Brevet FR2978890A1 — publié le 20130208

L'invention concerne un procédé de calibration d'un lecteur RFID comportant une antenne émettrice, initialement calibré de façon à délivrer des signaux électromagnétiques d'une puissance d'émission calibrée Pc. Elle s'étend, en tant que moyen essentiel pour la mise en oeuvre de ce procédé, à un lecteur RFID doté d'un circuit de calibration. Les lecteurs RFID sont usuellement utilisés pour activer des transpondeurs se trouvant dans leur champ d'action, et pour recevoir des données d'identification en provenance de ces transpondeurs. A titre d'exemple, dans le domaine automobile, les lecteurs RFID sont ainsi utilisés pour autoriser le verrouillage /déverrouillage des moyens de condamnation des portières, et ainsi permettre l'accès aux véhicules après identification de transpondeurs radiofréquences intégrant des données d'identification dédiées à chaque véhicule, et adaptés pour être activés par un signal radiofréquence. Un des paramètres déterminant de ces lecteurs RFID réside dans la portée de 15 lecture de ces derniers, notamment déterminée par la puissance d'émission des signaux électromagnétiques à travers l'antenne émettrice. Or, cette puissance d'émission s'avère fluctuante en fonction de paramètres tels que vieillissement du lecteur RFID, température environnante..., et ces dérives conduisent, dans la pratique, à limiter les performances des lecteurs RFID par rapport à 20 leurs performances potentielles, de façon à réaliser des produits adaptés pour satisfaire aux performances annoncées malgré des dérives conséquentes des caractéristiques de fonctionnement. La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour principal objectif de fournir un procédé de calibration d'un lecteur RFID permettant d'auto-calibrer à 25 moindres frais la puissance d'émission de ce lecteur. A cet effet, l'invention vise un procédé de calibration d'un lecteur RFID comportant une antenne émettrice, initialement calibré de façon à délivrer des signaux électromagnétiques d'une puissance d'émission calibrée Pc. Selon l'invention, ce procédé consiste : 30 - à disposer une bobine au voisinage et dans le champ d'action de l'antenne émettrice, dans une phase préalable, - à commander l'émission, par le lecteur RFID, d'un signal électromagnétique de puissance calibrée Pc, et - à mesurer, lors de cette émission, une valeur Vc représentative de la tension électrique aux bornes de la bobine, et lors de l'utilisation du lecteur RFID, - à mesurer, ponctuellement, une valeur représentative de la tension électrique Vn aux bornes de la bobine lors de l'émission d'un signal électromagnétique, - et lors d'une différence entre la valeur calibrée Vc et la valeur mesurée Vn, à modifier l'alimentation de l'antenne émettrice de façon à corriger la puissance d'émission des signaux électromagnétiques d'un coefficient de proportionnalité égal à Vc/Vn. Il est à noter que, dans la présente demande de brevet, on entend signifier par « lecteur RFID », un lecteur / enregistreur mettant en oeuvre la méthode de radio-identification désignée par le sigle RFID (de l'anglais « Radio Frequency IDentification »), c'est-à-dire un lecteur / enregistreur constitué d'un circuit apte à émettre une énergie électromagnétique au travers d'une antenne émettrice, et d'une électronique de réception et de décodage d'informations envoyées par des transpondeurs radiofréquences, connus également sous l'appellation « étiquettes » ou « tags » RFID, activés par l'énergie électromagnétique émise par le dit lecteur / enregistreur. Ce procédé de calibration, peu contraignant, en terme de mise en oeuvre car très souple, permet donc de maintenir les performances des lecteurs RFID sensiblement constantes malgré les variations des paramètres de fonctionnement, moyennant d'associer au lecteur RFID un circuit de calibration de faible prix de revient comportant, à titre principal, une bobine. La conséquence directe de ce procédé réside dans la possibilité d'augmenter les performances des lecteurs RFID sans risque de dégradation des performances 25 annoncées liée aux conditions d'utilisation de ce lecteur. A des fins d'augmentation de la fiabilité de ce procédé de calibration, et selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on calcule une moyenne glissante des valeurs Vn mesurées lors de l'émission de signaux électromagnétiques, de façon à utiliser la dite moyenne glissante en vue de la détermination de l'évolution des valeurs 30 mesurées par rapport à la valeur calibrée Vc. Dans un même but d'efficacité, on utilise avantageusement une bobine dont chaque spire consiste en une spire homothétique des spires de l'antenne émettrice du lecteur RFID. Par ailleurs, en vue de la modification de l'alimentation de l'antenne émettrice, 35 et selon une première variante avantageuse de l'invention : - on utilise un lecteur RFID doté d'un circuit LC parallèle constitué de l'antenne émettrice et d'une pluralité de capacités agencées de façon que le nombre de capacités actives soit ajustable, - on modifie l'alimentation de l'antenne émettrice par le biais d'une modification de la fréquence de résonance du circuit LC, obtenue par un ajustement du nombre de capacités actives. Cette modification de l'alimentation de l'antenne émettrice peut également consister, selon une seconde variante avantageuse de l'invention, à modifier l'alimentation de l'antenne émettrice par le biais d'une modification de la puissance d'excitation de la dite antenne émettrice, qui peut notamment être activée par une commande logicielle. L'invention s'étend à un lecteur RFID comportant une antenne émettrice, initialement calibré de façon à délivrer des signaux électromagnétiques d'une puissance d'émission calibrée Pc, le dit lecteur comportant, en outre, selon l'invention, un circuit de calibration de la puissance des signaux électromagnétiques émis par le dit lecteur RFID, comprenant une bobine disposée au voisinage et dans le champ d'action de l'antenne émettrice, adaptée pour permettre de mesurer une valeur représentative de la tension électrique aux bornes de la dite bobine. Un tel lecteur RFID comporte donc, outre les composants classiques, un circuit adapté pour émettre une énergie électromagnétique à travers une antenne, et électronique de réception et décodage d'informations adressées par des transpondeurs, un circuit de calibration adapté pour délivrer, à un dispositif de collecte des données transmises par le lecteur RFID, des valeur représentatives de la tension électrique aux bornes de la bobine de ce circuit de calibration. De plus, le circuit de calibration comporte avantageusement, selon l'invention, une résistance électrique de valeur adaptée pour réaliser un circuit de calibration présentant une haute impédance non susceptible d'absorber l'énergie électromagnétique émise par le lecteur RFID. Ce circuit de calibration comprend également, de façon avantageuse selon l'invention, des moyens de traitement du signal représentatif de la tension électrique aux bornes de la bobine, comprenant un redresseur de courant, et des moyens de filtrage comportant au moins une capacité. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre 35 d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure 1 est un schéma électronique fonctionnel d'un lecteur RFID selon l'invention connecté à une unité centrale de collecte des données et de pilotage du dit lecteur RFID, et la figure 2 est une vue schématique d'une antenne émettrice et d'une bobine selon l'invention. Le lecteur RFID 10 selon l'invention représenté à la figure 1 connecté à une unité centrale 6, est conçu pour émettre des signaux électromagnétiques présentant des puissances d'émission sensiblement constantes. A cet effet, ce lecteur RFID 10 comprend, en premier lieu, une électronique 1 de réception et de décodage d'informations adressées par des transpondeurs, et de données reçues d'une unité centrale 6 de pilotage des moyens d'alimentation 3 d'une antenne émettrice 2. Ces moyens d'alimentation 3 comprennent, en outre, selon l'invention, une pluralité de capacités Cl, C2, ...Cn agencées, d'une part, de façon que le nombre de capacités actives soit ajustable, et d'autre part, de façon que les capacités actives forment un circuit LC parallèle avec l'antenne émettrice 2. Ce lecteur RFID comporte, en outre, un circuit de calibration comportant, en premier lieu, une bobine 4 formée d'une ou deux spires (en l'exemple représenté aux figures, une seule spire) reliée à une entrée analogique / numérique 5 de l'unité centrale 6, par une liaison électrique 7. De plus, tel que représenté à la figure 2, chaque spire (en l'exemple la spire) de la bobine 4 est imbriquée dans les spires de l'antenne émettrice 2. Le circuit de calibration comporte, par ailleurs, une résistance électrique 8 interposée sur la liaison électrique 7, et de valeur adaptée pour former un circuit de très haute impédance non susceptible d'absorber l'énergie électromagnétique émise par l'antenne émettrice 2. Ce circuit de calibration comprend, en outre, des moyens de traitement 9 du signal représentatif de la tension électrique aux bornes de la bobine, comprenant une diode 13 et des moyens de filtrage comportant une capacité 11. De plus, l'unité centrale 6 est programmée pour présenter une fonction d'interrupteur schématisé en 12, apte à être commuté entre un état fermé et un état ouvert de décharge de la capacité 11. Selon l'invention, l'unité centrale 6 est donc connectée, d'une part, à la bobine 4 de façon à recevoir un signal représentatif de la tension électrique aux bornes de la dite bobine, et d'autre part, à l'électronique 1 du lecteur RFID, et cette unité centrale 6 est programmée, en premier lieu, dans une phase préalable, pour commander l'émission, par l'antenne émettrice 2, d'un signal électromagnétique de puissance calibrée Pc, et pour mesurer et mémoriser, lors de cette émission, une valeur Vc représentative de la tension électrique aux bornes de la bobine 4. Par la suite, lors de l'utilisation du lecteur RFID, l'unité centrale 6 est programmée pour : - commander des mesures ponctuelles de la valeur représentative de la tension électrique Vn aux bornes de la bobine 4 lors de l'émission d'un signal électromagnétique, - et, lors d'une différence entre la valeur calibrée Vc et les valeurs mesurées Vn, différence dont la matérialité est appréciée à partir du calcul d'une moyenne glissante des valeurs mesurées, commander une modification de l'alimentation de l'antenne émettrice 2, de façon à corriger la puissance d'émission des signaux électromagnétiques d'un coefficient de proportionnalité égal à Vc/Vn. Selon l'exemple représenté à la figure 1, cette modification de l'alimentation de l'antenne émettrice consiste, en outre, à modifier la fréquence de résonance du circuit 15 LC 2-3 par un ajustement du nombre de capacités Cl, C2, ...Cn actives. Toutefois, cette modification peut également être réalisée à partir d'une commande logicielle générée par l'unité centrale 6, visant à modifier la puissance d'excitation de l'antenne émettrice 2. Le lecteur RFID selon l'invention consiste donc en un lecteur incorporant des 20 moyens de calibration de la puissance d'amission de ce lecteur. Bien entendu durant la phase de calibration l'antenne 4 est soumise uniquement au champ magnétique émis par l'antenne 2. De ce fait toute différence entre la valeur calibrée Vc et les valeurs mesurées Vn peut être compensée par une modification de la calibration de l'antenne du lecteur RFID. Cette modification de la 25 calibration a bien sûr pour but de garantir que le lecteur RFID émette toujours des signaux à la puissance calibrée Pc. REVENDICATIONS1. Procédé de calibration d'un lecteur RFID (10) comportant une antenne émettrice (2), initialement calibré de façon à délivrer des signaux électromagnétiques d'une puissance d'émission calibrée Pc, caractérisé en ce qu'il consiste : - à disposer une bobine (4) au voisinage et dans le champ d'action de l'antenne émettrice (2), dans une phase préalable, - à commander l'émission, par le lecteur RFID (1), d'un signal électromagnétique de puissance calibrée Pc, et - à mesurer, lors de cette émission, une valeur Vc représentative de la tension électrique aux bornes de la bobine (4), et lors de l'utilisation du lecteur RFID, - à mesurer ponctuellement une valeur représentative de la tension électrique Vn aux bornes de la bobine (4) lors de l'émission d'un signal électromagnétique, - et lors d'une différence entre la valeur calibrée Vc et la valeur mesurée Vn, à modifier l'alimentation de l'antenne émettrice (2) de façon à corriger la puissance d'émission des signaux électromagnétiques d'un coefficient de proportionnalité égal à Vc/Vn. 2. Procédé de calibration selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on calcule une moyenne glissante des valeurs Vn mesurées lors de l'émission de signaux électromagnétiques, de façon à utiliser la dite moyenne glissante en vue de la détermination de l'évolution des valeurs mesurées par rapport à la valeur calibrée Vc. 3. Procédé de calibration selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on utilise une bobine (4) dont chaque spire consiste en une spire homothétique des spires de l'antenne émettrice (2) du lecteur RFID (10). 4. Procédé de calibration selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que: - on utilise un lecteur RFID (10) doté d'un circuit LC parallèle (2, 3) constitué de l'antenne émettrice (2) et d'une pluralité de capacités (Cl, C2, ...Cn) agencées de façon que le nombre de capacités actives soit ajustable, - on modifie l'alimentation de l'antenne émettrice (2) par le biais d'une modification de la fréquence de résonance du circuit LC (2, 3), obtenue par un ajustement du nombre de capacités (Cl, C2, ...On) actives. 7 5. Procédé de calibration selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'on modifie l'alimentation de l'antenne émettrice (2) par le biais d'une modification de la puissance d'excitation de la dite antenne émettrice. 6. Lecteur RFID (10) comportant une antenne émettrice (2), calibré de façon à délivrer des signaux électromagnétiques d'une puissance d'émission calibrée Pc, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de calibration (4, 7-9) de la puissance des signaux électromagnétiques émis par le dit lecteur RFID, comprenant une bobine (4) disposée au voisinage et dans le champ d'action de l'antenne émettrice (2), adaptée pour permettre de mesurer une valeur représentative de la tension électrique aux bornes de la dite bobine. 7. Lecteur RFID (10) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le circuit de calibration (4, 7-9) comporte une résistance électrique (8) de valeur adaptée pour réaliser un circuit de calibration présentant une haute impédance. 8. Lecteur RFID (10) selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que le circuit de calibration (4, 7-9) comprend des moyens de traitement (9) du signal représentatif de la tension électrique aux bornes de la bobine (4), comprenant un redresseur de courant (13), et des moyens de filtrage comportant au moins une capacité (11),