une puce en silicium6 et une antenne le tout encapsulé dans un support. Pour ce faire, on abrite un numéro de série ou une suite de données dans une puce (Chip) et relier cette dernière a une petite antenne.

Il existe cependant différents types de tags selon leurs spécificités techniques: les tags passifs, les semi-passifs et les actifs. Un tag(étiquette) peut etre de ni comme ce qui marque quelqu’un ou quelque chose et le classe (dans un parti, une école, catégorie, etc.)

⁶Le silicium est un semi-conducteur d’électricité, sa conductivité électrique est très inférieure à celle des métaux et c’est en électronique.

Figure 2.9: Etiquette RFID .

• Tags passifs:Ils sont dépourvus de batterie, fonctionnent en lecture seule et doivent être placés vers le lecteur pour être lu.
  Ils dépendent de l’effet électromagnétique de réception d’un signal émis par le lecteur, ce qui permet d’activer la puce RFID et de lire les informations qu’elle contient.
  Ils sont généralement réservés à des productions en volume et de distance de lecture inférieure à un mètre.
• Tags semi-passifs:sont assez similaires aux tags passifs.
  Ils emploient des technologies proches, mais avec une di erence importante, ils disposent d’une petite batterie qui alimente la puce RFID à des intervalles de temps réguliers, pour l’émission de signaux en premier temps et la réception de signaux en second temps.
  Ces tags sont plus robustes et plus rapides en lecture et en transmission que les tags passifs.
• Tags actifs:Ils sont dotés d’une alimentation embarquée, outre les fonctions de transmission, ces tags permettent aussi des fonctions plus spécifiques telles que la traçabilité des personnes et de biens ou la sécurité antivol.
  Ces tags peuvent être munis d’un système d’alarme.

Pour notre système nous utiliserons des tags passifs.

Le lecteur

Le lecteur RFID est un circuit composé de deux antennes, une qui émet l’énergie électromagnétique et l’autre qui reçoit et décode les informations contenues dans le tag RFID avant de les transférer au dispositif de collecte des données.

Le lecteur RFID est aussi le dispositif chargé d’écrire ou enregistrer les données sur les puces RFID. La communication entre le lecteur et le tag s’effectue en quatre étapes :

1. Le lecteur transmet par radio l’énergie nécessaire à l’activation du tag;
2. Le lecteur lance une requête interrogeant les étiquettes à proximité;
3. Le lecteur écoute les réponses et élimine les doublons ou les collisions entre réponses;
4. Pour finir, il transmet les résultats reçus au dispositif de collecte de données.

La communication entre le lecteur et le tag s’effectuant grâce à leurs antennes respectives, ces éléments sont responsables du rayonnement par radiofréquence.

La puissance du lecteur est donc à combiner avec l’antenne adéquate, ceci permettant de déterminer la portée optimale de la lecture. Généralement, on distingue quatre modalités:

1. La lecture de proximité: entre 10 et 25 cm;
2. La lecture de voisinage: jusqu’à 1 mètre;
3. La lecture à moyenne distance: de 1 à 10 mètres ;
4. La lecture longue porteé: jusqu’à plusieurs centaines de mètres.

Il faut noter que généralement, on emploie les antennes circulaires lorsque l’orientation de lecture varie ainsi que dans les milieux soumis à de nombreuses réflexions du signal radio.

Les antennes linéaires, quant à elles, sont utilisées lorsque les tags présentent toujours la même orientation. Il est également possible de relier les antennes à un multiplexeur, ce qui permet d’augmenter le nombre d’antennes connectées à un contrôleur [16].

2.8.4 Fréquences d’utilisation de la RFID

Les systèmes basés sur la RFID génèrent et réfléchissent des ondes électromagnétiques. Les systèmes RFID doivent donc veiller à ne pas perturber le fonctionnement des autres systèmes radio.

En principe, la technologie RFID n’utilise que les plages de fréquences spécifiquement réservées aux applications industrielles, scientifiques ou médicales.

Ces plages de fréquences sont appelées ISM (Industriel – Scientifique – Médical) [17].

Les principales plages de frequences utilisees par la technologie RFID sont :

• En basses fréquences: 125 et 134.5kHz;
• En hautes fréquences: 13.56MHz, la plage de fréquences la plus utilisée;
• Pour les fréquences ISM : 6.78MHz, 13.56MHz, 27.125MHz, 40.68MHz, 433.92MHz, 869.0MHz, 915.0MHz, 2.45GHz, 5.8GHz et 24.125GHz.

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2.9 Conclusion

Dans ce chapitre nous avons eu à réaliser la conception générale de notre système, nous avons échafaudé une conception logique en décrivant les cas d’utilisation à l’aide des diagrammes UML.

Nous avons fait une présentation fonctionnelle logique du système en établissant un cahier des charges reprenant les composants nécessaires pour notre travail, nous avons présenté le plan de la maquette, le schéma du câblage, avons décrit le principe de fonctionnement et en n nous avons présenté la carte Arduino et la technologie RFID en spécifiant leurs caractéristiques respectives.

Dans le dernier chapitre il sera question d’implémenter physiquement le système.