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WO 2018/096115
PCT/EP2017/080405
DISPOSITIF COMPORTANT DES ETIQUETTES RFID POUR SUIVRE DES
CONDITIONS DE STOCKAGE ET/OU DE TRANSPORT D'ARTICLES
ET PROCEDES ASSOCIES
La présente invention concerne les procédés et dispositifs pour suivre des
conditions de stockage et/ou de transport auxquelles sont soumis des articles.
Certains articles tels que les médicaments ou les denrées alimentaires
périssables
doivent, durant leur transport depuis le lieu de fabrication jusqu'au lieu de
distribution, rester
dans des conditions d'environnement, notamment de température, prédéfinies
pour éviter
toute dégradation.
Il a été proposé de disposer des thermomètres au centre des colis contenant
les
articles. En cas d'excursion de la température au-delà d'une plage prédéfinie,
le colis est
considéré comme potentiellement défectueux, et doit être mis au rebut, avec un
risque évident
de gaspillage si seulement une partie des articles est réellement affectée.
Par ailleurs, cette solution ne permet pas de détecter une tentative de
substitution
d'articles par d'autres.
CN102005020 divulgue un système permettant de surveiller le respect de la
chaîne du froid pour des médicaments en munissant leurs emballages
d'étiquettes RFID. Le
lecteur est disposé sur le véhicule de transport et non directement sur
l'ensemble palettisé.
La publication WO 2015/067992 divulgue un système permettant l'enregistrement
en temps réel des conditions de transport d'articles en utilisant une boîte
noire voyageant
avec les articles et capables d'enregistrer des paramètres d'environnement. Il
est prévu
d'identifier de façon unique chaque article voyageant avec la boîte noire, à
l'aide par exemple
d'un QR-code ou d'une étiquette RFID, et d'enregistrer les identifiants
correspondants dans
une mémoire de la boîte noire avant le transport des articles. Arrivé à
destination, la mémoire
de la boîte noire peut être lue pour connaître les valeurs enregistrées de
l'évolution de certains
paramètres, et vérifier que les identifiants mémorisés correspondent aux
articles présents.
L'utilisation d'une boîte noire unique pour un ensemble d'articles pose le
problème précité
d'absence de granulométrie de la mesure. De plus, le système n'est pas
complètement efficace
vis-à-vis d'une atteinte à l'intégrité des articles transportés.
US 2006/0086809 décrit un système de lecture d'étiquettes RFID d'objets
empilés, à l'aide d'un lecteur externe à la pile d'objets. Des guides d'ondes
sont disposés
entre les objets pour faciliter cette lecture. Un tel agencement est
relativement complexe et
incompatible avec les procédés de conditionnement habituels.
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US 8 068 031 divulgue des agencements particuliers d'antennes d'étiquettes
RFID
destinés à permettre une lecture en cas d'articles empilés.
US 2009/0303052 divulgue un système comportant des unités de
surveillance CCDMU pour Container Control Device Monitoring Unit équipant
des boîtes
sur une palette ainsi que la palette elle-même, avec une communication entre
le CCDMU de
la palette, équipé d'un afficheur, et ceux des boîtes. Chaque CCDMU est
relativement
complexe et encombrant, ce qui limite la granulométrie obtenue avec un tel
système, dont le
coût est de plus relativement élevé. De plus, l'alimentation électrique des
CCDMU peut poser
un problème d'autonomie.
La demande US 2013/214989 décrit un système intégré dans un contenant pour le
suivi d'articles portant des étiquettes RFID, le contenant comprenant en outre
un module de
détection, sur lequel est prévue une antenne, et, couplé au module de
détection, une unité de
suivi, traitant les informations obtenues à partir des étiquettes portées par
les articles, et les
communiquant à des terminaux externes.
La demande US 2011/125663 divulgue un système de suivi consistant à faire
communiquer des étiquettes portées par des articles transportés ou stockés
dans un véhicule,
avec une unité maître disposée dans le véhicule ou à l'extérieur de ce
dernier, par exemple
associée à une palette d'articles présente dans le véhicule. Les étiquettes
peuvent comporter
divers capteurs, dont les informations sont transmises à l'unité maître.
Il existe un besoin pour perfectionner encore les procédés et dispositifs
permettant
de suivre des articles lors de leur conditionnement, transport et/ou stockage,
et plus
particulièrement mais non exclusivement les conditions d'environnement
auxquelles des
articles peuvent être soumis lors de leur conditionnement, transport et/ou
stockage.
L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon un premier
de ses
aspects, grâce à un ensemble comportant :
- une pluralité d'articles,
- des étiquettes RFID passives ou semi-passives disposées sur les articles,
comportant chacune au moins un identifiant unique, notamment enregistré dans
une mémoire
non réinscriptible, l'étiquette étant configurée pour transmettre
lorsqu'interrogée au moins
l'identifiant unique de l'étiquette,
- un concentrateur comportant au moins un lecteur RFID, présent au sein des
articles, avec des articles disposés de part et d'autre du concentrateur selon
au moins une
direction d'un repère orthonormé associé au concentrateur, ce dernier étant
agencé de façon à
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pouvoir grâce à au moins une antenne de lecture interroger au moins les
étiquettes RFID des
articles disposés selon ladite direction, le concentrateur étant configuré
pour recevoir des
étiquettes RFID interrogées des données.
L'invention permet si on le souhaite de réaliser un inventaire des articles
disposés
autour du concentrateur.
Le lecteur RFID possède de préférence plusieurs antennes, lesquelles sont
orientées différemment, afin de lire plus facilement des étiquettes disposées
selon plusieurs
directions dudit repère orthonormé.
De préférence, les étiquettes sont configurées pour transmettre
lorsqu'interrogées
par le concentrateur des données autres que leur identifiant, notamment des
données
renseignant sur au moins un paramètre d'environnement de l'étiquette.
Ainsi, l'invention permet de mesurer avec une granulométrie relativement fine
si
on le souhaite, le paramètre d'environnement et donc d'identifier plus
précisément le ou les
articles exposés à des conditions indésirables.
Par exemple, les étiquettes comportent chacune un capteur ou sont reliées
chacune
à un capteur et lorsque les étiquettes sont interrogées par le concentrateur
elles lui
transmettent des données liées à l'environnement du capteur. En variante, les
étiquettes
comportent des antennes qui sont fonctionnalisées pour réagir d'une façon
prédéfinie à un
paramètre d'environnement ; le concentrateur peut, en fonction de la réponse
de l'antenne de
l'étiquette, lorsque celle-ci est interrogée, récupérer une information liée à
l'environnement de
l'étiquette.
Le paramètre d'environnement est de préférence choisi parmi la température,
l'hygrométrie, l'accélération, l'orientation, la pression, les chocs,
l'exposition à l'oxygène, la
présence d'un gaz donné, la présence d'un analyte donné, l'exposition à la
lumière,
l'exposition à un rayonnement, notamment UV, IR ou ionisant, le paramètre
étant de
préférence la température, les chocs, ou l'humidité.
De préférence, chaque article est équipé d'une étiquette et toutes les
étiquettes
sont identiques et munies d'un même capteur du paramètre d'environnement. En
variante, il
est possible, pour des raisons de coût notamment, de disposer au sein de
l'ensemble selon
l'invention des étiquettes sans capteur et des étiquettes avec capteur, en
répartissant ces
dernières d'une façon prédéfinie au sein de l'ensemble de façon à pouvoir lire
le paramètre
d'environnement avec la meilleure granulométrie possible. Par exemple, les
étiquettes munies
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des capteurs sont disposées avec un pas régulier à la périphérie de l'ensemble
ainsi qu'au
centre de l'ensemble.
Les étiquettes peuvent être passives, c'est-à-dire sans source d'énergie
interne ou
externe autre que l'énergie radiofréquence transmise par le concentrateur.
En variante, les étiquettes sont semi-passives, c'est-à-dire qu'elles
disposent d'une
source d'énergie interne telle qu'une pile ou un accumulateur, qui permet par
exemple
d'accroître la distance de lecture et/ou de mémoriser des données. La source
d'énergie peut
être du type pile imprimée, le cas échéant. Une étiquette semi-passive dispose
d'un
complément d'énergie apporté par une source d'énergie interne pour répondre au
concentrateur.
Les étiquettes disposent par exemple d'un support souple adhésif qui est collé
sur
l'article. En variante, les étiquettes sont encapsulées dans un substrat qui
peut être rigide,
semi-rigide, ou souple.
Le lecteur RFID du concentrateur peut répondre à la norme EN 302-208. De
préférence, la ou les antennes du lecteur RFID du concentrateur ont une bande
passante
permettant d'englober les fréquences 860-960 MHz. La communication entre le
lecteur et les
étiquettes peut s'effectuer selon la norme ISO 18000.
De préférence, le concentrateur embarque une source d'énergie adaptée à la
durée
de surveillance des articles ; il peut s'agir d'un accumulateur conférant une
autonomie d'au
moins une semaine. Le cas échéant, le concentrateur embarque un dispositif de
production
locale d'énergie, par exemple par transformation de mouvements de l'ensemble
selon
l'invention en énergie électrique. Le format de l'identifiant unique des
étiquettes peut être le
code EPC (Electronic Code Product) 6. La classe EPC concernée peut être la
classe 1, 2 ou 3.
De préférence, le concentrateur est configuré pour transmettre à distance une
information liée aux données reçues des étiquettes interrogées. En variante,
ou
additionnellement, ces données sont mémorisées dans le concentrateur.
Les données transmises à distance par le concentrateur peuvent comporter une
alerte concernant l'inventaire des articles et/ou la variation d'au moins un
paramètre
d'environnement.
Dans une variante ou en combinaison, le concentrateur peut être configuré pour
enregistrer dans les étiquettes une information liée aux données reçues,
notamment au moins
une information liée à l'environnement de celles-ci, notamment la variation
d'au moins un
paramètre d'environnement. Le concentrateur peut être configuré pour
sélectionner les
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étiquettes selon leurs identifiants uniques, afin de répertorier celles dont
la donnée
représentative d'au moins un paramètre d'environnement a franchi un seuil
prédéfini, c'est-à-
dire mesurée comme supérieure ou inférieure à un seuil prédéfini. Le
concentrateur peut être
configuré pour enregistrer une information liée au paramètre d'environnement
dans les
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étiquettes dont la donnée représentative d'au moins un paramètre
d'environnement a franchi
un seuil prédéfini. Ceci permet de réaliser un suivi très précis des articles,
l'étiquette restant
toujours sur l'article, ainsi donc que l'information indiquant une anomalie.
Cela permet
d'obtenir des informations sur les articles indépendamment de la connexion au
concentrateur
ou à une base distante à laquelle le concentrateur a transmis les données.
L'information peut être enregistrée dans une zone mémoire de l'étiquette
accessible en écriture. Cette zone mémoire peut ensuite être bloquée en
écriture, n'étant ainsi
plus accessible, ce qui permet d'indiquer une anomalie et de rendre
inaltérable les données
ainsi enregistrées.
L'information peut être enregistrée sous la forme d'un code indiquant que la
donnée représentative du paramètre d'environnement a franchi le seuil
prédéfini, par exemple
une valeur binaire 0 ou 1, le code pouvant contenir en outre une valeur
correspondant à une
durée pendant laquelle la donnée représentative du paramètre d'environnement a
dépassé le
seuil prédéfini. Une table de correspondances entre des durées d'exposition et
des valeurs de
code peut être utilisée. Une information indiquant au contraire qu'aucune
anomalie n'a été
détectée peut être enregistrée dans la même zone mémoire des étiquettes des
articles dont le
paramètre d'environnement n'a pas dépassé le seuil prédéfini, de préférence
également sous
forme de code.
Un lecteur externe peut être utilisé, à la réception des articles, pour lire
les
étiquettes, par le biais d'une application dédiée, et retrouver, le cas
échéant, l'information
enregistrée, pour vérifier l'intégrité de chaque article à la réception. Par
exemple en cas
d'excursion en température trop élevée d'un ou de plusieurs articles,
l'information enregistrée
dans les étiquettes concernées permet d'écarter du lot ces articles et
d'éviter tout risque
d'utilisation de marchandise détériorée.
L'ensemble comporte avantageusement un moyen de conditionnement de la
pluralité d'articles avec le concentrateur, par exemple un film de
pelliculage, un carton, une
caisse en bois, en matière plastique, en métal, un containeur, un sac.
L'ensemble peut être disposé sur palette, notamment une palette répondant à la
norme ISO standard 6780 :2003.
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Chaque article peut consister en un objet ou en une pluralité d'objets
conditionnés
ensemble à l'aide d'un conditionnement secondaire. Dans ce cas, on peut
prévoir une seule
étiquette par conditionnement secondaire si cela est suffisant vis-à-vis de la
surveillance
envisagée.
L'ensemble selon l'invention peut encore être contenu dans une enceinte, par
exemple une enceinte climatisée telle qu'une chambre froide ou un
réfrigérateur.
Les articles disposés autour du concentrateur peuvent être jointifs ou non.
Ils sont
de préférence empilés selon plusieurs rangées accolées, hautes chacune de
plusieurs articles,
mais il ne s'agit que d'un exemple de disposition parmi d'autres des articles
autour du
concentrateur. Dans une variante, les articles sont disposés en vrac autour du
concentrateur.
Les articles sont par exemple des médicaments, vaccins, barquettes de fruits,
des
produits frais tels que du poisson, de la viande, des sandwichs, et plus
généralement tous
articles sensibles à un paramètre d'environnement tel que la température,
notamment des
denrées périssables.
Les articles peuvent encore être des objets sujets au vol, à la contrefaçon ou
à la
contrebande, tels que des cigarettes, des alcools, des pièces détachées, des
composants
industriels, des produits de luxe, du matériel informatique ou de téléphonie.
Le concentrateur peut être conditionné avec des articles disposés de part et
d'autre
de celui-ci selon au moins deux directions, mieux trois directions dudit
repère orthonormé, le
concentrateur étant de préférence situé au centre de la pluralité d'articles.
De préférence, le concentrateur est disposé au centre de l'ensemble, avec par
exemple dans une direction D un nombre n+ d'articles disposés d'un côté du
concentrateur
selon la direction D qui correspond sensiblement au nombre n_ d'articles
disposés selon la
direction D du côté opposé ; on a par exemple abs(n+-n_)/n+ compris entre 0 et
0,3, mieux
entre 0 et 0,2. La direction D correspond de préférence à l'un des axes X, Y
ou Z du repère
orthonormé précité.
Le concentrateur peut être d'encombrement identique à celui des articles ou
multiple de celui-ci, de façon à permettre d'empiler le concentrateur avec les
articles.
Le concentrateur peut être configuré pour activer une lecture des étiquettes
de
façon automatique en réponse à un évènement prédéfini. Cet évènement est par
exemple
choisi parmi un déplacement du moyen de conditionnement, la réception d'un
signal de
commande, d'un signal de géolocalisation ou la réception d'un signal
d'horloge. En
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particulier, dans un exemple, le concentrateur active une lecture des
étiquettes lorsqu'il
détecte sa présence dans une zone prédéfinie.
Le concentrateur peut comporter au moins l'un d'un capteur d'un paramètre
d'environnement, d'un récepteur d'un signal de géolocalisation, notamment d'un
signal GPS,
d'un moyen de communication via un réseau de téléphonie mobile, par exemple
GSM, ou
d'un réseau pour objets connectés, par exemple SIGFOX ou LORA. De préférence
le
concentrateur est également configuré pour permettre une connexion avec un
réseau local, par
exemple grâce à une liaison de type Wifi, Bluetooth, ou Lifi. Cela peut
permettre à un
utilisateur de se connecter directement au concentrateur pour le configurer
et/ou recevoir des
données enregistrées dans celui-ci.
Le concentrateur peut être agencé pour interroger les étiquettes RFID de façon
périodique, par exemple à intervalles réguliers, par exemple à intervalles
compris entre 1 s et
24h, mieux entre 60s et 3h, encore mieux entre 60s et 60min. La période de
mesure est de
préférence paramétrable par l'utilisateur.
Comme indiqué précédemment, le concentrateur comporte avantageusement au
moins un lecteur RFID avec une pluralité d'antennes, notamment de type UHF.
Lorsque le concentrateur comporte plusieurs antennes, celles-ci peuvent être
reliées à un lecteur RFID par le biais d'un multiplexeur RF (radiofréquence).
Les antennes peuvent être disposées sur les faces d'un boîtier de forme
générale
parallélépipédique, et le concentrateur comporte de préférence six antennes
disposées
respectivement sur les six faces. Les antennes peuvent chacune être planaire,
et les antennes
présentent de préférence une certaine directivité lorsqu'elles sont destinées
à permettre la
localisation par le concentrateur des articles au sein de l'ensemble, par
pseudo-triangulation,
comme détaillé plus loin.
De préférence, le concentrateur est agencé pour enregistrer tout ou partie des
données transmises par les étiquettes RFID. Cet enregistrement peut
s'effectuer dans une
mémoire non volatile. Le concentrateur comporte de préférence un logement pour
recevoir
une carte mémoire, par exemple de type micro-SD, et les données peuvent être
enregistrées
sur cette carte mémoire. Le concentrateur peut comporter en variante, ou
additionnellement,
un disque dur de type SSD par exemple. Parmi les données enregistrées, outre
les identifiants
des étiquettes et les données d'environnement correspondantes transmises par
celles-ci,
peuvent figurer des données provenant du concentrateur lui-même, telles que sa
position, la
date, l'heure, la température, l'hygrométrie, la pression, l'accélération, ...
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Les étiquettes RFID sont de préférence des étiquettes UHF, de préférence
chacune
à antenne dipôle.
L'invention a encore pour objet un procédé pour suivre les conditions de
stockage
et/ou de transport auxquelles sont soumis les articles d'un ensemble selon
l'invention, tel que
défini plus haut, dans lequel on interroge à l'aide dudit concentrateur les
étiquettes RFID.
On peut notamment interroger les étiquettes pour recueillir des informations
liées
à l'observation d'au moins un paramètre d'environnement par des capteurs
associés à ces
étiquettes, notamment la température. De préférence, le concentrateur
identifie
automatiquement les étiquettes de l'ensemble avant, pendant et/ou après
conditionnement de
l'ensemble par un moyen de conditionnement.
Il est possible de faire en sorte, si cela est recherché, que le concentrateur
déclenche de façon automatique un mode de fonctionnement choisi parmi
plusieurs, en
fonction de sa localisation.
Le concentrateur peut être configuré pour fonctionner selon plusieurs modes de
surveillance prédéfinis et préprogrammés. La sélection d'un mode de
fonctionnement peut
être effectuée par un opérateur, ou en variante de façon automatique selon le
type de
marchandise à surveiller. Cela permet d'avoir un concentrateur polyvalent,
utilisable pour une
grande variété d'articles, et dont le paramétrage par l'opérateur est
simplifié.
Le concentrateur peut être configuré pour permettre la sélection entre ces
modes
de fonctionnement par le biais d'instructions transmises par voie filaire ou
non filaire.
Un mode de fonctionnement du concentrateur peut consister en une surveillance
d'un paramètre prédéfini et l'enregistrement, par exemple à intervalles
réguliers, d'une valeur
de ce paramètre, pour chacune des étiquettes. Par exemple, la température est
enregistrée pour
tous les articles à intervalles réguliers. Cela permet de repérer les articles
impropres à
l'utilisation du fait d'un non-respect de conditions de stockage et/ou de
transport.
Le concentrateur peut enregistrer dans les étiquettes une information liée aux
données reçues, après interrogation, notamment au moins une information liée à
la
surveillance d'un paramètre prédéfini, notamment la variation d'au moins un
paramètre
d'environnement.
Le concentrateur peut sélectionner les étiquettes selon leurs identifiants
uniques,
afin de répertorier celles dont la donnée représentative d'au moins un
paramètre
d'environnement a franchi un seuil prédéfini, c'est-à-dire mesurée comme
supérieure ou
inférieure à un seuil prédéfini. Le concentrateur peut enregistrer une
information liée au
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paramètre d'environnement dans les étiquettes dont la donnée représentative
d'au moins un
paramètre d'environnement a franchi un seuil prédéfini. Le concentrateur peut
enregistrer
l'information au fil de l'eau, après l'interrogation de chaque étiquette, ou
seulement après
avoir interrogé toutes les étiquettes.
L'information peut être enregistrée sous la forme d'un code indiquant que la
donnée représentative du paramètre d'environnement a franchi le seuil
prédéfini, par exemple
une valeur binaire 0 ou 1, le code pouvant contenir en outre une valeur
correspondant à une
durée pendant laquelle la donnée représentative du paramètre d'environnement a
dépassé le
seuil prédéfini. Une table de correspondances entre des durées d'exposition et
des valeurs de
code peut être utilisée.
Le concentrateur peut enregistrer une information indiquant au contraire
qu'aucune anomalie n'a été détectée dans la même zone mémoire des étiquettes
des articles
dont le paramètre d'environnement n'a pas dépassé le seuil prédéfini, de
préférence sous
forme de code.
Un autre mode de fonctionnement du concentrateur peut consister en une
surveillance de la présence des articles, par exemple à intervalles réguliers,
afin de réaliser un
inventaire. Cela permet une surveillance vis-à-vis d'un vol de marchandise,
par exemple. Le
concentrateur peut envoyer et/ou enregistrer sur l'étiquette une alerte,
lorsqu'il perd le contact
avec un article pendant une durée prédéfinie, ce qui altère l'intégrité dudit
article.
Les deux modes de fonctionnement ne sont pas exclusifs l'un de l'autre et
peuvent
coexister.
Le cas échéant, la périodicité de la surveillance varie ; par exemple, la
surveillance se fait à un intervalle de temps par défaut, et se fait avec une
périodicité plus
rapprochée lorsqu'une condition prédéfinie est satisfaite, par exemple le
franchissement d'un
seuil par un paramètre d'environnement, la réception d'un signal de commande
en ce sens, ou
la détection de la présence dans une zone géographique prédéfinie. Par
exemple, on identifie
sur le parcours des marchandises une ou plusieurs zones à risques accrus pour
lesquelles la
surveillance doit se faire de façon plus active. La sélection des modes de
fonctionnement peut
s'effectuer par exemple en fonction de la nature des articles. A cet effet,
les identifiants des
étiquettes peuvent être choisis de façon à renseigner sur la nature des
articles correspondants.
Par exemple, des identifiants commençant par un chiffre donné peuvent
correspondre à un
type d'articles et d'autres commençant par un chiffre différent à un autre
type d'articles.
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Le concentrateur peut être configuré pour réagir à une anomalie constatée sur
un
article, par exemple un dépassement d'une valeur seuil d'un paramètre, par
exemple
l'excursion de la température mesurée au-delà d'une plage prédéfinie. Il peut
s'agir également
de la non-réponse d'une étiquette à une interrogation.
5 Le concentrateur peut être configuré pour envoyer un message dès la
détection de
l'anomalie, par un réseau de télécommunications, par exemple par l'envoi d'un
SMS. Le
message envoyé peut comporter l'identifiant de l'étiquette correspondant à
l'article, ainsi que
la nature de l'anomalie. Le cas échéant, le concentrateur est paramétrable
pour définir les
actions à effectuer en fonction de la nature de l'anomalie constatée. Par
exemple, une
10 anomalie risquant d'entraîner la perte de l'ensemble des articles, par
exemple une rapide
montée en température, pourra entraîner des actions différentes de celles
engendrées par la
non-réponse d'une étiquette à une interrogation la concernant.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de
conditionnement pour former un ensemble selon l'invention, tel que défini
précédemment,
comportant les étapes consistant à:
- Empiler une pluralité d'articles munis chacun d'une étiquette RFID
comportant
chacune en mémoire un identifiant unique,
- disposer au sein de la pluralité d'articles, notamment au centre, un
concentrateur comportant un lecteur RFID configuré pour lire les étiquettes
des articles
empilés.
Le concentrateur peut comporter en mémoire un fichier renseignement sur la
position des articles au sein de l'ensemble et les identifiants des étiquettes
correspondantes ;
ainsi, il connaît la position de l'article associé à chaque étiquette
interrogée.
La pile d'articles peut être construite d'une façon prédéfinie qui correspond
au
fichier.
En variante, le concentrateur ne connaît pas à l'avance les identifiants des
articles
selon leur position au sein de l'ensemble et cette information n'est transmise
au concentrateur
qu'au cours ou à l'issue du processus de conditionnement, par exemple une fois
que tous les
articles sont mis en place. Par exemple, un fichier contenant les identifiants
des étiquettes en
fonction de la position des articles correspondants est transmis au
concentrateur une fois tous
les articles en place.
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En variante encore, le concentrateur reçoit au cours de la construction de la
pile,
une information le renseignant sur l'identifiant de l'étiquette de l'article
en cours de mise en
place, ainsi le cas échéant que son emplacement au sein de l'ensemble.
Il est possible également de configurer le concentrateur de telle sorte qu'il
détermine par lui-même, par exemple en utilisant plusieurs antennes, la
localisation d'une
étiquette et de l'article associé au sein de la pile, par pseudo-
triangulation. En particulier, le
concentrateur peut disposer de plusieurs antennes qu'il est capable de
sélectionner. Chaque
antenne couvre au moins une partie de l'ensemble des articles et chaque
étiquette produit un
signal de réponse qui dépend de son positionnement relatif par rapport à
l'antenne utilisée. En
interrogeant une même étiquette avec différentes antennes successivement il
est possible de
localiser l'étiquette relativement au concentrateur. De préférence, pour ce
faire, le
concentrateur dispose d'au moins trois antennes, et mieux d'au moins six
antennes, dirigées
dans des directions différentes.
Le concentrateur peut être agencé pour effectuer automatiquement un inventaire
en déterminant les identifiants des étiquettes placées dans son champ de
lecture ainsi que la
position des articles correspondants. Cet inventaire peut être effectué lors
de la constitution de
l'ensemble, en usine par exemple, ainsi qu'à destination, par exemple lors du
déconditionnement et du prélèvement d'articles. L'inventaire peut encore être
effectué lors du
transport ou du stockage, notamment afin de détecter un vol ou une éventuelle
tentative de
substitution d'articles par d'autres.
Le concentrateur peut être agencé pour déclencher une alerte concernant
l'environnement des articles, par exemple le dépassement d'une valeur de seuil
d'un
paramètre d'environnement par l'un au moins des articles, par exemple en
faisant apparaître
une vt.i.e 3D de l'ensemble des articles, avec le ou les articles concernés
signalés par un mode
de représentation prédéfini, par exemple un changement de couleur et/ou un
clignotement.
Cela peut faciliter la compréhension par un opérateur du problème à l'origine
du dépassement
de seuil, ainsi que l'identification physique du ou des articles concernés, en
vt.i.e de leur mise à
l'écart par exemple.
Le concentrateur peut également être agencé pour signaler une alerte lorsqu'il
n'arrive pas à interroger toutes les étiquettes des articles censés être
présents dans son champ
de surveillance. Par exemple, le concentrateur est agencé pour comparer sur
demande ou à
intervalles réguliers ou en réponse à un évènement prédéfini, le résultat d'un
nouvel
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inventaire avec celui d'un inventaire réalisé précédemment, et signaler la ou
les étiquettes
manquantes.
Le concentrateur, notamment en présence d'étiquettes semi-passives, peut être
agencé ainsi que ces dernières pour permettre des échanges de données entre le
concentrateur
et les étiquettes afin de modifier la façon dont celles-ci fonctionnent, et
notamment les
reprogrammer. Par exemple, les étiquettes stockent le résultat de mesures d'au
moins un
paramètre d'environnement à la façon d'un data logger et le concentrateur
peut
commander le transfert des données mémorisées dans l'étiquette vers le
concentrateur. Une
fois ce transfert effectué, les précédentes données peuvent être écrasées dans
la mémoire de
l'étiquette. Cela permet une sauvegarde périodique des données enregistrées
par l'étiquette, et
une réécriture dans la mémoire de l'étiquette de nouvelles valeurs ; le cas
échéant, le
concentrateur réinitialise la mémoire de l'étiquette sitôt le transfert
effectué.
Il est également possible de configurer le concentrateur pour qu'il détecte
lorsqu'une condition prédéfinie est remplie, et lorsque c'est le cas, adresse
aux étiquettes une
instruction concernant par exemple une périodicité et/ou une résolution de
mesure d'au moins
un paramètre d'environnement. Par exemple, si le concentrateur détecte une
sortie d'une
plage de température prédéfinie, il demande aux étiquettes d'enregistrer avec
une fréquence
plus élevée la température mesurée localement par chaque étiquette. Lorsque le
concentrateur
détecte qu'il est dans la plage de température normale, la fréquence de mesure
est plus faible,
ce qui peut permettre par exemple de limiter les échanges de données entre le
concentrateur et
les étiquettes et ainsi d'économiser de l'énergie.
Dans un exemple, l'instruction adressée aux étiquettes, en cas de sortie d'une
plage prédéfinie d'un paramètre d'environnement mesuré par le concentrateur ,
est une
instruction demandant à l'étiquette d'horodater les mesures effectuées.
Dans un autre exemple de mise en oeuvre, le concentrateur ne télécharge pas
les
données de mesure qui sont effectuées par les étiquettes, et se contente
d'enregistrer la
localisation des étiquettes relativement au concentrateur et de vérifier leur
présence. On
garantit ainsi l'intégrité de la marchandise transportée. Les données
concernant les conditions
de transfert peuvent être consultées à réception de la marchandise en
interrogeant les
étiquettes.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description
détaillée qui
va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à
l'examen du dessin
annexé, sur lequel :
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- la figure 1 représente de façon schématique et partielle un ensemble
comportant une pluralité d'articles et un concentrateur selon l'invention,
- la figure 2 représente isolément, de façon partielle et schématique, le
concentrateur de la figure 1,
- la figure 3 est une vue de face d'une antenne du concentrateur,
- la figure 4 illustre le raccordement des antennes du concentrateur,
- la figure 5 est un schéma en blocs illustrant les échanges de données et
d'énergie entre différents éléments constitutifs du concentrateur de la figure
1,
- la figure 6 est un exemple d'étiquette RFID équipant les articles placés
dans le
champ de lecture du concentrateur,
- les figures 7 et 8 sont des vues analogues à la figure 6, de variantes de
réalisation des étiquettes.
On a représenté à la figure 1 un ensemble 1 selon l'invention, comportant une
pluralité d'articles 10 dont seulement deux sont représentés en pointillés, et
un concentrateur
20 réalisé conformément à l'invention.
Les articles 10 sont par exemple des boîtes chacune de forme générale
parallélépipédique, empilées dans les trois directions X, Y et Z d'un repère
orthonormé
associé au concentrateur 20.
L'empilage des articles 10 repose par exemple sur une palette 11, de
préférence au
format standardisé.
Les articles 10 peuvent être contenus dans une caisse en bois ou en carton
posée
sur la palette 14, ou en variante être recouverts par un film de pelliculage,
par exemple un film
thermo-rétractable, afin de maintenir la cohésion de l'empilage durant le
transport et la
manutention de la palette 11.
Conformément à un aspect de l'invention, le concentrateur 20 est de préférence
disposé sensiblement au centre de l'empilage des articles 10, c'est-à-dire que
l'on trouve des
articles 10 disposés de part et d'autre du concentrateur 20 dans chacune des
directions X, Y et
Z.
Un exemple de concentrateur 20 est représenté à la figure 2.
De préférence, celui-ci présente une forme générale parallélépipédique,
avantageusement de même format que les articles 10 ou d'un format multiple des
dimensions
d'un article 10, de telle sorte que le concentrateur 20 puisse s'intégrer
facilement dans
l'empilage des articles 10 sans créer de décalage dans aucune des directions
X, Y et Z. En
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variante, le concentrateur 20 présente des dimensions inférieures ou égales au
volume d'un
article 10.
Le concentrateur 20 peut être muni sur chacune de ses six faces d'une antenne
21
représentée schématiquement à la figure 3, les antennes 21 étant reliées par
un multiplexeur
22 au reste du circuit électronique d'un lecteur RFID 23 , comme illustré sur
les figures 4 et 5.
Le lecteur 23 permet d'interroger des étiquettes RFID 30 présentes sur tout ou
partie des
articles 10, en fournissant lorsque celles-ci sont passives toute l'énergie
nécessaire à leur
fonctionnement.
Le concentrateur 20 comporte, outre le lecteur RFID 23, une unité centrale de
traitement 24 qui assure la gestion du fonctionnement des différents éléments
du
concentrateur 20, cette unité centrale disposant d'une mémoire 25 dans
laquelle peuvent être
stockées diverses informations comme cela sera détaillé plus loin. La mémoire
25 peut être
constituée au moins en partie par une carte mémoire, par exemple de type micro-
SD.
Le concentrateur 20 dispose également d'une batterie 26 et d'un module de
gestion de l'alimentation 27 qui permet le rechargement de la batterie 26, par
un câble ou par
induction.
Le concentrateur 20 peut être équipé d'une antenne 50 de localisation par
satellite
et d'un module correspondant 51, par exemple un module GPS, ainsi que d'une
antenne 53
permettant une connectivité avec les réseaux de télécommunication ainsi que du
module
correspondant 54, par exemple un module GSM ou SIGFOX ou LORA, et d'une
antenne
permettant une connectivité locale 55, ainsi que le module correspondant 56,
par exemple un
module Wifi, Bluetooth ou Lifi.
Le cas échéant, une même antenne peut à la fois assurer une connectivité avec
les
réseaux de télécommunication et une connectivité locale.
Le concentrateur 20 peut également comporter un bus filaire 58, par exemple de
type Ethernet ou USB.
Chaque étiquette 30 comporte par exemple une puce RFID 31 et une antenne 32,
par exemple de type dipôle UHF.
L'étiquette 30 peut également comporter un capteur extérieur 33, qui est par
exemple porté par l'étiquette 30 ou relié à celle-ci, par exemple par une
connexion filaire.
Le capteur 33 est sensible au moins à un paramètre d'environnement de
l'étiquette, choisi par exemple parmi la température, l'hygrométrie,
l'accélération, la pression,
l'orientation, les chocs, l'exposition à l'oxygène, la présence d'un gaz
donné, la présence
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d' analytes donnés, l'exposition à la lumière, l'exposition à un rayonnement
notamment UV,
IR ou ionisant. Le capteur 33 est choisi en fonction de la nature des articles
10 et de la
surveillance à réaliser.
L'article Passive UHF RFID Tag with Multiple Sensing Capabilities José
5 Fernadez-Salmeron et al, Sensors 2015, 15, 26769-26782 divulgue des
exemples d'étiquettes
équipées de capteurs.
Dans des variantes de mise en oeuvre de l'invention, tout ou partie des
étiquettes
30 est semi-passive, c'est-à-dire comporte en outre une pile ou batterie 34,
comme illustré à la
figure 7.
10 Dans la variante illustrée à la figure 8, l'étiquette ne comporte
pas de capteur
spécifique mais une antenne 32 qui est fonctionnalisée, autrement dit dont
l'accord varie en
fonction d'un paramètre d'environnement. Cette variation peut être détectée
par le
concentrateur 20 lors de la lecture, de telle sorte que l'étiquette 30 peut
renseigner celui-ci sur
le paramètre d'environnement. L'article Inlset ¨ Printed Humidity Sensor For
Passive UHF
15 RFID Systems, Tulra Virtanen et al.IEEE Transactions on Instrumentation
and Measurement,
Vol. 60, No.8, August 2011, décrit des exemples d'étiquettes à antenne
fonctionnalisée.
Dans le cas d'étiquettes RFID passives 30, c'est le concentrateur 20 qui
fournit
l'énergie d'activation des étiquettes 30 permettant à ces dernières de
fonctionner.
Dans le cas d'étiquettes semi-passives 30, celles-ci peuvent transmettre des
informations lorsqu'interrogées par le concentrateur.
La présence du concentrateur 20 au sein de l'ensemble d'articles 10 permet de
garder plus facilement les articles 10 dans la portée du lecteur RFID 23 du
concentrateur 20 et
ainsi d'assurer la lecture des étiquettes 30 de l'ensemble des articles 10.
La présence des six antennes 21 sur les faces respectives du boîtier du
concentrateur 20 favorise la lecture des étiquettes dans chacune des trois
directions X, Y et Z.
Cela peut également permettre une localisation par pseudo-triangulation, comme
expliqué
précédemment.
La présence du concentrateur 20 et d'au moins un article 10 équipé d'une
étiquette 30 permet un suivi des conditions d'environnement auxquelles est
soumis
l'ensemble 1 durant sa manutention et son transport. Par exemple, le
concentrateur 20
interroge périodiquement une ou plusieurs étiquettes 30 et permet de connaître
l'évolution du
paramètre d'environnement au cours du temps. Lors d'une interrogation d'une
étiquette 30,
cette dernière répond en transmettant son identifiant, qui est unique, et dans
le cas d'une
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étiquette présentant un capteur externe 33 tel qu'illustré à la figure 6, une
information relative
au paramètre d'environnement détecté par le capteur 33. L'information reçue
peut être
stockée dans la mémoire 25. L'historique du paramètre d'environnement peut
être lu à
réception de l'ensemble 1 à destination.
En variante, les données sont transmises au cours du temps par le
concentrateur 20
à un serveur extérieur, par exemple via le réseau de télécommunications auquel
est dédiée
l'antenne 53 ou via un réseau local.
Le cas échéant, aux données reçues des étiquettes 30 sont associées des
données
de position du concentrateur 20, c'est-à-dire que le concentrateur 20
enregistre non seulement
les paramètres d'environnement tels que renseignés par le ou les capteurs des
étiquettes 30
mais également la position du concentrateur 20 lors de la réception de ces
données provenant
des étiquettes 30. Ainsi, le concentrateur 20 peut construire une table qui
renseigne à la fois
sur l'évolution d'un ou plusieurs paramètres d'environnement, mais également
sur la position
de l'ensemble 1 lors du relevé de ces paramètres.
Le concentrateur 20 peut également utilement jouer un rôle lors de la
construction
de l'ensemble 1 en enregistrant, par exemple au fur et à mesure que les
articles 10 sont
empilés, l'identifiant de l'étiquette correspondante 30 ainsi éventuellement
que la localisation
de l'étiquette et de l'article correspondants au sein de l'ensemble 1.
Pour effectuer cette localisation, le concentrateur 20 détermine par exemple
laquelle des antennes 21 équipant ses diverses faces fournit le meilleur
signal de lecture, ce
qui peut renseigner sur le positionnement relatif de l'article 10 dont
l'étiquette est lue
relativement au concentrateur 20. La connaissance de la localisation au sein
de l'ensemble 1
d'un article donné 10 peut permettre de construire un historique plus précis
de l'évolution des
paramètres d'environnement au sein de l'ensemble 1, en notant non seulement la
valeur du
paramètre d'environnement mais le positionnement de l'étiquette et du capteur
correspondant
au sein de l'ensemble.
Il est encore possible, notamment lorsque la mise en place des articles 10
dans
l'ensemble 1 est effectuée de façon robotisée, de fournir au concentrateur 20
la position de
chaque étiquette 30 lorsque l'article correspondant 10 est mis en place au
sein de l'ensemble,
l'information étant transmise au concentrateur 20 par exemple à l'aide du
réseau local
communiquant avec l'antenne 55.
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Exemples
Exemple 1
On dispose sur une palette 64 boîtes de formats identiques, dont 63 sont
identifiées par une étiquette RFID 30 et la dernière constitue le
concentrateur 20, avec une
antenne par face.
La construction de l'empilage des boîtes s'effectue selon un ordre et un
positionnement prédéfinis. Ainsi, à chaque position est associée un
identifiant prédéfini
unique. Le concentrateur 20 est positionné au coeur de l'ensemble.
Le concentrateur 20 dispose en mémoire de plusieurs programmes de gestion de
son fonctionnement. L'opérateur peut activer le concentrateur par liaison
radio locale, par
exemple de type Wifi, et choisir le programme de surveillance de la
marchandise qui
convient. En variante, le concentrateur choisit lui-même automatiquement le
programme de
surveillance qui convient aux marchandises dès lors qu'il est activé.
Le concentrateur procède ensuite à la lecture des étiquettes afin de vérifier
qu'elles peuvent toutes être lues. Si tel est le cas, le concentrateur envoie
par SMS un message
confirmant cette bonne lecture.
Lors de l'acheminement des marchandises, lorsqu'une anomalie est constatée sur
une boîte par le concentrateur, outre le fait d'enregistrer l'anomalie, le
concentrateur envoie
une alerte par SMS en désignant l'identifiant de cette boîte. La palette peut
être visualisée par
un logiciel adapté avec les boîtes, et la boîte concernée signalée par un
clignotement ou une
couleur particulière.
Exemple 2
On réalise le même ensemble qu'à l'exemple précédent.
A la différence de l'exemple précédent, la construction de l'empilage
s'effectue
de façon arbitraire. Le concentrateur 20 détermine par pseudo-triangulation la
position de
chacune des boîtes, en fonction des puissances réfléchies par les étiquettes
pour chacune des
six antennes utilisées.
Exemple 3
On réalise le même ensemble qu'à l'exemple 1, les articles contenus dans les
boîtes identifiées par une étiquette RFID 30 étant des médicaments, acheminés
d'un point A à
un point C via un point B.
Dans cet exemple, au moins un capteur 33 de température est intégré à chaque
étiquette. Il est souhaitable que ces médicaments ne soient pas exposés à une
température
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dépassant un certain seuil prédéfini S. Le programme de surveillance de la
marchandise
correspondant à cette surveillance est choisi. Le concentrateur 20 interroge
les étiquettes
toutes les 15 minutes par exemple.
Lors d'une interrogation, le concentrateur 20 procède à la lecture des
étiquettes, il
enregistre les données, notamment celles liées à la température, puis transmet
à distance une
information liée aux données reçues, par exemple par le biais de l'envoi d'un
SMS. Dans un
premier temps, les valeurs de température n'ayant pas dépassé le seuil
prédéfini S, le
concentrateur envoie un ou plusieurs SMS indiquant que rien d'anormal n'est
détecté.
A un certain moment de son trajet, la palette 64 est au point B en
stationnement
dans l'attente d'un transport. En ce point, cette palette est
malencontreusement soumise à une
exposition prolongée aux rayons du soleil, et subit ainsi une élévation
anormale de sa
température. Au cours d'un cycle d'interrogations par le concentrateur 20,
plusieurs boites
dont l'étiquette est lue dépassent le seuil S de température prédéfini. Le
concentrateur envoie
un SMS d'alerte spécifiant que X boites sur Y ont une élévation de
température. Puis, il opère
une sélection des identifiants uniques des étiquettes de chaque boite
concernée, et enregistre
l'information dans une zone de mémoire accessible en écriture des étiquettes
concernées, par
exemple par le biais d'un code. Dans l'exemple considéré, l'écriture sur
l'étiquette a lieu
après que la température des boites concernées est redevenue inférieure au
seuil prédéfini S.
La durée pendant laquelle la température a dépassé le seuil prédéfini est
également
enregistrée. Un code indiquant au contraire qu'aucune anomalie n'a été
détectée est en outre
enregistré dans la même zone mémoire des étiquettes des articles dont le
paramètre
d'environnement n'a pas dépassé le seuil prédéfini.
Lorsque la palette arrive sur le site de sa destination au point C, un lecteur
externe
est utilisé pour lire les étiquettes, par le biais d'une application dédiée,
et retrouver
l'information enregistrée pour vérifier l'absence de détérioration de chaque
article à la
réception.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits.
Les données échangées entre le concentrateur et les étiquettes peuvent être
cryptées ou non. Les étiquettes peuvent être conformes à la norme ISO 18000-6
ou non.
Par exemple, la géolocalisation du concentrateur 20 peut être effectuée à
l'aide du
réseau de télécommunications, sans module GPS, ou une information de
localisation est
fournie par un moyen externe au concentrateur via le réseau local.
