Puces RFID

Présentation des capteurs RFID
 

La technologie moderne de radio-identification (RFID) permet d'effectuer le transfert de données entre un objet portant une puce ou étiquette RFID et un capteur ou interrogateur, sans qu'un contact physique n'ait lieu : les données codées électroniquement dans la puce sont transmises suite à « l'interrogation » par le biais de champs électromagnétiques dans la gamme des radio-fréquences.

Certaines étiquettes RFID doivent être lues par leur capteur d'interrogation à faible distance (pas plus de quelques mètres), mais les puces alimentées par une pile peuvent être lues beaucoup plus loin et interrogées à des distances atteignant plusieurs centaines de mètres. Un avantage majeur de la technologie RFID par rapport aux codes à barres est que les objets portant l'étiquette n'ont pas besoin d'être dans la ligne de « vision » directe du lecteur.

Avec leur adoption plus large dans l'industrie, certaines organisations de défense des libertés civiles se sont inquiétées du risque de lecture à distance d'informations hautement personnalisées sans le consentement des utilisateurs, ou même à l'insu de ces derniers.

 

Historique
 

Le dispositif RFID contemporain tire ses origines de « la Chose », un gadget d'espionnage conçu par l'inventeur soviétique Léon Theremin en 1945 : cet appareil convertissait les ondes radio reçues en signaux audio et était utilisé pour écouter les transmissions secrètes. Le lien avec les dispositifs RFID est que, tout comme ces derniers, il était effectivement « passif » et n'était activé que par des ondes d'une source externe.

En 1948, l'ingénieur radio Harry Stockman a publié un article majeur (« Communication by Means of Reflected Power », Proceedings of the Institute of Radio Engineers, pp. 1196–1204, octobre 1948) qui a rendu possible le développement des technologies RFID modernes. À ce stade, Stockman savait que les communications (ou la détection de données électriques) utilisant la puissance réfléchie nécessitaient des développements technologiques considérables pour devenir viables, mais l’idée n’avait plus qu’à germer.

Un dispositif passif démontré par son inventeur, Mario Cardullo, à l'Autorité portuaire de New York en 1971 constituait peut-être le premier instrument RFID à être développé (Cardullo a reçu un brevet pour cette invention en 1973). Il était conçu pour fonctionner comme un dispositif de péage et comprenait une mémoire de 16 bits avec un transpondeur. Dès 1969, pendant qu'il développait son dispositif, Cardullo avait envisagé que cette technologie puisse être utilisée dans un grand nombre d'applications telles que les péages automatiques, les plaques d'immatriculation électroniques, le guidage du trajet de véhicules, la banque électronique (comme les cartes de crédit électroniques et les carnets de chèques), la surveillance des performances de véhicules, l'amélioration de la sécurité avec des badges RFID pour le personnel, ainsi que l'équipement de surveillance et la médecine par la consultation de dossiers médicaux et l'identification.

En 1983, Charles Walton devint le premier inventeur à breveter un dispositif portant le sigle contemporain RFID.

 

Aspects techniques
 

Les systèmes RFID identifient différents objets au moyen d'étiquettes ou de badges implantés ou fixés à l'objet ; ces étiquettes contiennent des informations électroniques sous forme d'une minuscule puce RFID. Des capteurs sont ensuite utilisés pour « interroger » la puce avec des champs électromagnétiques radiofréquences, qui sont transmis à l'objet. Une fois que le signal transmis atteint la puce RFID, ce dernier répond avec des ondes électromagnétiques radiofréquences qui transportent les données d'identification. Les capteurs « lisent » ensuite ces données pour identifier l'objet marqué.

De manière succincte, il existe trois types de puces RFID : une puce passive, qui nécessite que le signal entrant soit transmis par un capteur pour activer sa réponse ; une puce active, qui utilise une source électrique locale telle qu'une pile pour envoyer son signal à intervalles réguliers ; et une puce passive assistée par une pile, qui utilise une petite pile pour amplifier son signal de réponse lorsqu'un capteur ou un lecteur lui transmet un signal électromagnétique. Les puces passives sont les moins onéreuses.

Certaines étiquettes sont de type « lecture seule », ce qui signifie qu'elles contiennent des données d'identification immuables sur un objet spécifique, tandis que d'autres sont conçues pour fonctionner en « lecture-écriture ». Les agents de terrain peuvent modifier les données codées sur ces puces afin de les utiliser pour différents produits. Certaines sont modifiables une seule fois, tandis que d'autres peuvent être modifiées plusieurs fois.

Les étiquettes RFID contiennent une puce RFID (circuit intégré) dans laquelle les données sont stockées et qui inclut un circuit de traitement de données pour répondre au signal de l'interrogateur, ainsi qu'un signaleur radiofréquence et une antenne pour recevoir le signal incident du capteur et transmettre une réponse. Les données codées électroniquement peuvent être aussi simples qu'un numéro de série unique ou aussi complexes que des informations détaillées sur un produit.

Les lecteurs appartiennent à l'une des deux grandes catégories suivantes : les lecteurs PRAT (« Passive Reader Active Tag », lecteur passif et étiquette active), qui ont la plus longue portée de 300 à 600 m et les lecteurs ARPT (lecteur actif et étiquette passive) qui activent l'étiquette avec le signal d'interrogation pour transmettre les informations d'identification. Les lecteurs ARPT peuvent aussi être utilisés avec les étiquettes assistées par une pile.

Les lecteurs peuvent être portatifs ou intégrés à des chariots élévateurs et autres véhicules ou chariots de transport.

 

Applications à des produits : domaines d'utilisation des capteurs RFID
 

Au cours des décennies qui ont suivi l'année 1983, la technologie RFID s'est ramifiée par d'innombrables applications dans l'industrie, le commerce, la médecine, les services de sécurité et même les bibliothèques. Par exemple, en 2009, les géants américains de la banque Wells Fargo et Bank of America ont annoncé qu'ils commenceraient à utiliser des étiquettes RFID passives pour suivre et identifier chaque objet dans leurs centres de données. En fait, la gestion des actifs au sens large a été transformée par la technologie RFID.

Le suivi d'inventaire par RFID a réduit le nombre d'événements « hors du stock » chez le géant de la distribution Wal-Mart de 30 %, et les étiquettes RFID sont largement utilisées comme badges d'identification, pouvant facilement être fixées aux vêtements d'une personne ou à un véhicule afin de faciliter l'accès automatisé aux zones de haute sécurité.

L'objet auquel la puce RFID est fixée peut être identifié de manière fiable en fonction des données stockées, permettant ainsi la localisation précise du stock dans les entrepôts, le contrôle de la progression d'une automobile sur la ligne de production pendant la fabrication, le suivi de biens pendant le transport et même l'identification d'animaux domestiques et de bétail (les puces RFID sont souvent minuscules, à peine plus grandes qu'un grain de riz, et peuvent être injectées sans danger sous la peau des animaux). Dans les environnements de travail dangereux tels que les plateformes off-shore, la sécurité peut être améliorée grâce à l'identification du personnel à tout moment par le port d'étiquettes RFID sur les vêtements.

 

Différence entre le capteur RFID et les autres capteurs

Grâce à l'utilisation de champs électromagnétiques radiofréquences pour l'identification, les objets avec des étiquettes RFID n'ont pas besoin d'être dans la ligne de « vision » directe d'un lecteur, contrairement à la technologie des codes-barres. Ceci rend ces dispositifs exceptionnellement polyvalents et (surtout dans le cas des étiquettes passives) très bon marché et permet de les utiliser en très grand nombre à un coût relativement faible.

 

Avantages et limites des produits actuels

La technologie RFID offre des avantages évidents par rapport à des systèmes à lecture manuelle ou à codes-barres. Les étiquettes recouvertes par des objets peuvent être lues si elles sont approchées d'un lecteur car certaines étiquettes sont placées dans des récipients tels que des caisses, des cartons ou des boîtes. Contrairement aux codes-barres, les étiquettes RFID peuvent aussi être lues simultanément par lots de centaines d'unités.

Bien que les étiquettes actives aient une portée bien plus grande que leurs homologues passifs, elles restent considérablement plus chères et tendent donc à ne pas être aussi largement utilisées dans le secteur industriel, commercial et médical.