\documentclass{beamer}

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\usepackage[utf8]{inputenc}


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\usepackage[T1]{fontenc}

\title[Identification par fréquences radio ``RFID''] 
{``Identification par fréquence radio'' RFID}

\subtitle
{De la pratique à la théorie} 

\author[Ousmane Wilane] 
{Ousmane Wilane}

\institute[] % (optional, but mostly needed)
{ 
  <ousmane@wilane.org>\\
  Dakar, Sénégal}
\date[Jam sessions] % (optional)
{03/04/2010 / Jam sessions}

\subject{Présentation}


% If you wish to uncover everything in a step-wise fashion, uncomment
% the following command: 

%%\beamerdefaultoverlayspecification{<+->}


\AtBeginPart{\frame{\partpage}{\tableofcontents[subsectionstyle=hide]}}
%\AtBeginSection{\frame{\partpage}{\tableofcontents[currentsubsection]}}

%\AtBeginSubsection[] % Do nothing for \subsection*
%{
%  \begin{frame}<beamer>
%    \frametitle{Outline}
%    \partpage\tableofcontents[hideothersubsections]
%  \end{frame}
%}


\begin{document}


\begin{frame}
  \titlepage
\end{frame}

%\frame{\frametitle{Sommaire}\tableofcontents}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% PART I

\part{Quelques ``Concepts''}

\section{Quelques ``Concepts''}
\frame{\partpage\tableofcontents}

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\subsection{Introduction}
\begin{frame}{Introduction}
  \begin{itemize}
  \item
    La technologie \alert{``RFID''} utilise les ondes radios pour l'identification des objets.
  \item
    RFID est une identification automatique \alert{``Auto-ID''} (comme les code
    barre, la biométrie -- Empreinte, pupille --, identification vocale, OCR.
  \item
    Les ondes éléctro-magnétiques sont crées par des électrons en mouvement. Ces
    ondes peuvent passer à travers certains type de matériaux.
  \end{itemize}
  
\end{frame}


\begin{frame}{Introduction (2)}
  \begin{itemize}
  \item
    Le sommet d'une onde est appellée \alert{``Crête''}
  \item
    La distance entre deux crêtes consécutives est appellée \alert{``longueur d'onde''}.
  \item
    Une oscillation complète de l'onde sur sa longueur est appellé \alert{``cycle''}
  \item
    Le temps mis par l'onde pour parcourir un cycle est appellé
    \alert{``Période'}'
  \item
    Le nombre de cycle par seconde est appellé \alert{``Fréquence''}
  \item
    RFID utilise les fréquences entre \alert{``30KHz''} et \alert{``5.8GHz''}
    (i.e. \alert{``0.1cm''} et \alert{``1000km''})
  \end{itemize}

\end{frame}


\begin{frame}{Introduction (3)}
  \begin{itemize}
  \item
    Une onde continue (Continuous Wave en Anglais ou CW) est une onde d'amplitude et
    de fréquence constante.

  \item
    Du point de vue de la communication, une CW ne contient pas
    d'information mais elle peut être \alert{``modulée''} pour transporter un signal

  \item
    La \alert{``Modulation''} consiste à altérer les caractéristiques d'une onde
    pour encoder une porteuse d'information.
  \end{itemize}

\end{frame}

\begin{frame}{Introduction (4)}
  \begin{itemize}
   \item Certains matériaux peuvent être traversées par  des signaux radios à
     certaines fréquences sans pertes substantielles d'energie (radio-lucent).  
     \item 
       Certains matériaux réfléchissent, brouillent ou bloque les signaux radio
       à certaines fréquences (radio-opaque)
     \item
       Certains matériaux laisse passer les sgnaux radio avec une perte
       d'énergie non négligeable (radio-absorbent)
       \item
         Les propriétés d'absorbtion ou d'opacité sont relatives aux fréquences.
  \end{itemize}

\end{frame}



\subsection{Basse fréquence}
\begin{frame}{Basse fréquence}
  \begin{itemize}
  \item
    Fréquence entre \alert{``30KHz''}  et \alert{``300KHz''} 
  \item
    Les systèmes RFID utilisent la tranche \alert{``125KHz''} et
    \alert{``134KHz''}   dans cette bande
  \item
    Les fréquences les plus communes sont \alert{``125KHz''}   et \alert{``134.2KHz''}   
  \item
    Fréquences utilisées dans les environnement avec du métal, du liquide, de la
    poussière, de la neige ou de la boue
  \end{itemize}
  
\end{frame}



%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

\subsection{Haute fréquence}
\begin{frame}[fragile]{Haute fréquence}
  \begin{itemize}

  \item
    Fréquence entre \alert{``3MHz''}  et \alert{``30MHz''} 
  \item

    La fréquence la plus commune est \alert{``13.56MHz''}
  \item
    Fréquences utilisées dans les environnement avec du métal ou du liquide avec
    des performances acceptables

  \item
    Utilisé dans les environnements hospitaliers avec peu d'inteférences avec
    les équipements existants.

    \item l'intervalle \alert{``30MHz''} - \alert{``300MHz''} (appellé VHF)
      n'est pas souvent utilisée par  les systèmes RFID
\end{itemize}
\end{frame}


\subsection{Ultra haute fréquence UHF}
\begin{frame}{Ultre haute fréquence}
  \begin{itemize}

  \item
    Fréquence entre \alert{``300MHz''}  et \alert{``1GHz''} 
  \item

    La fréquence la plus commune est \alert{``915MHz''} aux USA et
    \alert{``868MHz''} en Europe et \alert{``HeuMHz''} en AFrique
  \item
    Fréquences très inopérants dans un  environnement avec du métal ou du liquide.

\end{itemize}
\end{frame}


\subsection{Micro-ondes}
\begin{frame}{Micro-ondes}
  \begin{itemize}
  \item
    Fréquence supérieure à  \alert{``1GHz''} 
  \item

    Les fréquences les plus communes sont \alert{``2.45GHz''}  et 
    \alert{``5.8Hz''} en Europe et \alert{``HeuMHz''} en AFrique
  \item
    Fréquences très inopérants dans un  environnement avec du métal ou du liquide.

\end{itemize}
\end{frame}


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% PART II
\part{Système RFID}

\section{Système RFID}
\frame{\partpage\tableofcontents}
\subsection{Tags}
\begin{frame}{Tags}
\frametitle{Tags}
\begin{itemize}
  \item 
    Un Tag est un objet qui peut stocker et transmettre une information à un
    lecteur sans contact en utilisant des ondes radio.

  \item
    Un Tag peut disposer d'une source d'énergie interne (battérie)
 
  \item
    Un tag peut être passif, actif ou semi-actif (ou semi-passif)
  
\end{itemize}
\end{frame}


\begin{frame}{Tags passifs}
  \begin{itemize}
  \item
    Ces Tags n'ont pas de source d'énergie interne, ils utilisent l'energie du lecteur.
  \item
    Ces Tags sont simples et n'ont pas de parties mobiles.
  \item
    Ces Tags supportent des environnement impitoyables
  \item
    Le lecteur transmet le premier
  \item
    La sensibilité de ces Tags est de l'ordre de 9m au maximum et peut être
    aussi bas que 2.54cm (1 pouce)

\end{itemize}
\end{frame}


\begin{frame}{Tags actifs}
  \begin{itemize}
  \item
    Ces Tags ont source d'énergie interne (une battérie généralement)
    
    \item
      Ils ont une durée de vie de 2 à 7 ans lorsqu'ils sont équipés de batterie
      
    \item
      Le Tag transmet le premier
    \item
      Ces Tags peuvent transmettre même en l'absence de lecteurs, ils sont
      appellés Trasmetteurs.
      
    \end{itemize}
  \end{frame}


\begin{frame}{Tags actifs(2)}
  \begin{itemize}     
    \item 
      Certains Tags entrent en sommeil en l'absence de lecteur. Ils se
      réveillent lorsqu'un lecteur envoie une commande de lecture, ces Tags sont
      appellés Transponder (Transmetteurs/Recepteurs)
    \item
      Leurs portées est de l'ordre de 30m.
    \item
      Ces Tags sont constiuées d'une micro-puce, d'une
      antenne, d'une source d'énergie et de l'électronique embarqué
      (transmission, certains calculs, etc).
    \end{itemize}
  \end{frame}

\begin{frame}{Tags semi-actifs}
  \begin{itemize}
  \item
    Ces Tags ont une source d'énergie interne
  \item
    Ces Tags utilisent l'énergie des lecteurs pour la transmission
  \item
    Ces Tags utilisent leurs sources dénergie interne pour s'exciter ce qui
    implique de plus grandes sensibilité (à peu près 30m).

  \item
    Même à grande vitesse, ces Tags peuvent être lus (Peu de temps requis pour
    l'excitation)

  \item
    Supportent mieux les matériaux radio-opaque et radio-absorbent (comparés aux
    passifs) 
  \item
    Le lecteur transmet le premier
    
\end{itemize}
\end{frame}


\begin{frame}{Autres Tags}
  \begin{itemize}
  \item
    Certains Tags sont dits RO parcequ'il ont programmés (faisceau laser pour
    imprimer les circuits de données dans le micro-circuit) une seule fois à l'usine
  \item
    Certains Tags sont dits WORM (Write One, Read Many), ils sont programmés par
    les propriétaires au besoin. Certains bogues d'implémentation rendent
    possible une centaine de ré-écriture.
  \item
    Certains Tags sont dits RW, ils peuvent être re-programmés environ 10.000
    à 100.000 fois, ils contiennent typiquement une flash 
   
\end{itemize}
\end{frame}


\subsection{Lecteurs}
\begin{frame}{Lecteurs}
\begin{itemize}
  \item 
    Aussi appellé Intérogateur
  \item
    Il s'agit d'un équipement capable de lire et d'écrire des données d'un Tag
    compatible 
  \item
    L'association d'un Tag à un lecteur est appellé Comissionnement.
  \item
    La durée pendant laquelle un Lecteur peut emettre un signal RF pour décoder
    un Tag est appellé Cycle
\end{itemize}
\end{frame}


\begin{frame}{Un lecteur comprend:}
  \begin{itemize}
  \item 
    Un Transmetteur (Transmet le courant AC et l'horloge)
  \item
    Un Recepteur (Dans le tranceiver, il reçois le signal analogique)
  \item
    Un Microprocesseur (Implémente le protocole de lecture)
  \item
    De la Mémoire 
  \item
    Des canaux I/O (pour des capteurs externes, et autres périph de contrôle,
    permettant d'activer le lecteur suite à des évenements et inversement)
  \item
    Un controlleur (Permet à une machine/robot/humain de controller le lecteur
    et les I/O -- Firmware généralement)
  \item
    Une interface de communication (Réseau, Série, USB)
  \item
    Du courant
\end{itemize}
\end{frame}

\subsection{Antennes}
\begin{frame}[fragile]{Antennes}
  \begin{itemize}
  \item 
    Un lecteur communique avec un Tag à travers son l'antenne du lecteur
  \item
    L'antenne du lecteur est physiquement attaché au lecteur par un câble dont
    la longueur varie entre 1.5 et 7m
  \item
    Un lecteur peut disposer de quatre ports d'antenne
  \item
    Les antennes des lecteurs ont souvent des formes rectangulaires ou carrées
  \end{itemize}

\end{frame}


\subsection{Controlleur}
\begin{frame}{Controlleur}
  \begin{itemize}
  \item
    Le controlleur est au lecteur ce que le pilote est à l'imrpimante
  \item
    C'est la seule interface par laquelle on peut communiquer et controller le lecteur
  \item
    Le controlleur peut être interne au lecteur ou externe

\end{itemize}
\end{frame}




\subsection{Capteurs, Annonciateurs, Actuateurs}
\begin{frame}{Capteurs, Annonciateurs, Actuateurs}
  \begin{itemize}    
  \item
    Un lecteur n'a pas à être toujours actif, il peut être activé/désactivé par
    l'influx d'un capteur
  \item
    Un Annonciateur est un signal éléctronique (alarme sonore, signal lumineux
    -- light stack --)
  \item
    Un Actuateur est un équipement mécanique permettant de controller ou de
    déplacer des objets (bras robot, bras articulé, etc)
\end{itemize}

\end{frame}


\subsection{Système logiciel}
\begin{frame}{Système logiciel}
\begin{itemize}
\item
  Périphérie: Il s'agit de l'ensemble matériel/logiciel distinct du système RFID
  (i.e. différent du Lecteur, Tag, Antenne)
\item
  Middleware: est entre les infrastructures de l'entreprise et la Périphérie
\item
  Infrastructure: Intégration des processus métier de l'entreprise.

\end{itemize}
\end{frame}


\subsection{Infrastrcucture de communication}
\begin{frame}{Infrastrcucture de communication}
  \begin{itemize}
  \item
    Cette composante fournit la connectivité et la sécurité
  \item
    Il comporte les connectiques Réseau, Série, USB, Bluetooth, etc.

  \end{itemize}

\end{frame}

\subsection{Conepts et caractérisation}
\begin{frame}{Conepts et caractérisation}
  \begin{itemize}
  \item
    Un lecteur ne communique qu'avec un Tag à la fois, sinon une Collision de
    Tag survient
  \item
    Lorsque deux zones de  lecture de deux lecteur se superpose, une Collision
    de lecteur survient (Interférence destructrice, 
  \item
    Parmi les caratéristique d'un système RFID on peut citer: La lisibité des
    Tags, la Robustesse de la lecture, etc.

  \item
    Certaines caratérisation se basent sur la sensibilité, d'autre sur les
    fréquence
  \end{itemize}
\end{frame}



%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% PART III

\part{En Pratique ``RFID''}

\section{Phidgets}
\frame{\partpage\tableofcontents}

\subsection{Matériel}
\begin{frame}{Fonctions}
\begin{tabular}{ | l | c | }
  \hline
  Caractéristique & Valeur \\
  \hline 
  Puissance Antenne  & < 10  $\mu$W   \\
  \hline 
  Fréquence de résonnace & 125kHz - 140kHz \\
  \hline
  Protocole & EM4102  \\
  \hline
  Fréquence MaJ  & 30 maj / seconde  \\
  \hline
  Sensibilité  - Tag Carte Crédit & 11cm (5”)   \\
  \hline
  Sensibilité - Tag Jetton & 6cm (3”)   \\
  \hline
  Sensibilité - Tag porte-clé & 7cm (3.5”)  \\
  \hline
\end{tabular}


\end{frame}


\subsection{Signature}
\begin{frame}{Fonctions}
\begin{itemize}
\item 
 ``int OutputCount () [get] : Constant``
 \item
   ``bool OutputState (int OutputIndex) [get,set]``
 \item
   ``bool AntennaOn() [get,set]``
 \item
   ``bool LEDOn() [get,set]``
 \item
   ``string LastTag () [get]``
 \item
   ``bool TagStatus() [get]``
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}{Evénements}
  \begin{itemize}
  \item 
    ``bool TagStatus() [get]``
  \item
    ``OnTag(string) [event]``
  \item
    ``OnTagLost(string) [event]``
    
  \end{itemize}
\end{frame}


\subsection{Python}
\begin{frame}[fragile]{Interface}
\begin{verbatim}
from Phidgets.PhidgetException import * 
from Phidgets.Events.Events import * 
from Phidgets.Devices.InterfaceKit import * 
try:
  interfaceKit = InterfaceKit() 
except RuntimeError as e: 
  print("Runtime Error: %s" % e.message)
\end{verbatim}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Initialisation}
\begin{verbatim}
try: 
  #Votre code
except PhidgetException as e: 
  print ("Phidget Exception %i: %s" 
             % (e.code, e.detail)) 
  exit(1) 

\end{verbatim}
\end{frame}


\begin{frame}[fragile]{Connexion}
\begin{verbatim}
interfaceKit.openPhidget() 
interfaceKit.waitForAttach(10000) 
print ("%d attached!" % 
         (interfaceKit.getSerialNum())) 
# A la fin
interfaceKit.closePhidget()
\end{verbatim}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]{Programmation par évenement}
\begin{verbatim}
def interfaceKitSensorChanged(e): 
 print ("Sensor %i: %i" % (e.index, e.value)) 
 return 0 
interfaceKit.setOnSensorChangeHandler
        (interfaceKitSensorChanged) 
\end{verbatim}
\end{frame}


\end{document}