Une introduction complète à l’IoT basé sur la RFID

En réalité, l’IoT (Internet des objets) a été proposé dès 1999, avec une définition selon laquelle toutes les choses sont connectées à Internet au moyen de dispositifs de détection d’informations tels que la RFID (Radio Frequency Identification), de sorte qu’une identification et une gestion intelligentes puissent être réalisées. Ainsi, pour le dire simplement, l’IoT est en fait un réseau de détection établi sur la base de la technologie RFID.

Principes fondamentaux de l’IoT et technologie RFID

Basé sur l’Internet informatique, l’IoT établit en réalité l’Internet reliant les objets en s’appuyant sur la technologie RFID et la communication de données radio. Par conséquent, l’une des technologies centrales essentielles de l’IoT réside dans la RFID. Dans ce réseau, les objets sont autorisés à communiquer entre eux sans qu’il soit nécessaire d’intervenir humainement. Le cœur de l’IoT réside dans l’identification automatique des objets et l’interconnexion et le partage de l’information via l’Internet informatique, sur la base de la technologie RFID, qui est précisément une technologie permettant aux objets de « parler ». Dans la phase de l’IoT, l’étiquette RFID stocke des informations avec des règles et une interopérabilité qui seront automatiquement enregistrées dans le système d’information central par le biais du système de communication de données radio, de sorte que les objets puissent être identifiés et que l’échange et le partage d’informations puissent être réalisés via l’Internet ouvert.

• Composition et principes de fonctionnement de l’IoT

a. Origine de l’IoT

De même qu’Internet relie étroitement les personnes du monde entier, un Internet intégrant la technologie RFID est capable de connecter entre eux tous les objets à travers le monde. De plus, tous ces objets sont autorisés à « communiquer » les uns avec les autres.

b. Composition de l’IoT

L’IoT typique est composé de trois éléments : le système RFID, le système Savant et le système Internet, comme le montre l’image ci-dessous.

Le système RFID contient principalement l’étiquette RFID, le lecteur et le logiciel du système d’échange et de gestion des données (processeur) ; le système Savant est composé du serveur Savant, du serveur ONS (service de dénomination des objets), du serveur PML (langage de balisage physique) et des logiciels de données correspondants ; le système Internet est composé du système informatique et du serveur réseau.

c. Principe de fonctionnement

Le lecteur RFID dans un système IoT est capable de piloter le module RF pour transmettre un signal de lecture à l’étiquette et de recevoir les signaux de réponse émis par celle-ci. En outre, il est capable de décoder les informations d’identification de l’objet figurant sur l’étiquette électronique, puis de transmettre ces informations d’identification de l’objet, ainsi que les autres informations présentes sur l’étiquette, au système Savant pour traitement. De manière générale, la fréquence de fonctionnement du lecteur RFID reste identique à celle de l’étiquette.

Sur la base de la figure ci-dessus indiquant la structure de l’IoT, après que le lecteur a reçu les informations porteuses de l’étiquette et modulé puis décodé les signaux de transmission, il enverra les informations au système Savant pour traitement, après quoi les informations seront transmises à Internet. Ensuite, l’ONS est appliqué pour trouver l’emplacement de stockage des objets sur Internet et l’ONS est capable d’indiquer au système Savant le serveur contenant les informations de stockage des objets et de transmettre les informations décrites dans ce fichier.

• Principes de fonctionnement du système RFID

a. Composition du système

Conformément aux différentes applications, les systèmes RFID peuvent différer les uns des autres quant à leurs éléments de composition. Mais, fondamentalement, un système RFID est composé d’une étiquette, d’un lecteur et d’un système d’échange et de gestion des données. L’étiquette électronique est composée d’un composant de couplage et d’une puce contenant une logique de sécurité.

b. Principe de fonctionnement

En tant que technologie avancée d’identification automatique, la RFID met en œuvre des communications de données en duplex intégral sans contact via les radiofréquences afin d’identifier les objets cibles. L’étiquette RFID se compose d’une puce et d’une antenne, et chaque étiquette possède un code produit unique.

Le système RFID peut transmettre des données entre le transpondeur et l’émetteur-récepteur du capteur. La figure suivante montre le principe de fonctionnement du système RFID.

Lorsque le système RFID fonctionne, des signaux RF d’une certaine fréquence sont d’abord émis par le lecteur via l’antenne. Lorsque l’étiquette RFID entre dans le champ de travail du lecteur, l’antenne transmet un courant induit de sorte que l’étiquette RFID capte l’énergie, ce qui l’active pour transmettre ses propres informations de code au lecteur. Dans le cas des systèmes passifs, le lecteur émet des signaux RF à une certaine fréquence via des composants de couplage. Dès que l’étiquette RFID entre dans ce champ, l’énergie est obtenue par l’intermédiaire des composants de couplage afin d’alimenter les puces et de permettre la communication avec le lecteur. Après que le lecteur a lu les informations auto‑codées, il les envoie au système d’échange et de gestion des données. Dans le cas des systèmes actifs, après que l’étiquette est entrée dans la zone de travail du lecteur, la batterie intégrée fournit l’alimentation afin de réaliser la communication avec le lecteur.

Applications et développements futurs de la technologie IoT

En raison de l’identification unique de l’étiquette RFID sur les objets, la technologie RFID a suscité une attention considérable quant à ses applications. L’IoT est un point chaud pour l’application de la RFID. En tant que version sans fil du code-barres, la RFID présente des avantages évidents, notamment la résistance à l’eau, la résistance aux champs magnétiques, la résistance aux hautes températures, une longue durée de vie, une grande distance de lecture, le chiffrement et la modification des informations stockées. En outre, elle est capable de reconnaître des objets se déplaçant à grande vitesse et de reconnaître simultanément plusieurs étiquettes, ce qui est pratique et rapide.

L’Internet des objets basé sur la technologie RFID établit un Internet des objets permettant le partage en temps réel entre les choses à travers le monde en tirant parti des technologies RFID, de la communication de données par antenne, etc. En étiquetant tous les objets avec des étiquettes RFID, un réseau d’information concernant tous les objets participant à la distribution est mis en place sur la base de l’Internet actuel, mais il ne fonctionne parfois pas efficacement en raison de composants hétérogènes. Par conséquent, il est nécessaire d’établir une relation organique et harmonieuse entre les différentes parties d’un système. L’Internet des objets permet aux personnes d’accéder à l’information et aux services de calcul à tout moment et en tout lieu, ce qui exercera une profonde influence sur chaque phase de la distribution, y compris la fabrication, la vente, le transport, l’application et le recyclage, ainsi que sur les comportements gouvernementaux, d’entreprise et individuels.

Problèmes concernant l’IoT

• Problèmes sur la norme

Bien que l’IoT offre aux gens une nouvelle ère leur permettant de profiter d’une vie plus confortable, plus pratique et plus sécurisée, l’IoT doit faire face à certains problèmes de blocage à résoudre, dont l’un est la normalisation technique. En raison des différents critères en vigueur dans les divers pays du monde, ces pays devraient s’efforcer de coopérer activement afin de résoudre avec succès l’hétérogénéité des normes.

• Problèmes de prix

Outre la norme unifiée évoquée ci-dessus, le modèle économique de l’IoT dans les applications commerciales n’est pas très clair. En outre, en raison du coût élevé des puces nécessaires à la fabrication de l’IoT, il semble peu réaliste d’implanter toutes les choses dans des puces d’identification.

• Problèmes de sécurité

Un autre problème appelant un règlement urgent concernant l’IoT réside dans la manière de mettre en œuvre la sécurité des données et la protection de la vie privée. Dans l’IoT, en raison de la connexion plus étroite entre les objets et entre les objets et les humains, la question de savoir comment protéger des données massives et la vie privée des utilisateurs doit être résolue de toute urgence. L’absence de schéma de sécurité fiable rend difficile la bonne protection des informations de données dans les étiquettes en lecture seule. En ce qui concerne les étiquettes en lecture-écriture, il existe un risque que les informations soient éventuellement modifiées de manière malveillante. Si les informations stockées dans l’étiquette électronique sont volées ou même modifiées de façon malveillante, cela entraînera une énorme perte. La seule solution à tous ces problèmes réside dans la recherche sur la technologie de chiffrement des étiquettes RFID. La technologie de chiffrement peut être utilisée pour empêcher les personnes non autorisées d’obtenir ou de manipuler les informations des étiquettes électroniques.

• Problèmes sur la plateforme de gestion de données

Une fois que la technologie IoT est appliquée de manière authentique, la façon de gérer et d’appliquer efficacement les données apportées par la technologie IoT rend possible la gestion dynamique en temps réel de dizaines de milliards d’objets. Par conséquent, une telle plateforme de gestion des données doit être établie, composée d’une base de données back-end, d’un programme applicatif et de capacités d’analyse adéquates. Elle est capable de traiter la grande quantité de données générées par le système RFID. La plateforme doit se caractériser par un langage commun pouvant être utilisé conjointement par de multiples utilisateurs et exploité par tous les systèmes de reconnaissance. Les lecteurs RFID et le système d’information de support ultérieur, le système d’identification, le système de sécurité et le système d’information pour chaque phase doivent disposer d’une interface standard publique avec des règles unifiées. Cette plateforme doit définir différents droits d’accès pour différents utilisateurs et garantir le chiffrement des communications d’information. En outre, elle doit être compatible avec les exigences de prise en charge de la lecture de masses d’informations et pouvoir simultanément prendre en charge l’identification et la vérification de milliers d’étiquettes électroniques.

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