Comment les applications de suivi d’actifs en intérieur adoptent la technologie RFID

　　La technologie RFID n’est pas la seule solution pour les applications de positionnement intérieur. Cependant, dans le cadre d’un système multi-technologie, c’est une solution très efficace.

　　Les étiquettes RFID ont une longue histoire, remontant aux systèmes de transpondeur utilisés par les avions militaires pendant la Seconde Guerre mondiale pour distinguer « ami de l’ennemi ». Depuis, la RFID est utilisée dans les systèmes d’identification des actifs. Récemment, il a été lancé sur le marché comme solution de positionnement intérieur en temps réel. Cet article décrit brièvement le fonctionnement de la RFID, comment elle peut être appliquée au suivi d’actifs en intérieur, ainsi que des comparaisons avec d’autres technologies similaires.

　　01Comment fonctionne la RFID

　　Un système RFID, c’est-à-dire l’identification par radiofréquence, se compose de deux parties : un transpondeur (ou un tag) contenant des données pouvant être lues via RF ; Un interrogateur (ou lecteur/rédacteur) peut lire les données du transitaire.

　　Le mode de communication spécifique entre ces deux parties (connu sous le nom de « mécanisme de couplage ») détermine la couverture, la complexité et le coût du système. (Ici, « couplage » fait référence à la transmission d’information entre l’étiquette et le lecteur/auteur.) Actuellement, il existe trois mécanismes de couplage sur le marché : couplage inductif, couplage capacitif et couplage par rétrodiffusion.

　　Couplage inductif

　　Depuis le développement de la technologie RFID, le couplage inductif existe, avec des systèmes de l’époque comprenant de grandes balises équipées de mécanismes d’antenne complexes, principalement utilisées pour suivre de gros objets (comme des voitures et du bétail). Les balises couplées par induction extraient des informations du champ magnétique généré par le lecteur et les modulent. Le lecteur mesure les ondes radio à travers des étiquettes et les décode en données. Les champs magnétiques utilisés dans ces systèmes diminuent rapidement, de sorte que la plage de reconnaissance effective du couplage inductif est d’environ 1 cm à 1 m.

　　Couplage capacitif

　　Lorsque les grands systèmes de détection sont devenus la seule option sur le marché, des systèmes de couplage capacitif ont été développés pour réduire le coût et la taille de la RFID. La puce conductrice est utilisée sur les lecteurs et les étiquettes pour former la capacité et les données de signal en modifiant la capacité du circuit. La portée entre ces systèmes est très courte (1 cm), et l’orientation du patch est importante, donc les applications typiques nécessitent d’insérer des cartes d’identification dans le lecteur. À mesure que les circuits à inductances se rétrécissent, le marché des systèmes à condensateurs limités se rétrécit également.

　　En fait, la plupart des systèmes RFID utilisent actuellement une forme de couplage capacitif. Cependant, ils restent affectés par l’intensité du champ magnétique lointain. Pour assurer une communication longue distance, les systèmes RFID doivent utiliser des signaux à haute fréquence et s’appuyer sur des signaux électromagnétiques provenant de sources électriques

　　Couplage de rétrodiffusion

　　Le couplage par rétrodiffusion est un modèle de principe radar. Le lecteur émet des signaux UHF ou micro-ondes, qui sont réfléchis au contact avec la cible et rapportent l’information de la cible. Cela est basé sur les lois de propagation spatiale des ondes électromagnétiques, avec une portée de reconnaissance supérieure à 1 mm. Bien sûr, l’élargissement de la portée de reconnaissance est un avantage ou un inconvénient dépend du cas d’usage.

　　02Types d’étiquettes RFID

　　Le marché RFID est classé selon la méthode d’alimentation des balises RFID. La disponibilité d’une balise d’alimentation embarquée influence sa taille, son prix, sa portée de lecture et sa capacité à supporter des capteurs supplémentaires.

　　Étiquettes passives

　　Les balises passives n’ont pas d’alimentation interne. Ils répondent en absorbant certaines informations du signal du lecteur. Cela les rend bon marché, durables et silencieux (dans le spectre radio). En raison du manque de données cohérentes, ils ne peuvent pas être utilisés pour écrire et stocker les données des capteurs. Ils ont une gamme de sélection de données plus faible et nécessitent des lecteurs et rédacteurs puissants et coûteux.

　　Étiquettes semi-passives

　　Les étiquettes semi-passives (également appelées étiquettes « semi-actives » et « assistance batterie ») comportent une batterie embarquée. Comme les tags passifs, ils ne transmettent que lorsqu’il y a un signal du lecteur et de l’auteur. La batterie peut alimenter à la fois le capteur et l’antenne. Les balises semi-passives permettent de réfléchir davantage de signaux au lecteur/auteur, offrant ainsi une distance de lecture/écriture plus longue que les balises passives. Elles sont plus grandes et plus chères que les étiquettes passives, et ont une autonomie limitée.

　　Balises actives

　　Les balises actives disposent d’une source d’alimentation locale (comme une batterie ou une alimentation photovoltaïque) et peuvent diffuser leurs propres signaux. Bien qu’ils soient définis comme des balises, techniquement ils ne reposent pas sur la réception et la modulation des signaux du lecteur. Ce sont plutôt des radios à courte portée. D’un point de vue opérationnel, cette distinction n’est peut-être pas si importante, donc nous nous concentrons sur le marché et les incluons ici. Comparées aux balises passives et semi-passives, les étiquettes actives ont une portée de reconnaissance plus large (jusqu’à 1 kilomètre), une capacité mémoire, une taille et un coût accrus, et peuvent fonctionner avec des lecteurs et rédacteurs plus faibles.

　　03Suivi des actifs grâce à la technologie RFID

　　Avant d’évaluer les avantages de la RFID en tant que technologie de suivi des actifs, il est nécessaire de clarifier la signification de « suivi ». La RFID est utilisée dès le départ pour le suivi des actifs au sens des tableaux Excel. Cela facilite l’identification et l’enregistrement des éléments suivis à proximité. Si votre objectif est de garantir que toutes les voitures de train passant par la porte A passent également par la porte B, ou de vérifier si les employés entrent dans le bâtiment, alors la RFID est une excellente solution qui a été rigoureusement testée et validée.

　　Dans ces cas d’utilisation, la RFID est la plus directement en concurrence avec les codes-barres ou les codes QR. Il présente un avantage évident en permettant la lecture et l’écriture à distance. Les étiquettes RFID actives ou semi-passives peuvent fournir des informations précieuses sur les capteurs. En revanche, les lecteurs associés aux étiquettes passives ne sont pas bon marché, tandis que les étiquettes semi-passives sont très coûteuses et ont une durée de vie limitée.

　　Un type de suivi plus complexe consiste à apprendre la localisation en temps réel de l’actif de suivi. Bien qu’il s’agisse d’un cas d’utilisation relativement récent de la RFID, il existe déjà de nombreuses solutions commerciales sur le marché.

　　Ces programmes fonctionnent de différentes manières. Certaines solutions utilisent la RFID pure pour l’identification des objets, tout en employant une autre technologie pour la mesure de distance. Presque tous ceux qui dépendent entièrement de la RFID utilisent des balises RFID actives. Bien que certaines études aient utilisé des étiquettes RFID passives, le coût des lecteurs passifs et la portée limitée de reconnaissance du système ont empêché leur utilisation commerciale

　　Les systèmes de localisation en temps réel (RTLS) utilisant des étiquettes RFID actives fonctionnent mieux que les technologies concurrentes telles que le Bluetooth, le Bluetooth Low Energy (BLE), le WiFi, les ultrasons et l’ultra-largeur (UWB). La RFID est principalement basée sur le système LANDMARC, qui détermine la localisation en comparant le RSS des tags actifs avec le RSS des tags de référence à des emplacements connus.

　　La RFID a une portée de reconnaissance plus large que la BLE. Comparé aux 70 mètres de BLE, il peut couvrir 1 kilomètre en extérieur. Cela peut être moins critique dans les environnements intérieurs dégagés (comme les murs ou les sols), mais dans les entrepôts ou les granges, la portée de reconnaissance des étiquettes RFID actives permet aux entreprises d’utiliser moins de lecteurs et d’enregistreurs, réduisant ainsi les coûts et minimisant les pannes potentielles.

　　La RFID, en tant que solution de suivi des actifs, présente également certains inconvénients. Comme toutes les solutions basées sur RF/RSSI, il présente des vulnérabilités. Comme les signaux RF peuvent traverser les murs, il est difficile de déterminer de quelle pièce provient le signal. La large bande passante élevée utilisée par les trackers actifs (en particulier les trackers distants) est très sensible aux interférences. De plus, comparés à BLE, les étiquettes et lecteurs sont beaucoup plus chers.

　　La RFID a connu un succès retentissant dans l’ensemble du système hybride. Il permet une identification fiable et peut servir de technologie complémentaire aux systèmes d’information de positionnement reposant sur des ultrasons, des infrarouges ou des ultra-larges bandes

　　Conclusion

　　Actuellement, la technologie RFID ne peut pas fournir de solution indépendante pour le positionnement intérieur. À cet égard, ce n’est pas la seule option. Cependant, dans le cadre d’un système multi-technologie, la RFID a apporté des décennies d’historique fiable en identification au positionnement intérieur.