PAR Benedikt Schrage TechnologieÉtiquettes RFID : des solutions intelligentes pour de multiples domaines d'application
Avec la numérisation, l'automatisation des processus est de plus en plus importante. Cela vaut pour la saisie et le suivi des produits tout au long de leur cycle de vie. La technologie RFID permet la transmission de données sans contact via un signal radio. Découvrez ici en quoi consiste cette technologie RFID et quels sont les intérêts à l'utiliser avec des étiquettes.
Définition : que signifie RFID ?
RFID ist die Abkürzung für „radio frequency identification“ (deutsch: „Identifikation mit Hilfe elektromagnetischer Wellen“). Hierbei handelt es sich um eine Technologie, die das automatische, berührungslose Lokalisieren und Identifizieren von Objekten und Lebewesen mithilfe von Radiowellen ermöglicht. Typische Einsatzgebiete sind:
- la traçabilité des chaînes d'approvisionnement,
- la vérification de l'authenticité des médicaments ou l'obligation d'étiquetage des médicaments,
- la surveillance électronique des processus de remplissage et de transvasement,
- la gestion des marchandises et des stocks et
- Quelles sont vos exigences en matière de vitesse et de volume ?
Un système RFID comprend un transpondeur composé d'une micropuce et d'une antenne soudée, imprimée ou gravée, ainsi qu'un lecteur/enregistreur permettant d'enregistrer ou de lire les informations stockées sur la puce. Le transpondeur est alimenté en énergie nécessaire à l'échange de données par le champ électromagnétique du lecteur (transpondeur passif) ou par une batterie (transpondeur semi-passif ou actif). Le processus de lecture est contrôlé par un logiciel intégré au lecteur et un middleware RFID qui comprend des interfaces vers d'autres systèmes informatiques. Les avantages de cette technologie résident dans sa petite taille et sa discrétion, ainsi que dans le faible coût des étiquettes RFID (parfois quelques centimes seulement).
L'étiquette RFID: un pur concentré d'informations
Les transpondeurs RFID existent dans toutes les formes, tailles, matériaux et couleurs imaginables. Leurs composants électroniques étant très sensibles, ils nécessitent un « emballage » spécifique à l'application qui les protège des contraintes mécaniques, thermiques et/ou chimiques. La forme d'emballage la plus simple est l'étiquette RFID, également appelée label RFID, dans laquelle la puce est protégée par une couche de papier ou un simple film. Pour plus de robustesse, l'électronique RFID est emballée dans une carte laminée. Si cela ne suffit pas, la puce et l'antenne sont moulées dans un boîtier en plastique. La capacité de stockage des transpondeurs varie entre un bit et plusieurs kilo-octets. En fonction de leur capacité, les puces peuvent contenir les informations suivantes :
Outre le simple stockage de données, une étiquette RFID peut contenir d'autres fonctionnalités de puce telles que des autorisations PIN, une protection en écriture, un cryptage du contenu des données ou des fonctions cryptographiques.
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Optimisez vos processus grâce aux étiquettes RFID
L'un des avantages des ondes radio est qu'elles sont capables de traverser les matériaux d'emballage, les étagères, les parois des camions et autres obstacles. De plus, aucune ligne de vue n'est nécessaire pour identifier les objets via les étiquettes RFID. Cela signifie que vous pouvez facilement placer les transpondeurs dans des endroits cachés. Une intégration invisible dans des produits existants est également possible. De plus, vous pouvez enregistrer des objets marqués de manière appropriée en vrac, par exemple lire des palettes complètes en une seule fois. Il est également possible :
- de relier automatiquement les produits aux emballages et aux moyens de transport,
- de régler automatiquement les machines en fonction des paramètres de fabrication du produit entrant,
- d'enregistrer l'étape de fabrication correspondante sur l'étiquette RFID et de réduire ainsi les ruptures de média et les erreurs qui en résultent,
- de localiser les lots défectueux à l'aide de lecteurs manuels, sans avoir à rechercher laborieusement des étiquettes sur chaque emballage imprimé.
Les informations enregistrées sur l'étiquette RFID peuvent être consultées, modifiées, supprimées ou complétées à tout moment sans contact. De plus, chaque transpondeur dispose d'un identifiant unique au monde, ce qui exclut toute confusion et garantit une sécurité élevée contre la contrefaçon.
Fonctionnement et applications des étiquettes RFID
Les étiquettes RFID passives et actives se distinguent tant par leur gamme de fonctions et leur portée que par leur prix. Les transpondeurs passifs ont une durée de vie quasi illimitée, tandis que les transpondeurs actifs ont une durée de vie limitée. Lorsqu'une étiquette RFID passive se trouve dans le champ électromagnétique du lecteur, elle est alimentée en énergie nécessaire à l'échange de données. Comme elle stocke temporairement l'énergie, elle peut être lue ou écrite même après l'interruption du signal d'interrogation.
Les inconvénients des étiquettes RFID sans batterie sont leur portée limitée, de quelques centimètres à environ dix mètres, et leur faible volume de données. Pour les transpondeurs passifs, vous avez le choix entre :
- Transpondeur en lecture seule (lisible uniquement),
- Transpondeur en lecture et écriture (lisible et inscriptible) et
- Écriture unique/lecture multiple (inscriptible une seule fois, lisible plusieurs fois).
Les étiquettes RFID actives peuvent envoyer leurs données de manière autonome grâce à leur propre alimentation électrique. Elles le font soit à un intervalle prédéfini, soit après un « signal de réveil » provenant d'un lecteur. La portée peut atteindre 100 mètres et l'éventail des fonctions est également plus large. Cependant, elles sont nettement plus chères que les étiquettes passives.
Distinction des étiquettes RFID selon les gammes de fréquences
Outre le type d'alimentation électrique de leurs transpondeurs, les systèmes RFID se distinguent par la gamme de fréquences radio utilisée. Les systèmes à basse fréquence (LF) et à haute fréquence (HF) peuvent être utilisés dans le monde entier, tandis qu'il n'existe à ce jour aucune réglementation uniforme concernant les bandes de fréquences et les puissances d'émission des appareils de lecture/écriture dans les systèmes à ultra-haute fréquence (UHF). Les systèmes à micro-ondes ne sont actuellement utilisés qu'aux États-Unis. Toutes les gammes de fréquences ont leurs avantages et leurs inconvénients :
Transfert de données avec des transpondeurs RFID passifs
Le type de transmission de données utilisé pour les étiquettes RFID sans batterie dépend du fait que le système doit fonctionner à courte ou à longue distance. On distingue essentiellement trois types de couplage :
- couplage inductif (courte distance),
- couplage capacitif (courte distance) et
- procédé de rétrodiffusion (longue distance).
Dans le cas du couplage inductif, le lecteur et le transpondeur sont tous deux équipés d'une bobine d'antenne. Le lecteur génère un champ électromagnétique auquel le transpondeur réagit à sa fréquence de résonance. La transmission des données s'effectue soit en mode full duplex, soit en mode half duplex. Le couplage capacitif est notamment utilisé pour des distances de l'ordre du millimètre. Avec cette méthode, la transmission du signal s'effectue via deux conducteurs parallèles isolés l'un de l'autre. Si la charge de l'un change, le champ électrique transmet le changement au second. Dans le procédé par rétrodiffusion, la distance entre l'émetteur et le récepteur est trop grande pour générer une tension suffisante dans le transpondeur via le champ électromagnétique. C'est pourquoi l'antenne du lecteur doit émettre une certaine puissance. Celle-ci est disponible pour le transpondeur sous forme de tension haute fréquence et peut être utilisée (redressée) pour l'alimentation en énergie.
