Proposé par Louis Viratelle, mis à jour le 22 octobre 2019.

La radio-identification (RFID) permet l’enregistrement et la lecture de données à distance. Le principal intérêt de cette technologie est la faible taille des composants ainsi que l’aspect passif de certains tags, ce qui permet leur intégration sur de multiples supports comme le textile, les cartes, etc…

Historiquement, nous devons la première utilisation du principe RFID à l’ingénieur Écossais Robert Watson-Watt qui l’utilisa pour l’armée de son pays afin de différencier les avions ennemis des alliés.

Les premiers tags RFID apparaissent en 1966 après de nombreuse années de réflexion et d’invention de technologies similaires qui reposent sur le principe d’une modification physique des propriétés d’un matériau pour lui faire retenir des informations. Donald Harris a aidé le développement du RFID mais aussi Stockman, Vernon et surtout Léon Theremin en 1945 qui arrive à modifier les propriétés physiques d’un matériau sous l’effet des ondes.

Ces premiers tags permettent seulement la détection de ces derniers. Plus tard, en 1973, les travaux de Mario Cardullo et William Parks aboutissent à de grandes avancées du concept RFID. Ils présentent le potentiel de cette technologie sans fil pour la gestion des automobiles, le paiement par carte de crédit électronique mais aussi la sécurité comme pour l’identification du personnel à l’aide de clef numérique d’authentification.

La technologie RFID obtient en 1990 des normalisations pour un fonctionnement réciproque entre l’ensemble des tags. Depuis cette date, le développement de la technologie ne fait que croître pour être de nos jours très populaire.

Il était intéressant d’évoquer le passé de cette technologie qui découle de nombreux scientifiques et ingénieurs. Passons désormais au cœur du fonctionnement RFID.

 

 

 

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Le principe du RFID repose sur deux éléments distincts. L’émetteur ou le lecteur, un appareil actif dans son fonctionnement, qui, comme son nom le précise, émet une onde électromagnétique d’une fréquence bien précise et un marqueur, une radio-étiquette ou un tag RFID, qui identifie et encode les données numériques.

Il existe trois types de tags RFID. Le passif, qui utilise le champ magnétique du lecteur pour fonctionner, le semi actif qui génère une réponse à l’aide du champ magnétique du lecteur mais qui utilise une pile ou une alimentation autre pour faire fonctionner la puce ce qui permet à cette dernière des possibilités d’écriture accrues. Les tags actifs sont quant à eux équipés d’une batterie qui permet d’alimenter l’ensemble du système y compris la génération du signal retour vers le lecteur ce qui permet à ce dernier d’être plus évolué. La durée de vie est plus faible pour les tags semi actifs et actifs de par la présence d’une alimentation propriétaire.

En pratique, le lecteur RFID émet un champ magnétique suffisant pour alimenter le tag. Cette faible alimentation électrique fait fonctionner la puce principale qui compose les tags, souvent de marque Mifare. Le champ magnétique est directement utilisé par la puce puis “reflété” en direction du lecteur. C’est en fait le lecteur qui émet le propre champ magnétique qu’il reçoit de la part du tag RFID. Les puces RFID sont en mesure de renvoyer des informations, de les stocker mais aussi d’en écrire de nouvelles. Les propriétés de ces puces divergent selon les modèles, en particulier la capacité mémoire et la complexité de l’écriture des données. Le tag renvoie en premier lieu un code d’identification de l’objet sur lequel il est déposé. La communication entre les deux appareils est engagée, c’est à ce moment que la potentielle écriture et lecture plus évoluée est possible. C’est un principe de modulation de la fréquence (modification du signal) qui permet de transmettre des informations. Ces modifications sont interprétées par le logiciel numérique du lecteur.

Le spectre fréquentiel du RFID est large.

Les basses fréquences : 134.2kHz (bit 0 interprété) et 123.2kHz (bit 1 interprété) ou la fréquence 125 kHz. Les basses fréquences ont l’avantage de bien pénétrer dans la matière, ces fréquences sont utilisés par les tags RFID pour le textile. Les fréquences utilisées ne sont pas en mesure d’assurer un taux de transfert élevé, ce dernier est qualifié de lent.

Les hautes fréquences : 13.56 MHz. La fréquence étant plus élevée, la pénétration est moins bonne mais le taux de transfert meilleur. Les antennes ont des propriétés d’encombrement physique réduites ce qui permet leur intégration dans les badges et les cartes de paiement sans contact.

Les ultra haute fréquence : elles varient entre 860 et 960 MHz dans le monde. La portée est haute (plusieurs centaines de mètres au maximum), le taux de transfert est élevé mais la pénétration dans les matériaux, médiocre.

Le NFC (Near Fiel Communication) repose exactement sur le même fonctionnement. Il existe des tags passifs comme actifs. Les différences résultent de la possibilité qu’un lecteur se comporte comme un tag, la vitesse de transfert des données qui est de 106, 212 ou 424 kbit/s et l’unique fréquence utilisée qui est de 13.56MHz. Cela correspond à l’ultra haute fréquence du RFID, les deux technologies étant étroitement liées.

Pour plus d’informations sur les tags RFID et NFC, voici plusieurs liens qui pourront vous renseigner davantage sur ces technologies :

 

‎• Radio identification – Wikipedia

‎• Comprendre la RFID en 10 points – SBE Direct

‎• Communication en champ proche – Wikipedia

• Fonctionnement d’un système RFID – Connect Wave

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