RFID (Radio Frequency IDentification)

Principes de communication - Introduction

Rappel

Voici, pour rappel, une représentation basique de la communication entre un transpondeur et une station de base :

Comme nous l'avons déjà étudié, la station de base est composée des outils de codage et décodage des signaux qui vont lui permettre de convertir les données binaires en signaux RF, et vice versa. Elle intègre également les composants de modulation et démodulation qui vont permettre de transmettre les messages RF obtenus en modulant un autre signal radio-fréquence : la porteuse. Nous allons donc décrire les principes de fonctionnement de l'ensemble de ces composants.

Nous avons également énoncé que le transpondeur possède, lui aussi, des outils de modulation/démodulation, inclus dans son interface sans contact, qui lui permettent de réagir aux signaux reçus et de se faire comprendre du lecteur. Nous allons également expliquer ces principes.

Nature de la communication

Le schéma ci-dessus présente deux éléments dans la composition de la communication : tout d'abord, les données qui sont effectivement échangées entre les deux équipements, mais aussi de l'énergie transmise du lecteur vers le transpondeur. Cette énergie est la source d'alimentation utilisée dans le cas de téléalimentation.

Les communications RFID, comme dans la plupart des communications sans fil, sont half-duplex. Cela signifie que chacun des interlocuteurs (ici la station de base et le ou les transpondeurs) communiquent à tour de rôle. Il existe cependant deux modes de communication liés à la présence des deux types d'information transmis :

• simultané : les données et l'énergie sont transmises simultanément au transpondeur,
• non simultané : les données et l'énergie sont fournies alternativement au transpondeur.

Comme dans toute conversation, l'un des deux interlocuteurs doit nécessairement initialiser la communication. Pour cela, il existe deux modes :

• TTF (Tag Talks First) : dans ce mode, le tag annonce sa présence à son arrivée dans le champ d'un lecteur. Ce mode peut poser des conflits lorsque plusieurs tags annoncent leur présence simultanément.
• RTF (Reader Talks First) : dans ce mode, le lecteur interroge constamment son environnement afin de détecter la présence de nouveaux arrivants. Une requête est propagée régulièrement et, lorsqu'un transpondeur entre dans le champ et est capable de répondre, il renvoie une réponse annonçant sa présence.

Bien évidemment, l'utilisation simultanée des deux modes impliquent des conflits importants. Pour ces raisons, il faut veiller à appliquer un mode unique dans des secteurs fermés employant la technologie RFID. Certains pays d'Extrême-Orient ont même complètement bani l'utilisation du mode TTF.

Toute communication RFID est basée sur des protocoles simples ou complexes. Les protocoles permettent, par exemple, d'inclure des mécanismes de gestion de collisions, de sécurisation, d'authentification, etc., en plus du simple mécanisme d'échange des données.

Normes OSI

Devant l'ampleur et l'essor de la technologie, il est devenu nécessaire de standardiser et normaliser la RFID. Des normes ont donc été rédigées dans ce but. ISO/IEC (ISO et International Electrotechnical Commission) ont donc établi la norme 18000 : RFID Air Interface Standards, dont la norme 18000-1 factorise tous les éléments communs à la technologie. Les normes 18000-2 à 18000-7 décrivent les standards pour chaque fréquence ou gamme de fréquence utilisée en RFID. Pour chacune de ces normes, il existe des spécifications propres aux algorithmes et méthodes de fonctionnement de la communication des fréquences concernées.

Le modèle OSI défini en RFID présente les couches suivantes :

Le medium correspond au milieu de propagation de la communication, ici l'air.