right|frame|Une puce de radio-identification EPC utilisée par Walmart.
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La radio-identification, le plus souvent désignée par le sigle RFID (de l’anglais « »), est une méthode pour mémoriser et récupérer des données à distance en utilisant des marqueurs appelés « radio-étiquettes » (« » ou « » en anglais)legifrance.gouv.fr - décision de la Commission générale de terminologie et de néologie sur le terme français radio-identification, le 9 septembre 2006..
Les radio-étiquettes sont de petits objets, tels que des étiquettes autoadhésives, qui sont collés ou incorporés dans des objets ou produits, et même implantés dans des organismes vivants (animaux, corps humainlefigaro.fr « Le premier homme contaminé par un virus informatique », lefigaro.fr, mai 2010.). Les radio-étiquettes comprennent une antenne associée à une puce électronique qui reçoit et répond aux requêtes radio émises par l’émetteur-récepteur.
Ces puces électroniques contiennent un identifiant et éventuellement des données complémentaires.
Cette technologie d’identification peut être utilisée pour identifier : les objets, comme avec un code-barres (on parle alors d’étiquette électronique) ; les personnes, en étant intégrée dans les passeports, cartes de transport, cartes de paiement (on parle alors de carte sans contact) ; les carnivores domestiques (chats, chiens et furets) dont l'identification RFID est obligatoire dans de nombreux pays, en étant implantée sous la peau. C'est également le cas de manière non obligatoire pour d'autres animaux de travail, de compagnie ou d'élevage commercial (on parle alors de puce sous-cutanée).
Historique thumb|IFF Modèle XAE, le premier système de reconnaissance IFF des États–Unis. thumb|« the thing », dispositif précurseur de la technologie RFID, caché dans un sceau.
La première utilisation du RFID est militaire. Dès 1935, Robert Watson-Watt développe une application destinée à l’armée britannique, pour différencier les avions ennemis des alliés : c'est le système d’identification IFF « Identification friend or foe », qui reste le principe de base utilisé de nos jours pour le contrôle du trafic aérien.
En 1945, Léon Theremin invente un dispositif d’espionnage pour l’Union soviétique, appelé « the thing », qui retransmet les ondes radio incidentes augmentées de l'information audio. Ainsi, ce dispositif assure la fonction d’un microphone sans fil transmettant un signal acoustique sur une onde porteuse RF. Les ondes sonores font vibrer un diaphragme qui modifie légèrement la forme du résonateur, lequel module la fréquence radio réfléchie. Même si ce dispositif est plus un dispositif d'écoute secrète qu'une étiquette d'identification, il est considéré comme un prédécesseur de la RFID parce qu'il est passif, car alimenté et activé par des ondes provenant d'une source extérieure.
Entre 1948 et 1952, H. Stockman et F. L. Vernon écrivent les premiers articles scientifiques sur la RFID. Ces articles sont considérés comme les fondements de la technologie RFID. Harry Stockman a notamment prédit qu' .
Les années 1950 voient le dépôt de plusieurs brevets sur la RFID. En 1952 Donald Harris dépose le premier brevet d’un système de transmission communiquant avec une cible passive. En 1959, J. Vogelman brevète un système communiquant avec une cible qui module le signal radar à travers la variation de la surface équivalente radar d’une antenne (SER).
Dans les années 1960, les applications ont des buts commerciaux. Le premier tag fait son apparition en 1966. Cette première étiquette RFID (1-bit) est développée et commercialisée sous l’acronyme EAS (Electronic Article Surveillance), elle détecte uniquement la présence ou l'absence du tag. Le contrôle d’accès fait l'objet d'autres brevets. La théorie fondamentale sur laquelle s’appuie la RFID est décrite dans plusieurs publications, dont celles de R. Harrington et de J. K. Schindler.
Le dispositif de Mario Cardullo et William Parks, breveté le , est le véritable ancêtre de la RFID moderne.. Il s'agit en effet d'un transpondeur radio passif, alimenté par le signal d'interrogation, et disposant d'une mémoire de 16 bits. Il a été présenté en 1971 à la New York Port Authority et à d'autres utilisateurs éventuels. Le brevet de Cardullo couvre l'utilisation de la radiofréquence, du son et de la lumière comme supports de transmission. L'argumentaire commercial original présenté aux investisseurs en 1969 montre des utilisations dans les domaines des transports (identification des véhicules automobiles, péage automatique, plaque d'immatriculation électronique, manifeste électronique, routage des véhicules, suivi des performances des véhicules), de la banque (chéquier et carte de crédit électroniques), de la sécurité (identification du personnel, portes automatiques, surveillance), et de la santé (identification, antécédents du patient).
Steven Depp, Alfred Koelle et Robert Frayman font une démonstration des étiquettes RFID à puissance réfléchie (rétrodiffusion modulée), à la fois passives et semi-passives, au Laboratoire national de Los Alamos en 1973.. Ils établissent l’expression reliant la puissance réfléchie à la charge de l’antenne, ce qui établit d’un point de vue formel le principe de la modulation du signal rétrodiffusé (ou « modulated backscatter » en anglais) des tags RFID. Le système portatif opère à et utilise des étiquettes 12 bits. Cette technique est employée par la majorité des étiquettes RFID UHFID et micro-ondes d'aujourd'hui..
Le premier brevet associé à l'abréviation RFID est accordé à Charles Walton en 1983.
Les années 1990 marquent le début de la normalisation pour une interopérabilité des équipements RFID.
En 1999, des industriels créent le centre d'identification automatique (Auto-ID Center) au MIT avec l’objectif de standardiser la technologie RFID. Ce centre est fermé en 2003 lorsque les travaux sur le code produit électronique (EPC) sont achevés, et les résultats sont transférés à la EPCglobal Inc. fondée par le Uniform Code Council (UCC) et EAN International, dénommés maintenant GS1 US et GS1.
Depuis 2005, les technologies RFID sont majoritairement utilisées dans les secteurs industriels (aéronautique, automobile, logistique, transport, santé, vie quotidienne, etc.). L’ISO (International Standard Organisation) a participé à la mise en place de normes tant techniques que pratiques, atteignant un haut degré d’interopérabilité voire d’interchangeabilité.
Principe
Un système de radio-identification est composé de deux entités qui communiquent entre elles :
un marqueur, nommé radio-étiquette, tag RFID, ou encore transpondeur (de l'anglais , contraction des mots et ), apposé sur l'élément à identifier et encodant des données numériques ; les données sont lues sans ligne de vue directe, contrairement aux code-barres, avec une détection automatique et avec des distances de lecture supérieures (de quelques cm à selon le type de puces). d’un ou plusieurs lecteurs RFID, appelés aussi interrogateurs, coupleurs, ou station de base.
À ces deux éléments s'ajoute généralement un intergiciel (middleware) ou application hôte, constitué d'un terminal (ordinateurs de supervision), connecté au lecteur, qui exploite les données collectées.
Le système est activé par un transfert d'énergie électromagnétique. Le lecteur agit généralement en maître, il envoie une onde électromagnétique en direction de l'objet à identifier. Il active ainsi le marqueur, qui lui renvoie de l'information.
Le lecteur envoie des requêtes aux tags RFID pour récupérer des données stockées dans leur mémoire. Le tag, généralement télé-alimenté par le signal du lecteur, génère en premier lieu un code identifiant l’objet sur lequel il est déposé. La communication entre les deux entités s'engage. Le lecteur procède à une écriture d’information dans le tag.
thumb|center|upright=2.5|Principe de communication RFID avec une radio-étiquette passive.
Lecteurs Le lecteur est le composant qui coordonne la communication RFID et assure la télé-alimentation des tags dans le cas de la RFID passive. Il est composé d'un module radio fréquence pour la transmission et la réception, d’une unité de contrôle, d’une antenne, et d’une interface pour transmettre les données vers un terminal.
Les lecteurs sont des dispositifs actifs, émetteurs de radiofréquences qui activent les marqueurs qui passent devant eux en leur fournissant à courte distance l’énergie dont ceux-ci ont besoin. Ainsi, le lecteur est constitué d’un circuit qui émet une énergie électromagnétique à travers une antenne, et une énergie électronique, qui reçoit et décode les informations envoyées par les marqueurs, puis les envoie au dispositif de collecte des données. Le lecteur est aussi à même d’écrire du contenu sur les tag RFID. Le lecteur RFID est l’élément responsable de la lecture des étiquettes radiofréquence, de l'écriture de contenu sur les tag RFID si besoin, et de la transmission des informations vers le middleware.
Fréquence La fréquence établit la communication entre la puce et l'antenne. La fréquence varie en fonction du type d’application visé et les performances recherchées :
Basse fréquence ; pour la charge du transpondeur ; pour un , et pour un pour la réponse du transpondeur dans le cas d’une transmission FSK (Texas Instruments ). Les taille et poids réduits des tags sont idéaux pour être d'une part intégrés dans tout type de matériaux (textiles, métaux, plastiques, etc)., et d'autre part pour l'identification du bétail. Grâce aux basses-fréquences la lecture se fait en tout milieu, mais à courte distance (quelques décimètres au maximum).
Haute fréquence (ISO 1-4, ISO 14443B 1-4, ISO 15693-3 et ISO 18000-3), la plus répandue actuellement dans l'industrie et le grand public pour des applications à portée limitée. Ces tags sont particulièrement fins, les antennes boucle pouvant être imprimées ou gravées. Ils sont utilisés pour des applications de logistique et de traçabilité, par exemple dans le transport et l’identité : passeport, badge de transport comme le pass Navigo, badge de ski, cartes sans contact, contrôle d'accès des bâtiments, etc. Cette technologie est à la base des applications NFC (Near Field Communication), de plus en plus fréquentes dans les smartphones. La fréquence autorise une lecture à une distance de l'ordre du mètre, mais elle est sensible à la proximité de métaux ou de liquides.
Ultra haute fréquence Ces fréquences ne sont pas harmonisées dans toutes les régions du monde, variant entre 860 et : aux États-Unis, de à dans l’Union européenne pour l’UHF ( et ISO 18000-6c). Les fréquences et les puissances d’émission dépendent des législations. En conséquence, les tags doivent généralement présenter des bandes passantes importantes qui réduisent leurs performances. Une application est par exemple le suivi des trains.
Supra-haute fréquence ou (micro-ondes) ont des portées de plusieurs mètres, utilisées pour le télépéage notamment. thumb|center|upright=2.5|Bandes autorisées et possibles de fréquences pour les puces RFID communément commercialisées.