Simple, reliable and efficient UHF RFID-sensor: Application to food smart-packaging
Capteur RFID UHF simple, fiable, et efficace : Application à l'emballage alimentaire connecté
Résumé
The use of radio frequency identification (RFID) technology is gaining in popularity. Contactless payment, transportation cards, or even anti-shop-lifting alarms are daily used examples of this technology. These wireless solutions that store identification data even find their application to replace the barcode label. An RFID tag is placed on an object and store more data that just its model identifier like its serial number, producer, expiry date, ... In industrial field, the cost of these so-called passive tags is reduced by the absence of battery. They generally use the EPC (Electronic Product Code) protocol of generation 2, branded as RAIN, which works in UHF band (Ultra High Frequencies). To provide more information on the tagged product, this communication protocol allows tag designers to add several sensing features. Thus, the reading can bring back more information on the state of the spoiling product. Today, many sensing tag solutions designed by academics still exceed regulatory limits imposed by governments in terms of power and/or frequency. Our goal is to propose a solution that is suited to industrial partners needs. To do so, we design a sensing tag whose measurement process is compliant with governmental guidelines and propose a signal conditioning compatible with conventional and standard-compliant UHF RFID readers. In this work, the application targets the field of agri-food logistics. Indeed, the sensor-tag measures a combination of volatile elements released in the closed food packaging and gives indications of the degradation of the food. In collaboration with multiple industrial partners, several validations were conducted in an operational environment.
L'utilisation de la technologie d'identification par radiofréquence (RFID) gagne en popularité. Le paiement sans contact, les cartes de transports, ou encore les alarmes anti-vols sont des exemples avec une utilisation quasiment journalière. Ces solutions de stockage d'information d'identification sans fil trouvent même leurs applications pour remplacer le code-barre par une étiquette RFID. En effet, pour une utilisation industrielle, le coût de ces étiquettes dites passives est réduit par l'absence de batterie. Elles utilisent généralement le protocole EPC de génération 2 qui fonctionne en bande UHF (Ultra-Hautes Fréquences). Pour apporter plus d'information sur le produit étiqueté, ce protocole de communication autorise les concepteurs d'étiquette à y adjoindre une fonction capteur. Ainsi, la lecture peut remonter des informations sur l'état du produit. Aujourd'hui encore, beaucoup de solutions d'étiquettes-capteurs conçus par le milieu académique dépassent les limites imposées par les gouvernements en termes de puissance et/ou de fréquence. Notre but est de proposer une solution adaptée au terrain des professionnels. Pour cela, nous avons conçu une étiquette-capteur dont le processus de mesure est conforme aux directives gouvernementales et proposons un conditionnement du signal compatible avec les lecteurs RFID UHF conventionnel et standard. Dans ce travail, l'application cible le domaine de la logistique agro-alimentaire. En effet, l'étiquette-capteur mesure une combinaison d'éléments volatiles libérés dans l'emballage alimentaire fermé donnant alors un état de la dégradation de l'aliment. De concert avec un partenaire industriel, une validation a été menée dans un environnement opérationnel.