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Emergences

Lettre d'information n° 40

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Des lectures RFID plus fiables

Les étiquettes RFID sont de petites puces généralement passives qui s'attachent sur à peu près n'importe quel objet et s'activent par une simple onde radio pour permettre la lecture ou l'écriture de données. La radio-identification constitue ainsi l'une des technologies clé de l'Internet des Objets. Elle fonctionne bien en milieu contrôlé. Mais dans la vraie vie, les lecteurs RFID laissent passer un pourcentage significatif d'étiquettes sans les voir. À Rennes, des chercheurs d'Inria et de l'IETR associent leur expertise respective pour améliorer la fiabilité de cette lecture. Comme l'explique le scientifique Paul Couderc, cette collaboration vient de donner naissance à un banc d'essai innovant dont les entreprises peuvent aussi avoir l'usage pour leur R&D.

Les étiquettes RFID sont de petites puces généralement passives qui s'attachent sur à peu près n'importe quel objet et s'activent par une simple onde radio pour permettre la lecture ou l'écriture de données. La radio-identification constitue ainsi l'une des technologies clé de l'Internet des Objets. Elle fonctionne bien en milieu contrôlé. Mais dans la vraie vie, les lecteurs RFID laissent passer un pourcentage significatif d'étiquettes sans les voir. À Rennes, des chercheurs d'Inria et de l'IETR associent leur expertise respective pour améliorer la fiabilité de cette lecture. Comme l'explique le scientifique Paul Couderc, cette collaboration vient de donner naissance à un banc d'essai innovant dont les entreprises peuvent aussi avoir l'usage pour leur R&D.


Pièces détachées dans un entrepôt, vêtements dans une boutique, tournevis dans une boîte à outils... Toutes sortes d'objets peuvent être identifiés grâce à de petites étiquettes RFID. Et ce pour un coût modique. Pourtant, cette technologie prometteuse bute sur un problème agaçant. Quand il s'agit de scanner une multitude d'objets placés pêle-mêle dans une caisse ou un bagage quelconque, bien souvent le lecteur ne parvient pas à les détecter tous. Il laisse passer certains sans les voir. Pourquoi ? “Différents facteurs entrent en jeu, indique Paul Couderc (1). Par exemple, deux étiquettes peuvent, se trouver l'une sur l'autre. Ou alors une étiquette est coincée contre un emballage en feuille d'aluminium, ce qui bloque les ondes. Ou bien encore l'objet est mal orienté par rapport aux antennes.

Le banc de test permet de reproduire fidèlement une grande variété de situations de lecture RFID.Les antennes constituent justement la spécialité de l'institut d'électronique et de télécommunications de Rennes. “Nous avons décidé de collaborer avec l'IETR pour concevoir un banc de test qui nous permettrait de reproduire une grande variété de situations de lectures RFID. Ce nouvel équipement va nous permettre, d'une part, d'étudier les conditions dans lesquelles des difficultés importantes existent et, d'autre part de proposer des solutions, qu'elles soient matérielles ou logicielles.” Le projet a été financé par le laboratoire d'excellence CominLabs dans le cadre du programme gouvernemental sur les investissements d'avenir. Le banc de test se compose d'un rail de 6 m le long duquel se déplace une table rotative où sont placés des objets étiquetés. Ceux-ci vont passer sous un portique équipé de trois blocs mobiles d'antennes. “Ce sont des antennes intelligentes qui savent se reconfigurer pour modifier leur schéma de rayonnement. Elles permettent ainsi ‘d'illuminer’ la scène d'une façon très variée. Nous pouvons également opérer une rotation des objets ou faire avancer la table sur le rail à différentes vitesses.” À tout cela s'ajoute un quatrième bloc d'antennes fixé en bout de rail. Il illumine les étiquettes progressant vers lui. “Ce qui permet notamment d'effectuer des mesures de sensibilité.” Ces expériences sont reproductibles car l'ensemble du dispositif est piloté par ordinateur. Par ailleurs, tout le portique a été modélisé afin d'utiliser la simulation pour l'étude de la propagation des ondes en environnement complexe.

Dans l'état actuel de l'art, le lecteur RFID ne dispose d'aucun moyen pour savoir si, oui ou non, il a bien scanné toutes les étiquettes. C'est ici qu'intervient un élément logiciel clé : une  technologie brevetée d'Inria qui va coupler les étiquettes afin d'inventorier tous les objets d'une façon fiable. “Grâce aux structures de données que nous plaçons sur les étiquettes, nous sommes capables de détecter une situation anormale. Reliées logiquement entre elles, les étiquettes forment un groupe cohérent. Le lecteur RFID sait donc combien il est supposé en voir. Si certaines n'ont pas été lues, il sait combien et lesquelles. Nous pouvons alors reconfigurer les antennes (ou bouger les objets, voire les deux) et refaire une lecture avec de nouveaux paramètres.”

Les données stockées sur une étiquette peuvent aussi renseigner le lecteur sur les difficultés qu'il va rencontrer. “Nous pourrions dire au système : attention, tu as une étiquette près d'un objet en aluminium. Donc configure-toi de telle façon pour la lire au mieux.” La présence d'un objet métallique risque en effet de masquer des voisins. Dans ce cas, le système peut essayer de maximaliser les chances de lecture en reconfigurant les antennes ou déplaçant les objets. Le couplage des étiquettes, quant à lui, utilise une méthode de stockage résilient des données grâce à laquelle l'ensemble des étiquettes forme un espace commun au groupe. L'information stockée résiste ainsi à la perte d'un certain nombre d'étiquettes. Au-delà de l'identification, cette approche innovante va permettre également d'entreposer des renseignements supplémentaires concernant l'objet : plan de montage, conseils de maintenance, procédures de réparation...

Une rencontre en juin

À noter que cet équipement de recherche est aussi accessible à l'industrie. “Dans le cadre d'un projet bilatéral, nous pouvons le mettre à disposition d'une entreprise qui voudrait par exemple qualifier une application, déterminer quelle étiquette choisir, comment placer les étiquettes sur les objets ou quel type de lecteur utiliser. Nous sommes vivement intéressés par les cas d'études fournis par les industriels, que ceux-ci soient concepteurs de solutions RFID ou utilisateurs de ces technologies. D'ailleurs, nous prévoyons d'organiser en juin un atelier-rencontre pour présenter notre banc de test et nos travaux aux professionnels.

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Note :

(1) Paul Couderc est membre de Tacoma, une équipe de recherche inria et Université de Rennes 1, commune à l'Irisa (UMR 6074) spécialisée en  informatique diffuse.