Brevet FR3044445A1 — publié le 20170602

DISPOSITIF ET SYSTEME DE CONTROLE DE LA PRESENCE D'ARTICLES SUR ETAGERES ET PROCEDE CORRESPONDANT Domaine technique La présente invention concerne le contrôle de stocks de marchandises et plus particulièrement le contrôle automatique de la présence ou non d'articles ou de marchandises sur des étagères dans un entrepôt, un local ou un commerce. Etat de la technique Des systèmes permettant de réaliser un inventaire des articles présents sur des étagères de rayonnages sont connus. Chaque article est muni d'un code à barres ou d'une étiquette RFID (pour Radio Frequency IDentification en langue anglaise) et un lecteur associé est utilisé pour lire le code à barres ou l'étiquette RFID de chacun des articles présents sur les étagères. Ce système n'est pas automatique et nécessite qu'un opérateur parcoure tous les rayonnages pour les codes à barres ou les étiquettes RFID de tous les articles présents sur les étagères. D'autres systèmes basés sur de la transmission radiofréquence existent. Ces systèmes sont généralement complexes à mettre en oeuvre et présentent un coût élevé. Un tel système est par exemple décrit dans la demande internationale WO 2007/002536. Ce système comprend une pluralité de capteurs disposés sur des étagères destinés à recevoir des articles ou des marchandises. Les capteurs sont raccordés à des modules 3044445 2 électroniques aptes à communiquer en radiofréquence avec un ordinateur ou serveur distant. Les modules électroniques d'un même ensemble d'étagères superposées peuvent éventuellement être connectés en radiofréquence 5 à un même noeud de réseau et communiquer avec l'ordinateur distant via ce noeud de réseau. Par ailleurs, les capteurs peuvent être de différents types: capteurs capacitifs, capteurs à guide d'onde ou capteurs photosensibles. 10 Ce système permet de détecter de manière automatique la présence ou non d'articles dans les zones des étagères équipées de capteurs. Il nécessite toutefois une infrastructure assez lourde: des capteurs ayant leur propre alimentation électrique ou alimentés par les 15 modules électroniques, des modules électroniques ayant leur propre alimentation électrique, éventuellement des noeuds de réseaux, et un ordinateur distant équipé de moyens d'émission/réception. De nombreux câbles sont également nécessaires pour raccorder les capteurs aux 20 modules électroniques. Résumé de l'invention Un objet de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients précités. Selon l'invention, il est proposé un système 25 automatique de contrôle de la présence ou non d'articles sur étagères qui est basé sur la technologie RFID. L'invention propose plus particulièrement d'utiliser des étiquettes RFID (ou tags RFID) et de les raccorder à des circuits détecteurs aptes à détecter la présence ou non d'articles sur les étagères, lesdites 3044445 3 étiquettes RFID étant capables de lire et de stocker l'état des circuits détecteurs. Ces états sont transmis à un lecteur RFID distant quand celui-ci vient lire les étiquettes RFID. 5 A cet effet, l'invention concerne un dispositif de contrôle de la présence d'articles sur au moins une étagère, comprenant: - au moins un circuit détecteur pour détecter la présence d'au moins un article posé dans au moins une 10 zone de ladite étagère, dite zone d'étagère, ledit circuit détecteur étant apte à commuter entre au moins un état, dit de détection d'article, dans lequel ledit circuit détecteur détecte la présence d'au moins un article dans ladite zone d'étagère et un état, dit de 15 non détection d'article, dans lequel ledit circuit détecteur ne détecte aucun article dans ladite zone d'étagère, - une étiquette RFID connectée au circuit détecteur et apte à lire et stocker l'état, de détection d'article 20 ou de non détection d'article, du circuit détecteur, ladite étiquette RFID comprend en outre un code d'identification pour identifier ladite zone d'étagère et est agencée pour communiquer ledit code d'identification et l'état du circuit détecteur à un 25 lecteur RFID distant. Le dispositif proposé est simple et peu onéreux à mettre en oeuvre puisqu'il est basé sur la technologie RFID existante. On entend par étiquette RFID un dispositif comprenant une puce RFID reliée à une 30 antenne. L'antenne permet à la fois de capter le signal électromagnétique émis par le lecteur RFID et de 3044445 4 transmettre les informations contenues dans la puce au lecteur RFID, notamment l'état du circuit détecteur. Avantageusement, le circuit détecteur est alimenté en énergie par l'étiquette RFID à laquelle il est 5 connecté. Selon un mode de réalisation particulier, l'étiquette RFID est passive. Selon un mode de réalisation particulier, le circuit détecteur est un capteur de pression disposé sur une 10 face supérieure de l'étagère, ledit circuit détecteur étant dans l'état de détection d'article lorsqu'un article disposé sur l'étagère exerce une pression sur ledit capteur et dans l'état de non détection d'article lorsqu'aucun article n'exerce de pression sur ledit 15 capteur. Selon un mode de réalisation particulier, le capteur de pression est un interrupteur comprenant deux éléments conducteurs, lesdits éléments conducteurs étant en contact lorsqu'une pression externe est exercée sur 20 ledit capteur. Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif RFID comprend: - une première couche comprenant une plaque conductrice, 25 - une deuxième couche comprenant deux éléments conducteurs formant contacts de l'interrupteur et l'étiquette RFID, une portion de chacun des deux éléments conducteurs étant en vis-à-vis avec ladite plaque conductrice, les deux éléments conducteurs étant 30 connectés électriquement à l'étiquette RFID, et 3044445 5 une troisième couche entre lesdites première et deuxième couches, ladite troisième couche étant une couche diélectrique élastique comportant une fenêtre au niveau de la plaque conductrice, lesdits éléments 5 conducteurs étant connectés électriquement via la plaque conductrice lorsqu'une pression externe est exercée sur ledit interrupteur. Selon un autre mode de réalisation particulier, la troisième couche diélectrique est une couche adhésive 10 destinée à assembler ladite première couche à ladite deuxième couche. Selon un autre mode de réalisation particulier, le circuit détecteur est une photorésistance dont la résistance varie en fonction de la quantité de lumière 15 reçue, la photorésistance étant disposée sur l'étagère ou à proximité de celle-ci et la quantité de lumière reçue par la photorésistance variant en fonction de la présence d'au moins un article sur ladite étagère. Selon un autre mode de réalisation particulier, le 20 circuit détecteur est un capteur résistif de pression dont la résistance varie en fonction de la pression appliquée. Selon un autre mode de réalisation particulier, l'étiquette RFID est connectée à une pluralité de 25 circuits détecteurs montés en série. L'invention concerne également un système de contrôle de la présence d'articles sur au moins une étagère, comprenant au moins un dispositif de contrôle de la présence d'articles tel que décrit précédemment et un 30 lecteur RFID distant apte à communiquer avec ladite 3044445 6 étiquette RFID et à recevoir l'état du circuit détecteur stocké dans l'étiquette RFID. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme 5 du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif. Brève description des figures 10 La figure 1 représente un schéma d'un dispositif RFID conforme à l'invention; La figure 2 représente une vue schématique éclatée en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif RFID de la figure 1; 15 La figure 3 représente une vue schématique d'un système de contrôle de présence d'articles sur étagères conforme à l'invention; La figure 4 est une vue agrandie d'une étagère visible sur la figure 3, laquelle étagère est munie de 20 dispositifs RFID conformes à l'invention; et La figure 5 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation du dispositif RFID conforme à l'invention. 25 Description détaillée de l'invention L'invention proposée concerne un dispositif RFID et un système RFID de contrôle de présence d'articles sur des 3044445 7 étagères. L'invention s'adresse à des commerçants ou industriels ayant des articles sur étagères et souhaitant connaitre si certaines de ces étagères sont vides ou partiellement vides en vue de leur réassort. 5 A cet effet, les étagères sont chacune équipées d'un ou plusieurs dispositifs RFID conformes à l'invention. En référence à la figure 1, chaque dispositif RFID, référencé 1, comprend un circuit détecteur 11 pour détecter la présence d'au moins un article sur une zone 10 de l'étagère et une étiquette RFID 10 connectée électriquement au circuit détecteur. L'étiquette RFID 10 comprend deux ports entre lesquels le circuit détecteur 11 peut être connecté et à partir desquels il peut lire l'état du circuit détecteur. 15 L'étiquette RFID 10 est avantageusement un tag passif ne disposant pas de batterie. L'étiquette puise alors son énergie dans le signal électromagnétique émis par un lecteur RFID lors de la lecture de l'étiquette. Cette énergie est utilisée par l'étiquette RFID pour 20 lire l'état du circuit détecteur et renvoyer un signal électromagnétique au lecteur RFID, le signal renvoyé comprenant une pluralité d'informations provenant de la puce RFID de l'étiquette, notamment un code d'identification de l'étagère ou de la zone d'étagère 25 sur laquelle est placé le circuit détecteur connecté à l'étiquette ainsi que l'état du circuit détecteur. L'étiquette RFID 10 comprend essentiellement une puce RFID 100 connectée à une boucle magnétique 101. La boucle magnétique est avantageusement couplée à une 30 antenne électrique, par exemple un dipôle électrique de 3044445 8 longueur k/2, disposée sur l'étagère. k désigne la longueur d'onde associée à la fréquence de fonctionnement du lecteur RFID. L'étiquette RFID 10 est par exemple équipée de la puce 5 G2iL+ commercialisée par la société NXP. Cette puce dispose de deux ports auxiliaires, référencés VDD et OUT, entre lesquels elle injecte un courant faible et mesure la tension résultante. Cette fonction (injection de courant et mesure de la tension) est effectuée 10 automatiquement à chaque cycle de démarrage de la puce pendant un intervalle de temps prédéterminé de quelques centaines de microsecondes. Cette fonction est utilisée par l'étiquette RFID 10 pour déterminer l'état du circuit détecteur 11. 15 Le circuit détecteur 11 est agencé pour commuter entre un état, dit de détection d'article, dans lequel il détecte la présence d'au moins un article sur l'étagère et un état, dit de non détection d'article, dans lequel il ne détecte aucun article sur l'étagère. 20 Le circuit détecteur 11 est par exemple un capteur de pression disposé sur la face supérieure de l'étagère. Ce capteur change d'état lorsqu'un article présent sur l'étagère exerce une pression sur lui. Le circuit détecteur est avantageusement un simple 25 interrupteur qui change d'état en fonction de la présence ou de l'absence d'article exerçant une pression sur lui comme illustré à la figure 1. Cet interrupteur comprend deux éléments conducteurs qui sont en contact lorsque le poids d'un article présent 30 sur l'étagère exerce une pression sur l'interrupteur. 3044445 9 Une vue éclatée d'un premier exemple de réalisation du dispositif RFID 1 est donnée à la figure 2. Dans cet exemple, le dispositif RFID 1 comprend trois couches diélectriques superposées, référencées 12, 13 et 14. 5 La couche 12 comprend une plaque conductrice 112. La couche 14 comprend deux éléments conducteurs 110 et 111 formant les contacts d'interrupteur ainsi que l'étiquette RFID 10. La couche 13 est une couche élastique disposée entre les couches 12 et 14 et 10 comporte une fenêtre 113. Les éléments conducteurs 110 et 111 et la plaque conductrice 112 sont agencés de manière à ce qu'une portion d'extrémité de chacun des éléments conducteurs soit en vis-à-vis avec la plaque conductrice 112. De même, la fenêtre 113 est 15 positionnée de manière à être en vis-à-vis avec la plaque conductrice 112. Lorsqu'une pression externe s'exerce sur l'interrupteur, la plaque conductrice 112 est poussée vers les éléments conducteurs 110 et 111 à travers la 20 fenêtre 113 de manière à ce que les deux éléments conducteurs 110 et 111 soient connectés électriquement via la plaque conductrice 112. L'état de détection d'un article est obtenu lorsque les deux éléments conducteurs 110 et 111 sont connectés électriquement 25 (interrupteur fermé). Quand la pression est relâchée (retrait de l'article exerçant la pression), les deux éléments conducteurs 110 et 111 s'écartent de la plaque conductrice de manière à couper la connexion électrique entre les deux éléments conducteurs (interrupteur 30 ouvert). L'état de non détection d'article est ainsi obtenu lorsque cette connexion électrique n'existe pas. 3044445 10 Dans ce mode de réalisation, la couche 13 est avantageusement une couche adhésive destinée à assembler les deux couches 12 et 14. Selon un mode de réalisation particulier, la couche 12 5 est une couche en PET ayant une épaisseur de 40pm et comportant une plaque 112 de métal laminé ayant une épaisseur comprise entre 20pm et 30pm. La plaque 112 est réalisée en cuivre ou aluminium. La couche 14 est également une couche en PET ayant une épaisseur de 40pm 10 et comportant deux éléments conducteurs de métal laminé ayant une épaisseur comprise entre 20pm et 30pm. Enfin la couche intermédiaire, 13, est une couche de matériau adhésif élastique renforcée par du PET de manière à ce que le matériau adhésif ne flue pas. Cette couche 15 adhésive présente une épaisseur comprise entre 20pm et 30pm et solidarise l'ensemble des couches de l'étiquette. Avantageusement, la face supérieure de la couche 12 est recouverte par un film opaque en polyester et la face 20 inférieure de la couche 14 est recouverte d'une couche adhésive pour coller le circuit détecteur sur l'étagère. Selon l'invention, l'étiquette RFID 10 est agencée pour lire et stocker l'état du circuit détecteur 11. Dans le 25 cas de la puce G2iL+ mentionné précédemment, le circuit détecteur 11 est connecté entre les ports auxiliaires VDD et OUT de la puce. Au réveil de celle-ci (suite à l'émission d'un signal électromagnétique par un lecteur RFID), la puce injecte dans le circuit détecteur 11 un 30 courant faible (inférieur à 1 pA) pendant un intervalle de temps très court, de l'ordre de 300 ps. Si le 3044445 11 circuit détecteur 11 est dans un état de détection d'article (interrupteur fermé existence d'une pression exercée par un article), la puce mesure une tension quasi-nulle entre les ports auxiliaires VDD et 5 OUT. La puce analyse cette mesure comme signifiant que l'interrupteur est fermé (i.e. le circuit détecteur 11 est dans un état de détection d'article). La puce inscrit alors, dans un de ses registres de mémoire, une information binaire (par exemple un "1") représentative 10 de cet état du circuit détecteur 11. A l'inverse, si le circuit détecteur 11 est dans un état de non détection d'article (interrupteur ouvert - absence de pression exercée par un article), la puce mesure une tension élevée (forte impédance) entre les ports auxiliaires 15 VDD et OUT. La puce analyse cette mesure comme signifiant que l'interrupteur est ouvert (i.e. le circuit détecteur 11 est dans un état de non détection d'article). La puce inscrit alors une information binaire (par exemple un "0") représentative de cet état 20 du circuit détecteur 11. La puce stocke également de manière permanente, dans un de ses registres, un code d'identification prédéterminé permettant d'identifier l'étagère ou la zone d'étagère sur laquelle est disposé le circuit détecteur 11. Ce 25 code d'identification peut être un numéro d'étagère ou de zone d'étagère ou alors un numéro d'identification des articles destinés à être entreposés sur cette étagère. Ce code d'identification sert au lecteur RFID pour identifier les étagères ou zones d'étagères à 30 réapprovisionner. 3044445 12 Après stockage de l'information binaire représentative de l'état du circuit détecteur 11 (fin du cycle de réveil de la puce), l'étiquette RFID 10 renvoie au lecteur RFID l'information binaire représentative de 5 cet état du circuit détecteur 11 et le code d'identification stocké dans la puce. Le dispositif RFID 1 tel que décrit précédemment est positionné sur les étagères E de stockage d'articles A comme illustré sur les figures 3 et 4. Dans ces deux 10 figures, les étagères sont destinées à recevoir des boites de chaussures A. La figure 3 représente un système conforme à l'invention comprenant une pluralité de dispositifs RFID 1 tels que décrits précédemment et aptes à 15 communiquer avec un lecteur RFID 2 distant connecté à un serveur central 3. Les dispositifs RFID 1 sont représentés par des rectangles en traits hachurés sur les figures 3 et 4. Ils sont disposés sur des étagères E. 20 Le lecteur RFID est équipé d'au moins une antenne UHF 20 disposée à proximité des étagères. Cette antenne est par exemple du type patch à polarisation circulaire est disposée à proximité des étagères. Dans un magasin ou un local, les antennes peuvent être placées dans des 25 faux plafonds ou derrière les étagères. Dans ce dernier cas, les antennes UHF sont de préférence des antennes dipôles car elles permettent de communiquer avec deux étagères placées dos à dos. Les antennes UHF 20 sont reliées au lecteur RFID 2 par 30 un câble coaxial. Les lecteurs RFID actuels permettent 3044445 13 de relier de 4 à 16 antennes, les cas échéant en rajoutant des multiplexeurs. Ainsi un seul lecteur RFID peut facilement couvrir une travée de 4 à 10m selon la disposition et la densité des étagères E à surveiller. 5 Les lecteurs RFID sont reliés à un serveur central du magasin par réseau informatique filaire Ethernet ou WiFi si le réseau câblé n'est pas préinstallé. La figure 4 représente une vue agrandie d'une étagère E du système de la figure 3, sur laquelle sont collés une 10 pluralité de dispositifs RFID 1 conformes à l'invention. Dans cette figure, la face supérieure de l'étagère est découpée en 18 zones Z adjacentes, chaque zone Z étant équipée d'un dispositif RFID 1. Les zones Z sont matérialisées sur la figure par des traits 15 pointillés. L'étendue de chaque zone Z est définie en fonction de l'encombrement de l'article qu'elle doit recevoir. Si l'étagère est destinée à recevoir des boites de chaussures comme c'est le cas ici, les zones Z correspondent sensiblement à la surface de la face 20 inférieure des boites de chaussures. Bien entendu, les zones Z peuvent être de tailles différentes si l'étagère est destinée à recevoir des articles de tailles différentes. Dans l'exemple de la figure 4, le dispositif RFID 1 est 25 positionné au centre de la zone Z. Il peut être bien entendu positionné à n'importe quel autre endroit de la zone Z. Il faut seulement que le circuit détecteur 11 du dispositif RFID 1 soit positionné sous la boite de chaussures lorsque celle-ci est en place sur l'étagère. 3044445 14 Il est à noter que dans le cas d'articles A comportant des parties métalliques, il est recommandé de déporter l'étiquette RFID 10 par rapport au circuit détecteur 11 pour que l'étiquette RFID ne se retrouve pas sous 5 l'article posé sur l'étagère. L'étiquette RFID 10 peut alors être positionnée sur un des bords verticaux de l'étagère ou sur un des montants M supportant l'étagère. Le système de la figure 3 fonctionne de la manière 10 suivante. Le lecteur RFID 2 alimente à tour de rôle les antennes 20 selon le protocole RFID UHF Gen2. Les puces des étiquettes RFID 10 recevant suffisamment de champ électromagnétique incident se réveillent. A la mise sous tension, chaque puce vient vérifier l'état du 15 circuit détecteur connecté entre ses ports auxiliaires. Elle mesure l'état du circuit détecteur 11 pendant les premières centaines de microsondes et stocke dans un de ses registres une information binaire représentative de cet état. 20 Cette opération est effectuée de manière transparente pendant la période (les 500 premières microsecondes) où aucune commande ne peut être envoyée par le lecteur RFID tel que défini dans le protocole de communication UHF Gen2. 25 Après cette période, la puce est prête à communiquer avec le lecteur RFID 2 et répond aux commandes d'inventaires en renvoyant son code d'identification et l'information binaire représentative de l'état du circuit détecteur. Ses informations sont contenues dans 30 le code produit électronique (ou code EPC pour Electronic Product Code en langue anglaise) renvoyé par 3044445 15 la puce au lecteur RFID pendant l'intervalle de temps qui lui est attribué par le protocole. Ce code EPC peut contenir des informations sur 96bits permettant de connaitre la position spatiale de l'étagère et/ou le 5 code de l'article sur l'étagère. Le serveur central 3 reçoit ainsi, via le lecteur RFID 2, l'état des circuits détecteurs des différents dispositifs RFID 1 disposés sur les étagères E. Le serveur peut alors décider de lancer une alerte de 10 réassort dès qu'un circuit détecteur n'est plus recouvert par un article A. Il peut aussi décider de ne lancer une alerte de réassort que lorsque m dispositifs RFID sur un total de n dispositifs RFID disposés sur une étagère ne sont plus recouverts par un article, 15 avec 1 REVENDICATIONS1) Dispositif (1) de contrôle de la présence d'articles sur une étagère, comprenant: au moins un circuit détecteur (11) pour détecter la présence d'au moins un article posé dans au moins une zone de ladite étagère, dite zone d'étagère, ledit circuit détecteur étant apte à commuter entre au moins un état, dit de détection d'article, dans lequel ledit circuit détecteur détecte la présence d'au moins un article dans ladite zone d'étagère et un état, dit de non détection d'article, dans lequel ledit circuit détecteur ne détecte aucun article dans ladite zone d'étagère, - une étiquette RFID (10) connectée au circuit détecteur (11) et apte à lire et stocker l'état, de détection d'article ou de non détection d'article, du circuit détecteur, laquelle étiquette RFID comprend en outre un code d'identification pour identifier ladite zone d'étagère et est agencée pour communiquer ledit code d'identification et l'état du circuit détecteur à un lecteur RFID (2) distant. 2) Dispositif selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le circuit détecteur (11) est alimenté en énergie par l'étiquette RFID (10) à laquelle il est connecté. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, 30 caractérisé en ce que l'étiquette RFID (10) est passive. 3044445 20 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit détecteur (11) est un capteur de pression 5 disposé sur une face supérieure de l'étagère, ledit circuit détecteur étant dans l'état de détection d'article lorsqu'un article disposé sur l'étagère exerce une pression sur ledit capteur et dans l'état de non détection d'article lorsqu'aucun article n'exerce 10 de pression sur ledit capteur. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de pression (11) est un interrupteur comprenant: 15 - une première couche (110) comprenant une plaque conductrice (114), une deuxième couche (112) comprenant deux éléments conducteurs (115, 116) formant contacts de l'interrupteur et l'étiquette RFID, une portion de 20 chacun des deux éléments conducteurs étant en vis-à-vis avec ladite plaque conductrice (114), les deux éléments conducteurs étant connectés électriquement à l'étiquette RFID, et une troisième couche (111) entre lesdites 25 première et deuxième couches, ladite troisième couche étant une couche diélectrique élastique comportant une fenêtre (113) au niveau de la plaque conductrice, lesdits éléments conducteurs étant connectés électriquement via la plaque conductrice lorsqu'une 30 pression externe est exercée sur ledit interrupteur. 3044445 21 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième couche (111) est une couche adhésive destinée à assembler ladite première couche (110) à ladite deuxième couche (112). 5 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit détecteur est une photorésistance dont la résistance varie en fonction de la quantité de lumière reçue, la 10 photorésistance étant disposée sur l'étagère ou à proximité de celle-ci et la quantité de lumière reçue par la photorésistance variant en fonction de la présence d'au moins un article sur ladite étagère. 15 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étiquette RFID est connectée à une pluralité de circuits détecteurs montés en série. 20 9) Système de contrôle de la présence d'articles sur au moins une étagère, comprenant au moins un dispositif (1) de contrôle de la présence d'articles selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et un lecteur RFID (2) distant apte à communiquer avec ladite étiquette RFID et à recevoir l'état du circuit détecteur stocké dans l'étiquette RFID.