Le guide de la RFID pour les débutants

Introduction

De nombreuses personnes sont à la fois curieuses et peu familières avec la RFID. Aujourd'hui, laissez-moi vous présenter une compréhension systématique de la RFID. Ce guide est idéal pour les personnes qui découvrent la RFID et qui veulent savoir ce qu'est cette technologie, comment elle est utilisée, quels en sont les différents types et quels sont les étiquettes et équipements nécessaires.

Qu'est-ce que la RFID ?

La RFID est un acronyme pour "identification par radiofréquence" et fait référence à une technologie par laquelle les données numériques encodées dans les étiquettes RFID ou les étiquettes intelligentes (définies ci-dessous) sont capturées par un lecteur via des ondes radio. La RFID est similaire au code-barres en ce sens que les données d'une étiquette sont saisies par un dispositif qui les stocke dans une base de données. La RFID présente toutefois plusieurs avantages par rapport aux systèmes utilisant un logiciel de suivi des actifs par code à barres. Le plus notable est que les données des étiquettes RFID peuvent être lues en dehors de la ligne de visée, alors que les codes à barres doivent être alignés avec un lecteur optique.

Comment fonctionne la RFID ?

L'identification par radiofréquence (RFID) est l'utilisation sans fil et sans contact d'ondes de radiofréquence pour transférer des données. L'étiquetage des articles avec des étiquettes RFID permet aux utilisateurs d'identifier et de suivre automatiquement et de manière unique les stocks et les biens. La RFID porte la technologie d'identification automatique à un niveau supérieur en permettant aux étiquettes d'être lues sans visibilité directe et, selon le type de RFID, d'avoir une portée de lecture allant de quelques centimètres à plus de 20 mètres.

La RFID a parcouru un long chemin depuis sa première application, qui consistait à identifier les avions comme amis ou ennemis pendant la Seconde Guerre mondiale. Non seulement la technologie continue de s'améliorer d'année en année, mais le coût de la mise en œuvre et de l'utilisation d'un système RFID continue de diminuer, rendant la RFID plus rentable et plus efficace.

Les principales caractéristiques de la RFID

1. Capable de lire et d'écrire des données sans contact direct L'étiquette RF peut contenir jusqu'à plusieurs kilo-octets d'informations riches. Toutes les données nécessaires à chaque processus (historique du processus, historique du contrôle, etc.) peuvent être stockées librement, sans besoin de contact direct. Il est ainsi possible de développer des sites sans papier, où les causes d'arrêt de production sont réduites.
2. En "combinant un élément avec ses informations", une configuration de système très souple et fiable devient possible Grâce à la technologie permettant de décentraliser les informations, la charge des systèmes supérieurs est réduite. Cela signifie que les coûts de développement du système peuvent également être réduits, que les systèmes peuvent être mis en œuvre beaucoup plus rapidement et que le système est beaucoup plus souple lors des modifications. En outre, "l'unification des éléments avec leurs informations" pour chaque processus et site peut permettre de gérer la production/les processus et la qualité des produits sans erreur. Et, grâce aux dernières informations contenues dans les étiquettes RF, le travail peut se poursuivre hors ligne en cas d'urgence, ce qui réduit considérablement le temps nécessaire pour rétablir les processus.
3. L'adoption d'une technologie et de protocoles de transmission spatiale permet une communication extrêmement fiable. Contrairement aux codes-barres qui recherchent simplement un 1 ou un 0, des technologies de transmission spatiale avancées et des protocoles spécialisés sont utilisés pour la transmission par voie aérienne. Un CRC de 16 bits est ajouté aux informations lors de leur transmission. Plus de 18 bits d'erreurs de rafale peuvent être détectés à un ratio de 00,9985%, ce qui assure une très grande fiabilité au transfert. En outre, comme aucun dispositif mécanique n'est impliqué, comme c'est le cas avec la méthode de balayage de trame pour les codes à barres, la probabilité de dysfonctionnement et d'autres problèmes est fortement réduite.
4. La lecture et l'écriture sont possibles sans ligne de visée, grâce à la transmission d'ondes électriques et électromagnétiques 1. Contrairement aux codes à barres, puisque la communication se fait au moyen d'ondes électriques et électromagnétiques, les lectures erronées dues à la saleté, à l'humidité, à l'huile, etc. sont annulées. Même s'il y a de la poussière, de l'humidité, etc., ou quoi que ce soit d'autre que du métal entre l'antenne et l'étiquette RF,. cela n'affectera pas la transmission. Et comme la plage de communication est large, il n'est pas nécessaire de recourir à un positionnement extrême, ce qui peut réduire considérablement le temps et le coût de la conception.
5. Peut accéder simultanément aux informations de plusieurs étiquettes RF Certains systèmes RFID sont équipés d'une fonction qui permet de lire simultanément les informations de plusieurs étiquettes RF se trouvant dans la zone de transmission du lecteur/écrivain.

Quelle est la portée de lecture d'une étiquette RFID ?

Il n'existe pas vraiment d'étiquette RFID "type", et la portée de lecture dépend du type d'étiquette, active ou passive. Les étiquettes actives émettent un signal et ont donc une portée de lecture beaucoup plus longue - 30 mètres ou plus - que les étiquettes passives. La portée de lecture des étiquettes passives dépend de nombreux facteurs : la fréquence de fonctionnement, la puissance du lecteur, les interférences d'autres dispositifs RF, etc. En général, les étiquettes à basse et à haute fréquence sont lues à moins d'un mètre (3 pieds) et les étiquettes UHF sont lues à une distance de 10 à 20 pieds. Les lecteurs équipés d'antennes à réseau phasé peuvent augmenter la portée de lecture des étiquettes passives jusqu'à 60 pieds ou plus.

Combien d'informations une étiquette RFID peut-elle stocker ?

Dans d'autres variétés de technologies d'identification automatique, la capacité maximale de données ne peut stocker que 2 725 chiffres. Si la lettre est incluse, la quantité de stockage sera moindre. La capacité de stockage de l'étiquette RFID est de 2 à la 94e puissance (près de 10 000 octets), ce qui permet d'abandonner complètement les diverses restrictions du code-barres afin que chaque objet dans le monde soit différent. Avoir un identifiant unique.

Mais en général, une étiquette ne contient pas plus de 2 kilo-octets (Ko) de données, ce qui est suffisant pour stocker quelques informations de base sur l'article sur lequel elle se trouve. Les étiquettes simples de type "plaque d'immatriculation" ne contiennent qu'un numéro de série de 96 ou 128 bits. Ces étiquettes simples sont moins chères à fabriquer et sont plus utiles pour les applications où l'étiquette sera jetée avec l'emballage du produit. L'industrie aérospatiale souhaite stocker l'historique des pièces sur des étiquettes à haute mémoire, ce qui a conduit à l'introduction d'étiquettes UHF passives qui stockent 4 ou 8 Ko de données.

Qu'en est-il de l'énergie RFID ?

L'étiquette RFID active est alimentée par la batterie intégrée, et différentes étiquettes utilisent des quantités et des formes de batteries différentes. L'étiquette RFID passive n'est pas incluse dans la batterie, et son alimentation est obtenue à partir du lecteur RFID. Lorsque les étiquettes RFID passives sont proches du lecteur RFID, l'antenne de l'étiquette RFID passive convertit l'énergie des ondes électromagnétiques reçues en énergie électrique, active la puce de l'étiquette RFID et transmet les données de la puce RFID.

Protocole de communication RFID

Les normes et protocoles RFID constituent la base de la conception des puces RFID. À l'heure actuelle, les normes et protocoles RFID internationaux courants sont les suivants : ISO/IEC 18000, ISO11784, ISO11785, ISO/IEC 14443, ISO/IEC 15693, etc.

ISO/IEC 18000-1:2008: Technologies de l'information - Identification par radiofréquence pour la gestion des articles - Partie 1 : Architecture de référence et définition des paramètres à normaliser

ISO/IEC 18000-2:2009: Technologies de l'information - Identification par radiofréquence pour la gestion des articles - Partie 2 : Paramètres pour les communications d'interface aérienne au-dessous de 135 kHz

ISO/IEC 18000-3:2010: Technologies de l'information - Identification par radiofréquence pour la gestion des articles - Partie 3 : Paramètres pour les communications d'interface aérienne à 13,56 MHz

ISO/IEC 18000-4:2018: Technologies de l'information - Identification par radiofréquence pour la gestion des articles - Partie 4 : Paramètres pour les communications d'interface air à 2,45 GHz

ISO/IEC 18000-6:2013: Technologies de l'information - Identification par radiofréquence pour la gestion des articles - Partie 6 : Paramètres pour les communications d'interface aérienne à 860 MHz à 960 MHz Généralités

ISO/IEC 18000-7:2014: Technologies de l'information - Identification par radiofréquence pour la gestion des articles - Partie 7 : Paramètres pour les communications de l'interface aérienne active à 433 MHz

ISO/IEC 14443-3:2016: Cartes d'identification - Cartes à circuit intégré sans contact - Cartes de proximité - Partie 3 : Initialisation et anticollision

ISO/IEC 15693-3:2019: Cartes et dispositifs de sécurité pour l'identification des personnes - Objets de proximité sans contact - Partie 3 : Protocole d'anticollision et de transmission

ISO 11784:1996: Identification des animaux par radiofréquence - Structure du code

ISO 11785:1996: Identification des animaux par radiofréquence - Concept technique

ISO 14223-1:2011: Identification par radiofréquence des animaux - Transpondeurs avancés - Partie 1 : Interface radio

ISO 14223-2:2010: Identification par radiofréquence des animaux - Transpondeurs avancés - Partie 2 : Structure des codes et des commandes

TYPES DE RFID

Dans le spectre électromagnétique, il existe trois principales gammes de fréquences utilisées pour les transmissions RFID : basse fréquence, haute fréquence et ultra-haute fréquence.

BASSE FREQUENCE

La bande des basses fréquences, ou BF, se situe entre 30 kHz et 300 kHz, avec des longueurs d'onde d'environ 2 400 mètres. Étant donné que plusieurs types de signaux communiquent sur cette bande, les systèmes RFID LF ne sont autorisés à utiliser que la petite plage comprise entre 125 et 134 kHz. La grande taille des ondes permet aux ondes BF de pénétrer le métal et l'eau, ce qui est unique à cette bande de fréquences.

• Gamme de fréquences générale:30 - 300 KHz
• Gamme de fréquences primaires:125 - 134 KHz
• Lire la gamme : Contact - 10 Centimètres
• Coût moyen par étiquette : $0.08 - $5.00
• Applications : Suivi des animaux, contrôle d'accès, porte-clés de voiture, applications avec de grands volumes de liquides et de métaux.
• Pour: Fonctionne bien à proximité des liquides et des métaux, Normes mondiales
• Cons : Portée de lecture très courte, quantité limitée de mémoire, faible taux de transmission des données, coût de production élevé.

Fréquence élevée

La bande haute fréquence (HF) du spectre RF s'étend de 3 MHz à 30 MHz. La longueur d'onde d'une onde haute fréquence est beaucoup plus courte que celle d'une onde BF - environ 22 mètres seulement, soit un peu moins de 2 bus scolaires. La haute fréquence, comme la basse fréquence, utilise le couplage magnétique pour communiquer entre les étiquettes et le lecteur/antenne RFID. Les ondes HF peuvent traverser la plupart des matériaux, à l'exception de l'eau et des métaux denses. Les métaux minces, comme l'aluminium, peuvent toujours être étiquetés avec des étiquettes HF et fonctionner normalement.

• Gamme de fréquences primaires : 13.56MHz
• Lire la gamme : Contact proche - 30 centimètres
• Coût moyen par étiquette : $0.08 - $10.00
• Applications : Contrôle d'accès, anti-contrefaçon, kiosques à DVD, livres de bibliothèque, cartes d'identité personnelles, jetons de poker/jeux, applications NFC, etc.
• Pour: Protocoles mondiaux NFC, plus grand, options de mémoire, haute performance de sécurité, normes mondiales.
• Cons: Faible portée de lecture, faible taux de transmission des données

Ultra-haute fréquence

La bande des ultra-hautes fréquences (UHF) du spectre RF s'étend de 300 MHz à 3 GHz. Cependant, la plupart des systèmes RFID UHF fonctionnent entre 860 et 960 MHz. Les principales exceptions sont les systèmes RFID qui fonctionnent à 433 MHz et 2,45 GHz.

• Gamme de fréquences générale: 300 - 3000 MHz
• Gamme de fréquences primaires: 433 MHz, 860 - 960 MHz
• Coût moyen par étiquette : $0.06 - $10.00
• Applications : Gestion des actifs, gestion de la chaîne de production, gestion de la chaîne d'approvisionnement, entreposage, source anti-contrefaçon de toutes sortes d'articles (comme le tabac, l'alcool, les médicaments, etc.), vente au détail, gestion des véhicules, etc.
• Pour: Lire plusieurs étiquettes à la fois, identifier la distance lointaine, livraison rapide, haute fiabilité, et utilisations.
• Cons: Fonctionne mal à proximité de liquides et de métaux, il est nécessaire de personnaliser l'étiquette en fonction d'un environnement spécifique.

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