ATMEL - Radio Frequency IDentification

Laurent Courty
Benoît Laurent
Fiche technique
IUT Cachan
Mathieu Galle
Edyson Zélé
janvier 2006
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ATMEL - Radio Frequency IDentification
1. La RFID permet l’identification à distance
L ’IDentification par Radio Fréquence (RFID) intègre un
transpondeur (TK5530) permettant de communiquer
l’information et une station de base (composant U2270B). Ces
deux éléments communiquent par ondes radio. La station de
base sollicite l’information en émettant continuellement un
champ électromagnétique. La station de base reçoit ensuite
l’information puis la décode.
2. L’étiquette (TK5530), conteneur de l’information
Mémoire morte à fusible programmé par laser
de 128 bits ou 64 bits, selon le « ID code »
Ici, modulation AM,
codé en Manchester ou Miller
Débit en bit/s: RF/32 ou RF/64, ici RF = 125KHz Antenne
Schéma d’un système mobile
comportant un code d’identification
e5530
Station
de base
U2270B
Transpondeur
TK5530
Puce+antenne
(système mobile)
1°: Sollicitation
de l’info
2°: Envoi de donnés
Échange de données entre deux éléments. Cette communication
est effectuée par fréquences radio avec la technologie RFID
2.1 Le e5530, modulateur et mémoire de stockage
L’information est stockée dans la mémoire configurable en 64 ou 128 bits. Cette donnée commence par un code de 8
bits, appelé « header », défini par ATMEL qui est propre au client. Cela permet d’éviter qu’une puce puisse être reconnue chez
deux clients concurrentiels. L’information qui est donc de longueur 56 ou 120 bits selon la configuration de la mémoire, est quant
à elle définie par le client. Celle-ci est appelée « ID code » et configure le type de modulation, le débit, la configuration de la mé-
moire ainsi qu’un code client (custom code, cf. schéma). Le e5530 est défini comme un Circuit Integral d’ IDentification (IDIC) :
il transmet un ID code après avoir été interrogé par la station de base. La puce, une fois sollicitée, envoie les bits de donnée en
série. Ces données sont modulées en amplitude sur une porteuse de 125kHz, caractéristique du composant, et codées en Man-
chester ou Miller (cf. schéma) dans le cas d’une application au U2270B.
Il est également possible de moduler le signal en FSK ou PSK dans une autre application. Le débit, en bit/s est configurable. Ici, il
est égal à la fréquence de la porteuse (RF) divisé par 32 ou 64.
Horloge Bit
Données
Codage en
Manchester
Codage en
Miller
Chronogrammes des deux codes utilisables ici La référence permet de se renseigner sur le fonctionnement du
composant

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2.2 L’antenne permettant l’émission de l’information et la réception d’énergie
L’antenne permet, dans notre cas, de recevoir l’énergie
nécessaire à l’alimentation de la puce et d’envoyer l’information
contenue en mémoire.
En général, les bobines utilisées pour ce genre d’application
sont plates (tags, cf. ci-dessous). Lorsque cette bobine est en
présence d’un champ électromagnétique, il se crée alors un
courant électrique (cf. schéma) alimentant la puce. Cependant
l’intensité du champ
maximum à 125kHz
est de 1000T. Puis,
les données stockées
en mémoire sont
codées en Manchester ou Miller et modulées en amplitude par une porteuse de 125kHz.
La distance de lecture est de 10 cm et plus et est optimale pour une bobine de 6µH
avec
3. Le U2270B, une station de base, permettant la lecture de l’information,
Un courant se créé si un
champ magnétique apparaît.
kHz
LC
fres 125
2
1==
π
L’oscillateur à 13,56MHz permet de rythmer le microcontrôleur et de fixer la porteuse du signal codé à 125kHz. Ensuite, un
amplificateur permet d’alimenter l’antenne. Le Driver (DRV) amplifie en courant le signal d’entrée fournissant ainsi l’énergie ap-
propriée à la bobine de l’antenne de telle sorte que le champ électromagnétique ait la plus grande portée possible. Devant l’an-
tenne, le transpondeur est sollicité et envoie une information modulée en amplitude et codée dans cette application au U2270B.
Puis ce signal est démodulé, filtré de telle sorte que la porteuse et les perturbations hautes fréquences après démodulation soient
éliminées. Vient un amplificateur d’instrumentation qui sert à amplifier correctement les signaux de petites amplitudes. Cet ampli-
ficateur a typiquement un gain de 30. Le trigger de Schmitt permet d’obtenir un signal carré pour faciliter la lecture par le micro-
contrôleur du signal contenant l’information.
4. Applications
⇒ L’industrie et la logistique, notamment dans l’identification fiable, rapide et sûre des palettes. En effet, il peut être trans-
mis des informations sur le nombre de pièces produites mais aussi permettre l’anticollision des pièces.
⇒ Les transports : garantie efficace pour les péages électroniques et permet la gestion du trafic.
⇒ Identification des animaux permettant ainsi leur surveillance (maladies, croissance) et la prévention des maladies trans-
portées par ceux-ci pouvant être transmissible à des troupeaux d’élevage.
⇒ Sécurité et contrôle d’accès c’est-à-dire protection contre le vol des véhicules et accès sécurisés aux bâtiments.
Des tags lors de l’application directe avec la station de
base U2270B.
Schéma de principe de la station de base : celle-ci permet de décrypter le code reçu et d’agir en conséquence
Oscillateur à
Filtre passe-bas
Butterworth
du 4
ème
ordre
Amplificateur d’instru-
mentation typiquement
de gain 30
Trigger de
Schmitt
Sollicitation de l’information
Amplificateur
(DRIVER)
Microcontrôleur
Décodeur de
Réception de l’information
courant max : 200mA
Débit en bit/s:
RF/32 ou RF/64
Décodage de
l’information
Démodulation
Antenne LC
TK5530
(transpondeur)