1

L’identification par radio fréquence principe et

applications

Présentée par

Abdelatif Bouchouareb

École de technologie supérieure, Montréal Qc

Novembre 2007

2

Introduction

Les différents systèmes d’identification

3

Introduction

Le code à barres

UPC (Universal Product Code):

EAN code (European Article Number)

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)

34

Introduction

EPC Gen2 – ISO 18000-6C: Différentes versions

35

Introduction

EPC Gen2 – ISO 18000-6C: Classification

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

42

Introduction

Le réseau EPC

EPC Network

Manufacturer Retailer

Retailer

Application

EPC Trust Services ensure the security of product data by

managing access rights (authentication and authorization) to the

EPC IS

EPC Trust Services