Que veut dire RFID et comment ça fonctionne ?

Que veut dire RFID ?

La RFID, identification par radiofréquence ou identification radio, est une technologie de communication sans fil qui utilise un couplage électromagnétique ou électrostatique dans la bande radiofréquence du spectre électromagnétique. Cette technologie permet d'identifier de manière unique des objets, des animaux ou des personnes.

Comment fonctionne la RFID ?

Un système RFID comprend trois composants principaux :

Une antenne de balayage
Un émetteur-récepteur
Un transpondeur

Lorsqu'on associe l'antenne de balayage et l'émetteur-récepteur, on obtient un lecteur ou interrogateur RFID.

Il existe deux catégories de lecteurs RFID :

Les lecteurs fixes
Les lecteurs mobiles.

Le lecteur RFID, connecté à un réseau, peut être portable ou installé de manière permanente. Il émet des ondes radio pour envoyer des signaux qui activent l'étiquette RFID. Une fois activée, l'étiquette renvoie une onde vers l'antenne, qui est ensuite convertie en données.

Le transpondeur est intégré directement dans l'étiquette RFID. La portée de lecture des étiquettes RFID peut varier en fonction de plusieurs facteurs :

Le type d'étiquette,
Le type de lecteur,
La fréquence RFID utilisée
Les interférences présentes dans l'environnement

Les étiquettes dotées d'une source d'énergie plus puissante bénéficient également d'une portée de lecture plus étendue.

Que sont les étiquettes RFID et les étiquettes intelligentes ?

Les étiquettes RFID se composent d'un circuit intégré (CI), d'une antenne et d'un substrat. La section de l'étiquette RFID qui contient les informations d'identification est appelée inlay RFID.

Il existe principalement deux types d'étiquettes RFID :

La RFID active : Une étiquette RFID active dispose de sa propre source d'énergie, généralement une batterie.
La RFID passive : Une étiquette RFID passive est alimentée par l'antenne du lecteur, qui génère un courant dans l'antenne de l'étiquette RFID grâce à une onde électromagnétique.

Il existe aussi des étiquettes RFID semi-passives. Dans ce type d'étiquette, une batterie alimente le circuit interne, tandis que la communication avec le lecteur RFID est activée par l'énergie fournie par le lecteur RFID.

La mémoire non volatile à faible consommation d'énergie est cruciale dans chaque système RFID. Les étiquettes RFID stockent généralement moins de 2 000 Ko de données, incluant un identifiant unique ou un numéro de série. Ces étiquettes peuvent être en mode lecture seule ou en mode lecture-écriture, permettant ainsi au lecteur d'ajouter ou de modifier les données existantes.

La portée de lecture des étiquettes RFID dépend de plusieurs facteurs :

Le type d'étiquette
Le type de lecteur
La fréquence RFID utilisée,
Les interférences environnementales ou celles provenant d'autres étiquettes et lecteurs RFID.

Les étiquettes RFID actives bénéficient d'une portée de lecture plus longue que les étiquettes RFID passives grâce à leur source d'énergie plus puissante.

Les étiquettes intelligentes sont simplement des étiquettes RFID intégrées dans une étiquette adhésive avec un code-barres. Ces étiquettes peuvent être lues à la fois par des lecteurs RFID et des lecteurs de codes-barres. Elles peuvent être imprimées à la demande avec des imprimantes de bureau, tandis que les étiquettes RFID classiques nécessitent un équipement plus avancé pour leur production.

Quels sont les différents types de systèmes RFID ?

On distingue trois principaux types de systèmes RFID : basse fréquence (LF), haute fréquence (HF) et ultra-haute fréquence (UHF). En outre, il existe des systèmes RFID à micro-ondes. Les fréquences utilisées varient considérablement selon les pays et les régions.

Systèmes RFID à basse fréquence : Ces systèmes fonctionnent entre 30 KHz et 500 KHz, avec une fréquence typique de 125 KHz. La RFID à basse fréquence a une portée de transmission courte, généralement allant de quelques centimètres à moins de deux mètres.
Systèmes RFID à haute fréquence : Ces systèmes opèrent entre 3 MHz et 30 MHz, avec une fréquence typique de 13,56 MHz. La portée standard de la RFID à haute fréquence varie de quelques centimètres à plusieurs mètres.
Systèmes RFID UHF (Ultra haute fréquence) : Ces systèmes fonctionnent entre 300 MHz et 960 MHz, avec une fréquence typique de 433 MHz. Ils peuvent généralement être lus à une distance de plus d'un mètre.
Systèmes RFID à micro-ondes : Ces systèmes opèrent à une fréquence de 2,45 GHz et peuvent être lus à une distance de plus d'un mètre

Les fréquences et portées RFID

La fréquence utilisée dépend de l'application RFID, et les distances réelles de lecture peuvent parfois différer des attentes. Par exemple, lorsque le département d'État américain a annoncé l'émission de passeports électroniques avec une puce RFID, il a précisé que les puces ne pourraient être lues qu'à environ 10 cm. Cependant, des preuves ont rapidement montré que les lecteurs RFID pouvaient lire les informations contenues dans ces étiquettes à une distance bien supérieure, parfois jusqu'à 10 mètres.

Si des portées de lecture plus longues sont nécessaires, l'utilisation d'étiquettes avec une source d'énergie supplémentaire permet d'augmenter les distances de lecture, pouvant atteindre plus de 90 mètres.

Les applications et les cas d'utilisation de la RFID

L'utilisation de la RFID remonte aux années 1940, mais elle ne s'est généralisée que dans les années 1970. Pendant longtemps, le coût élevé des étiquettes et des lecteurs a freiné son adoption à grande échelle dans le commerce. Cependant, avec la diminution des coûts du matériel, l'utilisation de la RFID s'est largement répandue.

Parmi les utilisations les plus courantes des applications RFID, nous pouvons citer :

Le suivi des animaux domestiques et du bétail
Le contrôle et la gestion des stocks
Logistique de la chaîne d'approvisionnement
Suivi des véhicules
Service à la clientèle et contrôle des pertes
Contrôle d'accès (badge de sécurité)
Transport maritime
Les soins de santé
L’industrie manufacturière
Vente au détail
Paiements par carte de crédit « sans-contact »

Les étiquettes RFID passives ne nécessitent pas de piles. Par exemple, la plupart des badges que nous utilisons pour ouvrir le hall d’entrée, ou pour aller ouvrir les portes de votre lieu de travail, sont des badges avec la technologie RFID passive.

Étiquettes RFID VS Codes-barres

L'utilisation de la RFID comme alternative aux codes-barres devient de plus en plus courante. Bien que les technologies RFID et les codes-barres soient toutes deux utilisées pour le suivi des stocks, il existe des différences significatives entre elles.

Étiquettes RFID	Codes-barres
Peut identifier des objets individuels sans visibilité directe.	Une vision directe sur le code barre est nécessaire.
Peut scanner des objets d'une distance de quelques centimètres jusqu'à quelques mètres, en fonction du type d'étiquette et du lecteur.	La lecture nécessite d'être à proximité.
Les données peuvent être mises à jour en temps réel.	Les données sont en lecture seulement et ne peuvent pas être modifiées.
À Besoin une source d'alimentation.	Aucune source d'énergie n'est nécessaire.
Le temps de lecture est inférieur à 100 millisecondes par étiquette.	Le temps de lecture est d'une demi-seconde ou plus par étiquette.
Contient un capteur attaché à une antenne, souvent enfermé dans une enveloppe en plastique, ce qui est plus coûteux que les codes-barres.	Imprimés à l'extérieur d'un objet et plus sujets à l'usure.

Les défis de la RFID

La technologie RFID est sujette à deux problèmes principaux :

Collision entre lecteurs : La collision entre lecteurs se produit lorsqu'un signal provenant d'un lecteur RFID interfère avec celui d'un autre lecteur. Ce problème peut être évité en utilisant un protocole anticollision, qui permet aux étiquettes RFID de transmettre leurs informations à tour de rôle vers le lecteur approprié.
Collision d'étiquettes : La collision d'étiquettes survient lorsque de nombreuses étiquettes transmettent des données simultanément, perturbant ainsi le lecteur RFID. Pour éviter ce problème, il est recommandé d'utiliser un lecteur capable de recueillir les informations d'une étiquette à la fois.

Sécurité et confidentialité de la RFID

Le fait que les données des étiquettes RFID puissent être lues par quiconque possède un lecteur compatible suscite de nombreuses inquiétudes en matière de sécurité et de respect de la vie privée. Ces étiquettes peuvent souvent être lues même après qu'un article a quitté un magasin ou la chaîne d'approvisionnement. Elles peuvent également être lues à l'insu de l'utilisateur à l'aide de lecteurs non autorisés. Si une étiquette possède un numéro de série unique, elle peut être associée à un consommateur spécifique. Bien que cela constitue une menace pour la vie privée des particuliers, dans les domaines militaire ou médical, cela peut représenter un problème de sécurité nationale ou même une question de vie ou de mort.

Les cartes bancaires modernes, équipées de puces RFID, peuvent être vulnérables aux tentatives de piratage si elles ne sont pas correctement protégées. C'est pourquoi l'utilisation d'un porte-cartes ou d’un portefeuille anti RFID est essentielle pour assurer la sécurité de vos données sensibles. Un portefeuille sécurisé, conçu pour bloquer les signaux RFID non autorisés, empêche les voleurs de scanner vos cartes bancaires et de voler vos informations financières à distance.

Protéger vos cartes bancaires dans un portefeuille sécurisé est un geste simple mais crucial pour éviter les fraudes et garantir la confidentialité de vos données personnelles.

Normes RFID

Il existe plusieurs lignes directrices et spécifications pour la technologie RFID. Les principaux organismes de normalisation comprennent :

L’Organisation internationale de normalisation (ISO)
Electronics Product Code Global Incorporated (EPCglobal)
Commission électrotechnique internationale (CEI)

Chaque fréquence radio est associée à des normes:

ISO 14223 et ISO/IEC 18000-2 pour la RFID LF (Basse fréquence).
ISO 15693 et ISO/IEC 14443 pour la RFID HF(Haute fréquence).
ISO 18000-6C pour la RFID UHF (Ultra haute fréquence).

Utilisation de la RFID de nouvelle génération

Les systèmes RFID sont de plus en plus intégrés dans le déploiement d’Internet dans les objets connectés (IoT). En combinant cette technologie avec des capteurs intelligents et/ou la technologie GPS, il devient possible de transmettre sans fil des données cruciales, telles que la température, les mouvements et la localisation. Cette synergie permet une collecte et une gestion des données plus efficace, renforçant ainsi les capacités des applications IoT.