Définition du terme RFID et principe de fonctionnement

Le terme « RFID », acronyme de l’expression anglo-saxonne Radiofrequency

Identification - Identification (à l’aide d’ondes) Radiofréquences - est un terme générique qui

désigne un vaste ensemble d’applications pour l’identification d’« objets » au sens large, au moyen d’une communication par ondes radio, c'est-à-dire « sans-fil ».

Tout (personnes, objets, végétaux, etc.) est a priori identifiable et le terme « RF » couvre tous les types de liaisons « sans fil » ou « sans contact » réalisées à l’aide d’ondes électromagnétiques, des très basses fréquences (TBF) aux infra-rouges et jusqu’à la lumière visible.

La technique d’identification la plus courante est le stockage d’un numéro de série dans une puce à laquelle est attachée une antenne d’émission / réception. L’ensemble puce-antenne est généralement appelé « étiquette RFID »2_{. Un interrogateur envoie une demande d’identification}

aux étiquettes, qui lui communiquent en retour les informations contenues dans la puce. Ces informations peuvent ensuite être traitées par un système informatique pour répondre à des besoins applicatifs extrêmement divers.

L’étendue de ce terme peut provoquer une certaine confusion dans la définition des applications RFID. Il en est de même avec les termes « passif », « actif », « semi-actif » qui sont explicités plus loin. Seuls les termes définis ci-dessous sont reconnus et promus par l’ISO (International

Organization for Standardization – Organisation internationale de normalisation).

Un système RFID se compose :

• d’une « station de base » souvent appelée improprement reader ou lecteur ce qui peut

prêter à confusion, car celle ci ne possède pas qu’une fonction de lecture des données. Le nom technique le plus proche est interrogator, terme retenu par l’ISO dans sa terminologie officielle RFID. Cet interrogateur peut être indifféremment fixe ou mobile (handheld),

• d’éléments déportés pouvant être nommés différemment selon les marchés et

applications. On parlera de « cartes à puce sans contact », d’« étiquettes électroniques » ou de « badges d’accès électronique », par exemple. Le terme général de « tags » est fréquemment utilisé en RFID,

2 _{En anglais on utilise le terme « tag » pour « étiquette RFID », terme que l’on retrouve dans de nombreuses} publications francophones.

• du medium de transmission (par exemple l’air, l’eau, ou une combinaison air et eau, le verre, le métal, etc.) et de l’environnement présent autour du système (métallique, magnétique, absorbant, réfléchissant, etc.).

• d’une liaison numérique vers un utilisateur à travers un système informatique.

La RFID utilise différentes fréquences radio selon la technologie utilisée. Il existe principalement deux grandes classes de technologies RFID :

• Les systèmes qui fonctionnent par couplage magnétique (aussi appelé couplage inductif 3₎

en champ proche à 125-148 kHz et 13,56 MHz, pour des applications courte distance (quelques cm jusqu’à 50 cm), comme les étiquettes standard ou les cartes à puce sans contact. Les systèmes sont le plus souvent passifs (voir ci-dessous). Le transfert bi- directionnel de données numériques s’effectue grâce à l’énergie émise par l’interrogateur, modulée par l’étiquette.

• Les systèmes qui fonctionnent par couplage électrique en champ lointain, dans les bandes 434 MHz, 860 MHz, 2,45 GHz et 5,8 GHz. Les distances de fonctionnement peuvent atteindre plusieurs mètres, voir plus avec des étiquettes actives (voir définition ci-dessous). Le transfert des données à partir de l’étiquette s’opère cette fois grâce à la rétropropagation4 _{du signal émis par le lecteur, au besoin à l’aide d’un émetteur dans}

l’étiquette.

Systèmes passif et actif :

Ces deux adjectifs qualifient uniquement la manière dont est assurée la communication de l’étiquette vers l’interrogateur et non la façon dont l’étiquette est alimentée en énergie.

• Système passif :

Les étiquettes RFID passives sont composées d’une puce électronique qui mémorise les données numériques d’identification et d’une antenne qui transmet ces informations enregistrées. L’interrogateur RFID émet des ondes électromagnétiques qui induisent un courant dans l’antenne de l’étiquette. L’étiquette RFID émet alors selon des fréquences bien définies une suite alphanumérique fixe servant d’identifiant à l’objet étiqueté. La portée va de quelques centimètres à quelques mètres au plus.

L’étiquette retourne des informations à l’interrogateur par rétro-modulation (en couplage inductif basse et haute fréquence) et par rétro-diffusion (en super et ultra haute fréquence).

• Système actif :

L’étiquette retourne des informations à l’interrogateur en produisant elle-même une onde électromagnétique (elle intègre donc un émetteur).

3 Le couplage inductif « induit » un courant dans l’objet considéré, lorsque celui-ci est soumis à un champ magnétique basse fréquence.

4 On entend par rétropropagation du signal la réémission du signal émis par le lecteur, diffusé par l’étiquette après modulation, en direction de l’environnement. C’est ce signal réémis, « rétrodiffusé », qui sera capté par le lecteur. La modulation du signal permet d’intégrer les données utiles de l’étiquette, qui seront ensuite décryptées par le lecteur.

Décembre 2008 page 27

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Interrogateur Antenne Etiquette RFID

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Antenne Etiquette RFID

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Interrogateur Antenne Etiquette RFID

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Antenne Etiquette RFID

Figure N° 1 : Principe de fonctionnement de la technologie RFID

Système télé-alimenté et alimenté :

• Télé-alimenté (ou batteryless) :

signifie que l’étiquette tire son énergie du rayonnement produit par l’interrogateur.

• Alimenté par batterie (battery-assisted) :

implique que si l’étiquette ne peut tirer son énergie du rayonnement provenant de l’interrogateur pour assurer son bon fonctionnement, il est nécessaire d’y intégrer une alimentation (une batterie).

Le terme semi-actif souvent employé n’a en réalité que peu de sens. Il s’agit très souvent d’une étiquette passive alimentée par batterie.

Le tableau suivant présente de manière synthétique les principes de fonctionnement des systèmes RFID en fonction des bandes de fréquence.

Tableau N° 1 : principes de fonctionnement des systèmes RFID

BF / HF UHF / SHF

Principe de fonctionnement Couplage inductif Rayonnement/propagation Fonctionnement station de

base vers tag Télé alimenté Télé alimenté Fonctionnement tag vers

station de base Rétro modulation Rétropropagation

Distance de fonctionnement Jusqu’à 1 ou 2 m Jusqu’à 8 ou 10 m (espace libre) plutôt 4 à 5 m