Le système de reconnaissance optique des caractères (OCR)

TERMINOLOGIES EN RFID

Cette section présente les terminologies RFID et leurs définitions au sein de la technologie RF.

Étiquette ou tag. Les tags sont semblables aux codes à barres optiques, qui sont attachés à l’élément à identifier et qui stockent un unique identifiant dit ID. Les tags sont également appelés « émetteur-répondeurs (transpondeurs). Ils se composent principalement de deux éléments: l’antenne et la puce de circuit intégré. Dans certains cas, en fonction d’ autres processus impliqués, ils peuvent servir ou être munis des capteurs environnementaux pour mesurer la température, l’humidité, et ainsi de suite. Étiquettes passives. Elles sont passives parce qu’ elles n’ont aucune source d’énergie embarquée pour leur fonctionnement. La puissance transmise par le lecteur est utilisée pour la mise sous tension de leur circuit et l’envoi du message de retour du tag au lecteur. Du coup, cette catégorie de tag a une haute exigence en termes de quantité d’ énergie fournie par l’antenne du lecteur. Ces étiquettes sont généralement moins chères et ont une durée de vie théoriquement infinie.

Cependant, pour une même fréquence d’ opération, ces tags ont une portée de lecture assez limitée par rapport à celle des tags actifs ; environ 60,96 cm à 6,096 m [1], [9]- [17]. Lorsque l’étiquette passive ne communique pas avec un lecteur ou une avec une autre étiquette, elle est en état de « mort ». A cet état, théoriquement elle ne contribue pas à la formation des signaux radio du milieu environnant. Pour cette raison, les étiquettes passives s’adaptent peu à des situations où elles doivent supporter des capteurs environnementaux embarqués pour la mesure de la température, de l’humidité, etc. Étiquettes semi-passives ou Battery Assisted Tags (BATs). Les BATs ont une source d’alimentation à bord pour alimenter et maintenir en vie leur circuit intégré (IC), mais ne portent aucun émetteur. Ainsi, ils communiquent avec le lecteur par un couplage de rétrodiffusion. La portée de lecture peut aller jusqu’à 30,48 m. En maintenant l’IC en vie (c.à- do alimenté tout le temps), les BATs peuvent supporter les capteurs environnementaux dans les processus impliquant le contrôle de température (aliments congelés, transfusion sanguine), et ainsi de suite. En raison de l’absence de tout émetteur actif, ces balises ne contribuent pas à formation du bruit radio. En contrepartie d’un cout d’ achat relativement plus élevé, ces tags ont une plus grande capacité de mémoire que les étiquettes passives. Un inconvénient majeur d’une étiquette semi-passive est le fait que la durée de vie de l’étiquette est déterminée par la durée de vie de la batterie. En outre, dans certaines conditions environnementales difficiles, la batterie peut ne pas fonctionner, rendant ainsi l’étiquette pratiquement morte dans cet environnement [18].

Étiquettes actives

Cette catégorie de tag est dite active parce qu’ elle porte une source interne d’énergie (batterie) et un émetteur. La batterie fournit de l’énergie à la fois au circuit intégré et l’émetteur. En raison de la présence d’un émetteur, il n’est pas nécessaire de passer par couplage par rétrodiffusion pour transmettre les données. En fait, ce type de tag agit comme étant lui-même un interrogateur [9]. Il offre la plus longue distance de lecture pouvant atteindre des kilomètres, en fonction de la batterie et l’émetteur. Plusieurs recherches sont menées pour rallonger la durée de vie des tags actifs, notamment en les mettant automatiquement en mode repos ou réveil selon les besoins et en intégrant un système d’ alerte automatique sur une décharge imminente de leur batterie. Ces étiquettes peuvent accepter localement des données provenant d’autres étiquettes/capteurs, les traiter, puis les diffuser (par exemple, les nœuds de communication du protocole Zigbee). Ce qui fait leur force dans le processus de localisation en temps réel (RTLS) et au concept d’ Internet des Objets (Internet of Things – 101) [10]. Cependant, il s’agit aussi du type de tag RFID le plus cher sur le marché. En raison de la présence d’un émetteur embarqué, ces étiquettes contribuent en grande partie au bruit radio [18].

Lecteur ou Interrogateur. Le lecteur RFID est l’ équivalent électromagnétique du scanner des codes à barres optiques. Il existe sous différentes formes telles que l’ordinateur de poche, mobile, ou stationnaire. Les lecteurs sont essentiellement constitués de deux éléments : l’antenne et le circuit d’interrogation. L’antenne est utilisée pour la communication avec le tag en utilisant des ondes électromagnétiques. Pour les tags semi passifs et passifs, l’antenne du lecteur sert de voie d’ alimentation en énergie nécessaire au fonctionnement du circuit du tag. Le circuit d’ interrogateur exécute la tâche d’envoi/réception de données via son antenne, et la retransmission des données reçues à l’extrémité arrière pour le traitement [1], [7], [11], [12], [19], [20]. Le circuit de d’ interrogateur effectue également la tâche de coordination entre les différentes antennes du lecteur pour assurer une lecture efficace des tags.

CLASSES DU SYSTEME RFID EPC

Classes globales, En fonction de la fonctionnalité de tag, EPC Global, un organisme de normalisation (expliqué ci-haut) a classé les étiquettes RFID en six classes différentes. La différenciation est faite sur la base des critères liés à la capacité de lecture/écriture, source d’énergie, la capacité de mémoire, la capacité de communication du système RFID et la rétrocompatibilité. Ce dernier critère est fondamental pour une classe supérieure. A cet effet, chaque classe supérieure doit maintenir les capacités et les caractéristiques de la classe précédente et ajouter de nouvelles fonctionnalités. La classification est la suivante: EPC Classe 0 ou Generation J ou encore Gen J. Il s’ agit des étiquettes passives connues sous le nom WüRM (Write Once Read Many). Ces étiquettes comportent des puces IC écrites à l’usine pendant la fabrication et sont plusieurs fois lisibles par l’ utilisateur. EPC Classe J. Les étiquettes de cette catégorie sont de la génération 1 et génération 2. Elles sont des étiquettes passives avec des puces WüRM, mais cette écriture peut se faire soit à l’usine ou sur le site d’opération pour la première fois. Elles peuvent être lues par les lecteurs d’autres sociétés neutres sur la seule base des spécifications techniques de conception. Les tags EPC Class 1 Generation 2 (EPC CIGen2) sont WMRM (Write Many Read Many) ont un minimum de mémoire de 256 bits dont 96 bits pour le numéro EPC. Les tags EPC Classe 1 Gen 2 ont des spécificités aidant le lecteur à éliminer les doublets lors du balayage Gen 1 et sont 2-3 fois plus petits que c’es derniers.

Théoriquement, un tag EPC Cl Gen2 peut retenir ses données pendant 40-50 ans, pour un maximum de 100 000 cycles d’écriture. Actuellement, l’EPC Cl Gen 2 représente la plus importante étape dans la normalisation, de la performance et de la qualité des système RFID. Les fréquences et caractéristiques sont fournies ci-dessous.

• Fréquence d’opération des tags Gen 2: Ils sont lus à une fréquence entre 860 MHz et 960 MHz. EPC Gen 2 860 MHz ~ 868 MHz est appelé Gen 2 – Europe et Gen 2 902 MHz ~ 928 MHz est connu sous le nom Gen 2 – Amérique du Nord. EPCglobal (ou EPC World Tag) est un tag idéal pour des solutions internationales pour sa limitation de la déviation de lecture à un écart maximum de 1,5 dBi sur tout le spectre de lecture de 860 ~ 960 MHz.

• Caractéristiques de mémoire: Tous les tags Gen 2 présentent des fonctionnalités de mémoire similaires.

Paramètres de fonctionnement du système RFID Les principaux paramètres qui affectent la portée et le débit de données sont interdépendants comme le montre le graphe de dépendance sur la figure 2.15. Dans cette figure, les paramètres et les choix de décision que les concepteurs/utilisateurs du système RFID ont le contrôle sont présentés dans les hexagones. Ces paramètres comprennent la fréquence de fonctionnement la puissance d’émission, la bande passante, le codage numérique de modulation et le taux d’erreur binaire acceptable (TEB, ou BER en anglais).

Les paramètres opérationnels clés qui sont affectés par ces paramètres de conception comprennent la distance de fonctionnement (portée de lecture) et le débit du système (proportionnel au débit de données). Ces paramètres opérationnels sont présentés dans les rectangles. Les objets de forme ovale de la figure 2.15 sont des éléments intermédiaires qui sont influencés par un ou plusieurs paramètres de conception. Ils comprennent le rapport signal sur bruit (SNR), niveau de bruit, la sensibilité du récepteur, et la figure de bruit (NF). Le niveau du bruit à 1’entrée d’un récepteur, par exemple, est fortement dépendant de la bande passante du récepteur.

La figure de bruit est une mesure de la dégradation du rapport signal sur bruit provoqué par les composants de la chaîne du signal RF. NF dépend du type de la technologie des semi-conducteurs, et détermine dans quelle mesure le bruit à l’entrée du récepteur est amplifié par rapport au signal avant d’arriver au niveau du démodulateur. Certains paramètres et dépendances possibles sont omis dans la figure 2.15 pour des raisons de simplification [1], [9]. La combinaison de ces principaux paramètres et leurs valeurs déterminent finalement le type de tag. Bien qu’il existe un grand nombre de possibles inter-permutations entre ces paramètres, le type de tag peut être classé par le type de liaison de communication (champ proche ou champ lointain), la méthode de transmission du tag (émission ou réflexion), et le type d’alimentation (batterie ou à la récolte de l’énergie).

Table des matières

Remerciements
Résumé
Table des matières
Liste des figures
Liste des abréviations
CHAPITRE 1 INTRODUCTION GENERALE DES SYSTEMES D’IDENTIFICATION AUTOMATIQUE
1.1 DEFINITION
1.2 TYPES DE SYSTEMES D’IDENTIFICATION AUTOMATIQUE (AUTO-ID)
1.2.1 Le système de code à barres
1.2.2 Le système de reconnaissance optique des caractères (OCR)
1.2.3 Procédures d’ identification biométrique
1.2.3.1 Procédures d’empreintes digitales
1.2.3.2 Procédures d’ identisation vocale et rétinienne
1.2.4 Les cartes à puce (smart cards)
1.2.5 IDentification par Radio-Fréquence (RFID)
CHAPITRE 2 REVUE DE LITTÉRATURE DES SYSTEMES RFID
2.1 PETIT RAPPEL HISTORIQUE
2.2 TERMINOLOGIES EN RFID
2.3 STANDARDISATIONS DES SYSTEMES RFID
2.4 SURFACE EQUIVALENCE RADAR (Radar Cross Section)
2.5 DIFFERENTES CATEGORIES D’IDENTIFIANTS
2.5.1 Identifiant d’ article de commerce
2.5.2 ldentifiants GS 1 pour le transport et la logistique
2.5.2.1 ldentifiants GS 1 de localisation
2.5.2.2 Identifiants GS 1 des unités logistiques
2.5.3 ldentifiants GS 1 pour les regroupements dans le transport
2.5.4 ldentifiants GS 1 des actifs à retourner
2.5.5 Identifiant GS 1 des relations de service
2.5.6 Identifiants GS 1 du type des documents et coupons
2.5.7 Identifiant GS 1 des composants d’ un ensemble
2.6 CLASSES DU SYSTEME RFID
2.7 THEORIES ET PRA TIQUES DU SYSTEME RFID
2.7.1 Système RFID idéal
2.7.2 Système RFID en pratique
2.7.2 .1 Problèmes de définition de la zone interrogation ZI
2.7.2.2 Orientation physique des tags
2.7.2.3 CHAPITRE 3
2.7.2.4 Sensibilité à l’environnement de déploiement
2.7.2.5 Sensibilité à la nature de l’objet sur lequel le tag est placé
2.7.2.6 Collision entre tags
2.7.2.7 Effet de la proximité des tags les uns des autres
2.7.2.8 Multiples lecteurs, unique et multiples Tag(s)
2.7.2.9 Interférence
2.7.3 Lecteurs mobiles et/ou tags mobiles
3.1 TAGS SAW
3.1.1 Principe de fonctionnement
3.1 .2 Conception du tag SA W
3.1.3 Tags SAW RFID versus Tags Passifs IC
3.2 CAPTEURS SA W
3.2.1 Capteurs de température
3.2.2 Capteurs de pression
3.2.3 Capteurs de couple moteuf
3.3 LECTEUR DES DISPOSITIFS SA W
3.3 .1 Exemple de lecteur conventionnel de tag SA W
3.3.2 Lecteur SA W à base de la plateforme PXI Express
3.3.2.1 Objectifs de personnalisation
3.3 .2.2 Programmation du générateur de signaux vectoriels PXIe-5673
3.3.2.2.1 Validation du générateur
3.3.2.3 Programmation de l’analyseur des signaux vectoriels PXle-5663
3.3.2.3.1 Validation de l’analyseurPXIe-5663
CONCLUSIONS
LISTE DES REFERENCES
ANNEXES

Télécharger le rapport complet