Avec l’adoption croissante de la technologie RFID, il est devenu indispensable d’établir des protocoles et des normes permettant l’interopérabilité des produits RFID, quel que soit le fabricant. Les étiquettes RFID se présentent sous différentes formes et tailles en fonction de leur fréquence et de la conception de leur antenne. Les clients choisissent une étiquette ou une autre en fonction d’un certain nombre de facteurs spécifiques à leur entreprise, depuis l’environnement physique dans lequel le système RFID doit fonctionner jusqu’aux matériaux du produit à étiqueter, en passant par la distance et la vitesse auxquelles il doit être lu. Il est essentiel de comprendre les protocoles et les normes RFID pour déterminer la meilleure solution pour une entreprise. Dans cet article, nous nous concentrerons sur les protocoles RFID UHF.
Aperçu des concepts de base
En résumé, il existe trois types d’étiquettes RFID : actives, passives et semi-actives. Les étiquettes actives et semi-actives sont alimentées par une batterie intégrée, c’est pourquoi elles ont une portée de lecture beaucoup plus longue que les étiquettes passives. Les étiquettes passives, quant à elles, sont alimentées par l’énergie électromagnétique provenant d’une commande émise par l’interrogateur. Les étiquettes actives et semi-actives ont des portées plus longues mais aussi des coûts plus élevés ; les étiquettes passives sont donc moins chères mais, en raison de leur conception, elles doivent relever le défi d’augmenter leur portée de lecture.
Un système RFID est composé d’un lecteur d’étiquettes qui est l’interrogateur et d’une étiquette qui répond. La communication entre une étiquette et un lecteur s’effectue par l’intermédiaire d’un réseau sans fil appelé « interface aérienne ». Grâce à une séquence de commandes envoyées entre les deux éléments, un lecteur RFID peut identifier le« code produit électronique » (EPC) d’une étiquette RFID. Pour les étiquettes passives, l’interrogateur lance un cycle d’interrogation avec une commande d’interrogation. Cette commande d’interrogation « active » l’étiquette, qui répond par une puissance électromagnétique avec les informations qu’elle a stockées.
La commande d’interrogation envoyée par l’interrogateur/le lecteur est un message codé dans une forme d’onde modulée par un« Shift Keying Amplitude Scheme » (ASK). Cette onde se propage dans l’air et lorsqu’elle atteint l’étiquette, l’antenne est activée et la puissance RF est convertie en courant continu par le biais d’une tension de ligne. L’onde est à nouveau modulée avec les informations codées de la puce, ce qui détermine la commande suivante. La dernière étape est l’onde qui lance l’étiquette vers le lecteur/interrogateur. Le système de codage utilisé pour transmettre les informations est le« Pulse Interval Encoding« (PIE).
Normes et protocoles RFID UHF
Nous avons déjà parlé de l’EPC, du PIE et de l’ASK. Nous allons maintenant approfondir ces trois concepts et d’autres encore dans le cadre des protocoles et des normes. Les protocoles définissent la communication entre les étiquettes et les appareils. Les organisations qui collaborent pour définir et approuver les normes et protocoles universels pour les équipements RFID sont les suivantes : L’Organisation internationale de normalisation (ISO), EPCglobal, GS1 et l’Organisation mondiale du commerce (OMC). Par exemple, en créant des normes mondiales, GS1 et ISO permettent l’adoption mondiale de RAIN RFID.
RAIN RFID est régie par une norme mondiale unique appelée EPC UHF Gen 2v2 ou ISO/IEC 18000-63. Les organisations internationales qui publient des normes relatives à RAIN RFID sont l’ISO, GS1, la Commission électrotechnique internationale (CEI) et le Comité technique mixte (JTC). Les organismes régionaux qui réglementent l’utilisation des bandes de fréquences RAIN RFID sont la Federal Communication Commission (FCC), qui supervise les États-Unis, et l’Institut européen des normes de communication (ETSI), qui opère en Europe.
EPCglobal a créé le format standard du numéro EPC, qui comprend un en-tête, un identifiant de produit unique et une valeur de filtrage. EPCglobal élabore également les normes pour les étiquettes de classe 1 et 2, qui ont été ratifiées par l’ISO pour devenir la norme ISO 18000-6C. Toutes les classes établies par EPCglobal sont approuvées par l’ISO et l’OMC. Les étiquettes RFID UHF utilisent le protocole d’interface aérienne ISO 18000.
Dans les équipements de classe 1 Gen 2 (ISO 18000-6C), le codage par intervalles d’impulsions (PIE) est utilisé pour la communication entre le lecteur et l’étiquette. Le PIE décrit la manière dont un message est codé pour que le lecteur l’envoie à l’étiquette. Le PIE est similaire au code Morse, utilisant des pauses courtes et longues pour représenter le « 0 » et le « 1 ». Dans la norme ISO 18000-6C, la fonction PIE est associée à la modulation par déplacement d’amplitude (ASK), qui décrit la manière dont l’information est modulée. L’ASK modifie l’amplitude de la forme d’onde pour représenter les données numériques.
Si deux étiquettes répondent simultanément à un lecteur, leurs formes d’onde s’entrechoquent et ne peuvent pas être lues. C’est pourquoi le lecteur utilise des algorithmes anti-collision, sinon la lecture des étiquettes RFID dans une pièce où il y en a plus de deux serait presque impossible. Pour les étiquettes et les lecteurs RFID UHF de classe 1 Gen 2, cet algorithme anti-collision est l’algorithme Q ou l’algorithme Q adaptatif.
Jusqu’à présent, dans cette brève introduction aux normes et protocoles RFID UHF, nous avons vu le codage des ondes (PIE), la modulation des ondes (ASK) et l’algorithme Q anti-collision.
Si cet article vous a intéressé, vous souhaiterez peut-être lire l’article sur la manière de comprendre une fiche technique d’étiquette RFID.
Sources de l’article :
Photo principale : Markus Spike sur Unsplash.
Articles liés :
-Advanced RFID Measurements : Basic Theory to Protocol Conformance Test, National Instruments.
-Communications des étiquettes RFID UHF : protocoles et normes, RFID Insider.
-STANDARDS RFID, Impinj.
Contactez-nous pour plus d'informations adaptées à vos besoins. Si vous souhaitez recevoir des informations sur la technologie RFID, abonnez-vous à notre magazine.
