Définition de la RFID

Insérer une clé pour démarrer un véhicule, badger pour accéder à un bâtiment ou une salle, utiliser les remontées mécaniques lors d’un séjour au ski, valider un titre de transport dans le bus ou le métro sont des gestes entrés dans le quotidien de bon nombre d’entre nous. Nous utilisons, sans en être toujours conscient, des technologies de capture automatique de données basées sur les ondes et rayonnements radiofréquence. Cette technologie est connue sous le nom de RFID pour Identification par RadioFréquence. 

La RFID... c'est quoi ?

L’identification par radiofréquences (RFID) est un acronyme qui regroupe plusieurs technologies différentes avec un objectif commun : identifier de façon unique des objets, des personnes ou des processus en utilisant les rayonnements électromagnétiques.

Une solution RFID est composée des briques de base suivantes :

  • Un tag RFID (composé d’une puce électronique, d’une antenne et d’un packaging adapté à l’utilisation)
  • Une station de lecture (composée d’un interrogateur et d’une ou plusieurs antennes)

La classification des systèmes RFID peut se faire suivant la fréquence utilisée et la technique de communication.

Les différentes fréquences RFID

Les fréquences utilisées par les systèmes RFID vont des basses fréquences (LF à 125kHz) aux ultra hautes fréquences (UHF à 433 MHz et entre 860 et 930 MHz) en passant par les hautes fréquences (HF à 13,56 MHz). Le choix d’une fréquence particulière peut être historique (traçabilité animale en LF, paiement sans contact en HF, etc.) et/ou basé sur des propriétés de propagation adaptées à l’application.

Les fréquences LF (125kHz) ont été déployées les premières (dans les années 80) et sont principalement utilisées pour l’identification animale, le contrôle d’accès ou pour des applications industrielles en environnement difficile. On est typiquement dans des cas ou le lecteur interroge un tag à la fois.
Les fréquences HF (13,56MHz) sont historiquement utilisées dans les applications de contrôle d’accès, de paiement et d’authentification des personnes (passeport électronique par exemple). Tous les systèmes sans contact utilisés dans le transport (pass Navigo par exemple) sont basés sur cette technologie. Il existe quelques exemples d’utilisation de cette fréquence pour des applications logistiques mais cela tend à disparaitre au profit des technologies UHF. Aujourd’hui, on utilise plutôt le terme NFC (Near Field Communication) pour décrire cette technologie RFID HF.

Les fréquences UHF (860-930MHz) sont, quant à elles, largement utilisées pour les applications de logistique pour lesquelles le besoin de lecture rapide (jusqu’à une centaine de tags/seconde) d’un grand nombre d’articles (plusieurs centaines) est primordial. Contrairement aux fréquences précédentes, la bande UHF n’est pas harmonisée dans le monde. Ceci implique que chaque lecteur doit être configuré suivant sa zone géographique (Europe, Asie, etc.) et que les tags seront soit adaptés à une zone spécifique, soit capables de fonctionner dans toute la bande (au prix d’une performance moindre). Les applications utilisant la fréquence de 433MHz sont exclusivement réservées aux technologies RFID actives (cf. paragraphe suivant) pour des réseaux de capteurs ou pour de la localisation d’assets.

Fréquences RFID

Les deux techniques de communication d’un système RFID

Les fréquences utilisées par les systèmes RFID vont des basses fréquences (LF à 125kHz) aux ultra hautes fréquences (UHF à 433 MHz et entre 860 et 930 MHz) en passant par les hautes fréquences (HF à 13,56 MHz). Le choix d’une fréquence particulière peut être historique (traçabilité animale en LF, paiement sans contact en HF, etc.) et/ou basé sur des propriétés de propagation adaptées à l’application.

Les fréquences LF (125kHz) ont été déployées les premières (dans les années 80) et sont principalement utilisées pour l’identification animale, le contrôle d’accès ou pour des applications industrielles en environnement difficile. On est typiquement dans des cas ou le lecteur interroge un tag à la fois.
Les fréquences HF (13,56MHz) sont historiquement utilisées dans les applications de contrôle d’accès, de paiement et d’authentification des personnes (passeport électronique par exemple). Tous les systèmes sans contact utilisés dans le transport (pass Navigo par exemple) sont basés sur cette technologie. Il existe quelques exemples d’utilisation de cette fréquence pour des applications logistiques mais cela tend à disparaitre au profit des technologies UHF. Aujourd’hui, on utilise plutôt le terme NFC (Near Field Communication) pour décrire cette technologie RFID HF.

Les fréquences UHF (860-930MHz) sont, quant à elles, largement utilisées pour les applications de logistique pour lesquelles le besoin de lecture rapide (jusqu’à une centaine de tags/seconde) d’un grand nombre d’articles (plusieurs centaines) est primordial. Contrairement aux fréquences précédentes, la bande UHF n’est pas harmonisée dans le monde. Ceci implique que chaque lecteur doit être configuré suivant sa zone géographique (Europe, Asie, etc.) et que les tags seront soit adaptés à une zone spécifique, soit capables de fonctionner dans toute la bande (au prix d’une performance moindre). Les applications utilisant la fréquence de 433MHz sont exclusivement réservées aux technologies RFID actives (cf. paragraphe suivant) pour des réseaux de capteurs ou pour de la localisation d’assets.Il existe principalement deux techniques de communication pour les systèmes RFID : actif ou passif. Dans le cas des systèmes actifs, la communication entre un interrogateur et un tag RFID se fait comme dans tout système de communication radio. Chaque entité (lecteur et tag) génère une porteuse radio qu’elle module au gré des informations qu’elle souhaite communiquer à l’autre partie. La ressource énergétique nécessaire à la création de cette porteuse radio est telle que le tag RFID devra posséder une source d’énergie propre (batterie, pile, etc.).

Dans le cas des systèmes passifs, la communication entre le tag RFID et l’interrogateur se fait par rétromodulation ou rétrodiffusion (LIEN cf /3 Fonctionnement d’un système RFID). Le tag RFID n’a donc plus besoin de générer une porteuse radio et il ne fait que moduler en retour la porteuse radio fournie par le lecteur. Dans ce cas, la puissance nécessaire au fonctionnement du tag RFID est fortement réduite et il peut être alimenté par la porteuse radio de l’interrogateur.
Un troisième type de tag RFID est appelé passif assisté par batterie (BAP Battery Assisted Passive). Ce type de tag comporte une alimentation embarquée mais cette dernière n’est pas utilisée pour alimenter un émetteur (puisque le principe de communication reste la rétromodulation comme pour tout tag passif), mais pour alimenter le circuit électronique du tag ou tout autre circuit ou capteur connecté à la puce RFID. Cette alimentation permet d’améliorer les performances en termes de distances de lecture mais son principal avantage est de pouvoir capter une information (température, choc, lumière, etc.) indépendamment de la présence d’un interrogateur

Communication d'un système RFID