WO2015040325A1 - Dispositif de radio-identification d'un objet - Google Patents

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WO2015040325A1
WO2015040325A1 PCT/FR2014/052305 FR2014052305W WO2015040325A1 WO 2015040325 A1 WO2015040325 A1 WO 2015040325A1 FR 2014052305 W FR2014052305 W FR 2014052305W WO 2015040325 A1 WO2015040325 A1 WO 2015040325A1
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WO
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radiating element
rfid module
antenna
peripheral surface
flexible
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PCT/FR2014/052305
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Christophe Loussert
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Tagsys
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07794—Antenna details the record carrier comprising a booster or auxiliary antenna in addition to the antenna connected directly to the integrated circuit
    • G—PHYSICS
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    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07771—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card the record carrier comprising means for minimising adverse effects on the data communication capability of the record carrier, e.g. minimising Eddy currents induced in a proximate metal or otherwise electromagnetically interfering object

Definitions

  • the present invention generally relates to object identification devices comprising RFID modules.
  • the invention more particularly relates to a device for identifying at least one object, said device comprising a RFID-type contactless module, called RFID module, operating at a predetermined operating frequency, and means for fixing said module.
  • RFID to said object, said device further comprising a substantially straight radiating element resonant at said operating frequency and forming an electrical antenna, which electrical antenna is intended to be coupled with the RFID module.
  • such identification devices conventionally comprise an RFID module and an external electrical antenna, the assembly being arranged on the object to be identified.
  • the RFID module includes an electronic chip, which chip is coupled to the power antenna. This coupling can be direct: the electric antenna is then connected to an electronic chip. This coupling can also be achieved via a magnetic antenna (magnetic loop) present inside the RFID module. The microchip is then connected to the magnetic antenna inside the RFID module and the electrical antenna is electromagnetically coupled to the magnetic antenna.
  • the RFID module and the electrical antenna are generally arranged on a generally rigid support so as to obtain an optimal coupling between the antenna and the RFID module, which is stuck on the object that the RFID module identifies.
  • the object identified by the RFID module has metal parts, it is important to move the antenna away from the metal parts of the object for the device to function properly.
  • the metal part of the object may serve as a ground plane, but then, it is preferable that the antenna is disposed substantially perpendicular to the metal part forming a ground plane.
  • half-wave (dipole) type electric antennas it is important to ensure that the electrical antenna is sufficiently distant from the metal part of the object.
  • An object of the invention is to provide an object identification device which is low cost and small in size.
  • Another object of the invention is to provide an object identification device that can be made from commercial components.
  • Another object of the invention is to provide an object identification device which is not fragile but which can ensure proper positioning of the electric antenna relative to the object, especially if the latter is metallic.
  • the invention proposes to arrange the electric antenna on the fixing means of the RFID module to 1 obj and.
  • the invention relates to a device for identifying at least one object, said device comprising an RFID-type contactless module, called a RFID module, operating at a predetermined operating frequency, and means for fixing said RFID module to said RFID module. object.
  • the device also comprises a substantially rectilinear radiating element resonating at said operating frequency and forming an electrical antenna, which electrical antenna is intended to be coupled without contact with the RFID module.
  • the radiating element is placed on or in the means for fixing the RFID module to said object and the fixing means are configured to move at least one end of said radiating element relative to a peripheral surface of said object.
  • the electrical antenna is thus offset to the RFID module fixing means and these are configured to correctly position the electrical antenna with respect to 1 obj and.
  • the fixing means are configured to position said radiating element substantially perpendicularly to a peripheral surface of said object.
  • These fixing means are particularly interesting in the case of metal objects and quarter-wave type electric antennas, the metal peripheral surface of the object then serving as a ground plane.
  • the fastening means are made of a flexible and resilient material and comprise a so-called flexible portion able to move between an initial position and a stress position when subjected to mechanical stress and to return at an initial position in the absence of said mechanical stress, the initial position of the fastening means being defined to move at least one end of said radiating element relative to said peripheral surface of the object.
  • the RFID module is generally rigid and small in size. It is arranged on flexible fastening means.
  • the device of the invention is not fragile. In case of mechanical stress, it bends and then returns to its initial position as soon as the stress ceases.
  • the RFID module comprises an electronic chip and a magnetic antenna connected to said chip, and the electric antenna is arranged on the fixing means so as to be coupled, without direct contact, to the magnetic antenna. of the RFID module.
  • the radiating element is a radiating strand with a length substantially equal to ⁇ / 4, where ⁇ is the wavelength corresponding to said operating frequency.
  • This type of antenna is particularly suitable for cases where the peripheral surface of the object is metallic, said metal surface then forming a ground plane for said radiating strand.
  • the radiating element is a radiating strand with a length substantially equal to ⁇ / 2.
  • This type of antenna is used in the case of non-metallic object.
  • the fixing means comprise a plastic clamp adapted to grip a part of said object, said clamp comprising, after mounting on the part of the object, a clamping loop enclosing said part. the object extended by a flexible tongue forming said flexible portion.
  • This type of clamp is commercially available and is for example sold under the trademark Rilsan TM or Colson TM.
  • the radiating element is advantageously a conductive strip bonded or vapor deposited on at least one face of the flexible tongue of the clamping collar and the RFID module is mounted on said flexible tongue, preferably close to the buckle to protect it from possible shocks.
  • the fixing means comprise a paper label adapted to be fixed on said peripheral surface of the object, said label being folded so as to comprise a first portion pressed against said peripheral surface of the object and a second portion, forming said flexible portion of the fastening means, positioned substantially perpendicular to said peripheral surface.
  • the radiating element is advantageously a conductive strip printed at least on the flexible portion of the label and the module RFID is mounted on said flexible portion.
  • the device optionally comprises a reflective plane on said first portion of the label.
  • the fixing means comprise a plastic nail capable of being driven into said object, said nail comprising a head on which is mounted the RFID module, which nail is equipped with flexible rods erected upwardly. which are deposited conductive strips forming the radiating element.
  • Such nails with upright plastic flexible rods are commercially available as Raptor TM Spike-6 Nail.
  • a metal layer is deposited on the rods to form the electric antenna.
  • the fixing means further comprise a metal plate forming a ground plane for said electric antenna.
  • the greatest length of the metal plate is advantageously less than ⁇ / 5, preferably of the order of ⁇ / 10.
  • the fixing means comprise a rubber element capable of coming to lock in an orifice of said object, said radiating element and said RFID module being arranged in or on said rubber element.
  • the operating frequency belongs to the ISM frequency bands.
  • FIG. 1 shows an overview of a first embodiment of a device according to the invention which is mounted on a gas cylinder, the device being used to identify said gas cylinder;
  • FIG. 1 shows a top view of the device of Figure 1;
  • FIG. 3 shows an overview of a variant of the first embodiment mounted on a gas cylinder
  • FIG. 4 shows a top view of the device of Figure 3;
  • Figure 5 shows the device of Figures 1 and 2 mounted on a barrel of beer to identify it;
  • FIG. 6 represents a view of a second embodiment of a device according to the invention which is attached to a tree trunk, the device being used to identify said tree trunk;
  • FIG. 7 represents the device of FIG. 1 mounted on a glass bottle, said device being equipped with a metal plate forming a ground plane by the electric antenna;
  • FIG. 8 represents a view from above of the device of FIG. 7;
  • FIG. 9 shows a view of a third embodiment of a device according to the invention which is blocked in an orifice of an object, the device being used to identify said object;
  • FIG. 10 shows an overview of a fourth embodiment of the device of the invention, which is mounted on a gas cylinder.
  • FIG. 1 A first embodiment of a device according to the invention is illustrated in Figures 1 and 2 in the context of the identification of a gas cylinder B.
  • the device of the invention, referenced 1 is mounted on the neck of a metal gas cylinder B.
  • the identification device 1 comprises an RFID module 10 operating at a predetermined operating frequency F and means for fixing the RFID module to the gas bottle B.
  • the operating frequency F advantageously belongs to the ISM frequency bands.
  • the RFID module 10 conventionally comprises an electronic chip connected to a magnetic loop forming a magnetic antenna.
  • the RFID module 10 is for example the MUTRAK TM module marketed by TAGSYS.
  • the fastening means 11 are in the form of a nylon or plastic clamp, such as those sold under the trademark Rilsan TM or Colson TM, adapted to be fixed around the neck of the gas bottle B.
  • the clamping collar 11 comprises, after mounting on the neck of the gas bottle B, a clamping loop 12 enclosing the neck of the gas bottle and a flexible tongue 13.
  • the flexible tongue is able to move between an initial position and a so-called stress position when subjected to mechanical stress.
  • the tongue is for example folded when the bottle is handled by his collar but then resumes its initial position as soon as the stress ceases.
  • a substantially rectilinear radiating element 14 resonating at the operating frequency F is disposed on the tongue 13 of the clamping collar. It is intended to form an electrical antenna for the RFID module 10.
  • the RFID module 10 is also arranged on the flexible tongue 13 and is for example fixed by gluing to the tongue.
  • the RFID module can be placed anywhere on the flexible tab. However, it is advantageously placed close to the buckle 12 to be less exposed to shocks.
  • the radiating element 14 is a radiating strand with a length L substantially equal to ⁇ / 4, where ⁇ is the wavelength corresponding to the operating frequency F.
  • the peripheral surface of the gas cylinder being metallic, this last form a ground plane for said radiating strand.
  • the radiating element 14 is positioned substantially perpendicular to the peripheral surface of the gas cylinder B.
  • the RFID module 10 and the radiating strand 14, forming an electrical antenna are arranged on the flexible tongue 13 so that the electrical antenna is coupled, without contact, to the magnetic antenna of the RFID module 10 in order to increase the reading range of the device.
  • the RFID module 10 and the radiating element 14 are arranged on the tongue 13 after clamping the collar.
  • a conductive strip of length L, forming the radiating element 14, is glued or deposited by vaporization on one face of the tongue.
  • the RFID module 10 is glued or attached to the tab near the conductive strip so that there is sufficient electromagnetic coupling between the conductive strip and the magnetic antenna (or magnetic loop) of the RFID module.
  • the conductive strip, referenced 14 ' extends on the clamping loop, the portion of the conductive strip on the clamping loop forming a radiant strand.
  • the total length L 'of the conductive strip is then greater than L. It is for example between L and 2L.
  • the device of the invention described above is mounted on a metal beer keg.
  • the clamp 11 is here clamped at a handle of the barrel.
  • the flexible tongue of the clamp is then positioned substantially perpendicular to the upper metal rim of the barrel.
  • Figure 6 illustrates a second embodiment of the invention applied to identify tree trunks. The object identified here is therefore not metallic.
  • the device of the invention is referenced 2. It essentially comprises an RFID module 20, fixing means 21 of the RFID module on a trunk T and an electrical antenna 24.
  • the fastening means 21 comprise a nail 22 of plastic material adapted to be driven into the trunk T.
  • the nail comprises a head on which the RFID module is fixed for example by gluing.
  • the nail 22 is provided with flexible rods 23 raised upwards. This type of nail is marketed by Raptor under the trademark Raptor TM Spike-6 Nail.
  • conductive strips are deposited on the flexible rods to form the radiating element 24 (electrical antenna). These conductive strips preferably have a length L equal to ⁇ / 4. In this example of application, it is the tree trunk T which then forms the ground plane.
  • the upright stems are intended to, when folded, return to the substantially vertical initial position.
  • the metal plate is for example a metal washer placed between the head of the nail and the upper surface. trunk.
  • This metal plate or washer may be a plate on which is inscribed or engraved an identification number of the trunk.
  • a clamp is used as a fastening means on a non-metallic object, for example a glass bottle as shown in Figures 7 and 8, the metal plate referenced 16 is fixed on the bottle by the clamp.
  • the metal plate 16 is provided with a hole in which is passed the clamp. As indicated above, the metal plate can be reduced in size without significant loss of performance.
  • the longest length of the metal plate 16 is for example of the order of 30 mm, or about ⁇ / 10.
  • the greatest length of the metal plate is advantageously less than ⁇ / 5, preferably of the order of ⁇ / 10.
  • the metal plate 16 can be arranged in the clamping loop 12 as illustrated in FIGS. and 8, or on the flexible tongue 13 between the RFID module 10 and the clamping loop.
  • the ground plane under the electrical antenna is in the form of a plurality of strands extending laterally under the antenna.
  • This additional metal ground plane is advantageous when the bottle is empty or contains conductive fluid. Indeed, measurements have shown that, if the bottle is filled with water (conductive liquid), the water in the bottle can constitute the ground plane of the electric antenna. Any surface of conductive material near an end of the electrical antenna can then serve as a ground plane.
  • the ground plane is not necessarily metallic.
  • Figure 9 illustrates a fourth embodiment of the invention applied to identify any metal object having a generally cylindrical body provided with an orifice.
  • the orifice is one of the orifices present on the lower end of the bottle and referenced 15 Figure 1.
  • the orifice is one of the orifices present on the upper end of the barrel for the passage of the fingers and form a barrel gripping means.
  • the device of the invention is referenced 3. It essentially comprises an RFID module 30, fixing means 31 of the RFID module on the object and an electric antenna 34.
  • the fixing means 31 are intended to to come hang in the hole of the object (bottle, barrel). They comprise a rubber element 32 having a symmetry of revolution able to come to lock in the orifice of the object, perpendicularly to the peripheral surface thereof.
  • the rubber member 32 comprises a head provided with a peripheral groove 33 for receiving the peripheral wall of the orifice so as to block the element in the orifice of the object, and a tail. The head of the rubber member is forced into the hole to secure it to the object.
  • a radiating element, advantageously of length L, forming the electric antenna 34 is disposed in or on the tail of the rubber element.
  • the peripheral surface of the object (bottle or barrel) which is metallic forms in this case the ground plane of the electric antenna 34.
  • the RFID module 30 is moreover disposed in the rubber element or on the latter.
  • FIG. embodiment A fifth embodiment of the device of the invention is illustrated in FIG. embodiment, the fixing means are in the form of a paper label 11 adapted to be fixed on the peripheral surface of the object.
  • This paper label is folded so as to include a first portion 42 which is pressed against the peripheral surface of the object and a second flexible portion 43 which is, in the absence of mechanical stress, positioned substantially perpendicular to said peripheral surface.
  • the first portion 42 of the label is for example glued by an adhesive material to the object.
  • the radiating element is formed by a conductive strip 44 printed with conductive ink on the flexible portion 43 of the label.
  • another conductive strip is disposed on the first portion of the label, the other conductive strip forming a ground plane on the peripheral surface of the object.
  • This other conductive strip is optionally connected to the conductive strip 44.
  • the RFID module 40 is mounted on said flexible portion 43.
  • the RFID module 40 comprises an electronic chip to which is connected a magnetic loop forming a magnetic antenna.
  • the embodiments described above have been given by way of example. It is obvious to the man of the art that they can be modified, especially as to the material used for the fastening means. They are preferably made of a flexible and resilient material allowing the electrical antenna to be perpendicular to the peripheral surface of the object when they are not subject to external stresses.
  • the power antenna can take various forms and can simply be made by a wire. In the examples described above, the electric antenna is a monopole of length ⁇ / 4. But, of course, in cases where the object does not have a metal surface, the electric antenna can be, in the absence of possible ground plane, an electric dipole, preferably of length ⁇ / 2.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) pour l'identification d'un objet (B), ledit dispositif comprenant un module RFID (10) fonctionnant à une fréquence d'opération prédéterminée (F), des moyens de fixation (11) dudit module RFID audit objet, un élément rayonnant sensiblement rectiligne résonnant à la fréquence d'opération et formant antenne électrique (14), laquelle antenne électrique est destinée à être couplée avec ledit module RFID. Selon l'invention, l'élément rayonnant (14) est placé sur ou dans les moyens de fixation du module RFID audit objet et les moyens de fixation (11) sont configurés pour éloigner au moins une extrémité dudit élément rayonnant (14) par rapport à une surface périphérique dudit objet.

Description

DISPOSITIF DE RADIO-IDENTIFICATION D'UN OBJET
Domaine technique
La présente invention concerne de manière générale les dispositifs d'identification d'objet comprenant des modules RFID .
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour l'identification d'au moins un objet, ledit dispositif comprenant un module sans contact de type RFID, appelé module RFID, fonctionnant à une fréquence d'opération prédéterminée, et des moyens de fixation dudit module RFID audit objet, ledit dispositif comprenant en outre un élément rayonnant sensiblement rectiligne résonnant à ladite fréquence d'opération et formant antenne électrique, laquelle antenne électrique est destinée à être couplée avec le module RFID.
Etat de la technique
Comme mentionné ci-dessus, de tels dispositifs d'identification comportent classiquement un module RFID et une antenne électrique extérieure, l'ensemble étant disposé sur l'objet à identifier. Le module RFID comprend une puce électronique, laquelle puce est couplée à l'antenne électrique. Ce couplage peut être direct: l'antenne électrique est alors connectée à puce électronique. Ce couplage peut aussi être réalisé via une antenne magnétique (boucle magnétique) présente à l'intérieur du module RFID. La puce électronique est alors connectée à l'antenne magnétique à l'intérieur du module RFID et l'antenne électrique est couplée électromagnétiquement à l'antenne magnétique.
Le module RFID et l'antenne électrique sont généralement disposés sur un support généralement rigide de manière à obtenir un couplage optimal entre l'antenne et le module RFID, lequel est collé sur l'objet que le module RFID identifie.
Si l'objet identifié par le module RFID comportant des parties métalliques, il est important d'éloigner l'antenne électrique des parties métalliques de l'objet pour que le dispositif fonctionne correctement. Dans le cas d'antennes électriques de type quart d'onde (monopole), la partie métallique de l'objet peut servir de plan de masse, mais alors, il est préférable que l'antenne électrique soit disposée sensiblement perpendiculairement à la partie métallique formant plan de masse. Dans le cas d'antennes électriques de type demi-onde (dipôle) , il est important de garantir un éloignement suffisant de l'antenne électrique par rapport à la partie métallique de l'objet.
Une des solutions à ce problème consiste alors à utiliser des supports rigides épais, par exemple en plastique ou en céramique, dans lesquels le module RFID et l'antenne électrique sont fixes. L'épaisseur du support permet de garantir, une fois collé sur l'objet, un bon positionnement de l'antenne électrique par rapport à la partie métallique de l'objet. Cette solution est toutefois coûteuse et nécessite d'élaborer un support de dispositif spécifique. Par ailleurs, on se retrouve avec des dispositifs volumineux qui peuvent compliquer la manutention de l'objet et être fragiles du fait de leur positionnement sur l'objet. Résumé de 1 ' invention
Un objet de l'invention est de proposer un dispositif d'identification d'objet qui soit bas coût et de taille réduite .
Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif d'identification d'objet qui puisse être réalisé à partir de composants du commerce.
Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif d'identification d'objet qui ne soit pas fragile mais qui puisse garantir un positionnement adéquat de l'antenne électrique par rapport à l'objet, surtout si ce dernier est métallique.
A cet effet, l'invention propose de disposer l'antenne électrique sur les moyens de fixation du module RFID à 1 ' obj et . L'invention concerne un dispositif pour l'identification d'au moins un objet, ledit dispositif comprenant un module sans contact de type RFID, appelé module RFID, fonctionnant à une fréquence d'opération prédéterminée, et des moyens de fixation dudit module RFID audit objet. Le dispositif comprenant également un élément rayonnant sensiblement rectiligne résonnant à ladite fréquence d'opération et formant une antenne électrique, laquelle antenne électrique est destinée à être couplée sans contact avec le module RFID. Selon l'invention, l'élément rayonnant est placé sur ou dans les moyens de fixation du module RFID audit objet et les moyens de fixation sont configurés pour éloigner au moins une extrémité dudit élément rayonnant par rapport à une surface périphérique dudit objet.
Selon l'invention, l'antenne électrique est donc déportée sur les moyens de fixation du module RFID et ces derniers sont configurés pour positionner correctement l'antenne électrique par rapport à 1 ' obj et .
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de fixation sont configurés pour positionner ledit élément rayonnant sensiblement perpendiculairement à une surface périphérique dudit objet. Ces moyens de fixation sont particulièrement intéressants dans le cas d'objets métalliques et d'antennes électriques de type quart d'onde, la surface périphérique métallique de l'objet servant alors de plan de masse.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de fixation sont réalisés en un matériau flexible et résilient et comportent une portion dite flexible apte à se déplacer entre une position initiale et une position de contrainte lorsqu'elle est soumise à une contrainte mécanique et à revenir à une position initiale en l'absence de ladite contrainte mécanique, la position initiale des moyens de fixation étant définie pour éloigner au moins une extrémité dudit élément rayonnant par rapport à ladite surface périphérique de l'objet.
Le module RFID est généralement rigide et de taille réduite. Il est disposé sur des moyens de fixation flexibles. Le dispositif de l'invention n'est donc pas fragile. En cas de contrainte mécanique, il se plie puis revient à sa position initiale dès que la contrainte cesse. Selon un mode de réalisation particulier, le module RFID comprend une puce électronique et une antenne magnétique connectée à ladite puce, et l'antenne électrique est disposée sur les moyens de fixation de manière à être couplée, sans contact direct, à l'antenne magnétique du module RFID.
Selon un mode de réalisation particulier, l'élément rayonnant est un brin rayonnant d'une longueur sensiblement égale à λ/4, où λ est la longueur d'onde correspondant à ladite fréquence d'opération. Ce type d'antenne est particulièrement adapté pour les cas où la surface périphérique de l'objet est métallique, ladite surface métallique formant alors un plan de masse pour ledit brin rayonnant.
Selon un autre mode de réalisation particulier, l'élément rayonnant est un brin rayonnant d'une longueur sensiblement égale à λ/2. Ce type d'antenne est utilisé dans le cas d'objet non métallique. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de fixation comprennent un collier de serrage en plastique apte à venir enserrer une partie dudit objet, ledit collier de serrage comprenant, après montage sur la partie de l'objet, une boucle de serrage enserrant ladite partie de l'objet prolongée par une languette flexible formant ladite portion flexible. Ce type de collier de serrage est disponible dans le commerce et est par exemple vendu sous la marque Rilsan™ ou Colson™.
Dans ce mode de réalisation, l'élément rayonnant est avantageusement une bande conductrice collée ou déposée par vaporisation sur au moins une face de la languette flexible du collier de serrage et le module RFID est monté sur ladite languette flexible, de préférence à proximité de la boucle de serrage pour le protéger de chocs éventuels.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de fixation comprennent une étiquette en papier apte à être fixée sur ladite surface périphérique de l'objet, ladite étiquette étant pliée de manière à comporter une première portion plaquée contre ladite surface périphérique de l'objet et une deuxième portion, formant ladite portion flexible des moyens de fixation, positionnée sensiblement perpendiculairement à ladite surface périphérique.
Dans ce mode de réalisation, l'élément rayonnant est avantageusement une bande conductrice imprimée au moins sur la portion flexible de l'étiquette et le module RFID est monté sur ladite portion flexible. Le dispositif comprend éventuellement un plan réflecteur sur ladite première portion de l'étiquette.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens de fixation comprennent un clou en matière plastique apte à être enfoncé dans ledit objet, ledit clou comprenant une tête sur laquelle est monté le module RFID, lequel clou est équipé de tiges flexibles dressées vers le haut sur lesquelles sont déposées des bandes conductrices formant l'élément rayonnant. De tels clous avec des tiges flexibles en plastique dressées vers le haut sont vendus dans le commerce sous la marque Raptor™ Spike-6 Nail. Une couche métallique est déposée sur les tiges pour former l'antenne électrique. Selon un mode de réalisation particulier correspondant à des objets non métalliques, les moyens de fixation comprennent en outre une plaque métallique formant plan de masse pour ladite antenne électrique.
Dans ce mode de réalisation, la plus grande longueur de la plaque métallique est avantageusement inférieure à λ/5, de préférence de l'ordre de λ/10.
7Selon un autre mode de réalisation, les moyens de fixation comprennent un élément en caoutchouc apte à venir se bloquer dans un orifice dudit objet, ledit élément rayonnant et ledit module RFID étant disposés dans ou sur ledit élément en caoutchouc. Enfin, selon un mode de réalisation préféré, la fréquence d'opération appartient aux bandes de fréquences ISM.
D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif .
Brève description des figures
- La figure 1 représente une vue d'ensemble d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention qui est monté sur une bouteille de gaz, le dispositif étant utilisé pour identifier ladite bouteille de gaz;
- La Figure 2 présente une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ;
- La figure 3 représente une vue d'ensemble d'une variante du premier mode de réalisation montée sur une bouteille de gaz;
- La figure 4 présente une vue de dessus du dispositif de la figure 3;
- La figure 5 représente le dispositif des figures 1 et 2 monté sur un fût de bière pour 1 ' identifier;
- La figure 6 représente une vue d'un second mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention qui est fixé à un tronc d'arbre, le dispositif étant utilisé pour identifier ledit tronc d'arbre;
- La figure 7 représente le dispositif de la figure 1 monté sur une bouteille en verre, ledit dispositif étant équipé d'une plaque métallique formant plan de masse par l'antenne électrique;
- La figure 8 représente une vue de dessus du dispositif de la figure 7;
- La figure 9 représente une vue d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention qui est qui est bloqué dans un orifice d'un objet, le dispositif étant utilisé pour identifier ledit objet; et
- La figure 10 représente une vue d'ensemble d'un quatrième mode de réalisation du dispositif de l'invention, lequel est monté sur une bouteille de gaz.
Description détaillée de l'invention
L'invention a été décrite dans le cadre de l'identification de quatre objets, à savoir une bouteille de gaz métallique, un fût de bière métallique, une bouteille en verre et un tronc d'arbre. Différents modes de réalisation du dispositif de 1 ' invention sont présentés dans le cadre de ces applications . Un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention est illustré par les figures 1 et 2 dans le cadre de l'identification d'une bouteille de gaz B. Le dispositif de l'invention, référencé 1, est monté sur le col d'une bouteille de gaz B métallique.
En référence aux figures 1 et 2, le dispositif d'identification 1 comprend un module RFID 10 fonctionnant à une fréquence d'opération F prédéterminée et des moyens de fixation 11 du module RFID à la bouteille de gaz B. La fréquence d'opération F appartient avantageusement aux bandes de fréquences ISM. Le module RFID 10 comprend de manière classique une puce électronique connectée à une boucle magnétique formant antenne magnétique. Le module RFID 10 est par exemple le module MUTRAK ™ commercialisé par la société TAGSYS . Les moyens de fixation 11 se présentent sous la forme d'un collier de serrage en nylon ou en plastique, tel que ceux commercialisés sous la marque Rilsan™ ou Colson™, apte à venir se fixer autour du col de la bouteille de gaz B. Le collier de serrage 11 comprend, après montage sur le col de la bouteille de gaz B, une boucle de serrage 12 enserrant le col de la bouteille de gaz et une languette flexible 13. La languette flexible est apte à se déplacer entre une position initiale et une position dite de contrainte lorsqu'elle est soumise à une contrainte mécanique. La languette est par exemple pliée lorsque la bouteille est manipulée par son col mais reprend ensuite sa position initiale dès que la contrainte cesse.
Un élément rayonnant 14 sensiblement rectiligne résonnant à la fréquence d'opération F est disposé sur la languette 13 du collier de serrage. Il est destiné à former une antenne électrique pour le module RFID 10.
Le module RFID 10 est également disposé sur la languette flexible 13 et est par exemple fixé par collage à la languette. Le module RFID peut être placé à n'importe quel endroit sur la languette flexible. Il est toutefois avantageusement placé à proximité de la boucle de serrage 12 pour être moins exposé aux chocs.
L'élément rayonnant 14 est un brin rayonnant d'une longueur L sensiblement égale à λ/4, où λ est la longueur d'onde correspondant à la fréquence d'opération F. La surface périphérique de la bouteille de gaz étant métallique, cette dernière forme un plan de masse pour ledit brin rayonnant.
Lorsque la languette flexible est en position initiale, l'élément rayonnant 14 est positionné sensiblement perpendiculairement à la surface périphérique de la bouteille de gaz B.
Le module RFID 10 et le brin rayonnant 14, formant antenne électrique, sont disposés sur la languette flexible 13 pour que l'antenne électrique soit couplée, sans contact, à l'antenne magnétique du module RFID 10 afin d'augmenter la portée de lecture du dispositif. Le module RFID 10 et l'élément rayonnant 14 sont disposés sur la languette 13 après serrage du collier. Une bande conductrice de longueur L, formant l'élément rayonnant 14, est collée ou déposée par vaporisation sur une face de la languette. De même, le module RFID 10 est collé ou attaché à la languette à proximité de la bande conductrice pour qu'il y ait un couplage électromagnétique suffisant entre la bande conductrice et l'antenne magnétique (ou boucle magnétique) du module RFID.
Selon une variante illustrée par les figures 3 et 4, la bande conductrice, référencée 14', se prolonge sur la boucle de serrage, la portion de la bande conductrice sur la boucle de serrage formant un brin radiant. La longueur totale L' de la bande conductrice est alors supérieure à L. Elle est par exemple comprise entre L et 2L .
Dans un autre exemple d'application illustré par la figure 5, le dispositif de l'invention décrit précédemment est monté sur un fût de bière F métallique. Le collier de serrage 11 est ici serré au niveau d'une poignée du fût. La languette flexible du collier de serrage est alors positionné sensiblement perpendiculaire au rebord supérieur métallique du fût. La figure 6 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention appliqué pour identifier des troncs d'arbre. L'objet identifié ici n'est donc pas métallique . Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif de l'invention est référencé 2. Il comprend essentiellement un module RFID 20, des moyens de fixation 21 du module RFID sur un tronc T et une antenne électrique 24. Les moyens de fixation 21 comprennent un clou 22 en matière plastique apte à être enfoncé dans le tronc T. Le clou comprend une tête sur laquelle est fixé le module RFID par exemple par collage. Le clou 22 est muni de tiges flexibles 23 dressées vers le haut. Ce type de clou est commercialisé par la société Raptor sous la marque Raptor™ Spike-6 Nail.
Selon l'invention, des bandes conductrices sont déposées sur les tiges flexibles pour former l'élément rayonnant 24 (antenne électrique) . Ces bandes conductrices ont de préférence une longueur L égale à λ/4. Dans cet exemple d'application, c'est le tronc d'arbre T qui forme alors le plan de masse.
Les tiges dressées sont prévues pour, lorsqu'elles sont pliées, revenir à la position initiale sensiblement verticale .
Pour améliorer la qualité du plan de masse dans ce type d'application (objet non métallique), il est possible de rajouter une plaque métallique entre l'antenne électrique et l'objet.
Dans le mode de réalisation précité, la plaque métallique est par exemple une rondelle métallique placée entre la tête du clou et la surface supérieure du tronc. Cette plaque ou rondelle métallique peut être une plaque sur laquelle est inscrit ou gravé un numéro d'identification du tronc.
Des mesures ont montré que, même avec un plan de masse de taille réduite, par exemple une rondelle de 30 mm de diamètre, on pouvait atteindre des performances correspondant à 80% des performances qui auraient été obtenues avec un plan de masse de taille classique ayant des dimensions de l'ordre de λ, c'est-à-dire de l'ordre de 30 cm pour une fréquence F de l'ordre de 1 GHz.
Dans le cas où un collier de serrage est utilisé comme moyens de fixation sur un objet non métallique, par exemple une bouteille en verre comme illustré aux figures 7 et 8, la plaque métallique référencée 16 est fixée sur la bouteille par le collier de serrage.
La plaque métallique 16 est munie d'un trou dans lequel est passé le collier de serrage. Comme indiqué ci- avant, la plaque métallique peut être de taille réduite sans pertes significatives de performances. La plus grande longue longueur de la plaque métallique 16 est par exemple de l'ordre de 30 mm, soit environ λ/10.
Pour des raisons de compacité, la plus grande longueur de la plaque métallique est avantageusement inférieure à λ/5, de préférence de l'ordre de λ/10.
La plaque métallique 16 peut être disposée dans la boucle de serrage 12 comme illustré sur les figures 7 et 8, ou sur la languette flexible 13 entre le module RFID 10 et la boucle de serrage.
En variante, le plan de masse sous l'antenne électrique se présente sous la forme d'une pluralité de brins s 'étendant latéralement sous l'antenne.
Ce plan de masse métallique supplémentaire est avantageux lorsque la bouteille est vide ou ne contient de fluide conducteur. En effet, des mesures ont montré que, si la bouteille est remplie d'eau (liquide conducteur), l'eau dans la bouteille peut constituer le plan de masse de l'antenne électrique. Toute surface en matériau conducteur à proximité d'une extrémité de l'antenne électrique peut alors servir de plan de masse. Le plan de masse n'est donc pas obligatoirement métallique.
C'est pourquoi, dans l'exemple des troncs d'arbre décrit précédemment, le rajout de la plaque métallique 16 peut être inutile si le tronc d'arbre est gorgé d ' eau . La figure 9 illustre un quatrième mode de réalisation de l'invention appliqué pour identifier tout objet métallique comportant un corps de forme générale cylindrique munie d'un orifice. C'est par exemple le cas de la bouteille de gaz B et du fût de bière F. Dans le cas de la bouteille de gaz, l'orifice est l'un des orifices présents sur l'extrémité inférieure de la bouteille et référencés 15 sur la figure 1. Dans le cas du fût de bière, l'orifice est l'un des orifices présents sur l'extrémité supérieure du fût pour le passage des doigts et former un moyen de préhension du fût .
Dans ce quatrième mode de réalisation, le dispositif de l'invention est référencé 3. Il comprend essentiellement un module RFID 30, des moyens de fixation 31 du module RFID sur l'objet et une antenne électrique 34. Les moyens de fixation 31 sont destinés à venir se bloquer dans l'orifice de l'objet (bouteille, fût) . Ils comprennent un élément en caoutchouc 32 présentant une symétrie de révolution apte à venir se bloquer dans l'orifice de l'objet, perpendiculairement à la surface périphérique de celui- ci. L'élément de caoutchouc 32 comprend une tête munie d'une gorge périphérique 33 destinée à recevoir la paroi périphérique de l'orifice de manière à bloquer l'élément dans l'orifice de l'objet, et une queue. La tête de l'élément en caoutchouc est enfoncée en force dans l'orifice pour le fixer à l'objet. Un élément rayonnant, avantageusement de longueur L, formant l'antenne électrique 34 est disposé dans ou sur la queue de l'élément en caoutchouc. La surface périphérique de l'objet (bouteille ou fût) qui est métallique forme dans ce cas le plan de masse de l'antenne électrique 34. Le module RFID 30 est par ailleurs disposé dans l'élément en caoutchouc ou sur celui-ci .
Un cinquième de réalisation du dispositif de l'invention est illustré par la figure 10. Dans ce mode de réalisation, les moyens de fixation se présentent sous la forme d'une étiquette 11 en papier apte à être fixée sur la surface périphérique de l'objet.
Cette étiquette de papier est pliée de manière à comporter une première portion 42 qui est plaquée contre la surface périphérique de l'objet et une deuxième portion flexible 43 qui est, en l'absence de contrainte mécanique, positionnée sensiblement perpendiculairement à ladite surface périphérique. La première portion 42 de l'étiquette est par exemple collée par une matière adhésive à l'objet.
L'élément rayonnant est formée par une bande conductrice 44 imprimée, avec de l'encre conductrice, sur la portion flexible 43 de l'étiquette. Dans l'exemple de la figure 10, une autre bande conductrice est disposée sur la première portion de l'étiquette, cette autre bande conductrice formant un plan de masse sur la surface périphérique de l'objet. Cette autre bande conductrice est éventuellement connectée à la bande conductrice 44. Le module RFID 40 est monté sur ladite portion flexible 43.
A noter que ce schéma fait apparaître les composants présents à l'intérieur du module RFID MUTRAK ™ de la société Tagsys. Le module RFID 40 comporte une puce électronique à laquelle est connectée une boucle magnétique formant antenne magnétique.
Les modes de réalisation décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemple. Il est évident pour l'homme de l'art qu'ils peuvent être modifiés, notamment quant au matériau utilisé pour les moyens de fixation. Ils sont de préférence réalisés en un matériau flexible et résilient permettant à l'antenne électrique d'être perpendiculaire à la surface périphérique de l'objet lorsqu'ils ne sont pas soumis à des contraintes extérieures. L'antenne électrique peut prendre diverses formes et peut tout simplement être réalisé par un fil conducteur . Dans les exemples décrits précédemment, l'antenne électrique est un monopole de longueur λ/4. Mais, bien entendu, dans les cas où l'objet ne comporte pas de surface métallique, l'antenne électrique peut être, en l'absence de plan de masse possible, un dipôle électrique, avantageusement de longueur λ/2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1;2;3;4) pour l'identification d'au moins un objet (B;F;T), ledit dispositif comprenant un module sans contact de type RFID, appelé module RFID ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 ) , fonctionnant à une fréquence d'opération prédéterminée (F) et comprenant une puce électronique et une antenne magnétique connectée à la dite puce, et des moyens de fixation ( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ) dudit module RFID audit objet,
ledit dispositif comprenant en outre un élément rayonnant sensiblement rectiligne résonnant à ladite fréquence d'opération et formant une antenne électrique ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ) , laquelle antenne électrique est destinée à être couplée sans contact avec l'antenne magnétique dudit module RFID,
caractérisé en ce que l'élément rayonnant ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ) est placé sur ou dans les moyens de fixation du module RFID audit objet,
en ce que lesdits moyens de fixation
( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ) sont configurés pour éloigner au moins une extrémité dudit élément rayonnant ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ) par rapport à une surface périphérique dudit objet,
et en ce que l'élément rayonnant ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ) est un brin rayonnant d'une longueur sensiblement égale à λ/4, où λ est la longueur d'onde correspondant à ladite fréquence d'opération.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation
( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ) sont configurés pour positionner ledit élément rayonnant sensiblement perpendiculairement à une surface périphérique dudit objet.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation
( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ) sont réalisés en un matériau flexible et résilient et comportent une portion dite flexible apte à se déplacer entre une position initiale et au moins une position contrainte lorsqu'elle est soumise à une contrainte mécanique et à revenir à ladite position initiale en l'absence de ladite contrainte mécanique, la position initiale des moyens de fixation étant définie pour éloigner au moins une extrémité dudit élément rayonnant ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ) par rapport à ladite surface périphérique de l'objet.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent un collier de serrage (11) en plastique apte à venir enserrer une partie dudit objet, ledit collier de serrage comprenant, après montage sur la partie de l'objet, une boucle de serrage (12) enserrant ladite partie de l'objet prolongée par une languette flexible (13) formant ladite portion flexible.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément rayonnant (14) est une bande conductrice collée ou déposée par vaporisation sur au moins une face de la languette flexible (13) du collier de serrage et en ce que le module RFID (10) est monté sur ladite languette flexible (13) .
6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent une étiquette en papier (41) apte à être fixée sur ladite surface périphérique de l'objet, ladite étiquette étant pliée de manière à comporter une première portion (42) plaquée contre ladite surface périphérique de l'objet et une deuxième portion (43), formant ladite portion flexible des moyens de fixation, positionnée sensiblement perpendiculairement à ladite surface périphérique.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément rayonnant (44) est une bande conductrice imprimée au moins sur ladite portion flexible (43) de l'étiquette et en ce que le module RFID (40) est monté sur ladite portion flexible (43) .
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un plan réflecteur sur ladite première portion (42) .
9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent (21) un clou (22) en matière plastique apte à être enfoncé dans ledit objet (T) , ledit clou comprenant une tête sur laquelle est monté le module RFID (20), lequel clou est équipé de tiges flexibles
(23) dressées vers le haut sur lesquelles sont déposées des bandes conductrices formant l'élément rayonnant
(24) .
10. Dispositif selon l'une des précédentes, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent en outre une plaque métallique (16) formant plan de masse pour ladite antenne électrique.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la plus grande longueur de ladite plaque métallique est inférieure à λ/5.
12. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation (31) comprennent un élément en caoutchouc (32) apte à venir se bloquer dans un orifice dudit objet, ledit élément rayonnant (34) et ledit module RFID étant disposés dans ou sur ledit élément en caoutchouc.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence d'opération appartient aux bandes de fréquences ISM.
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