DISPOSITIF DE RADIO IDENTIFICATION RADIO IDENTIFICATION DEVICE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de radio identification ou dispositif d'identification RFID (acronyme de Radio Frequency Identification qui signifie en français radio-identification) apte à être fixé à un objet à identifier. The present invention relates to a radio identification device or RFID identification device (acronym for Radio Frequency Identification which means in French radio-identification) adapted to be attached to an object to be identified.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION
Dans le domaine des dispositifs d'identification RFID, des étiquettes In the field of RFID identification devices, labels
RFID sont classiquement utilisées couramment pour l'identification, le suivi et la gestion d'objets. Ces étiquettes comportent généralement une puce électronique RFID connectée à une antenne formée par une boucle magnétique. On parle alors d'étiquettes RFID magnétiques. RFIDs are commonly used routinely for identifying, tracking, and managing objects. These tags generally include an RFID chip connected to an antenna formed by a magnetic loop. This is called magnetic RFID tags.
Les dispositifs utilisant la technologie RFID permettent ainsi une gestion automatisée plus fiable et plus rapide d'objets dans de nombreux domaines. Devices using RFID technology thus enable more reliable and faster automated management of objects in many areas.
Cependant, il existe des domaines où l'utilisation de telles étiquettes magnétiques RFID est limitée. Cette limitation est souvent due à la nature des objets à identifier ou à l'environnement dans lequel se trouvent ces objets. However, there are areas where the use of such RFID magnetic tags is limited. This limitation is often due to the nature of the objects to be identified or the environment in which these objects are located.
Dans le domaine de la gestion d'objets tels que des chaussures des instruments chirurgicaux, des chariots ou encore des paires de lunettes, leur utilisation est limitée en raison des perturbations engendrées par les métaux constituant ces objets sur la propagation des ondes radiofréquences, des difficultés rencontrées lors de l'intégration de ces étiquettes dans ces objets, par exemple à cause de la taille de l'étiquette, et de la nature de l'étiquette à intégrer qui peut alors avoir une portée de lecture réduite du fait de contraintes structurelles liées à l'objet. In the field of the management of objects such as shoes surgical instruments, trolleys or pairs of glasses, their use is limited because of the disturbances caused by the metals constituting these objects on the propagation of radio waves, difficulties encountered during the integration of these labels in these objects, for example because of the size of the label, and the nature of the label to integrate which can then have a reduced reading range due to structural constraints related to the object.
L'étiquette est alors disposée au mieux sur ledit objet pour pallier à ces inconvénients. La portée de ces étiquettes reste toutefois limitée. Pour
augmenter celle-ci, il est connu de rajouter une antenne, dite antenne secondaire, sur ledit objet, cette antenne secondaire étant couplée à l'antenne de l'étiquette. The label is then arranged at best on said object to overcome these disadvantages. The scope of these labels is however limited. For to increase it, it is known to add an antenna, called secondary antenna, on said object, this secondary antenna being coupled to the antenna of the tag.
Cependant, les parties métalliques des objets peuvent toujours engendrer des perturbations radiofréquence. Par ailleurs, la fabrication de l'antenne secondaire engendre un surcoût du dispositif. However, metal parts of objects can still cause radio frequency disturbances. Moreover, the manufacture of the secondary antenna generates an additional cost of the device.
La présente invention propose une solution visant à pallier tout ou partie des inconvénients de l'état de l'art. RESUME DE L'INVENTION The present invention provides a solution to overcome all or part of the disadvantages of the state of the art. SUMMARY OF THE INVENTION
Selon l'invention, on propose de se servir des parties métalliques ou conductrices de l'objet comme antenne secondaire pour améliorer la portée de l'étiquette. According to the invention, it is proposed to use the metal or conductive parts of the object as a secondary antenna to improve the range of the label.
L'invention concerne un dispositif de radio-identification de type sans contact apte à être fixé sur un objet à identifier, ledit dispositif comprenant The invention relates to a non-contact type radio-identification device capable of being fixed on an object to be identified, said device comprising
- un module comportant au moins une puce électronique et au moins une antenne électrique et/ou magnétique, dite antenne primaire, destinée à alimenter en signaux ladite au moins une puce électronique, a module comprising at least one electronic chip and at least one electrical and / or magnetic antenna, called a primary antenna, intended to supply said at least one electronic chip with signals,
- une antenne électrique et/ou magnétique, dite antenne secondaire, remarquable en ce que ladite antenne secondaire est un élément conducteur constitutif dudit objet ou est réalisée en modifiant un élément constitutif dudit objet, ladite antenne secondaire étant couplée, sans connexion électrique, à ladite antenne primaire. an electrical and / or magnetic antenna, called a secondary antenna, remarkable in that said secondary antenna is a conductive element constituting said object or is made by modifying a constituent element of said object, said secondary antenna being coupled, without electrical connection, to said primary antenna.
Ainsi, selon l'invention, on utilise un élément conducteur de l'objet à identifier comme antenne secondaire. Cette dernière est couplée électromagnétiquement à l'antenne primaire. Cet élément conducteur peut être un élément constitutif de l'objet, par exemple une branche métallique d'une paire de lunettes, ou bien être un élément constitutif modifié dudit objet, par exemple une fente dans une plaque métallique d'un objet. Un
élément constitutif de l'objet à identifier est donc partie intégrante du dispositif de radio-identification. Thus, according to the invention, a conductive element of the object to be identified is used as a secondary antenna. The latter is electromagnetically coupled to the primary antenna. This conductive element may be a constituent element of the object, for example a metal arm of a pair of spectacles, or may be a modified component of said object, for example a slot in a metal plate of an object. A constituent element of the object to be identified is therefore an integral part of the radio-identification device.
De préférence, le module est positionné à proximité de l'antenne secondaire pour permettre le meilleur couplage électromagnétique possible entre ladite antenne primaire et ladite antenne secondaire. Preferably, the module is positioned near the secondary antenna to allow the best possible electromagnetic coupling between said primary antenna and said secondary antenna.
En variante ou en complément, le module est positionné par rapport à ladite antenne secondaire pour adapter la résistance mécanique et/ou chimique et/ou thermique et/ou radioélectrique du dispositif aux dépens de couplage électromagnétique. Alternatively or in addition, the module is positioned relative to said secondary antenna to adapt the mechanical strength and / or chemical and / or thermal and / or radio device at the expense of electromagnetic coupling.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comporte en outre des moyens de fixation dudit module audit objet. Le module est par exemple collé sur ledit objet. According to a particular embodiment of the invention, the device further comprises means for fixing said module to said object. The module is for example glued to said object.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le module est disposé dans un étrier destiné à fixer ledit module à l'objet, ledit étrier formant alors une antenne intermédiaire couplée d'une part à l'antenne primaire du module et d'autre part à l'antenne secondaire de l'objet. According to a particular embodiment of the invention, the module is disposed in a stirrup for fixing said module to the object, said stirrup thus forming an intermediate antenna coupled on the one hand to the primary antenna of the module and to secondly to the secondary antenna of the object.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les dimensions du module sont très inférieures aux dimensions de l'élément conducteur, formant l'antenne secondaire, de l'objet de sorte que la fixation du module à l'objet ne modifie pas les caractéristiques mécaniques de l'objet. Le module est par exemple rigide et l'élément conducteur, formant l'antenne secondaire, est flexible. La petite taille du module permet à celui-ci, bien que rigide, de ne pas atténuer de façon sensible le caractère flexible de l'antenne secondaire. According to a particular embodiment of the invention, the dimensions of the module are much smaller than the dimensions of the conductive element, forming the secondary antenna, of the object so that the attachment of the module to the object does not change. the mechanical characteristics of the object. The module is for example rigid and the conductive element, forming the secondary antenna, is flexible. The small size of the module allows it, although rigid, not to significantly mitigate the flexible nature of the secondary antenna.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'antenne secondaire est déformable et présente des caractéristiques électromagnétiques qui dépendent de la déformation appliquée l'antenne secondaire. According to a particular embodiment of the invention, the secondary antenna is deformable and has electromagnetic characteristics which depend on the deformation applied to the secondary antenna.
Avantageusement, l'antenne primaire du module présente une surface comprise entre 1 mm2 et 1000 cm2, de préférence entre 4 mm2 et 400 mm2, et une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 5 mm, de préférence entre 0,2
mm et 2 mm. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la puce électronique et l'antenne primaire couplée à l'antenne secondaire sont aptes à recevoir et/ou émettre des signaux dans au moins l'une quelconque des bandes de fréquences suivantes: Advantageously, the primary antenna of the module has an area of between 1 mm 2 and 1000 cm 2 , preferably between 4 mm 2 and 400 mm 2 , and a thickness of between 0.2 mm and 5 mm, preferably between 0, 2 mm and 2 mm. According to a particular embodiment of the invention, the electronic chip and the primary antenna coupled to the secondary antenna are able to receive and / or transmit signals in at least one of the following frequency bands:
a bande de fréquences compr se entre 120 KHz et 135 KHz; a frequency band between 120 KHz and 135 KHz;
a bande de fréquences compr se entre 6,765 MHz et 6,795 MHz; a bande de fréquences compr se entre 13,553 MHz et 13,567 MHz; a bande de fréquences compr se entre 26,957 MHz et 27,283 MHz; a bande de fréquences compr se entre 40,660 MHz et 40,700 MHz; a bande de fréquences compr se entre 433,050 MHz et 434,790 MHz; a bande de fréquences compr se entre 865,6MHz et 867,6MHz; a frequency band between 6.765 MHz and 6.795 MHz; a frequency band between 13,553 MHz and 13,567 MHz; a frequency band between 26.957 MHz and 27.283 MHz; a frequency band between 40.660 MHz and 40.700 MHz; a frequency band between 433.050 MHz and 434.790 MHz; a frequency band between 865.6 MHz and 867.6 MHz;
a bande de fréquences compr se entre 840,5 MHz et 844,5 MHz; a bande de fréquences compr se entre 902 MHz et 928 MHz; a frequency band between 840.5 MHz and 844.5 MHz; a frequency band between 902 MHz and 928 MHz;
a bande de fréquences compr se entre 952 MHz et 952,6 MHz; a frequency band between 952 MHz and 952.6 MHz;
a bande de fréquences compr se entre 2,4 GHz et 2,5 GHz; a frequency band between 2.4 GHz and 2.5 GHz;
a bande de fréquences compr se entre 5,725 GHz et 5,875 GHz; a bande de fréquences compr se entre 24 GHz et 24,25 GHz; a frequency band between 5.725 GHz and 5.875 GHz; a frequency band between 24 GHz and 24.25 GHz;
a bande de fréquences compr se entre 61 GHz et 61 ,5 GHz; a frequency band between 61 GHz and 61.5 GHz;
a bande de fréquences compr se entre 122 GHz et 123 GHz; et a bande de fréquences compr ise entre 244 GHz et 246 GHz. a frequency band between 122 GHz and 123 GHz; and a frequency band between 244 GHz and 246 GHz.
Le dispositif de radio-identification de l'invention peut avoir diverses applications. L'élément conducteur formant l'antenne secondaire est par exemple l'un des éléments suivants: The radio-identification device of the invention can have various applications. The conducting element forming the secondary antenna is for example one of the following elements:
- une partie conductrice d'un instrument chirurgical ou d'un outillage ou d'un appareil électronique; - a conductive part of a surgical instrument or a tool or an electronic device;
- une branche conductrice d'une paire de lunettes; - a conductive branch of a pair of glasses;
- une plaque d'identification métallique munie d'une fente; a metal identification plate provided with a slot;
- un cambrion ou talon métallique d'une chaussure; - a shank or metallic heel of a shoe;
- une armature conductrice de soutien-gorge; - a conductive bra frame;
- une partie conductrice d'un bagage,
- une excroissance métallique ou une fente dans une jante de pneu;- a conductive part of a piece of luggage, - a metal protrusion or a slot in a tire rim;
- une partie métallique dans le col d'une bouteille; - a metal part in the neck of a bottle;
- un fil métallique dans un cordon d'une étiquette de bagage; - a wire in a drawstring of a luggage tag;
- une partie métallique d'une bouteille de gaz; - a metal part of a gas cylinder;
- une partie métallique d'une prothèse métallique; - a metal part of a metal prosthesis;
- une partie métallique d'un pneu; - a metal part of a tire;
- une partie métallique, formant déjà antenne, d'un appareil électronique. a metal part, already forming an antenna, of an electronic device.
Le dispositif de l'invention peut ainsi servir à effectuer la gestion d'objets au moment de leur production (suivi en production) ou de leur commercialisation (inventaire en entrepôt ou en magasin). The device of the invention can thus be used to perform the management of objects at the time of their production (production monitoring) or their marketing (inventory in warehouse or in store).
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs : Other advantages and characteristics of the invention will appear better on reading the description of a preferred embodiment which will follow, with reference to the accompanying drawings, carried out as indicative and non-limiting examples:
- La Fig.1 représente une vue schématique détaillée d'un premier module utilisable dans le dispositif selon l'invention ; - Fig.1 shows a detailed schematic view of a first module used in the device according to the invention;
- La Fig.2 représente une vue schématique détaillée d'un deuxième module utilisable dans le dispositif selon l'invention ; FIG. 2 represents a detailed schematic view of a second module that can be used in the device according to the invention;
- La Fig.3 représente une vue éclatée d'une semelle et d'un cambrion d'une chaussure, ledit cambrion étant munie du module de la Fig.2 de manière à former un dispositif de radio-identification conforme à l'invention; 3 represents an exploded view of a sole and a shank of a shoe, said shank being provided with the module of FIG. 2 so as to form a radio-identification device according to the invention;
- La Fig.4 représente une vue schématique d'une paire de ciseaux chirurgicaux munie du module de la Fig.1 ; - Fig.4 shows a schematic view of a pair of surgical scissors provided with the module of Fig.1;
- La Fig.5 représente une vue schématique d'une paire de lunettes munie du module de la Fig.1 .
- La Fig.6 représente une vue schématique d'une plaque d'identification munie d'une fente et d'un module conforme au module de la Fig.1 , l'ensemble formant un dispositif conforme à l'invention; - Fig.5 shows a schematic view of a pair of glasses provided with the module of Fig.1. - Figure 6 shows a schematic view of an identification plate provided with a slot and a module according to the module of Fig.1, the assembly forming a device according to the invention;
- La Fig.7 représente une vue schématique d'un chariot muni d'une plaque d'identification conforme à la Fig.6; - Fig.7 shows a schematic view of a carriage with an identification plate according to Fig.6;
- La Fig.8 représente une vue en perspective illustrant la mise en place du module de la Fig.1 dans un étrier; et - Fig.8 shows a perspective view illustrating the introduction of the module of Fig.1 in a stirrup; and
- la Fig.9 représente le module dans l'étrier. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION. - Fig.9 shows the module in the stirrup. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Selon l'invention, il est proposé d'utiliser un élément conducteur de l'objet à identifier pour former l'antenne secondaire qui est couplé à l'antenne du module RFID. According to the invention, it is proposed to use a conductive element of the object to be identified to form the secondary antenna which is coupled to the antenna of the RFID module.
La Fig.1 représente une vue schématique d'un module RFID 1 rigide comprenant une puce électronique 2 connectée à une antenne, dite antenne primaire 3, de type magnétique. L'antenne 3 comporte une boucle métallique réalisée sur un support ou substrat 4 rigide. L'antenne 3 est connectée à deux bornes de la puce 2, laquelle est fixée au substrat 4 par collage, soudure ou autres moyens équivalents. L'ensemble est disposé dans un boîtier non représenté sur la figure. FIG. 1 represents a schematic view of a rigid RFID module 1 comprising an electronic chip 2 connected to an antenna, called a primary antenna 3, of magnetic type. The antenna 3 comprises a metal loop made on a support or rigid substrate 4. The antenna 3 is connected to two terminals of the chip 2, which is fixed to the substrate 4 by bonding, soldering or other equivalent means. The assembly is arranged in a housing not shown in the figure.
La Fig.2 représente une vue schématique d'un autre module RFID 10 flexible comprenant une puce électronique 20 rigide de petite taille (inférieure à 1 cm2) connectée à une antenne primaire 30 de type magnétique comportant une seule boucle métallique. Cette boucle est réalisée sur un support 40 souple, la puce électronique 20 étant connectée par deux bornes à la boucle métallique. La puce 20 est connectée au support 40 par des moyens appropriés, par exemple par soudure à la boucle magnétique. Ce support peut être adhésif sur l'une de ses faces pour fixer le module sur un objet.
Pour améliorer la portée des ces modules RFID et diminuer le coût du dispositif, on propose selon l'invention de coupler l'antenne primaire du module à un élément conducteur de l'objet sur le module doit être placé, ledit élément conducteur formant alors une antenne, dite antenne secondaire, couplée à l'antenne primaire du module. Cette invention est décrite dans la suite de la description au travers de multiples exemples d'application. Fig.2 shows a schematic view of another flexible RFID module 10 comprising a small rigid (less than 1 cm 2 ) rigid electronic chip 20 connected to a magnetic type primary antenna 30 having a single metal loop. This loop is performed on a flexible support 40, the electronic chip 20 being connected by two terminals to the metal loop. The chip 20 is connected to the support 40 by appropriate means, for example by welding to the magnetic loop. This support can be adhesive on one of its faces to fix the module on an object. To improve the range of these RFID modules and reduce the cost of the device, it is proposed according to the invention to couple the primary antenna module to a conductive element of the object on the module must be placed, said conductive element then forming a antenna, called secondary antenna, coupled to the primary antenna of the module. This invention is described in the following description through multiple application examples.
En référence à la Fig.3, le module 10 est disposé sur le cambrion 50 métallique d'une chaussure. Cette pièce métallique, qui est présente dans l'épaisseur de semelage de la chaussure, a généralement pour fonction de soutenir la voûte plantaire et de conserver la cambrure de la chaussure. Selon l'invention, on s'en sert comme antenne secondaire pour le module 10. Le cambrion constitue en effet un dipôle électrique apte à former une antenne électrique pour le module. With reference to FIG. 3, the module 10 is disposed on the metal shank 50 of a boot. This metal piece, which is present in the sole thickness of the shoe, generally has the function of supporting the arch and maintain the arch of the shoe. According to the invention, it is used as a secondary antenna for the module 10. The shank is indeed an electric dipole able to form an electrical antenna for the module.
Mais, pour être utilisable comme antenne secondaire aux fréquences de radio-identification, l'élément conducteur doit bien entendu avoir des caractéristiques minimales. Il doit être conducteur électriquement. Il peut donc être réalisé en un matériau électriquement conducteur, par exemple du métal ou du carbone. Dans l'exemple de la Fig.3, le cambrion est métallique. But, to be used as a secondary antenna at radio-identification frequencies, the conductive element must of course have minimum characteristics. It must be electrically conductive. It can therefore be made of an electrically conductive material, for example metal or carbon. In the example of Fig.3, the shank is metallic.
Cet élément conducteur doit par ailleurs être capable de capter les signaux de radio-identification. Dans cas du cambrion, l'élément conducteur est un dipôle électrique. Ce dipôle électrique est un circuit ouvert qui capte le champ électrique, en opposition à une boucle magnétique qui est un circuit fermé. Sa longueur est avantageusement de l'ordre d'une demi-longueur d'onde des signaux de radio-identification (environ 15 cm à 900 MHz), ce qui est le cas du cambrion. Son épaisseur est avantageusement supérieure ou égale à l'épaisseur de peau à la fréquence considérée (2μηη à 900MHz+/- 60MHz bande UHF ISM). Par ailleurs, le module est de préférence placé au milieu de ce dipôle électrique, à l'endroit où le courant est maximal, comme montré sur la Fig.3. A noter que le dipôle électrique n'est pas
nécessairement rectiligne mais peut comporter des zigzags ou méandres. Il a alors l'avantage d'être plus compact. This conductive element must also be capable of receiving the radio-identification signals. In the case of the shank, the conductive element is an electric dipole. This electric dipole is an open circuit that picks up the electric field, in opposition to a magnetic loop which is a closed circuit. Its length is advantageously of the order of half a wavelength of the radio-identification signals (approximately 15 cm at 900 MHz), which is the case of the shank. Its thickness is advantageously greater than or equal to the skin thickness at the frequency considered (2μηη at 900MHz +/- 60MHz UHF ISM band). Moreover, the module is preferably placed in the middle of this electric dipole, at the point where the current is maximum, as shown in FIG. Note that the electric dipole is not necessarily straight but may have zigzags or meanders. It has the advantage of being more compact.
La Fig.4 illustre un autre exemple d'application où l'élément conducteur formant antenne secondaire est un dipôle électrique. Dans cet exemple, le module RFID 1 est fixé sur un des ciseaux d'une paire de ciseaux chirurgicaux 60. Il est fixé au ciseau au moyen d'une fixation à glissière qui peut être métallique. Ce ciseau sert alors d'antenne secondaire au module RFID. Fig.4 illustrates another example of application where the secondary antenna conductor element is an electric dipole. In this example, the RFID module 1 is attached to one of the scissors of a pair of surgical scissors 60. It is fixed to the chisel by means of a slide fastener which may be metallic. This chisel then serves as a secondary antenna to the RFID module.
La Fig.5 illustre une autre application où l'élément conducteur formant antenne secondaire est également un dipôle électrique. Dans cet exemple, le module RFID avec antenne primaire est disposé sur une branche métallique 71 d'une paire de lunettes 70. Fig.5 illustrates another application where the conductive element forming a secondary antenna is also an electric dipole. In this example, the RFID module with primary antenna is disposed on a metal arm 71 of a pair of spectacles 70.
L'élément conducteur formant l'antenne secondaire n'est pas nécessairement un élément filaire comme dans les exemples des Figs. 3 à 5. L'élément conducteur peut être par exemple être une antenne à fente. L'élément conducteur peut alors se présenter sous la forme d'une plaque métallique comportant une fente, cette fente étant initialement présente dans la plaque ou étant réalisée plus tard pour former l'antenne secondaire. The conductive element forming the secondary antenna is not necessarily a wire element as in the examples of FIGS. 3 to 5. The conductive element may for example be a slot antenna. The conductive element can then be in the form of a metal plate having a slot, this slot being initially present in the plate or being made later to form the secondary antenna.
Ce cas est illustré par les Figs.6 et 7. Dans ces figures, le module RFID est disposé sur une plaque d'identification métallique 81 d'un objet. Cet objet est par exemple un chariot 80 tel qu'illustré à la Fig.7. La plaque d'identification 81 est partie intégrante dudit objet 80. Elle comporte par exemple un numéro d'identification 82 gravé pour une identification visuelle. Selon l'invention, on modifie un élément constitutif de l'objet, à savoir la plaque d'identification, pour la transformer en antenne secondaire. Dans le cas présent, on réalise une fente 83 dans la plaque de manière à créer une antenne à fente qui va servir d'antenne secondaire pour le module RFID placé à l'une des extrémités de la fente. La longueur de la fente est avantageusement de l'ordre d'un quart de longueur d'onde des signaux de radio-identification (7,5 cm pour un signal à 900 MHz) et le module RFID est
placé à l'une de ses extrémités, point où le courant est maximal et où le couplage électromagnétique entre l'antenne primaire et l'antenne secondaire est le plus fort. This case is illustrated by FIGS. 6 and 7. In these figures, the RFID module is disposed on a metal identification plate 81 of an object. This object is for example a carriage 80 as illustrated in FIG. The identification plate 81 is an integral part of said object 80. It comprises, for example, an identification number 82 engraved for a visual identification. According to the invention, a constituent element of the object, namely the identification plate, is modified to transform it into a secondary antenna. In this case, a slot 83 is made in the plate so as to create a slot antenna which will serve as a secondary antenna for the RFID module placed at one of the ends of the slot. The length of the slot is advantageously of the order of a quarter of a wavelength of the radio-identification signals (7.5 cm for a signal at 900 MHz) and the RFID module is placed at one of its ends, point where the current is maximum and where the electromagnetic coupling between the primary antenna and the secondary antenna is the strongest.
Dans ces exemples (Figs.3 à 7), l'antenne primaire est une antenne magnétique (boucle magnétique du module) et l'antenne secondaire est électrique (dipôle électrique). Mais, d'une manière plus générale, l'antenne primaire peut être électrique ou magnétique de même que l'antenne secondaire. In these examples (Figs.3 to 7), the primary antenna is a magnetic antenna (magnetic loop of the module) and the secondary antenna is electric (electric dipole). But, more generally, the primary antenna can be electric or magnetic as well as the secondary antenna.
De même, dans ces exemples, le module 1 ou 10 est positionné par rapport à l'antenne pour permettre un couplage électromagnétique optimal entre l'antenne primaire du module et l'antenne secondaire (module placé au milieu d'un dipôle diélectrique ayant une longueur de λ/2 ou module placé à l'extrémité d'une antenne à fente de longueur λ/4). Il est par ailleurs à noter que, pour obtenir ce couplage électromagnétique, il n'y a pas besoin de connexion électrique entre l'antenne primaire et l'antenne secondaire. Similarly, in these examples, the module 1 or 10 is positioned relative to the antenna to allow optimum electromagnetic coupling between the primary antenna of the module and the secondary antenna (module placed in the middle of a dielectric dipole having a length of λ / 2 or module placed at the end of a slot antenna of length λ / 4). It should also be noted that in order to obtain this electromagnetic coupling, there is no need for an electrical connection between the primary antenna and the secondary antenna.
Dans d'autres applications, il peut être plus important de garantir la résistance ou tenue mécanique de l'ensemble formé du module et de l'antenne secondaire ou sa résistance chimique ou thermique. Le module est alors positionné sur ledit objet à un endroit où le couplage électromagnétique entre l'antenne primaire et l'antenne secondaire n'est pas maximale. Dans le cas d'un objet comprenant un dipôle électrique formant antenne secondaire et ayant une longueur proche de λ/2, le module peut être fixé en un point éloigné du milieu du dipôle électrique pour améliorer la résistance mécanique du dispositif car le point milieu du dipôle électrique peut dans certains cas constituer un point vulnérable de l'objet. Le couplage entre les deux antennes étant réduit, la portée de lecture du dispositif RFID sera alors réduite. Par exemple, dans le cas des ciseaux chirurgicaux, le module peut être décalé par rapport au milieu du ciseau, à un endroit où la fixation du module sur le ciseau sera plus résistante. On peut éventuellement ajuster la portée de lecture en faisant varier la position du module par rapport au point
de courant maximal (point milieu dans le cas d'un dipôle de longueur λ/2 et point d'extrémité dans le cas d'une fente de longueur λ/4). In other applications, it may be more important to guarantee the resistance or mechanical strength of the assembly formed by the module and the secondary antenna or its chemical or thermal resistance. The module is then positioned on said object at a location where the electromagnetic coupling between the primary antenna and the secondary antenna is not maximum. In the case of an object comprising an electric dipole forming a secondary antenna and having a length close to λ / 2, the module can be fixed at a point remote from the middle of the electric dipole to improve the mechanical strength of the device because the midpoint of the electric dipole can in some cases constitute a vulnerable point of the object. The coupling between the two antennas being reduced, the reading range of the RFID device will be reduced. For example, in the case of surgical scissors, the module may be shifted relative to the center of the chisel, at a point where the attachment of the module on the chisel will be more resistant. It is possible to adjust the reading range by varying the position of the module with respect to the point maximum current (midpoint in the case of a dipole length λ / 2 and end point in the case of a slot length λ / 4).
Si le positionnement du module RFID à proximité de l'élément conducteur de l'objet s'avère difficile parce que, par exemple, l'élément conducteur est recouvert de matière plastique, on peut aussi prévoir de rajouter des structures résonantes intermédiaires. Ces structures vont permettre, malgré la distance entre le module RFID et l'élément conducteur, de les coupler. If the positioning of the RFID module near the conductive element of the object proves difficult because, for example, the conductive element is covered with plastic, it is also possible to add intermediate resonant structures. These structures will allow, despite the distance between the RFID module and the conductive element, to couple them.
L'ajout de structures résonantes permet de coupler le module RFID contenant ou pas un circuit intégré RFID à l'élément conducteur rayonnant de l'objet. Les SCMR (pour Strongly Coupled Magnetic Resonator en langue anglaise) ou circuits magnétiques résonants fortement couplés en Français permettent de coupler deux circuits à des fréquences LF, HF et VHF avec une efficacité de 90% à 85MHz. Ce type de circuit est décrit dans le document intitulé "Wireless Powering Based on Strongly Coupled Magnetic Résonance with SRR Eléments" IEEE Hao Hu, Stavros V. Georgakopoulos, Department of Electrical and Computer Engineering, Florida International University. A ces fréquences, ils sont formés d'éléments répartis discrets L- C. Ces circuits résonants intermédiaires permettent ainsi de coupler le module RFID rigide ou souple à l'élément conducteur de l'objet même si ces derniers venaient à devoir être séparés pour des raisons pratiques et incontournables dues à l'application. The addition of resonant structures makes it possible to couple the RFID module containing or not an RFID integrated circuit to the radiating conductive element of the object. SCMR (for Strongly Coupled Magnetic Resonator) or resonant magnetic circuits strongly coupled in French allow to couple two circuits at frequencies LF, HF and VHF with a 90% efficiency at 85MHz. This type of circuit is described in the document entitled "Wireless Powering Based on Strongly Coupled Magnetic Resonance with SRR Elements" IEEE Hao Hu, Stavros V. Georgakopoulos, Department of Electrical and Computer Engineering, Florida International University. At these frequencies, they are formed of discrete distributed elements L- C. These intermediate resonant circuits thus make it possible to couple the rigid or flexible RFID module to the conductive element of the object even if the latter had to be separated for practical and unavoidable reasons due to the application.
On peut également envisager d'employer des circuits SRR (pour Split Ring Resonator en langue anglaise) pour permettre ce couplage. Les SRR sont des motifs en méta-matériaux dont les dimensions sont de quelques centimètres de côté pour les fréquences UHF. Le périmètre du motif est rectangulaire ou circulaire et de longueur proche de λ/2. Ces circuits permettent de concentrer fortement et localement le champ électromagnétique et ainsi améliorer le couplage entre l'élément conducteur
de l'objet et le module RFID si ces deux éléments venaient à être trop distants l'un de l'autre pour fonctionner efficacement. It is also possible to use SRR (Split Ring Resonator) circuits to enable this coupling. SRRs are metamaterial patterns with dimensions of a few centimeters on the side for UHF frequencies. The perimeter of the pattern is rectangular or circular and of length close to λ / 2. These circuits make it possible to focus the electromagnetic field strongly and locally and thus improve the coupling between the conductive element of the object and the RFID module if these two elements were to be too distant from each other to function effectively.
Comme indiqué précédemment, le module RFID peut être fixé sur l'objet. Les moyens de fixation utilisés peuvent être divers: fixation par collage, cloutage, couture, encapsulation dans l'objet, vissage, clippage par étrier ou glissière. As indicated above, the RFID module can be attached to the object. The fixing means used may be various: fixing by gluing, nailing, sewing, encapsulation in the object, screwing, clipping by stirrup or slide.
Dans l'exemple du cambrion, le module est par exemple collé dans une cavité usinée dans la semelle de la chaussure de manière à être disposé tangentiellement par rapport au cambrion de la chaussure. Dans l'exemple des lunettes, le module est également collé sur la branche de lunettes. De même, dans l'exemple de la plaque d'identification, le module RFID est collé à l'une des extrémités de la fente 83. In the example of the shank, the module is for example glued into a machined cavity in the sole of the shoe so as to be arranged tangentially relative to the shank of the shoe. In the example of the glasses, the module is also glued on the glasses branch. Similarly, in the example of the identification plate, the RFID module is glued to one end of the slot 83.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention illustré aux Figs. 7 et 8, ce moyen de fixation peut être un étrier 90 dans lequel est inséré le module 1 . L'étrier forme alors une antenne intermédiaire couplée d'une part à l'antenne primaire du module et 1 d'autre part à l'antenne secondaire de l'objet. L'étrier est fixé par tout moyen à l'objet, par collage, par soudage,... On peut également utiliser des pattes 91 présentes sur l'étrier. Il est possible de multiplier les antennes intermédiaires pour coupler l'antenne primaire à l'antenne secondaire. Dans certaines applications, les dimensions du module sont très inférieures aux dimensions de l'élément conducteur, formant antenne secondaire, de l'objet de sorte que la fixation du module à l'objet ne modifie en rien les caractéristiques mécaniques de l'objet. Dans la bande UHF, le module 1 ou 10 se présente par exemple sous la forme d'un hexaèdre de longueur 7 mm, de largeur 7mm et d'épaisseur 1 ,5 mm. Si l'élément conducteur, formant l'antenne secondaire, de l'objet présente une longueur très supérieure, par exemple 10 cm, le module 1 ou 10 peut être rigide et fixé à une antenne secondaire flexible sans que cela nuise au caractère flexible de l'antenne secondaire. Par exemple, pour identifier des canalisations flexibles métalliques, on peut fixer un module 1 ou 10 de petite
taille sur la canalisation métallique, cette dernière servant alors d'antenne secondaire. Les petites dimensions du module permettent à la canalisation de conserver sa flexibilité. According to a particular embodiment of the invention illustrated in FIGS. 7 and 8, this fixing means may be a stirrup 90 in which the module 1 is inserted. The stirrup then forms an intermediate antenna coupled on the one hand to the primary antenna of the module and on the other hand to the secondary antenna of the object. The stirrup is fixed by any means to the object, by gluing, by welding, etc. It is also possible to use tabs 91 present on the stirrup. It is possible to multiply the intermediate antennas to couple the primary antenna to the secondary antenna. In some applications, the dimensions of the module are much smaller than the dimensions of the conductive element, forming a secondary antenna, of the object so that the attachment of the module to the object does not alter the mechanical characteristics of the object. In the UHF band, the module 1 or 10 is for example in the form of a hexahedron of length 7 mm, width 7 mm and thickness 1.5 mm. If the conductive element, forming the secondary antenna, of the object has a much greater length, for example 10 cm, the module 1 or 10 can be rigid and fixed to a flexible secondary antenna without affecting the flexible nature of the the secondary antenna. For example, to identify flexible metal pipes, we can fix a module 1 or 10 of small size on the metal channel, the latter then serving as secondary antenna. The small dimensions of the module allow the pipe to maintain its flexibility.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'élément conducteur formant antenne secondaire est déformable et présente des caractéristiques électromagnétiques qui dépendent de la déformation appliquée à ladite antenne secondaire. Par exemple, dans le cas d'une chaise pliante comportant une structure support métallique, cette dernière peut servir d'antenne secondaire pour un module RFID qui serait collé sur celle-ci. Les caractéristiques électriques de cette antenne secondaire change lorsqu'on plie ou déplie la chaise. On pourrait ainsi s'arranger pour que l'antenne secondaire ait des caractéristiques électriques appropriées pour fonctionner avec le module RFID uniquement dans l'un des deux états (plié ou déplié) de la chaise. According to a particular embodiment of the invention, the secondary antenna forming element is deformable and has electromagnetic characteristics which depend on the deformation applied to said secondary antenna. For example, in the case of a folding chair having a metal support structure, the latter can serve as a secondary antenna for an RFID module that would be stuck on it. The electrical characteristics of this secondary antenna change when folding or unfolding the chair. It could thus be arranged that the secondary antenna has appropriate electrical characteristics to operate with the RFID module only in one of the two states (folded or unfolded) of the chair.
Le dispositif de radio-identification de l'invention peut être adapté pour émettre et/ou recevoir des signaux dans une ou plusieurs bandes de fréquences parmi les bandes de fréquence suivantes: The radio-identification device of the invention may be adapted to transmit and / or receive signals in one or more frequency bands from among the following frequency bands:
• [120 KHz, 135 KHz] • [120 KHz, 135 KHz]
• [6,765 MHz, 6,795 MHz] • [6.765 MHz, 6.795 MHz]
[13,553 MHz, 13,567 MHz] [13,553 MHz, 13,567 MHz]
[26,957 MHz, 27,283 MHz] [26.957 MHz, 27.283 MHz]
[40,660 MHz, 40,700 MHz] [40.660 MHz, 40.700 MHz]
[433,050 MHz, 434,790 MHz] [433.050 MHz, 434.790 MHz]
[840,5 MHz, 844,5 MHz] [840.5 MHz, 844.5 MHz]
[865,6 MHz, 867,6 MHz] [865.6 MHz, 867.6 MHz]
[902 MHz, 928 MHz] [902 MHz, 928 MHz]
[952 MHz, 952,6 MHz] [952 MHz, 952.6 MHz]
[2,4 GHz, 2,5 GHz] [2.4 GHz, 2.5 GHz]
[5,725 GHz, 5,875 GHz] [5.725 GHz, 5.875 GHz]
[24 GHz, 24,25 GHz]
• [61 GHz, 61 ,5 GHz] [24 GHz, 24.25 GHz] • [61 GHz, 61, 5 GHz]
• [122 GHz, 123 GHz] • [122 GHz, 123 GHz]
• [244 GHz, 246 GHz] • [244 GHz, 246 GHz]
Comme montré précédemment, le dispositif de l'invention peut servir à la radio-identification d'une chaussure, d'un instrument chirurgical, d'un conteneur ou d'un chariot, d'une paire de lunettes. Bien entendu, elle peut être mise en œuvre pour l'identification d'autres objets comprenant un élément conducteur, par exemple un soutien-gorge, l'armature métallique du soutien-gorge servant alors d'antenne secondaire, ou un bagage comportant une partie métallique, une bouteille comportant un col métallique, une étiquette de bagage comportant un cordon avec un fil métallique, une bouteille de gaz en métal, une prothèse métallique, un pneu comprenant une armature métallique. As shown above, the device of the invention can be used for the radio-identification of a shoe, a surgical instrument, a container or a carriage, a pair of glasses. Of course, it can be implemented for the identification of other objects comprising a conductive element, for example a brassiere, the metal armature of the bra then serving as a secondary antenna, or a baggage comprising a part metallic, a bottle having a metal neck, a luggage tag comprising a cord with a wire, a metal gas bottle, a metal prosthesis, a tire comprising a metal frame.
Selon un mode de réalisation particulier, on peut utiliser, pour un appareil électronique, un élément conducteur servant déjà d'antenne comme antenne secondaire. Par exemple, si l'objet est un téléphone, l'antenne du téléphone peut servir d'antenne secondaire à un module RFID fixé sur ou dans le téléphone. According to a particular embodiment, it is possible to use, for an electronic device, a conductive element already serving as an antenna as a secondary antenna. For example, if the object is a telephone, the antenna of the phone can serve as a secondary antenna to an RFID module attached to or in the phone.
L'ensemble des modes de réalisation décrits précédemment utilisent un module RFID comportant une puce électronique. On entend ici par puce électronique un circuit réalisé en semi-conducteur comportant des mémoires. On pourrait envisager d"utiliser, à la place de ce module avec puce électronique, un module, dit passif, sans puce électronique. Un tel module est décrit dans la demande de brevet FR 2 956 232. On parle alors de technique "chipless". La puce est remplacée par des bandes conductrices disjointes formées sur un support diélectrique. La géométrie et les dimensions de ces bandes sont déterminées pour, lorsqu'elles reçoivent un signal RF donné, réfléchir ce signal avec une signature spectrale spécifique.
All of the embodiments described above use an RFID module comprising an electronic chip. Here is meant by electronic chip a semiconductor circuit comprising memories. It could be envisaged to use, instead of this module with an electronic chip, a so-called passive module without an electronic chip.This module is described in the patent application FR 2 956 232. This is known as a "chipless" technique. The chip is replaced by disjoint conductive strips formed on a dielectric support The geometry and dimensions of these bands are determined to, when receiving a given RF signal, reflect this signal with a specific spectral signature.