La RFID

La technologie RFID (Radio Fréquence IDentifiant) fait partie des dispositifs d’interaction sans contact. Il existe trois familles de technologie RFID selon la fréquence de couplage entre le badge et le transmetteur :

  • Basse fréquence à 125 KHz, utilisé surtout pour les animaux sous forme de petite gélule contenant le badge inséré sous la peau. La détection s'effectue presque au contact avec un lecteur portatif.
  • Haute Fréquence (VHF) à 13,56 MHz, le plus répandu pour les transactions bancaires, les transports, le ski, les parkings, les stades, ...etc. La détection s'effectue à faible distance, de l'ordre de quelques décimètres à un mètre selon la taille et la puissance de l'antenne. Les smartphones sont maintenant équipés de lecteurs utilisant le protocole de codage de l'information NFC (Near Field Communication) principalement pour des transactions bancaires. La norme la plus courante est ISO 14 443 ou ISO 15693.
  • Ultra Haute Fréquence (UHF) à environ 860 MHz (Europe), pour de l'inventaire de palettes de produit en logistique en raison de sa distance de détection jusqu'à 10 à 20 mètres.

Cet article ne traite que des badges passifs, c'est à dire sans énergie embarquée. Le badge passif ne contient pas de pile, ni accumulateur, et puise son énergie dans le champ du lecteur dans lequel il se trouve plongé momentanément. En dehors de cette situation, la puce se "rendort" jusqu’au prochain couplage.

La RFID VHF

La RFID VHF met en œuvre :

  •  un badge (ou tag) contenant une puce électronique connectée à une petite antenne sous forme de boucle
  •  une plus grosse antenne connectée à un lecteur géré lui-même par un ordinateur
  • Le couplage entre l'antenne du lecteur et la badge est de type magnétique

Architecture d'un dispositif RFID

Lorsque la puce est activée, elle effectue des "court-circuits" sur son antenne ce qui crée des variations de couplage magnétique qui se traduisent par des variations de courant dans l’antenne du lecteur. Par cette méthode, la puce peut donc transmettre son identité ou des informations stockées dans sa mémoire non volatile (un peu comme dans une clé USB).

Diagramme de couplage RFID selon la Sté RFidees

Dans le diagramme ci-dessus, on voit que la variation d'amplitude du champ magnétique permet de transmettre des informations binaires (0 ou 1). Les informations sont transmises en série, càd sous forme d'une succession temporelle de 0 et de 1. On parle de transmission série.


tag VHF 13,56MHz

Réciproquement, le lecteur peut moduler le champ magnétique pour transmettre des informations dans la mémoire de la puce (quelques centaines ou milliers d’octets).

Quelques exemples de lecteurs RFID VHF 13,56

 

La RFID UHF

Le principe de base est le même que pour la RFID VHF. Par contre, l'utilisation d'une fréquence de porteuse beaucoup plus élevée introduit un mode de fonctionnement plus instable qu'en VHF, mais une distance de détection plus élevée.

Le couplage entre l'antenne du lecteur et le badge est de type onde radio.

L’onde électromagnétique porteuse crée par l’antenne du lecteur induit un courant dans le dipôle antenne du badge qui permet d’alimenter la puce. Cette dernière communique des informations au lecteur en modulant la porteuse émise par le lecteur. De même le lecteur peut écrire des informations dans la mémoire flash de la puce en modulant l’onde porteuse.


tags UHF

Le mode de transmission d’information est donc de type série, c’est à dire sous forme d'une suite de 0 et de 1. La fréquence plus élevée de la porteuse permet un débit de transmission des informations plus important.

Le protocole ouvert ISO 18000 permet des distances de détection maximales d’environ 10 mètres pour un tag d'environ 6cm. L'extension de protocole 18000-6c EPC GEN2 permet, à partir du contenu du tag, de pointer vers des descriptions normées d'objets sur un serveur EPCGlogal. Ces contenus sont partageables entre les sociétés cotisant à ce service.

Quelques exemples de lecteurs RFID UHF

 

Références