Les fréquences d’émission et de réception RFID UHF avec lesquelles les systèmes de chronométrage fonctionnent ne sont pas les mêmes partout dans le monde. Dans chaque pays ou région, les organismes chargés de définir ces normes fixent les fréquences. Par conséquent, les fréquences, les canaux, la taille des canaux, les techniques et les puissances varient d’un pays à l’autre.

Dans cet article, nous nous concentrerons sur l’Europe et les États-Unis, mais je vais d’abord expliquer pourquoi la définition de ces éléments est fondamentale pour le fonctionnement des puces et des lecteurs.

Index

• Comment fonctionne la RFID?
• Normes RFID en Europe
• Normes RFID aux États-Unis
• Différences entre le protocole européen et le protocole américain
• Canaux dans les systèmes timingsense

Comment fonctionne la RFID?

Faisons les choses étape par étape.

1. Les lecteurs RFID placés à l’intérieur du système de chronométrage émettent un signal. Ce signal a assez de puissance pour allumer une puce à une certaine distance, mais aussi des commandes que la puce sera en mesure d’interpréter et de répondre. La commande la plus courante est celle dans laquelle le lecteur demande l’identification de toutes les puces qui sont activées dans son champ d’action.
2. L’antenne à puce capte l’énergie et la puce la transforme jusqu’à ce qu’elle soit allumée, à condition que l’énergie soit suffisamment puissante.
3. L’antenne de la puce a une taille très spécifique qui fait rebondir une petite partie du signal qu’elle reçoit. Cela se produit parce qu’il est accordé à la fréquence du lecteur. Si ce n’était pas le cas, il ne rebondirait pas du tout (ou presque rien). Pensez à une serrure et une clé : si elles ne sont pas de la même taille, la porte ne s’ouvrira pas. Nous nous souvenons tous du problème de l’antenne de l’iPhone 4 lorsque l’antenne a été court-circuitée avec la main, changeant ainsi sa dimension effective.

Par conséquent, nous avons une puce qui est capable d’allumer, de recevoir des commandes et de faire rebondir une partie de l’énergie parce que l’antenne est de taille idéale.

Comment la puce donne-t-elle exactement sa réponse? Très facile.

La puce a un commutateur, un transistor plus épais que les autres, qui relie le haut de l’antenne au bas. Il est donc capable de modifier la taille idéale de l’antenne à volonté et donc de faire rebondir ou non l’énergie de rebond. Terme, l’antenne se divise en deux ou est attachée à la puce à volonté. Le lecteur interprète ces rebonds intermittents d’énergie, recevant la réponse de la puce. Intelligent, n’est-ce pas ?

En simplifiant considérablement tout ce processus, le résultat pourrait être compris comme ceci:

• Aux moments où le signal est élevé, la puce ferme l’interrupteur.
• Lorsque le signal est coupé, l’interrupteur ouvre et la puce ne renvoie pas son signal.

Le signal d’image a une fréquence comme n’importe quel signal numérique. Ce signal numérique s’ajoute au signal envoyé par le lecteur et la puce rebondit. Par conséquent, on pourrait penser que la fréquence du signal de rebond du lecteur est modifiée par les coupures faites par la puce et son interrupteur.

Quelle est la fréquence de la réponse? Plus ou moins à la fréquence du lecteur plus la taille de la chaîne: en Europe 200Khz et aux États-Unis environ 500Khz. Par exemple, en Europe, entre le premier et le deuxième canal de puissance maximale, est le canal de réponse des puces dont les lecteurs leur ont demandé sur le premier canal. Entre le deuxième et le troisième canal se trouve le canal de réponse des puces qui ont été interrogées à partir du canal 2 et ainsi de suite.

Normes RFID en Europe

En Europe, l’organisme chargé de réglementer les normes RFID est la CEPT, bien que chaque pays ait le pouvoir d’établir ce qu’il juge approprié. Par exemple, la gamme de fréquences au Royaume-Uni est différente du reste du pays.

La CEPT est basée sur les normes de l’ETSI. L’ETSI est une organisation à but non lucratif, avec plus de 800 membres de 66 pays différents. Sa mission est de fournir des normes de haute qualité pour les technologies de télécommunications. Le RFID GEN2 est l’un d’entre eux.

Le standard RFID Gen2 est celui utilisé par presque tous les fabricants de technologie de chronométrage: timingsense, MyLaps, RaceResult, Chronotrack, Macsha, Ipico…

En Europe, GEN2 se compose de 15 canaux, mais un lecteur ne peut émettre que sur 4 à puissance maximale. Tous les lecteurs que nous avons testés pour le chronométrage ne sont diffusés que sur ces 4 canaux :

• 865.7 Mhz
• 866.3 Mhz
• 866.9 Mhz
• 867.50 Mhz

La taille du canal est d’environ 200Khz, selon le mode. Ce serait suffisant pour un autre poste. Pour vous donner une idée, un signal radio FM a approximativement cette bande passante.

La puissance maximale est de 2W ERP ou 33 dBm ERP. Je vous expliquerai cela un peu plus tard.

Normes RFID aux États-Unis

Aux États-Unis, l’organisme chargé de réglementer la norme est la FCC. FCC consacre 25 canaux d’une largeur de bande d’environ 500 kHz, dans des fréquences de 902 à 928 MHz. De plus, la puissance maximale est de 4W EIRP ou, en d’autres termes, 33,75 dBm ERP.

Quelle est la différence entre les protocoles américain et européen ?

Il n’y a pas beaucoup de différence de puissance, c’est évident, mais il y en a dans le reste.

Tout d’abord, la bande passante par canal est beaucoup plus élevée. J’expliquerai cela en faisant un parallèle avec la lumière et les couleurs. Ce sont les longueurs d’onde de la lumière qui, comme la RFID, sont aussi des ondes.

Si nous devions distinguer deux longueurs d’onde, il serait beaucoup plus facile de distinguer deux ondes de lumière séparées par 200 nm que par 50 nm. Si nous fixons notre point de départ à une longueur d’onde de 650nm, à 200nm il passe du rouge au bleu, alors qu’à 50nm il ne montrerait guère un orange rougeâtre beaucoup plus difficile à distinguer.

La même chose arrive avec les ondes électromagnétiques, c’est plus difficile à filtrer, bien que les filtres des lecteurs d’aujourd’hui soient magnifiques! Aux États-Unis, plus la fréquence est élevée, plus la puce répond rapidement et dans le même laps de temps, plus de puces peuvent répondre. C’est aussi simple que ça.

Gardez à l’esprit que l’antenne du système n’est pas capable d’envoyer toute la puissance qu’il reçoit parce qu’elle n’est pas parfaits. La puissance qui n’est pas transmise par l’antenne du système et qui rebondit vers le lecteur est beaucoup plus grande que le mauvais signal auquel une puce répond, de sorte que les filtres du lecteur doivent être très bons pour distinguer la réponse de la puce.

La partie la plus importante pour un chronométreur est la façon dont les deux normes traitent les canaux, car cela peut affecter le chronométrage.

En Europe, c’est très simple. L’utilisateur du lecteur choisit le ou les canaux sur lesquels transmettre à partir des 4 canaux de puissance maximale à une exception près. L’ETSI ne permet de transmettre sur le même canal que 4 secondes s’il détecte des puces et 1 seconde s’il n’en détecte pas.

Passé ce délai, vous devez arrêter de diffuser pendant 100ms. C’est-à-dire, si nous sommes sur un canal fixe, en attendant que le premier athlète atteigne la ligne d’arrivée, le lecteur est silencieux pendant 1/10ème du temps jusqu’à ce qu’il transmette à nouveau.

Cela fonctionne différemment aux États-Unis. Les canaux y changent en raison du FHSS (sauts de fréquence à spectre élargi). Le lecteur démarrera sur un canal et, après un certain temps, de manière pseudo-aléatoire, passera à un autre canal en libérant le canal précédent.

Le pseudo-aléatoire, c’est que tous les canaux finissent par utiliser le même temps. Dans cette norme, tout ce que l’utilisateur peut faire est de limiter les canaux de transmission du lecteur à 16. Chez timingsense, nous n’utilisons pas une telle limitation.

Comment avons-nous résolu la limitation des émissions en Europe sur les systèmes timingsense ?

Chez timingsense, nous avons réduit à 3 canaux : gauche, droite et sol.

• Le canal de gauche correspond au canal de 865.7 Mhz.
• Le canal de droite vers le canal 867.50 Mhz.
• Le canal de sol aux canaux 866.3 Mhz et 866.9 Mhz.

Ainsi, si nous sommes à 866.3 Mhz en attendant le premier sur la ligne d’arrivé, si un second passe, le lecteur libérera le canal et passera au canal 866.9 Mhz, sans arrêter la diffusion à tout moment. Si vous voulez en savoir plus sur notre système de chronométrage TS2, je vous recommande de lire ce nouvelle ou de visiter notre site Web. Si vous avez d’autres questions spécifiques, n’hésitez pas à nous contacter.