Brevet FR3018374A1 — publié le 20150911

- 1 - La présente invention concerne un dispositif d'identification sans contact sécurisé et simplifié. L'identification pour l'ouverture et le démarrage des automobiles est traditionnellement effectué à l'aide d'une clé, qui est de part toutes ces 5 manipulations susceptible d'être physiquement altérée, d'être perdue, oubliée ou volée, ce qui implique un certain nombre de contraintes. De nouvelles technologies d'identification voient aussi le jour comme la NFC ou le Bluetooth (WO 2012013598 A1) remplaçant les clés par des téléphones portables (WO 2012041884 A1), ces technologies ne dématérialisent pas la 10 clé et peuvent manquer de sécurité. On observe que ces dernières années les développements de l'automatisation ont poussé certains constructeurs automobiles à doter leurs véhicules d'une identification de démarrage par radiofréquence active (RFID HF actif), ainsi les clés peuvent rester dans le sac ou la poche de l'utilisateur, 15 ce système de démarrage par identification sans contact à transpondeur RFID Haute Fréquence constitue une nouvelle solution qui présente de nombreux avantages. Le transpondeur utilisé pour ceci émet périodiquement un champ électromagnétique, il est alors en mesure de communiquer dans un rayon de quelques mètres avec un lecteur RFID directionnel situé dans 20 l'automobile. Pour des raisons de facilité et de place les clés sont constituées d'un petit boitier non étanche contenant la puce RFID HF, une micro-antenne et une pile bouton. Malheureusement ce système bien qu'ingénieux nécessite une alimentation. On peut ainsi observer que les risques, d'oubli, de perte, de vol ne sont pas évités au niveau de celle ci, sont même rajoutés 25 des risques de piles faibles et d'oxydation par l'eau. Le système (50) suivant va permettre de s'affranchir de toute source d'alimentation, en effet, il comporte une identification par Radio Frequency Identification Device (RFID BF passive), la puce (B2) et la micro antenne (B3) sont intégrés à un objet esthétique courant d'utilisation autour, proche, 30 dans ou sur la main, plusieurs antennes sont placées dans le véhicule et sont intégrées à un objet où l'utilisateur posera obligatoirement la main - 2 - avant de d'accéder ou de démarrer, et ainsi l'utilisateur disposant par exemple d'une bague RFID BF (BO figure 2) est identifié dès lors qu'il pose la main sur la poignée de porte. Le transpondeur (B1) est une étiquette passive qui capte l'énergie du s champs magnétique émis par le lecteur (AO), il peut donc être moulé dans plus ou moins tous les objets plastiques (bague, bracelet, montre, ...), et dans certains matériaux métalliques, étant télé-alimenté, il ne nécessite plus de pile. Ce montage est donc étanche, sans durée d'utilisation, et moins facile à copier de part sa distance de détection très faible qui avoisine les 4 10 centimètres. Cette nouvelle capacité constitue une révolution par rapport aux autres systèmes d'identification, nous permettant de nous affranchir de nos clés, et avec elles de notre anonymat. Chaque personne utilisant le véhicule pourra ainsi être identifiée. L'ensemble du poste de conduite ainsi que des 15 caractéristiques moteurs (VO) pourront être adaptées, des plage horaires d'utilisation, ainsi qu'un historique pourront aussi être informés. L'invention sera expliquée en se référant aux dessins annexés d'un mode d'exécution. 20 La figure 1 représente un mode d'intégration au sein d'une automobile. La figure 2 représente une bague (BO) dotée d'un transpondeur RFID (B1). La figure 3 représente le schéma de principe du système (SO). 25 - 3 - Selon des modes particuliers de réalisation : Afin d'atteindre les buts de cette invention, il a été nécessaire d'optimiser des paramètres et des éléments importants, ainsi que les circuits électroniques du transpondeur (B1) et du lecteur (A0). Le choix de la 5 fréquence de communication doit tenir compte de la profondeur de pénétration du rayonnement magnétique dans les matériaux susceptibles de maintenir ou de couvrir l'antenne (B3) du transpondeur (B1) et du lecteur (A0). Ces matériaux absorbent une partie de l'énergie et peuvent à leur tour se comporter en antenne secondaire. En fonction de la fréquence, et de 10 l'absorption du matériau le signal peut se retrouver atténué, le rayonnement de cette éventuelle antenne secondaire peut interférer avec le rayonnement primaire, d'où une possible génération de distorsions et de grandes variations du signal détecté. Dans le cas d'application RFID au sein d'une automobile il apparait que 15 le plastique est un des principaux constituant de l'habitacle et des poignées de porte/coffre, celui ci présente une absorption plutôt faible de par sa faible teneur en eau, et offre des performances intéressantes dans le cadre d'une incrustation d'une antenne RFID. Dans cet exemple d'exécution, l'antenne RFID (A1) est intégrée à un pommeau de vitesse automobile en plastique 20 ABS et les optimisations ont été faites à partir des caractéristiques de ce matériel. Ainsi, pour obtenir une transmission de signal efficace avec des interférences minimales au travers de la couche plastique de par exemple 0,2 à 0,8 mm, la fréquence de l'onde porteuse a été choisie dans une 25 gamme de 125 à 135 kHz. Il est entendu qu'un autre matériel et une autre épaisseur peut nécessiter d'autres fréquences de l'onde porteuse. L'antenne RFID servant de lecteur (A0) est constituée d'une bobine de section rectangulaire, et est associée à un condensateur afin de former une antenne résonnante. La fréquence de résonance et le facteur de qualité de 30 ce circuit sont également déterminants pour rendre l'antenne moins sensible - 4 - aux éléments métalliques environnants. Dans notre cas pour une bobine de 3mH la résistance d'adaptation nous offrant le facteur de qualité optimal se situe entre 250 et 500 Ohms. La fréquence de résonance de cette antenne n'est pas accordée sur la fréquence de l'onde porteuse. Une meilleur s extraction des signaux modulés est possible lorsque cette fréquence de résonance est supérieure de 5 à 20 % par rapport à la porteuse. Cette antenne est placée de façon à optimiser la lecture du transpondeur RFID (E31) au niveau de la main, on peut étendre le système (S0) au nombre d'antenne (An) qui sera nécessaire, à titre d'exemple non exhaustif, pour 10 une automobile elles peuvent se trouver dans une poignée de porte, la poignée du coffre, le pommeau de vitesse, le volant, près de la boucle de la ceinture de sécurité et pour une moto elle peut se trouver sur le réservoir d'essence ou dans la poignée d'accélération (l'émission RFID étant très peu atténuée par un éventuel textile de gant venant s'intercaler entre l'antenne 15 (An) et le transpondeur (I31)). Pour l'utilisation du système (SO) dans une automobile un interrupteur (S2) est placé dans l'habitacle, à porté de main du chauffeur, à titre d'exemple non limitatif on peut le trouver sur le coté du pommeau de vitesse, près du frein à main ou sur le tableau de bord, afin d'assurer le 20 préchauffage, ainsi que l'arrêt du moteur. Le système (SO) présenté peut soit être le seul système de démarrage soit être mis en parallèle du système de démarrage classique, les fils de commande préchauffage et démarrage iront par conséquent soit dans le moteur directement avec les actionneurs concernés soit au niveau du 25 contacteur de clé. Le système (SO) présenté agit sur la commande d'ouverture/fermeture centralisé (V8) de la voiture. Selon le type de véhicule le système (SO) présenté peut agir sur divers accessoires, périphériques ou caractéristiques du véhicule, à titre non 30 limitatif les différentes adaptions se font par l'intermédiaire de petits - 5 - actionneurs commandant la position et l'orientation des rétroviseurs (V2), la position, la hauteur, et l'inclinaison du siège conducteur (V3) ainsi que de son repose tête, la position du volant, le visuel de l'écran de contrôle de l'ordinateur de bord, la station radio écoutée, la voix du GPS, la hauteur des suspensions ainsi que leur dureté, la dureté de la direction assistée, l'électronique d'aide à la conduite ,le style de conduite, la puissance du véhicule, et un éventuel bridage moteur destinée aux jeunes conducteurs. Le présent circuit fonctionne avec un certain nombre d'antennes (An) de détection RFID présentes à l'intérieur et à l'extérieur du véhicule, mais le 10 nombre d'antenne ne change en rien le principe de base : une identification extérieure pour l'ouverture, la fermeture et l'adaptation du poste de conduite, ainsi qu'une identification à l'intérieur pour le démarrage. Le système est prévu pour fonctionner avec tous les types de transpondeurs (Bi) RFID BF présents au niveau de la main, à titre 15 d'exemple non restrictif une bague (BO) dotée d'un transpondeur (B1) RFID BF ou un micro-transpondeur RFID BF sous cutanée peut être implantée dans la peau de la main entre le pouce et l'index. Le système (SO) communique avec l'ordinateur de bord, le GPS et avec certaines autres partie du véhicule par l'intermédiaire d'un bus 20 connecté à une interface de communication, devant être adapté au protocole de communication du véhicule, le système (SO) est synchronisé avec l'horloge de temps absolu reçu par GPS (V6). Selon le véhicule, et le besoin ce système (S0) peut être connecté à internet par l'intermédiaire d'une connexion de donnée cellulaire, par Wifi ou 25 Bluetooth, on peut aussi être en connexion directe avec le système (SO). Le système (SO) autorise des connexions directes et dans le cadre d'une connexion à internet il ouvre un serveur FTP (Files Transfer Protocol), ceci permettant une interaction avec la base de données du véhicule contenant un certain nombre de ses caractéristiques, par exemple et à titre non 30 restrictif : profils d'identification RFID, configuration du poste de conduite, - 6 - historique de conduite, planification des horaires de conduite, consommation, kilométrage effectué, ou à effectuer, itinéraire programmé dans le GPS, itinéraire réellement effectué. Le système (SO) est mis en état d'enregistrement ou de suppression des puces RFID (B2) et des données de réglage du véhicule par l'intermédiaire soit d'une commande directe actionnée par un clavier à code, ou un interrupteur (S4) intégré au boitier (S1) soit toujours selon le type de véhicule ses données peuvent être modifiées à distance par internet. Lorsqu'un utilisateur est authentifié comme étant conducteur d'un 10 véhicule, il retrouve chacun des réglages accessoires et moteur du véhicule tel qu'il les avait programmé. Chaque réglage supplémentaire que le conducteur fera au cours de sa session, se trouvera enregistré. Le but étant de retrouver le poste de pilotage exactement comme il avait été laissé lors de la dernière utilisation, et de brider le moteur pour les jeunes conducteurs. 15 L'alimentation électrique du système (S0) est assurée par le 12 Volts présent au sein des véhicules. En référence à ces dessins, et dans un des modes particuliers de 20 réalisation le circuit électronique principal (S3) est placé dans un boîtier (S1) en aluminium qui peut mesurer 11.2 cm pour la longueur, 5.7 cm pour la largeur et 4.0 cm pour la hauteur, fermé par 4 vis de sécurité, de façon à sécuriser le système (SO) à la fois contre le vol, et contre les ondes électromagnétiques. 25 L'antenne RFID (Al) est un solénoïde d'environ 400 spires dont l'axe central du solénoïde est similaire à l'axe vertical du levier de vitesse, et placé à l'intérieur, sur le haut du pommeau de vitesse. L'antenne RFID (A2) est un solénoïde d'environ 400 spires, d'inductance 3mH et dont l'axe est normal à la surface apparente de la - 7 - poignée de la porte conducteur, elle est placée à l'intérieur de celle ci et est recouverte d'une couche de plastique comprise entre 0,2 à 0,8 mm. L'antenne RFID (A3) est un solénoïde d'environ 400 spires d'inductance 3 mH et dont l'axe est normal à la surface apparente de la s poignée du coffre, elle est placée à l'intérieur de celle ci et est recouverte d'une couche de plastique comprise entre 0,2 à 0,8 mm. Le système (SO) est doté d'un interrupteur (S2) pouvant se trouver intégré au tableau de bord que l'utilisateur actionne avant de poser la main sur le levier de vitesse, cet interrupteur (S2) 2 positions actionne le 10 préchauffage pour la durée, nécessaire à la voiture et met sous tension le circuit de résonance destiné à faire générer un fort champ magnétique par l'antenne (A1). L'utilisateur approche sa main pour ouvrir la portière, s'il est doté d'une bague (BO) enregistrée et si son créneau horaire est respecté le 15 véhicule est déverrouillé instantanément, et l'adaptation du poste de conduite s'effectue rapidement (de l'ordre de 4 à 6 secondes). Une fois assis le conducteur appuie sur le l'interrupteur d'allumage (S2), et lorsqu'il posera la main sur le pommeau de vitesse le véhicule démarrera, et le restera jusqu'a un nouvel appui sur le bouton. 20 En saisissant la poignée de porte ou en posant la main sur le pommeau (distance de détection inferieure à 4 cm), la bague (BO) dotée d'un transpondeur (B1) RFID BF subit une induction électromagnétique de la part de l'antenne (An), le courant induit dans la micro antenne (B3) reliée à la puce RFID (B2) de la bague (tout deux intégrés dans la bague (BO)) est 25 de l'ordre de 10 pAmpères 5 Volts suffisants pour alimenter le transpondeur (B1) qui renvoie alors un code d'identification haute sécurité préprogrammé lors de la fabrication et non modifiable, ce code est reçu par l'antenne hôte (An), filtré démodulé et analysé par un microcontrôleur (S5) situé dans le circuit électronique (S3), la bague (BO) est alors reconnue et la voiture se 30 déverrouille, se verrouille, ou démarre instantanément, selon l'antenne (An) - 8 - qui a détecté le transpondeur (B1). Si c'est l'antenne de démarrage (A1) qui a effectuée la détection alors le système (SO) bascule dans un second état stable, qui ne nécessite plus l'identification pour conserver le moteur en marche, et dont l'antenne (A1) n'est plus sous tension. Pour couper le moteur du véhicule il est nécessaire d'appuyer sur l'interrupteur (S2). Le système (SO) repasse dans l'état stable nécessitant l'identification RFID. Si la détection à été effectuée par une antenne n'étant pas l'antenne de démarrage (A1), le système (SO) passe d'un état stable à l'autre en alternant l'état véhicule fermé et l'état véhicule ouvert lors de chaque so détection, à l'exception de l'antenne placée dans la poignée de coffre (A3) qui selon la voiture peut aussi actionner des verrins ouvrant le coffre automatiquement. L'utilisation des bagues (BO) RFID BF passif est fortement recommandée car elle permet une identification simplifié, sécurisé, ne 15 nécessite pas d'alimentation, et elle ne risque pas de s'oxyder. Ici la bague est équipée avec un transpondeur RFID (B1) BF qui est moulé au sein du plastique de la bague (BO). L'enregistrement des bagues (BO) RFID, du poste de conduite, et de la configuration moteur (VO) s'effectue en actionnant une commande 20 spécifique interne du système électronique, en interaction avec le microcontrôleur (S5), dans le mode de réalisation présenté cette commande est un bouton (S4) situé sur le circuit électronique (S3) à l'intérieur du boîtier (S1). 25 Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à remplacer les clés de nos véhicules. Et c'est véritablement par l'intégration au sein de nos véhicules que cette technologie se démocratisera. REVENDICATIONS1 - Dispositif d'identification par Radio Frequency Identification Device Basse Fréquences passif, en interaction avec le véhicule équipé caractérisé en ce que cette identification exerce un droit à service au sein du s véhicule (automobile ou moto). 2 - Dispositif selon la revendication 1 agissant, sur le verrouillage/déverrouillage (V8), la mise en route, le réglage du poste de conduite, des accessoires, des périphériques, et/ou de la configuration du véhicule (VO). 10 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un certain nombre d'antennes (An) RFID soient placées à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule . 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 est caractérisé en ce que la réinitialisation du circuit électrique (S3), l'état démarré, l'extinction 15 moteur et/ou le préchauffage soit assuré par un interrupteur (S2) placé à l'intérieur du véhicule. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la puce (B2) RFID BF en interaction avec l'antenne (An) soit télé-alimenté (EM4100, EM4102, Hitag 1, Mifare, I code,....), c'est-à-dire alimenté uniquement par 20 le biais de l'induction provenant du champ magnétique de l'antenne (An). 6 - Dispositif selon la revendication 1 et 5 caractérisé en ce que la puce (B2) RFID BF(5) en interaction avec l'antenne (An) soit intégrée à un objet courant d'utilisation autour, proche ou sur la main . 7 - Dispositif selon la revendication 1 et 5 caractérisé en ce que la 25 puce (B2) RFID BF en interaction avec l'antenne (An) soit sous cutanée ou implantée dans la main d'une personne . 8 - Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé par son accès à internet par l'intermédiaire d'un réseau de données cellulaires, Wifi ou Bluetooth.- 10 - 9 - Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé par sa connexion directe à internet intégrée au système (SO), ou par sa connexion indirecte intégrée à un autre système du véhicule. 10 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une connexion s directe à celui ci filaire (USB, R345) ou sans fil (Wifi, Bluetooth).