Avec les avancées technologiques, plusieurs techniques d’identification ont vu le jour, notamment l’identification par code-barres qui est encore utilisée de nos jours et qui représente la technologie d’identification la plus répandue au monde. Mais cette dernière présente l’inconvénient d’être lente (un seul objet identifié à la fois) et de nécessiter une vision directe des codes-barres. Une autre tech-nologie d’identification similaire, appelée RFID (Radio Frequency IDentification) était utilisée dans le domaine militaire. La RFID a été utilisée durant la deuxième guerre mondiale sous le nom de IFF (Identify Friend or Foe ) pour différencier les avions des alliés de ceux des ennemis. Par la suite, cette technologie s’est répandue dans le domaine public et a été utilisée pour la traçabilité des objets importants (de grande valeur) ; ce qui justifiait de tels investissements.
La technologie RFID présente l’avantage d’identifier plusieurs objets en même temps "sans contact, ni vision directe" et de manière unique grâce notamment à l’identification parEPC (Electronic Product Code)qui fournit pour chaque objet un code unique et universel. Depuis quelques années, la RFID est devenue omniprésente dans notre quotidien. Les innovations techniques ont permis aux systèmes RFID de s’affranchir des sources d’énergie embarquées (nécessaires à la communication), ce qui a rendu les tags moins chers, plus petits et donc plus accessibles et mieux adaptés à divers domaines comme la logistique. La RFID est utilisée notamment pour l’amélioration des chaînes d’approvisionnement et le suivi des marchandises, pour la lutte contre le vol dans les supermarchés, pour le contrôle d’accès, etc. Elle est aussi utilisée dans l’internet des objets (Internet of Things), un nouveau réseau dans lequel, tous les objets sont connectés et en mesure de communiquer entre eux (informatique ambiante) afin d’offrir de nouveaux services pour améliorer le confort des utilisateurs, en rendant la consommation d’énergie plus intelligente et l’environnement plus sécurisé.
La RFID a été commercialisée pour la première fois en Europe et utilisée pour l’identification du
bé-2.1 Présentation des systèmes RFID
tail1. A la fin de l’année 2003, l’organisation EPCglobal2voit le jour, pour promouvoir la technologie RFID et les codes EPC qui sont destinés à identifier de manière unique et universelle différents objets grâce aux étiquettes RFID.
1.1 Architecture d’un système RFID
La technologie RFID permet d’identifier plusieurs objets en même temps "sans contact ni vision directe". Elle représente une technologie d’identification semblable à celle du code-barres. Elle est composée de lecteurs ou interrogateurs RFID, d’étiquettes ou tags et d’applications de gestion des données échangées entre lecteurs et tags grâce à des ondes radio. L’emploi de la RFID dans des systèmes de plus en plus complexes et distribués nécessite un composant appelé «middleware RFID
» pour faire face aux quantités énormes de données qui sont émises par les différentes sources RFID.
La figure ci-dessous montre les différents composants d’un système RFID simple.
Figure 2.1–Architecture d’un système RFID [21]
1.2 Composants d’un système RFID
Une solution complète de RFID comprend lesétiquettes, les lecteurs, les antennes et l’intergiciel (middleware). Ce dernier permet d’intégrer le flux des données dans le système d’information de
1Aspire RFID Project, RFID History and Standards, décembre 2009.http://www.fp7-aspire.eu/RFID
2EPCglobal Inc. est une compagnie à but non lucratif spécialisée dans le développement de standards de communi-cation pour promouvoir la technologie RFID [www.epcglobalinc.org].
2.1 Présentation des systèmes RFID
l’entreprise.
Figure 2.2–Schéma général d’un système RFID [22]
• Le tag (l’étiquette). Une des méthodes d’identification les plus utilisées est d’abriter un numéro de série ou une suite de données dans une puce (chip) et de relier cette dernière à une petite antenne. Ce couple (puce silicium + antenne) est alors encapsulé dans un support (RFID Tag ou RFID Label). Ces tags peuvent alors être incorporés dans des objets ou être collés sur des produits. Le tout est alors imprimé sur un support pliable, souvent adhésif. Le format des données inscrites sur les étiquettes est standardisé à l’initiative d’EPCglobal (Elec-tronic Product Code).
Les différents systèmes RFID sont caractérisés principalement par leur fréquence de communi-cation. Cependant, outre cette fréquence porteuse, d’autres caractéristiques définissent égale-ment les étiquettes RFID et constituent la base de leurs spécifications :
– l’origine et la nature de l’énergie (tags passifs ou actifs)
– la distance de lecture
– la programmabilité
– la forme physique
– la taille de la mémoire
– les propriétés du packaging (matériaux)
– le nombre de tags lus simultanément (anti-collision)
2.1 Présentation des systèmes RFID
– le coût.
• Lecteur/Interrogateur/Station de base RFID:Un lecteur RFID est constitué d’un circuit qui émet une énergie électromagnétique à travers une antenne, et d’une électronique qui reçoit et décode les informations envoyées par le transpondeur et les envoie au dispositif de collecte des données. En plus de lire les étiquettes RFID, il est à même d’écrire leur contenu. Le lecteur RFID est l’élément responsable de la lecture des étiquettes radiofréquence et de la transmis-sion des informations qu’elles contiennent (code EPC ou autre, informations d’état, clé cryp-tographique...) vers le niveau suivant du système (middleware). Cette communication entre le lecteur et l’étiquette s’effectue en quatre temps :
– Le lecteur transmet par radio l’énergie nécessaire à l’activation du tag ; – Il lance alors une requête interrogeant les étiquettes à proximité ;
– Il écoute les réponses et élimine les doublons ou les collisions entre réponses ; – Enfin, il transmet les résultats obtenus aux applications concernées.
Figure 2.3–Lecteur RFID actif 2,45 GHz
2.1 Présentation des systèmes RFID
La communication entre le lecteur et l’étiquette s’effectue via les antennes qui équipent l’un et l’autre, ces éléments étant responsables du rayonnement radiofréquence. Les antennes dont dispose le lecteur sont plus ou moins standardisées, mais offrent les mêmes différences que les haut-parleurs d’une chaîne stéréo d’un modèle à l’autre. D’où l’importance de ce composant dans le choix de la solution. De même, si le lecteur s’avère de qualité insuffisante, le traitement des données en souffrira. Il y a donc là un équilibre à trouver entre ces deux composants. La puissance du lecteur est donc à combiner avec l’antenne adéquate, ceci permettant de déter-miner la portée optimale de la lecture.
Il existe trois (03) différents types d’étiquettes : Les étiquettespassives, actives et semi-actives.
Lesétiquettes passivesfonctionnent grâce à l’énergie fournie par le lecteur ; l’antenne capte les ondes électromagnétiques provenant du lecteur qui lui fournissent suffisamment d’énergie pour lui permettre d’émettre à tour son code d’identification. Ces étiquettes passives sont pro-grammées avec des données non modifiables, pour une capacité de 32 à 128 bits et une courte portée (jusqu’à 10m).
Lesétiquettes activessont alimentées par une pile interne leur permettant d’émettre un signal.
De ce fait, elles peuvent être lues depuis de longues distances, contrairement aux tags passifs.
La présence d’une batterie permet également l’écriture de données, avec une mémoire EPROM.
La durée de vie des étiquettes actives est de l’ordre de 10 ans.
Lesétiquettes semi-actives: elles n’utilisent pas leur batterie pour émettre des signaux. Elles agissent comme des étiquettes passives au niveau communication. Mais leur batterie leur per-met d’enregistrer des données lors du transport.
Figure 2.4–Tags RFID passifs 125 kHz
Figure 2.5–Tags RFID 13,56 MHz Figure 2.6–Tag RFID actif
2.2 Caractéristiques des systèmes RFID
1.3 Les différents modes de couplage
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 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. Le transfert bidirectionnel de données numériques s’effectue grâce à l’énergie émise par l’interrogateur. [27].
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. Le transfert des données à partir de l’étiquette s’opère cette fois grâce à la rétro propagation du signal émis par le lecteur, au besoin à l’aide d’un émetteur dans l’étiquette.