RFID (identification par radiofréquence)

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La RFID (identification par radiofréquence) est une forme de communication sans fil qui intègre l’utilisation du couplage électromagnétique ou électrostatique dans la partie radiofréquence du spectre électromagnétique pour identifier de manière unique un objet, un animal ou une personne. Les cas d’utilisation de la technologie RFID comprennent les soins de santé, la fabrication, la gestion des stocks, l’expédition, la vente au détail et l’utilisation à domicile.

La technologie RFID et la technologie des codes-barres sont utilisées de manière similaire pour le suivi des stocks, mais trois différences importantes font de chacune d’elles un meilleur choix dans certaines situations :

⦁ Les étiquettes RFID ne nécessitent pas de ligne de vue directe pour être lues.

⦁ Les données stockées dans une étiquette RFID peuvent être mises à jour en temps réel. En revanche, les données des codes-barres sont en lecture seule et ne peuvent pas être modifiées.

⦁ Les étiquettes RFID nécessitent une source d’énergie. En revanche, les codes à barres ne nécessitent qu’une source d’énergie pour le lecteur de codes-barres

Comment fonctionne la RFID ?

Chaque système RFID se compose de trois éléments : une antenne de balayage, un émetteur-récepteur et un transpondeur. Lorsque l’antenne de balayage et l’émetteur-récepteur sont combinés, on parle de lecteur ou d’interrogateur RFID. Le lecteur RFID est un dispositif connecté au réseau qui peut être portable ou fixé de manière permanente. Il utilise des ondes de radiofréquence pour transmettre des signaux qui activent l’étiquette. Une fois activée, l’étiquette renvoie une onde à l’antenne, où elle est traduite en données.
Le transpondeur est situé dans l’étiquette RFID elle-même. La portée de lecture des étiquettes RFID varie en fonction de facteurs tels que le type d’étiquette, le type de lecteur, la fréquence RFID et les interférences dans le milieu environnant ou d’autres étiquettes et lecteurs RFID. En général, les étiquettes qui ont une source d’énergie plus puissante ont également une portée de lecture plus longue.

Types d’étiquettes RFID

Les étiquettes RFID sont composées d’un circuit intégré (CI), d’une antenne et d’un substrat. La partie d’une étiquette RFID qui code les informations d’identification est appelée « inlay RFID ».
Il existe deux principaux types d’étiquettes RFID : la RFID active <Lien> et la RFID passive. Une étiquette RFID active possède sa propre source d’énergie, souvent une batterie. Une étiquette RFID passive, en revanche, ne nécessite pas de piles ; elle reçoit plutôt son énergie de l’antenne de lecture, dont l’onde électromagnétique induit un courant dans l’antenne de l’étiquette RFID. Il existe également des étiquettes RFID semi-passives, c’est-à-dire qu’une batterie fait fonctionner le circuit tandis que la communication est alimentée par le lecteur RFID.

La mémoire non volatile intégrée à faible puissance joue un rôle important dans tout système RFID. Les étiquettes RFID contiennent généralement moins de 2 000 Ko de données, y compris un identificateur/numéro de série unique. Les étiquettes peuvent être en lecture seule ou en lecture-écriture, où des données peuvent être ajoutées par le lecteur ou des données existantes peuvent être écrasées.

La portée de lecture des étiquettes RFID varie en fonction de facteurs tels que le type d’étiquette, le type de lecteur, la fréquence RFID et les interférences dans l’environnement ou provenant d’autres étiquettes et lecteurs RFID. En règle générale, les étiquettes RFID actives ont une portée de lecture plus longue que les étiquettes RFID passives en raison de leur source d’énergie plus puissante.

Fréquences RFID

Il existe trois principaux types de systèmes RFID : basse fréquence (LF), haute fréquence (HF) et ultra-haute fréquence (UHF). Des systèmes RFID à micro-ondes sont également disponibles. Les fréquences varient considérablement selon les pays et les régions.

⦁ Les systèmes RFID à basse fréquence vont de 30 à 500 ⦁ kHz, bien que la fréquence typique soit de 125 kHz. Les systèmes RFID à basse fréquence ont des portées de transmission courtes, généralement de quelques centimètres à moins de deux mètres.

⦁ Les systèmes RFID à haute fréquence vont de 3 à 30 ⦁ MHz, la fréquence HF typique étant de 13,56 MHz. La portée standard va de quelques centimètres à plusieurs metres.

⦁ Les systèmes RFID UHF vont de 300 MHz à 960 MHz, avec la fréquence typique de 433 MHz et peuvent généralement être lus à plus de 6 mètres de distance.

⦁ Les systèmes RFID à micro-ondes fonctionnent à 2,45 ⦁ GHz et peuvent être lus à plus de 30 mètres de distance.

La fréquence utilisée dépendra de l’application RFID, les distances réelles obtenues variant parfois considérablement par rapport à ce à quoi on pourrait s’attendre. Par exemple, lorsque le département d’État américain a annoncé qu’il allait délivrer des passeports électroniques munis d’une puce RFID, il a déclaré que les puces ne pourraient être lues qu’à une distance d’environ quatre pouces. Cependant, le Département d’État a rapidement été confronté à des preuves que les lecteurs RFID pouvaient lire les informations des étiquettes RFID à une distance bien supérieure à 4 pouces, certains affirmant même qu’ils se trouvaient à plus de 33 pieds de distance, ce qui prouve que la différence entre la portée annoncée et la portée réelle peut varier énormément.

Si des portées de lecture plus longues sont nécessaires, l’utilisation d’étiquettes particulières avec une puissance supplémentaire peut augmenter les portées de lecture à plus de 90 metres.

Applications et cas d’utilisation de la RFID

La RFID remonte aux années 1940 ; elle a été utilisée plus fréquemment dans les années 1970. Pendant longtemps, cependant, le coût élevé des étiquettes et des lecteurs a interdit une utilisation commerciale généralisée. Le coût du matériel ayant diminué, l’adoption de la RFID a également augmenté.
L’application RFID la plus courante est le suivi et la gestion. Cela comprend le suivi des animaux de compagnie et du bétail, le suivi des stocks et le management de biens, la logistique des cargaisons et de la chaîne d’approvisionnement, et le suivi des véhicules. La RFID peut également être utilisée dans le commerce de détail pour la publicité du service à la clientèle et le contrôle des pertes ; dans la chaine d’approvisionnement pour une meilleure visibilité et une meilleure distribution ; et dans les situations de sécurité pour l’accès control.
De nombreux secteurs utilisent les applications de la RFID, notamment le domaine de la santé, la fabrication, le commerce de détail.

RFID contre codes à barres

L’utilisation de la RFID comme alternative aux codes à barres est de plus en plus répandue. Parmi ses avantages, la RFID peut identifier des objets individuels, des animaux ou des personnes sans ligne de visée directe, elle permet d’identifier de nombreux articles (un millier ou plus) simultanément, et peut scanner des articles à des distances allant de quelques centimètres à quelques mètres selon le type d’étiquette et de lecteur RFID. Le temps de lecture des étiquettes RFID est généralement inférieur à 100 millisecondes.

Les codes à barres, en revanche, exigent une ligne de vue directe et une proximité plus grande qu’une étiquette RFID. Ils sont également plus longs à lire, généralement ½ seconde ou plus par étiquette. Comme les codes à barres représentent un type de produit, contre un objet individuel représenté par une étiquette RFID, il est impossible d’en tirer des informations supplémentaires. En outre, les codes-barres ne sont pas lisibles et, comme ils sont imprimés à l’extérieur de l’objet, leur réutilisation est limitée en raison de l’usure. Les étiquettes RFID sont plus robustes et mieux protégées, souvent dans une housse en plastique. Toutefois, les étiquettes RFID coûtent plus cher qu’un code-barres imprimé

Et la NFC ?

La communication en champ proche (NFC) permet d’échanger des données entre des appareils en utilisant une technologie de communication sans fil à courte portée et à haute fréquence. La NFC combine l’interface d’une carte à puce et d’un lecteur en un seul appareil.

Les défis de la RFID

La RFID est sujette à deux problèmes principaux : la collision des lecteurs et la collision des étiquettes. La collision des lecteurs c’est à dire lorsqu’un signal provenant d’un lecteur RFID interfère avec un second lecteur, peut être évitée en utilisant un protocole anti-collision pour que les étiquettes RFID transmettent à tour de rôle vers leur lecteur approprié.
La collision des étiquettes se produit lorsqu’un trop grand nombre d’étiquettes embrouille un lecteur RFID en transmettant des données en même temps. Le choix d’un lecteur qui recueille les informations des étiquettes une par une permettra d’éviter ce problème.

Sécurité et confidentialité des données RFID

Un problème courant de sécurité ou de protection de la vie privée lié à la RFID est que les données des étiquettes RFID peuvent être lues par toute personne disposant d’un lecteur compatible. En outre, les étiquettes peuvent souvent être lues après que l’article a quitté le magasin ou la chaîne d’approvisionnement. Les étiquettes peuvent également être lues à l’insu de l’utilisateur, et si l’étiquette porte un numéro de série unique, elle peut être associée à un consommateur. Bien qu’il s’agisse généralement d’un problème de protection de la vie privée, dans les milieux militaires ou médicaux, il peut s’agir d’un problème de sécurité nationale ou de vie ou de mort.

Les étiquettes RFID n’ayant pas une grande puissance de calcul, elles sont incapables d’accepter le cryptage, tel qu’il pourrait être utilisé dans un système d’authentification par défi-réponse. Une exception à cette règle est toutefois spécifique aux étiquettes RFID utilisées dans les passeports, le contrôle d’accès de base (BAC). Ici, la puce a une puissance de calcul suffisante pour décoder un jeton crypté du lecteur, prouvant ainsi la validité du lecteur. Au niveau du lecteur, les informations imprimées sur le passeport sont à leur tour scannées par une machine et utilisées pour obtenir une clé pour le passeport. Trois informations sont utilisées – le numéro de passeport, la date de naissance du titulaire du passeport et la date d’expiration du passeport – ainsi qu’un chiffre de contrôle pour chacune de ces trois informations.

Les chercheurs ont souligné que cela signifie que les passeports sont protégés par un mot de passe dont l’entropie est considérablement moins importante que celle qui est normalement utilisée dans le commerce électronique, et que la clé est statique pendant toute la durée de vie du passeport, de sorte qu’une fois qu’une entité a eu un accès unique aux informations imprimées de la clé, le passeport est lisible avec ou sans le consentement du titulaire du passeport jusqu’à son expiration. Le département d’État américain, qui a adopté le système BAC en 2007, a en outre ajouté un matériau anti-écrémage aux passeports électroniques afin d’atténuer la menace de tentatives non détectées de vol des informations personnelles des utilisateurs.

Les normes RFID

Il existe un certain nombre de directives et de spécifications pour la technologie RFID, dont les principales sont l’Organisation internationale de normalisation (ISO), Electronics Product Code Global Incorporated (EPCglobal) et la Commission électrotechnique internationale (CEI).
Chaque fréquence radio est associée à des normes, notamment ISO 14223 et ISO/IEC 18000-2 pour la RFID LF, ISO 15693 et ISO/IEC 14443 pour la RFID HF, et ISO 18000-6C pour la RFID UHF.

Utilisation de la RFID de nouvelle génération

Les systèmes RFID sont de plus en plus utilisés pour soutenir les déploiements de l’internet des objets. La combinaison de cette technologie avec des capteurs intelligents et/ou la technologie GPS permet de transmettre sans fil les données des capteurs, notamment la température, les mouvements et la localisation.