Protocoles

Résumé du protocole


La technologie RFID et le protocole Modbus

Définition

Principes :



Protocoles anti collision

L'un des plus grands inconvénients des systèmes RFID est sa faible efficacité d'identification de radio-étiquette à cause des collisions. Quand plusieurs radio-étiquettes tentent de transférer des données vers le lecteur simultanément, on est dans le cas d'un accès multiple. Il faut partager le temps de parole entre les radio-étiquettes

 

4 Méthodes d'anti collision  :

 Méthode fréquentielle

 - Méthode spatiale
-   Méthode temporelle
-  Méthode systématique

 



Dans le détail, on a les algorithme suivant :

source Wiki :https://fr.wikipedia.org/wiki/Protocoles_de_communication_RFID

derniere MAJ :Janvier 2016

 

 

Space-division multiple access (en) (SDMA)

Une option est de réduire significativement la portée d'un seul lecteur, mais pour compenser, il faut alors utiliser un grand nombre de lecteurs pour former un réseau, fournissant ainsi la couverture d'une zone. La seconde option est d'utiliser une antenne directionnelle sur le lecteur. De manière à ne scanner, à un instant t, qu'une partie des radio-étiquettes. Un inconvénient de la technique de SDMA est le coût relativement élevé de la mise en œuvre du système de lecteur et d'antenne20.

Accès multiple par répartition en fréquence (AMRF)

La technique d'accès multiple par répartition en fréquence (également appelée FDMA) consiste à doter le lecteur de plusieurs canaux de transmission permettant ainsi aux radio-étiquettes de communiquer simultanément. Un inconvénient de la procédure AMRF est le coût relativement élevé des lecteurs, de plus un récepteur dédié doit être fourni pour chaque canal de réception21.

Time domain multiple access (TDMA)

La technique TDMA (accès multiple à répartition dans le temps) consiste à répartir le temps de parole entre les radio-étiquettes en leur fournissant des fenêtres temporelles dans lesquelles chacune communique22.

Algorithme ALOHALe genre type d'algorithmes d'anti-collision populaires sont les algorithmes de type ALOHA. Ils sont de type TDMA. Ils sont simples et offrent de bonnes performances lorsque le nombre de radio-étiquettes à lire est réduit. Cependant, ils nécessitent généralement une augmentation exponentielle du nombre de fenêtre de temps lorsque que le nombre de radio-étiquette augmente23,24,25,26. Ces algorithmes ont des approches stochastiques, on ne peut déterminer quelle radio-étiquette répond à quel moment27.


Algorithme Pure/unslotted ALOHA

Dès qu'un paquet de données est disponible, il est envoyé par la radio-étiquette au lecteur. Le temps de transmission étant relativement faible. Le temps de transmission de données ne représente qu'une fraction du temps de répétition, il y a donc des pauses relativement longues entre les transmissions. En outre, les temps de répétitions pour les transpondeurs individuels diffèrent légèrement. Il y a donc une certaine probabilité que deux radio-étiquettes peuvent transmettre leurs paquets de données à des instants différents et que les paquets de données ne rentrent pas en collision24.

L'efficacité de transmission est approximativement de 18%28,29.


Algorithme Basic Framed Slotted ALOHA (BFSA)

Dans cette procédure, les radio-étiquettes ne peuvent commencer leur transmission que dans des fenêtres de transmission prédéfinies. La synchronisation de toutes les radio-étiquettes doit être contrôlée par le lecteur. La taille de la fenêtre étant fixe, sa mise en œuvre est simple. Cependant, il a un point faible qui plombe l'efficacité de l'identification des radio-étiquettes dans le cas d'une taille de fenêtre importante en présence d'un nombre réduit de radio-étiquettes30,31,32,33.

L'efficacité de transmission est approximativement de 36%28,32.


Algorithme Dynamic Framed Slotted ALOHA (DFSA)

L'algorithme DFSA peut identifier les radio-étiquettes plus efficacement puisque le lecteur régule la taille de la fenêtre en fonction du nombre de radio-étiquettes. Mais le changement de taille seul ne peut pas réduire indéfiniment les collisions en présence d'un nombre trop important de radio-étiquettes car il ne peut pas augmenter la taille de la fenêtre indéfiniment31,34,35.


Algorithme Advanced Framed Slotted ALOHA (AFSA)

L'algorithme AFSA calcule combien de fenêtres sont nécessaires pour lire 99% des radio-étiquettes. Puis, il sélectionne la taille de la fenêtre qui donne le plus petit nombre d'emplacements. Puisque l'algorithme AFSA estime le nombre de radio-étiquettes et détermine la taille de la fenêtre afin de minimiser la probabilité de collision, il est ainsi plus efficace. Néanmoins, la taille de la fenêtre ne peut toujours pas être augmenter indéfiniment36,37.


D'autres algorithmes basés sur ALOHA ont été proposés, souvent nommés Enhanced Framed Slotted ALOHA (EFSA), ces algorithmes proposent chacun des points d'améliorations de performance dans certaines conditions.

Tree-Based Anti-Collision Algorithm

Ils sont également apparus comme une solution au problème de l'accès multiple. L'idée n'est plus de partager le temps de parole pour éviter les collisions mais d'essayer de les résoudre38,39. Grâce à la désactivation temporaire de radio-étiquette, ces algorithmes ont des approches déterministes27.

Quelques exemples d'implémentations basés sur le parcours d'arbre40,41 :

  • Binary Search Algorithm (BS)
  • Dynamic Binary Search Algorithm (DBS)
  • Query-Tree Algorithm
  • Binary Tree Traversal Algorithm
  • ID-Binary Tree Stack Algorithm

Encore une fois, d'autres variantes basées sur les arbres de recherche ont été développées, chacune ayant des points fort dans certains cas.

 


Normes

ISO

L'organisation internationale de normalisation (ISO) a élaboré des normes RFID pour l'identification automatique. Cette norme, connue sous le nom de la série ISO 18000, couvre le protocole d'interface air pour les systèmes susceptibles d'être utilisés pour suivre les marchandises dans la chaîne d'approvisionnement. Ils couvrent les principales fréquences utilisées dans les systèmes RFID dans le monde entier. Les sept parties sont les suivantes47,48 :

18000–1: Architecture de référence et définition des paramètres à normaliser
http://www.iso.org/iso/fr/catalogue_detail?csnumber=46145

18000–2: Paramètres de communications d'une interface d'air à 135 kHz
http://www.iso.org/iso/fr/catalogue_detail.htm?csnumber=46146

18000–3: Paramètres de communications d'une interface d'air à 13,56 MHz
http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=53424

18000–4: Paramètres de communications d'une interface d'air à 2,45 GHz
http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=46148

18000–5: Air interface for 5.8 GHz
Retiré

18000–6: Paramètres de communications d'une interface radio entre 860 MHz et 960 MHz
http://www.iso.org/iso/fr/catalogue_detail.htm?csnumber=59644

18000–7: Paramètres de communications actives d'une interface radio à 433 MHz
http://www.iso.org/iso/fr/catalogue_detail.htm?csnumber=57336

EPC

Spécialisé dans la standardisation des radio-étiquettes à faible coût. Voici la dernière version des protocoles bas niveau qu'elle a publié :

  • UHF Gen2 Air Interface Protocol : Ce protocole définit les exigences physiques et logiques pour une radio-étiquette passive, dans le cas où le lecteur parle en premier, sur la plage de fréquences allant de 860 MHz à 960 MHz49.
http://www.gs1.org/sites/default/files/docs/epc/Gen2_Protocol_Standard.pdf
  • Radio-Frequency Identity Protocols EPC Class-1 HF RFID Air Interface Protocol : Ce protocole définit les exigences physiques et logiques pour une radio-étiquette passive, dans le cas où le lecteur parle en premier, sur la fréquence de 13.56 MHz50.
http://www.gs1.org/sites/default/files/docs/epc/epcglobal_hf_2_0_3-standard-20110905r3.pdf

A partir de là, il faut payer pour voir les documents, ou pas !
un livre de chevet comme un autre

http://www.youwokeji.com.cn/down/18000-3.pdf

Conclusion

Si votre lecteur n’intègre pas un de ces algorithmes, est ce qu'il est possible de simuler un des principes de répartition par tranche de temps.

Je m'explique, on déclenche de nombreux cycle de lecture, et on élimine les tags déjà lu. Au bout d'un moment et statistiquement on devrait parcourir l'ensemble des tags.

Probleme :

Dans le cas d'un empilement de jeton, est ce que le tags le plus proche de l'antenne répond toujours en premier ?

Voir Travaux pratiques