Brevet FR2799856A1 — publié le 20010420

PROCEDE ET DISPOSITIF D'IDENTIFICATION ET DE GESTION CHRONOLOGIQUES A DISTANCE D'ETIQUETTES MOBILES DANS UN CHAMP D'INTERROGATION DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un procédé d'identification à distance d'étiquettes mobiles dans un champ d'interrogation, ainsi qu'un dispositif correspondant. De nombreux domaines techniques font maintenant appel à l'identification à distance d'appareils émetteurs-récepteurs, dotés chacun d'un code particulier permettant de les distinguer. Ces appareils sont en principe reliés à un objet ou à un individu qu'ils permettent d'identifier, d'o le nom d'étiquettes qu'on leur donne couramment. On peut mentionner le contrôle d'accès de personnel par portique, le contrôle de passage d'animaux, l'identification de bagages ou d'objets sur un tapis roulant, de produits ou d'outils sur une chaîne de production, et la vente ou le péage automatique. Quand les étiquettes sont approchées d'un appareil interrogateur, c'est-àdire incluses dans son champ d'interrogation, elles sont amenées à lui indiquer leur code, après quoi divers échanges d'informations appelés "transactions" sont possibles entre l'appareil interrogateur et les étiquettes, selon l'application. Les étiquettes restent ordinairement mobiles pendant la transaction, leur porteur continuant de se déplacer devant l'appareil interrogateur, et font ce qu'on appelle une "transaction au vol". Si d'autres étiquettes passent alors par le champ d'interrogation, elles ne peuvent être interrogées qu'ensuite, ce qui fait apparaître le risque que certaines étiquettes ne soient jamais interrogées et traversent le champ d'interrogation sans avoir été détectées. On a envisagé plusieurs façons concrètes de procéder à l'identification d'une pluralité d'étiquettes actives dans le champ d'interrogation: l'appareil interrogateur peut ainsi leur faire réciter leur code fragment par fragment, et inhiber chaque étiquette, c'est-à-dire la rendre provisoirement inactive, dès qu'elle ne fournit pas un fragment de code égal à une valeur demandée; quand il ne reste plus qu'une étiquette active, sa transaction peut s'accomplir, puis l'appareil interrogateur retourne aux étiquettes inhibées, les rend de nouveau actives et reprend la récitation de leurs codes, en demandant d'autres valeurs de fragments afin d'en sélectionner une autre; il recommence jusqu'à ce que toutes les étiquettes aient fourni leur code et que les transactions respectives aient été réalisées. Dans une autre façon d'interroger, chacune des étiquettes présentes se voit allouer un temps d'émission défini de façon aléatoire ou d'après un numéro inscrit en elle. Toutes les étiquettes qui émettent seules dans un temps d'émission spécifique peuvent être identifiées. Les autres étiquettes se voient allouer un nouveau temps d'émission. L'identification est terminée lorsque toutes les étiquettes ont pu émettre individuellement. Dans les deux cas, les étiquettes candidates à l'interrogation peuvent être soit toute étiquette présente dans le champ d'interrogation soit un lot d'étiquettes déterminé et présent dans le champ d'interrogation au début de la séquence d'identification. Dans ce dernier cas, ce sont alors les étiquettes du lot exclusivement qui sont rendues actives et interrogées, et les étiquettes arrivant en cours de séquence d'identification dans le champ d'interrogation feront partie du lot suivant. Chaque lot est formé soit quand le lot précédent a été épuisé (toutes ses étiquettes ayant été identifiées et traitées), soit après le traitement de certaines étiquettes du lot précédent ou un laps de temps déterminé; les étiquettes du lot précédent qui n'ont pas été identifiées et traitées doivent alors faire partie du nouveau lot. Certains algorithmes d'interrogation ont été proposés pour déchiffrer plus rapidement les codes; on a ainsi proposé de lire les codes en commençant alternativement par le bit de poids le plus élevé et par le bit de poids le plus faible; ces mesures permettent de ne pas privilégier toujours les mêmes étiquettes en fonction de la valeur de leur code, mais elles ne sont que des palliatifs car elles ne permettent pas d'accroître beaucoup la cadence de passage des étiquettes par le champ d'interrogation. L'objet de l'invention est précisément d'accroître cette cadence de passage autorisée sans risquer des absences de détection, en faisant coïncider substantiellement l'ordre d'identification des étiquettes avec l'ordre d'entrée dans le champ d'interrogation. On agit concrètement en pourvoyant les étiquettes d'un compteur de temps qui est initialisé et démarre en arrivant dans le champ d'interrogation, et en interrogeant toujours l'étiquette dont le temps écoulé dans le champ d'interrogation est le plus important. L'invention est ainsi relative à un procédé d'identification individuelle d'étiquettes dotées chacune d'un code particulier, o les étiquettes peuvent passer en groupe dans un champ d'interrogation d'un appareil interrogateur et o l'appareil interrogateur lit le code de chacune des étiquettes du groupe, caractérisé en ce que chaque étiquette du groupe subit une initialisation et un démarrage d'un compteur de temps de présence en entrant dans le champ d'interrogation, et en ce que l'appareil interrogateur lit d'abord le code de l'étiquette non encore identifiée du groupe qui a le temps de présence le plus long; elle est encore relative à un dispositif d'identification individuelle d'étiquettes dotées chacune d'un code particulier, comprenant des moyens d'émission et de réception de signaux sur un appareil interrogateur et chacune des étiquettes, caractérisé en ce que les étiquettes comprennent un compteur de temps initialisé et mis en route quand il entre dans le champ d'interrogation de l'appareil interrogateur et des moyens pour sauvegarder temporairement les temps de présence. Ce procédé peut être greffé à tous les modes usuels d'identification d'étiquettes ou de lecture du code, et en particulier à ceux qu'on a mentionnés plus haut. L'invention va maintenant être décrite en référence aux figures: - la figure 1 et la figure 2 illustrent schématiquement un système d'interrogation d'étiquettes à deux instants successifs; - la figure 3 est un diagramme explicatif; et - la figure 4 illustre la configuration de l'appareillage. Sur la figure 1, les étiquettes sont symbolisées par des carrés portant la référence E, leur lieu de passage par un couloir ou une piste 2, et le champ d'interrogation par un volume 3 s'étendant sur une partie de la longueur de la piste 2; on décrira ici plus particulièrement l'application de l'invention à un procédé par identification des étiquettes E par lots, o à certains instants, des étiquettes E présentes dans le champ d'interrogation 3 sont rendues actives: un lot 4 d'étiquettes E regroupe ici toutes celles qui sont englobées par la ligne fermée. La figure 2 illustre le système à un instant ultérieur: les étiquettes E se sont déplacées, la plupart de celles du lot 4 ont quitté le champ d'interrogation 3 mais d'autres y ont pénétré. L'identification des étiquettes E n'a porté, depuis l'instant de la figure 1, que sur celles du lot 4 et il a fallu identifier au moins celles qui ont quitté le champ d'interrogation 3. Les étiquettes E ont chacune, par exemple, un code numérique composé de cinq bits pour les identifier. Plaçons-nous dans l'hypothèse de la figure 3, o il reste cinq étiquettes notées E1 à E5 du lot 4 qui restent à identifier: les codes sont indiqués entre parenthèses sous chacune des étiquettes, qui ont été placées sur un axe qui indique la durée "d" depuis leur entrée dans le champ d'interrogation 3. L'étiquette El est entrée en premier, puis l'étiquette E2, et ainsi de suite jusqu'à l'étiquette E5. Ici, l'algorithme d'interrogation de base demande aux étiquettes E de réciter leur code bit par bit en commençant par celui de poids le plus fort. Comme les étiquettes émettent en même temps, en cas de conflit, les étiquettes émettant un " O " sont inhibées momentanément, ce qui fait qu'il y a identification d'abord de l'étiquette non encore lue qui a le code le plus important, soit successivement E5, E3, E4, El et E2. Les étiquettes El et E2 en particulier, présentes depuis plus longtemps et plus avancées dans le champ d'interrogation 3, échapperont à la détection si leur vitesse de traversée est trop rapide. C'est pourquoi, conformément à l'invention, on complète l'algorithme de base en mesurant le temps de présence de chacune des étiquettes E dans le champ d'interrogation 3 et on exprime ce temps sous forme d'un élément de code supplémentaire, variable avec le temps, et qui permet d'interroger d'abord l'étiquette non encore lue qui a eu la présence la plus longue dans le champ d'interrogation 3. Ici par exemple, on exprime cette durée sous forme d'un nombre binaire à deux bits placés entre crochets sur la figure 3, et c'est ainsi que l'étiquette El est associée à cet instant à la durée 11, les étiquettes E2 et E3 à 10, car elles sont entrées quasi simultanément dans le champ d'interrogation, l'étiquette E4 à 01 et l'étiquette E5 à 00. L'appareil interrogateur 5 traite donc El, puis E3, puis E2 (qui est supposée avoir la même durée de présence que E3 mais a un code de valeur plus faible), puis E4 et enfin E5. Tout se passe comme si le code de chacune des étiquettes était complété par un fragment de code, représentant la durée de séjour dans le champ d'interrogation 3, et dont la valeur est prépondérante pour définir l'ordre d'interrogation ou d'identification. Il est évident que ce principe peut être appliqué à d'autres procédés d'identification: si on identifie d'abord l'étiquette au code ayant la valeur la plus faible, la durée de présence pourra être exprimée par la décroissance d'un nombre plutôt que par sa croissance comme c'est le cas ici; et si on effectue une lecture en commençant par le bit, ou plus généralement le chiffre, de poids le moins significatif, la durée de présence pourra être exprimée par un nombre qui sera placé derrière le code et dont les chiffres seront placés dans l'ordre inverse: dans tous les cas, on lira d'abord l'étiquette au temps de présence le plus important. La même façon de procéder peut être adoptée pour des procédés d'identification autres que par lots, et pour des procédés o les étiquettes sont interrogées séquentiellement (le temps de présence est utilisé pour affecter un temps d'émission à chaque étiquette), puisque le principe reste le même: compter le temps de présence et interroger les étiquettes arrivées le plus tôt. Quand une étiquette a été identifiée, on peut bloquer son compteur de temps de présence ou le laisser évoluer jusqu'à saturation, ce qui peut être utile si d'autres transactions doivent être faites plus tard, puisqu'il sera possible de les ordonner encore d'après le temps de présence. Par ailleurs, l'appareil interrogateur peut mémoriser l'ordre d'arrivée des étiquettes dans le champ d'interrogation. Dans tous les cas, le compteur de temps de présence ne doit pas être réinitialisé tant que l'étiquette est présente dans le champ d'interrogation. Le procédé conforme à l'invention augmente sensiblement la cadence de passage des étiquettes E qu'il est possible d'adopter: en revenant à la figure 2, on désigne par la référence 6 le lot suivant le lot 4, et qui comportera toutes les nouvelles étiquettes E qui seront alors présentes dans le champ d'interrogation 3. La première étiquette E6 du lot 6, entrée très peu de temps après la formation du lot 4, sera examinée la première d'après l'invention, et pourra donc être située presque à la sortie du champ d'interrogation 3 quand le lot 6 aura été formé; avec des procédés usuels o des étiquettes du lot 6 sont identifiées dans un ordre inconnu, l'étiquette E6 aurait risqué d'être identifiée en dernier, et aurait donc dû ne pas avoir dépassé la première moitié du champ d'interrogation 3 à la fin de la séquence d'identification du lot 4. Dans cette situation o l'on suppose que les étiquettes E se déplacent toutes à une même vitesse connue, l'invention permet de doubler la vitesse de passage possible pour les étiquettes E; un bénéfice important peut aussi être attendu si les étiquettes E peuvent se déplacer à des vitesses différentes ou variables. Il convient maintenant de décrire succinctement le dispositif utilisé, et qui est représenté à la figure 4. L'appareil interrogateur 5 comprend classiquement un générateur de signaux 7 émettant des signaux dans le champ d'interrogation 3 par l'intermédiaire d'un émetteur 8, et il comprend aussi au moins un récepteur 9 recueillant les signaux émis par les étiquettes E et relié à un dispositif de lecture 10 qui analyse les signaux reçus et permet d'en renvoyer d'autres vers les étiquettes E par l'intermédiaire du générateur de signaux 7, pour compléter les transactions nécessaires. Les étiquettes E comprennent un dispositif de contrô1e 11 relié à un récepteur 12 et à un émetteur 13 qui communiquent respectivement à l'émetteur 8 et au récepteur 9 du dispositif d'interrogation 5, ainsi qu'une mémoire 14 qui contient le code de l'étiquette E et que le dispositif de contrôle 11 peut lire et transmettre à l'appareil interrogateur 5. Une autre mémoire peut être ajoutée pour contenir d'autres informations qui pourront faire l'objet de la transaction. De plus, chaque étiquette E comprend un compteur 15, affecté à la mesure du temps, qui dépend d'un récepteur 16 sensible à un signal radiofréquence fourni par un dispositif émetteur 18 idoine de l'appareil interrogateur 5. Dès que l'étiquette E pénètre dans le champ d'interrogation 3, le compteur 15 reçoit les impulsions issues du signal radiofréquence, ce qui lui impose de s'initialiser et de démarrer en comptant ces impulsions. Il peut fonctionner comme un diviseur de fréquence, c'est-à-dire que son comptage n'est modifié d'une unité que quand un nombre déterminé d'impulsions de radiofréquence lui est parvenu. Quoi qu'il en soit, il est relié aussi au dispositif de contrôle 11, qui peut lire et mémoriser temporairement son contenu. La base de temps peut aussi être placée sur les étiquettes E: le compteur 15 sera alors sensible au signal d'un oscillateur interne 17 qui lui est relié. Quoique l'invention ait été conçue pour l'identification par la lecture d'un code, elle peut aussi s'appliquer à la lecture de toute information sur les étiquettes E dans un ordre judicieux. Dans ce cas, après identification des étiquettes, il est avantageux que l'appareil interrogateur mémorise lui aussi les temps de présence des étiquettes. Dans le cas d'objets se déplaçant grâce à un tapis roulant ou un autre moyen permettant un déplacement linéaire et identique des étiquettes, l'invention permet aussi de positionner les étiquettes les unes par rapport aux autres, information importante lorsqu'un tri physique est nécessaire après identification. On a supposé ici que les lots 4 et 6 étaient distincts; ils pourraient aussi présenter une partie commune si le lot 6 est défini avant que toutes les étiquettes du lot 4 n'aient été identifiées. REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification individuelle d'étiquettes (E) dotées chacune d'un code particulier, o les étiquettes peuvent passer en groupe dans un champ d'interrogation (3) d'un appareil interrogateur et o l'appareil interrogateur (5) lit le code de chacune des étiquettes du groupe, caractérisé en ce que chaque étiquette du groupe subit une initialisation et un démarrage d'un compteur (15) de temps de présence en entrant dans le champ d'interrogation (13), et en ce que l'appareil interrogateur lit d'abord le code de l'étiquette qui a le temps de présence le plus long parmi les étiquettes non identifiées. 2. Procédé selon la revendication 1, le déplacement étant linéaire et identique pour toutes les étiquettes, procédé comportant en outre une étape de localisation, sur l'axe de déplacement, des étiquettes identifiées selon leur temps de présence. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interrogation porte sur des lots (4) d'étiquettes successifs du groupe, les lots pouvant être modifiés en taille et en contenu après l'identification d'au moins une étiquette. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les temps de présence sont exprimés sous forme numérique comme les codes, et en ce que l'ensemble interrogateur lit, pour chacune des étiquettes, le temps de présence et le code comme un nombre unique composé de chiffres, les chiffres associés au temps de présence étant prépondérants pour décider de l'ordre de lecture des étiquettes. 5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, o chaque étiquette émet son code d'identification en entier pendant un intervalle de temps qui lui a été alloué et dont le numéro d'ordre est défini prioritairement en fonction du temps de présence de l'étiquette dans le champ d'interrogation. 6. Dispositif d'identification individuelle d'étiquettes (E) dotées chacune d'un code particulier, comprenant des moyens d'émission et de réception (8, 9, 12, 13) de signaux sur un appareil interrogateur et chacune des étiquettes, caractérisé en ce que chaque étiquette comprend un compteur de temps (15) initialisé et démarrant lorsqu'il pénètre dans le champ interrogateur et des moyens (10) pour lire le compteur de temps (15) et sauvegarder temporairement le temps de présence. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le compteur de temps comporte un diviseur de fréquence d'un signal. 8. Dispositif selon la revendication 7, le signal est fourni par l'appareil interrogateur. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les étiquettes comprennent un oscillateur interne (17) relié au compteur de temps (15).