L identification par radio fréquence principe et applications

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1 L identification par radio fréquence principe et applications Présentée par Abdelatif Bouchouareb École de technologie supérieure, Montréal Qc Novembre

2 Les différents systèmes d identification 2

3 Le code à barres UPC (Universal Product Code): EAN code (European Article Number) 3

4 La technologie 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. Ordinateur Scanner Champ magnétique Antenne Étiquette RFID 4

5 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 5

6 Les composants d un système RFID 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 Antennes Lecteurs Serveur Terminaux Étiquettes 6

7 Les composants d un système RFID Le software Information codée RFID system software RFID Middleware Host Application Étiquette Scanner Serveur 7

8 Interaction entre matériels et softwares Produits Antennes RF Scanners Puce Étiquette RFID system software Terminaux Host applications Serveur Host applications ERP SAP WMS Lecture/écriture Anti-collision Detection d erreurs Correction d erreurs Encryptage des données RFID Middleware Gestion des lecteurs Gestion de flux de données 8

9 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 MHz en HF Les étiquettes sont généralement de type passif (sans batterie) 9

10 Système à couplage inductif (near field system) zones d interrogation (Identification) zone critique (Lecture difficile) H H Étiquette Antenne zone sûre (Lecture facile ) 10

11 Système à couplage inductif (near field system) Orientation de l étiquette dans la zone d interrogation tag tag tag 11

12 Système à couplage inductif (near field system) Prototype d un scanner RFID en forme tunnel tag 12

13 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, MHz, ) Micro onde ( 2.45 GHz, 5.8 GHz,.) Étiquette fines et de grande capacité (plusieurs kilos octets) 13

14 Système à couplage électromagnétique (far field system) Zones d interrogation Étiquette zone critique Étiquette H zone sûre Antenne Antenne Système à couplage inductif Système à couplage électromagnétique 14

15 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) 15

16 Fréquences d opération RFID Access Control Animal ID RFID Smart Cards RFID Toll Roads & Item Management RFID Item Management EAS Data Modem Low EAS Mid EAS Cell Phone Radio Toys AM CB Data Terminal TV Garage FM Door 10 khz 100 khz 1 MHz 10 MHz 100 MHz 125kHz 13.56MHz 915 MHz UHF 1000MHz 2.45 GHz Microwave 300 GHz 16

17 Fréquences d opération 125kHz Low EAS RFID Couplage inductif Contrôle d accès Identification du bétail Etiquetage des produits Data Modem 10 khz 100 khz 17

18 Fréquences d opération 125kHz Data Modem Low EAS 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.. 10 khz 100 khz 18

19 Fréquences d opération 125kHz Data Modem Low EAS 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 10 khz 100 khz 19

20 Fréquences d opération 13.56MHz RFID Mid EAS AM CB Couplage inductif Carte d accès Carte intelligente (carte de transaction, carte téléphonique prépayée. Étiquetage des palettes 1 MHz 10 MHz 20

21 Fréquences d opération 13.56MHz RFID Avantages Technologie CMOS (moins cher) Meilleure pour les applications dont les données sont des simples codes ou identifiants Mid EAS Meilleure identification pour les produits liquides et les tissues AM CB 1 MHz 10 MHz Antenne moins large et à simple design Vitesse de transfert des données moyenne 21

22 Fréquences d opération 13.56MHz RFID Désavantages: Identification difficile des produit de type métallique Étiquette à faible capacité de stockage AM Mid EAS CB Portée d identification moyenne Étiquette large Scanner à large antenne 1 MHz 10 MHz 22

23 Fréquences d opération 915MHz Data Terminal RFID Toll Roads Cell Phone Couplage électromagnétique Gestion des parkings Autoroutes payantes Identification des conteneurs de marchandises 1000 MHz 23

24 Fréquences d opération Data Terminal 915MHz RFID Toll Roads Cell Phone 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 1000 MHz 24

25 Fréquences d opération Data Terminal 915MHz RFID Toll Roads Cell Phone 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 1000 MHz 25

26 Fréquences d opération 2.45GHz micro onde RFID EAS Couplage électromagnétique Contrôle d accès Autoroutes payantes Automatisation industriel 2.45 GHz 26

27 Fréquences d opération 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 27

28 Fréquences d opération 2.45GHz micro onde RFID EAS 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 2.45 GHz 28

29 Fréquences d opération 5.8 GHz micro onde RFID European Tolls Couplage électromagnétique Contrôle d accès Autoroutes payantes 300 GHz 29

30 Fréquences d opération 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 30

31 Fréquences d opération 5.8 GHz micro onde RFID European Tolls 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 300 GHz 31

32 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 ( 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. 32

33 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) 33

34 EPC Gen2 ISO C: Différentes versions 34

35 EPC Gen2 ISO C: Classification 35

36 Le réseau EPC EPC Network Manufacturer The EPC Network has four key components: Root ONS (Object Naming Service) Local ONS EPC Information Service EPC Discovery Service Retailer 36

37 Le réseau EPC EPC Network Manufacturer Retailer 1. EPC lifecycle begins when a Manufacturer tags the product 37

38 Le réseau EPC EPC Network Manufacturer Retailer 1. EPC lifecycle begins when a Manufacturer tags the product 2. Manufacturer records product information (e.g., manufacture date, expiration date, location) into EPC Information Service 3. EPC Information Service registers EPC knowledge with EPC Registry 38

39 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 39

40 Le réseau EPC EPC Network Retailer Application 8 7 Manufacturer Retailer 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 40

41 Le réseau EPC EPC Network Retailer Application 9 Manufacturer Retailer 9. Retailer queries Manufacturer EPC IS for desired product information (e.g., manufacture date, expiration date, etc.) 41

42 Le réseau EPC EPC Network Retailer Application EPC Trust Services Manufacturer Retailer EPC Trust Services ensure the security of product data by managing access rights (authentication and authorization) to the EPC IS 42