Brevet FR2797124A1 — publié le 20010202

SYSTEME D'IDENTIFICATION PAR ETIQUETTES ELECTRONIQUES La présente invention se rapporte aux systèmes qui permettent d'identifier toutes sortes d'objets en plaçant dessus des étiquettes électroniques qui sont interrogées à distance par un dispositif fonctionnant par transmission d'ondes, généralement radioélectriques. Les systèmes d'étiquettes interrogeables à distance par voie radioélectrique sont maintenant bien connus. Avec la multiplication des applications, les quantités augmentent et les prix baissent, ce qui augmente le nombre des applications potentielles, au point que l'on envisage même de placer de telles étiquettes sur des objets de consommation courante, afin par exemple de pouvoir passer devant des caisses automatiques dans les supermarchés. On voit alors surgir des problèmes nouveaux qui nilapparaissaient pas auparavant. Ainsi, il est maintenant nécessaire de pouvoir lire une telle étiquette quelle que soit sa position sur l'objet à identifier et quelle que soit la position de celui-ci par rapport à l'antenne de l'identificateur, parce qu'il n'est plus possible dans un grand nombre de ces nouvelles applications de présenter manuellement l'étiquette au bon endroit par rapport à l'antenne. Dans certains cas, en particulier lorsque lobjet est de grandes dimensions et que la position de l'étiquette n'est pas connue, on est amené à utiliser une antenne de détection elle-même de grandes dimensions. Dans d'autres cas, en particulier lorsque l'objet sur lequel est placée l'étiquette comprend un matériau, du métal par exemple, qui perturbe le champ de détection créé par l'antenne, on est amené à utiliser une antenne de détection de petites dimensions. On constate donc que, lorsque ces deux contraintes sont présentes simultanément, le dimensionnement de l'antenne de détection est soumis à des exigences contradictoires. on citera plus particulièrement à titre d'exemple un cas qui présente ces deux contraintes, l'identification de fûts métalliques, des fûts de bière par exemple, dans une chaîne de production. Pour surmonter ces difficultés, l'invention propose un système d'identification par étiquettes électroniques, dans lequel on interroge une étiquette électronique contenant des données dl' identification et solidaire d'un objet à identifier, en utilisant un lecteur muni d'un émetteur récepteur permettant de communiquer avec l'étiquette, principalement caractérisé en ce que l'émetteur récepteur comporte plusieurs antennes reliées par un multiplexeur qui permet d'émettre successivement sur chacune des antennes un bref signal d'interrogation et d'effectuer la lecture des données avec l'antenne pour laquelle l'étiquette a répondu à ce bref signal d'interrogation. Selon une autre caractéristique, la communication entre le lecteur et l'étiquette est répartie successivement sur plusieurs des antennes en raison du mouvement relatif entre ces antennes et l'objet à identifier, et cette lecture des données se fait par blocs successifs entre les antennes successivement actives. Selon une autre caractéristique, la communication entre l'étiquette et le lecteur comprend également une phase d'écriture de données dans l'étiquette. Selon un mode de réalisation, les antennes sont fixes et les objets identifiés mobiles. A cette fin, les antennes sont fixées sur un support placé au-dessus d'un convoyeur, et le système est adapté à identifier des objets circulant sur le convoyeur entre celui-ci et le support des antennes. Selon un autre mode de réalisation, les objets à identifier sont fixes et les antennes sont mobiles. A cette fin, l'ensemble lecteur /mul t ipl exeur/ antennes est portable et le système est adapté à identifier des objets par simple passage de cet ensemble à proximité desdits objets. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, présentée à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent : - la figure 1, une vue schématique d'un système d'antennes selon l'invention placé au-dessus d'un convoyeur transportant des fûts munis d'une étiquette électronique ; - la figure 2, un diagramme temporel du fonctionnement de ce système ; et - la figure 3, un organigramme du fonctionnement de ce système. En se référant à la figure 1, un fût métallique 101 muni d'une étiquette électronique 102 défile sur un convoyeur 103. Dans cet exemple de réalisation, l'étiquette 102 est toujours placée sur la face supérieure du fût, mais la position transversale de celui-ci sur le convoyeur est quelconque et l'étiquette peut donc être située à une distance très variable d'un côté ou de l'autre de l'axe du convoyeur. Comme le fût est métallique, on est amené à utiliser, comme expliqué plus haut, des antennes de détection de petites dimensions. Pour pouvoir alors interroger à coup sur l'étiquette 102, on utilise un ensemble de telles antennes 104 de petites dimensions, fixées sur un support plan 105 situé au-dessus du passage de la face supérieure du fût 101, parallèlement au plan du convoyeur. Les antennes sont réparties sur ce support de manière à ce que, quelle que soit la position de l'étiquette par rapport au support, il y ait toujours au moins une antenne qui soit susceptible d'interroger l'étiquette lors du passage du fût sous le support. Une solution triviale au problème consisterait à utiliser pour chaque antenne un système d'interrogation séparé et à effectuer ensuite un traitement de tri sur les résultats de ces différentes interrogations. Cette solution n'est bien entendu pas acceptable en raison de son coût et de son encombrement élevés. Pour pouvoir utiliser l'ensemble des antennes 104 et un seul dispositif électronique d'interrogation muni d'un minimum d'éléments supplémentaires par rapport à un dispositif simple, l'invention propose de relier le système interrogateur (ou lecteur) 107 aux antennes 104 par un multiplexeur 106 commutable temporellement selon une logique permettant de minimiser la durée des opérations d'identification. Le lecteur 107, le multiplexeur 106, et la logique de séquencement, supposée ici comprise dans le lecteur, sont représentés très schématiquement sur la figure 1, le premier parce que c'est un dispositif connu, et les deux autres parce quils utilisent des moyens banals dont la mise en #uvre se déduit tout de suite de la description fonctionnelle qui va suivre. Une solution, elle aussi triviale, consisterait à utiliser ce multiplexeur comme un simple commutateur permettant d'utiliser chaque antenne successivement pour effectuer la totalité du processus d'authentification, tout au moins jusqu'à ce que celui- ci fonctionne correctement pour l'une des antennes. Dans le cas général, cette solution ne marche pas parce qu'elle demande un temps de fonctionnement beaucoup trop long qui, sauf à ralentir de manière exagérée le mouvement des fûts, entraînerait le risque de voir l'étiquette électronique 102 échapper à toute détection en passant dans son mouvement seulement sous des antennes qui ne sont pas activées pendant ce temps là. L'invention propose donc de faire fonctionner l'ensemble selon une séquence dont la logique est représentée sur la figure 2. Chaque antenne est activée un court instant, juste le temps nécessaire pour que l'étiquette électronique, si elle se trouve dans le champ de l'antenne ainsi activée, puisse répondre et que cette réponse soit détectée par ladite antenne. S'il n'y a pas de réponse, on passe à lantenne suivante, et ainsi de suite jusqu'à ce que l'étiquette réponde. Lorsque l'étiquette répond, le système séquentiel d'interrogation s'arrête et l'ensemble du processus de lecture de l'étiquette se déroule sur lantenne qui à été ainsi sélectionnée. A la fin de l'acquisition des données de l'étiquette par l'antenne sélectionnée, la séquence reprend avec les antennes suivantes, pour repartir, lorsque le cycle est fini, avec la première antenne. Une variante de réalisation, utilisée selon les circonstances, et en particulier selon l'espacement et la vitesse des fûts sur le convoyeur, consiste, lorsque la lecture est terminée, à faire repartir directement le processus séquentiel depuis l'antenne numéro un. Ainsi, sur la figure 2, on voit une série de scrutations inefficaces de durée Tl jusqu'à l'antenne N. Lors de la scrutation, sur une durée Tl, de l'antenne N+1, le système interrogateur détecte la réponse de l'étiquette électronique. Il déclenche alors le processus d'acquisition des données de cette étiquette à partir de l'antenne N+1. Ce processus dure un temps T2, nettement plus grand que Tl, pour pouvoir transférer dans le lecteur toutes les données de l'étiquette. Lorsque le processus d'acquisition est terminé, la scrutation se déroule de nouveau sur l'antenne N+2 pendant un temps Tl, bien entendu ici de manière inefficace, puis sur l'antenne N+3 etc. Un exemple de fonctionnement de ce système peut être représenté par un organigramme tel que celui de la figure 3. Le départ s'effectue en 101, ce qui initialise en 102 le lecteur d'étiquettes électroniques. Ceci entraîne en 103 l'initialisation du multiplexeur, qui connecte alors au lecteur la première antenne à activer. Cette action entraîne ensuite en 104 l'initialisation du nombre de tentatives de détection de l'étiquette à effectuer. On effectue ensuite en 105 un test pour déterminer S'il y a une détection d'une pause entre deux réponses d'une étiquette. Si la réponse est négative, une boucle 106 retourne à l'entrée du test 105. Si la réponse est positive, on initialise en 107 une temporisation Tl pour rechercher un éventuel début de trame étiquette. On décrémente ensuite en 108 le nombre de tentatives de détection d'étiquette à effectuer, puis on procède en 109 à la lecture de l'étiquette. La réussite de cette lecture est testée en 110. Si la réponse est négative, on effectue en 111 un autre test sur le temps écoulé depuis l'initialisation de la temporisation en 107. Si la durée Tl n'est pas atteinte, on teste en plus en 112 si le nombre de tentatives de détection est atteint. Si ce nombre n'est pas atteint, une boucle 113 ramène alors à l'entrée du test 105. Si le test 110 est positif, les données de l'étiquette qui ont été lues sont transmises en 114 au système d'exploitation, dit host , puis en 115 on active l'antenne suivante. Cette activation de l'antenne suivante est également déclenchée par une réponse positive au test 111, ainsi que par une réponse positive au test 112. On effectue alors en 116 un test pour savoir si toutes les antennes ont été activées. Si la réponse est négative, une boucle 117 ramène en 104 vers l'initialisation du nombre de tentatives de détection de l'étiquette à effectuer. Si la réponse est positive, on initialise en 118 de nouveau le multiplexeur sur la première antenne à activer. Après cette initialisation une boucle 119 ramène, comme la boucle 117, en 104 vers l'initialisation du nombre de tentatives de détection de l'étiquette à effectuer. Dans un autre exemple de réalisation, on a fabriqué un lecteur portatif d'étiquettes électroniques muni d'un ensemble d'antennes réparties sur un support et multiplexées de la même manière que celle décrite ci- dessus, pour permettre de détecter et de lire une étiquette électronique placée sur une bouteille de gaz à un endroit quelconque de celle-ci. Cette action se fait par simple approche et passage manuels du support auprès de la bouteille de gaz. De la même manière que vu plus haut, le programme embarqué dans le lecteur actionne successivement et brièvement les antennes portées par le support, et lorsqu'il reçoit une réponse, il procède à une lecture complète des données contenues dans l'étiquette électronique. A titre de variante, on a également implanté dans le programme de ce lecteur portatif un complément permettant, après la lecture de l'étiquette, d'écrire des informations dans celle-ci. En effet, la gestion des bouteilles de gaz nécessite parfois d'écrire un certain nombre d'informations dans l'étiquette, par exemple le nombre de fois où celle-ci a été remplie et/ou contrôlée, afin de pouvoir procéder aux épreuves réglementaires lorsque ce nombre a été franchi. Enfin une extension de l'algorithme de recherche et de lecture consiste à morceler la transaction tout en cherchant la bonne antenne permettant le fonctionnement. De cette façon, lorsque le déplacement du lecteur durant la transition entraîne un arrêt des communications entre lantenne ayant servi à démarrer la transaction et une reprise de cette communication avec une autre antenne, on peut réaliser la totalité de la transaction en utilisant plusieurs antennes différentes. A titre d'exemple, l'écriture de huit blocs consécutifs, morcelée en écriture bloc par bloc, pourra s'effectuer de la façon suivante : - écriture du bloc 1 avec l'antenne numéro deux, - écriture des blocs 2 à 4 avec l'antenne numéro un, - écriture des blocs 5 à 8 avec lantenne numéro deux de nouveau active. Du point de vue applicatif cet enchaînement de séquences ne représente qu'une seule transaction. L'invention a été décrite dans le cadre d'une transmission par voie radioélectrique, mais elle S'étend à tout mode de transmission, par signaux acoustiques ultrasonores par exemple. REVENDICATIONS 1. Système d'identification par étiquettes électroniques, dans lequel on interroge une étiquette électronique (102) contenant des données d'identification et solidaire d'un objet à identifier (101), en utilisant un lecteur (107) muni d'un émetteur récepteur permettant de communiquer avec l'étiquette (102), caractérisé en ce que lémetteur récepteur comporte plusieurs antennes (104) reliées par un multiplexeur (106) qui permet d'émettre successivement sur chacune des antennes (104) un bref signal d'interrogation et d'effectuer la lecture des données avec l'antenne pour laquelle l'étiquette a répondu à ce bref signal d'interrogation. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la communication entre le lecteur (107) et l'étiquette (102) est répartie successivement sur plusieurs des antennes (104) en raison du mouvement relatif entre ces antennes et l'objet à identifier (101) , et en ce que cette lecture des données se fait par blocs successifs entre les antennes successivement actives. 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la communication entre l'étiquette (102) et le lecteur (107) comprend également une phase d'écriture de données dans l'étiquette (102). 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les antennes (104) sont fixes et les objets identifiés mobiles. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les antennes (104) sont fixées à un support (105) placé au-dessus d'un convoyeur (103), et en ce que ledit système est adapté à identifier des objets (101) circulant sur le convoyeur entre celui-ci et le support des antennes. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les objets à identifier sont fixes et les antennes sont mobiles. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble lecteur (107)/multiplexeur (106)/antennes (104) est portable et en ce qu'il est adapté à identifier des objets par simple passage de cet ensemble à proximité lesdits objets .