WO2016177837A1 - Dispositif d'alarme sans fil miniaturise - Google Patents

Dispositif d'alarme sans fil miniaturise Download PDF

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WO2016177837A1
WO2016177837A1 PCT/EP2016/060098 EP2016060098W WO2016177837A1 WO 2016177837 A1 WO2016177837 A1 WO 2016177837A1 EP 2016060098 W EP2016060098 W EP 2016060098W WO 2016177837 A1 WO2016177837 A1 WO 2016177837A1
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antenna
switch
rfid
ring
frequency
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PCT/EP2016/060098
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Aliou Diallo
Robert Staraj
Philippe LE TUC
Imen CHERIF
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique
Universite De Nice-Sophia Antipolis
Engineering Security
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Publication date
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    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
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    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
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    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/009—Signalling of the alarm condition to a substation whose identity is signalled to a central station, e.g. relaying alarm signals in order to extend communication range

Definitions

  • the invention is in the field of alarm systems, and in particular miniaturized wireless alarm systems.
  • the existing devices are either visible or easily detectable, non-autonomous or impractical to trigger.
  • An object of the present invention is to provide a reliable miniaturized wireless alarm system.
  • the proposed device is limited in terms of electronic components thus offering a reduced manufacturing cost.
  • the proposed system is autonomous in terms of energy which limits the need to recharge it. It is also discreet and not easily detectable for an outside observer.
  • the alarm device of the invention comprises an RFID circuit for storing identification information coupled to at least one antenna adapted to receive and transmit to / from an RFID reader signals at the frequency RFID reader and a switch coupled to said at least one antenna and activatable by a user, for adapting the antenna to the frequency of the RFID reader.
  • the alarm device is characterized in that the circuit, the antenna and the switch are arranged to be incorporated in an object worn by a user.
  • the RFID circuit is of passive or semi-active RFID type.
  • the antenna is a dipole type antenna.
  • this antenna is made in printed technology on a dielectric substrate.
  • the identification information is an identifier of said object.
  • the frequency of the RFID reader is a frequency of the UHF band.
  • the antenna is a dipole antenna connected with the RFID circuit.
  • a second loop antenna carrying the RFID circuit is inductively coupled with the first antenna.
  • the object is a ring or a ring worn on the finger by the user.
  • two radiating strands of the dipole antenna are surrounded around the ring, and the switch is placed on the inside of the user's hand.
  • the switch is placed on the stub of the dipole antenna. In a variant, the switch is placed on the upper surface of the ring. In another variant, the switch is placed on the inner face of the ring.
  • Figure 1 is an example of the device of the invention
  • FIG. 2 illustrates a first variant of implementation of the device of FIG. 1;
  • Figures 3a and 3b illustrate a second alternative embodiment of the device of Figure 1;
  • Figure 4 illustrates an embodiment of the invention with two loop antennas.
  • the invention addresses the safety of people who practice in trades exposed to risks of aggression whether indoor or outdoor.
  • the following list without being exhaustive, covers occupations that may find it advantageous to use the device of the present invention:
  • the invention can also be extended to the security of material goods and individuals in sectors where for example there is a requirement for secure access to buildings by authorized persons, police officers or deliverymen for example.
  • the invention also relates more generally to the safety of people, for any situation where a person must trigger an alarm, such as a person jogging or skiing and facing a problem.
  • the device of the invention may be used to count the number of times the RFID antenna is set to the operating frequency of the reader.
  • a particular example could be that of cigarette consumers having to transmit information on their consumption, and who would thus have at hand the RFID device with the antenna identified by a user / smoker number, manually activatable on demand.
  • the applications derived from the device described are varied and linked by the same principle of rendering the RFID antenna on demand at the frequency of the reader.
  • the invention proposes an alarm device that is worn by a user and whose activation is triggered by the user at his request in a discrete manner.
  • the device of the invention 100 as shown in FIG. is composed of an RFID tag 102 coupled to an antenna 104 connected to an alert push button 106, all integrated into a dielectric ring 108, or any medium having a ring-type form factor for example to preserve a character discreet for the triggering device.
  • the device is based on the principle of interrogation systems and radio frequency response of short range type RFID.
  • RFID devices are known to allow the identification of objects.
  • the operating principle of an RFID system generally consists in that a tag coupled and adapted to an antenna, is affixed to an object, an animal or a man, to give him a unique identifier.
  • An RFID system traditionally consists of three main components: a tag or tag, a reader, and a host computer.
  • the tag also called a transponder, consists of three major elements: a support (a card and / or other protective packaging), an antenna, and a chip with a memory containing mainly an identifier, permanently connected to the antenna.
  • the RFID chip can be autonomous from an energy point of view, and the tag is said to be passive if the electromagnetic wave generated by the reader, is sufficient to provide its power supply.
  • the tag may be of the semi-passive or tag assisted type having just an added local energy source, such as a battery or capacitor, charged or rechargeable for example by photovoltaic cell or by mechanical movement energy in order to reboost the cell. wave back and have a higher range.
  • the reader is an active device able to identify one or more tags located in its coverage area, by sending an electromagnetic wave via its own antenna.
  • This wave has a frequency which is generally defined by an RFID standard (by example 868 MHz in Europe) and it contains an interrogation message to the labels.
  • the signal emitted by the reader awakens the passive tags in which the data is stored.
  • the reader antenna must operate at the same frequency as the antenna of the tag.
  • the reader can be integrated into a watch or another object worn or not worn by a user, in order to be used as a relay to mobile telephone networks such as the known GSM900, 1800 networks. , UMTS, LTE for example.
  • the host computer usually contains driver software suitable for the reader.
  • the latter controls all the functions for sending the messages for interrogating, receiving and operating messages received, according to a protocol defined by the standard used. It can also host data monitoring / exploitation software.
  • the functions of the host computer may be a chip integrated into a small object such as a pendant watch, smartphone for example.
  • the tag or chip is of the passive or semi-active type. It contains a dedicated identification number which allows the recognition of its activation by a certain host computer that receives a message from the interrogator reader.
  • the antenna or radiating element of the interrogated system is of extremely small size and manually activatable via the push button or switch.
  • the operating mode of the device of the invention as illustrated in FIG. 1 is as follows:
  • the antenna 104 in the absence of pressing the push button 106, the antenna 104 does not operate on the frequency of an RFID interrogator reader (not shown).
  • the electronic circuit 102 of the label is short-circuited.
  • the system is mismatched and does not respond to a permanent interrogator signal from the RFID reader.
  • the antenna 104 and the electronic circuit 102 become adapted to the frequency of the interrogating signal.
  • the operating frequency is that of the UHF band ranging from 860 to 960 MHz.
  • the signal received by the antenna 104 is then transmitted to the electronic circuit 102 which extracts sufficient energy for its operation, its clock and the content of the interrogation message.
  • the electronic circuit 102 constructs its response message including the identifier that it stores and transmits it to the antenna 104.
  • the antenna sends an electromagnetic wave at the right frequency to the interrogating reader. .
  • the interrogating system then receives the specific identifier of the ring that will be processed by the host computer and recognized as being an alert message. A remote intervention can then be triggered.
  • the antenna 104 for example, on the operating frequency of the passive RFID device, on the configuration of the push button 106 which can be adapted for example via a simple touch of the finger on the antenna.
  • the device of the invention may be adapted to one or more of its characteristics depending on the field of use.
  • a major technical feature of the device of the invention is the miniaturized antenna 104 which must be the most efficient possible for its use in an object having a particular form factor offering a reduced volume or implementation area.
  • the integration of the antenna in the communicating object is the central element of the radio frequency link, and ensures the reliability of the expected communication.
  • antennas for high frequency tags are antennas of simple linear son type.
  • the miniaturization of these antennas is accompanied by a deterioration in their performance such as bandwidth and radiation gain.
  • the environment close to the antenna, consisting mainly of the body of the user can not be neglected.
  • This sensitivity poses a major problem on the gain of the antenna and may cause changes in the input impedance.
  • the inventors had to find the best compromise between the electrical characteristics of the antenna, its radiation efficiency and the volume occupied by it.
  • the volume reserved for the antenna can be restricted to a surface of 15x18 mm 2 .
  • FIG. 2 illustrates a first variant of implementation of the device of FIG. 1 in which the antenna 104 is a dipole antenna 204 in inductive coupling with an RFID circuit 206 integrating a coupling loop supporting the RFID chip.
  • this antenna is made in printed technology on a dielectric substrate.
  • the dipole or dipole antenna is an antenna consisting of two metal strands, powered in the middle and intended to transmit or receive electromagnetic energy.
  • the dipole antenna is modified so that its two radiating strands are surrounded around the ring ring.
  • This option makes it possible to discretely add a switch 208 on the inside of the user's hand.
  • the switch is closed, the dipole antenna is "off” and does not transmit, and when the switch is open, the dipole antenna is "on” and can transmit the identifier of the ring to the reader.
  • the switch is chosen in a precise manner to prevent the mismatch of the antenna in the case where it is "ON". Indeed, given the short travel of the contactor, a switch up / down contact would risk not behave like a real open circuit but leave in place the equivalent of a capacity which would tend to reduce the difference between enabled state and non activated state.
  • a simple switch is not sufficient to prevent or allow the operation of the RFID tag by severing a metal strand to prevent the passage of current. Capacitive effects are such that the antenna plus circuit system continues to operate. Also, a switch in which the metallic contact portion slides instead of down may be preferable.
  • a real implementation of this variant is to optimize the structure of the dipole antenna on a low permittivity Duroid substrate so as to obtain a good adaptation to the desired working frequencies (868 MHz).
  • the two strands of the dipole are printed on a thin layer of Duroid, a thickness of 0, 127 mm for example.
  • the structure of the ring ring is made of plexiglass material.
  • the RFID circuit is a MuTRACK® type circuit. The switch is chosen to have an open contact of the order of 3 mm.
  • FIGS. 3a and 3b illustrate a second variant of implementation of the device of FIG. 1 in which the switch is placed directly on the stub of the dipole antenna, that is to say on the section of line which makes it possible to check the adaptation of the dipole.
  • the switch acts as a load placed at the stub end. Depending on whether it is open or closed, the stub brings back a load on the antenna that can adapt it, and completely unmatch it to prevent it from radiating or receiving.
  • the switch is placed on the upper surface of the ring.
  • the switch is placed on the inner face of the ring.
  • the embodiment of Figure 3a is to place the switch 308 on the stub 310 without the need to change the initial structure of the dipole antenna 304, that is to say directly on the upper face of the ring.
  • the advantage of this method lies in its simplicity from the point of view realization, but on the other hand the location of the switch on the upper face of the ring can cause problems to operate in a discrete way the triggering of the alarm.
  • the structure of the dipole antenna 304 is modified and the section of the stub 310 is wound on the ring of the ring to allow the location of the switch 308 on the inside. from the user's hand.
  • the antenna system is adapted when the switch is closed and the identifier of the ring can be sent to the reader.
  • the antenna, incorporating the loop stub makes it possible to adapt the entire antenna structure with respect to a power supply impedance close to the input impedance of the RFID chip, thus enabling obtain a bandwidth of 7 MHz around 868 MHz, for a reflection coefficient lower than -10 dB.
  • a second reduced-size loop antenna can be inductively coupled to the large antenna.
  • the location of the switch on the large antenna loop inside the hand of the user, allows to turn on / off the radiation of the entire structure regardless of the geometry of the switch.
  • FIG. 4 shows a view from above of the two loop antennas printed on the same thin substrate that can be folded over the structure of the ring carrying the device. The following table gives preferential dimensions for a concrete embodiment of the device:

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'alarme qui comprend un circuit RFID permettant de stocker des informations d'identification couplé à une antenne adaptée pour recevoir de et émettre vers un lecteur RFID des signaux à la fréquence du lecteur RFID et un interrupteur couplé à l'antenne et activable par un utilisateur, permettant d'adapter l'antenne à la fréquence du lecteur RFID. Le dispositif d'alarme est caractérisé en ce que le circuit RFID, l'antenne et l'interrupteur sont agencés pour être incorporés dans un objet porté par un utilisateur, et permettant d'activer discrètement l'alarme.

Description

DISPOSITIF D'ALARME SANS FIL MINIATURISE
Domaine de l'invention L'invention se situe dans le domaine des systèmes d'alarme, et en particulier les systèmes d'alarme sans fil miniaturisés.
Etat de la Technique
La prévention classique contre les agressions, les cambriolages et autres délinquances de même nature est habituellement effectuée à l'aide de différents outils tels que la vidéo-surveillance, des sas à l'entrée des magasins, telles les bijouteries ou les banques, ou encore grâce à la mise en place de boutons d'alerte souvent dissimulés sous les comptoirs en caisse. Tous ces dispositifs s'avèrent inefficaces lorsqu'une personne se trouve face à des délinquants et alors dans l'incapacité d'alerter de sa propre situation de danger. Les acteurs en matière de sécurité étudient sans cesse des procédés et moyens sécuritaires qui soient plus performants et efficaces.
Une solution connue décrite dans la demande de brevet US 201 1/0260859 A1 , présente un dispositif pour la sécurité sur des campus, utilisant des tags actifs pour transmettre différents signaux vers un ensemble de lecteurs localisés autour du campus et opérant sur différentes technologies pour recevoir les signaux émis.
Dans la demande de brevet US 2010/0052912 A1 , il est décrit un composant RF qui permet à un utilisateur d'activer ou désactiver manuellement l'opérabilité d'une «ID card » grâce à un interrupteur. L'interrupteur en glissant permet le passage du courant en refermant le circuit de métallisation de l'antenne boucle du composant RF qui devient active pour opérer vers un lecteur. Ce type de solution est applicable sur la bande de fréquence HF ondes courtes où les antennes ont une portée faible limitant l'utilisation à des cartes/lecteurs distants de quelques centimètres.
Ainsi, les dispositifs existants sont soit visibles ou facilement détectables, non autonomes, voire peu pratiques à déclencher.
De plus, il n'existe pas de dispositif intégré et autonome permettant une utilisation discrète, qui soit fonctionnel sur la bande de fréquence des Ultra Hautes Fréquences (UHF).
Il existe alors le besoin d'une solution qui pallie aux inconvénients des approches connues. La présente invention répond à ce besoin.
Résumé de l'invention
Un objet de la présente invention est de proposer un système d'alarme sans fil miniaturisé fiable.
Avantageusement, le dispositif proposé est limité en termes de composants électroniques offrant ainsi un coût de fabrication réduit.
Le système proposé est autonome en termes d'énergie ce qui limite le besoin de le recharger. Il est par ailleurs discret et non facilement détectable pour un observateur extérieur.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le dispositif d'alarme de l'invention comprend un circuit RFID permettant de stocker des informations d'identification couplé à au moins une antenne adaptée pour recevoir et émettre de/vers un lecteur RFID des signaux à la fréquence du lecteur RFID et un interrupteur couplé à ladite au moins une antenne et activable par un utilisateur, permettant d'adapter l'antenne à la fréquence du lecteur RFID. Le dispositif d'alarme est caractérisé en ce que le circuit, l'antenne et l'interrupteur sont agencés pour être incorporés dans un objet porté par un utilisateur.
Avantageusement, le circuit RFID est de type RFID passif ou semi- actif.
Avantageusement, l'antenne est une antenne de type dipôle. Dans un mode de réalisation préférentiel, cette antenne est réalisée en technologie imprimée sur un substrat diélectrique. Avantageusement, les informations d'identification sont un identifiant dudit objet.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la fréquence du lecteur RFID est une fréquence de la bande UHF.
Avantageusement, l'antenne est une antenne dipôle connectée avec le circuit RFID. Dans un mode de réalisation, une deuxième antenne boucle portant le circuit RFID est en couplage inductif avec la première antenne.
Dans un mode de réalisation particulier, l'objet est une bague ou un anneau porté au doigt par l'utilisateur.
Dans un mode de réalisation, deux brins rayonnants de l'antenne dipôle sont entourés autour de la bague, et l'interrupteur est placé du côté intérieur de la main de l'utilisateur.
Dans un autre mode de réalisation, l'interrupteur est placé sur le stub de l'antenne dipôle. Dans une variante, l'interrupteur est placé sur la surface supérieure de la bague. Dans une autre variante, l'interrupteur est placé sur la face intérieure de la bague. Description des figures
Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaître en appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous :
La figure 1 est un exemple du dispositif de l'invention ;
La figure 2 illustre une première variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 ;
Les figures 3a et 3b illustrent une deuxième variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 ;
La figure 4 illustre un mode de réalisation de l'invention avec deux antennes boucles.
Description détaillée de l'invention
L'invention adresse la sécurité des personnes qui exercent dans des métiers exposés à des risques d'agression que ce soit en intérieur ou en extérieur. La liste suivante, sans être exhaustive, couvre des professions qui pourront trouver avantage à utiliser le dispositif de la présente invention :
- Bijoutiers, joailliers, horlogers et diamantaires ;
- Buralistes ;
- Artisans ;
- Commerçants en ville, en grande surface ;
- Employés de casinos à jeux ;
- Professionnels libéraux ;
- Boutiques de vente et d'achat d'or, de montre et d'objet de valeur ;
- Employés de : superette, grande distribution, pharmacies, billetteries en tous lieux, restaurant, banque et agents isolés, bureau de poste ;
- Surveillants pénitentiaires ;
- Journalistes, reporters ;
- Militaires ;
- Agents de protection rapprochée, de sécurité et de gardiennage ;
- Forces de maintien de l'ordre ;
- Médecins urgentistes, pompiers, infirmières à domiciles.
L'invention peut aussi être étendue à la sécurité des biens matériels et des particuliers dans les secteurs où par exemple il y a obligation d'un accès sécurisé à des immeubles par des personnes autorisées, agents de police ou livreurs par exemple.
L'invention a aussi pour objet plus généralement la sécurité des personnes, pour toute situation où une personne doit déclencher une alarme, comme par exemple une personne faisant du jogging ou du ski et faisant face à un problème.
Dans une application connexe, le dispositif de l'invention peut être utilisé pour effectuer des comptages du nombre de fois où l'antenne du RFID est mise à la fréquence de fonctionnement du lecteur. Un exemple particulier pourrait être celui de consommateurs de cigarettes devant transmettre une information sur leur consommation, et qui auraient ainsi à portée de main le dispositif RFID avec l'antenne identifiée par un numéro d'utilisateur/fumeur, activable manuellement à la demande. L'homme du métier comprend que les applications dérivées du dispositif décrit sont variées et liées par un même principe de rendre à la demande l'antenne du RFID à la fréquence du lecteur.
Plus généralement, l'invention propose un dispositif d'alarme qui est porté par un utilisateur et dont l'activation est déclenchée par l'utilisateur à sa demande de manière discrète. Dans une implémentation préférentielle, le dispositif de l'invention 100 tel que montré sur la figure 1 est composé d'une étiquette RFID 102 couplée à une antenne 104 reliée à un bouton poussoir d'alerte 106, le tout intégré dans un anneau diélectrique 108, ou tout support ayant un facteur de forme de type bague par exemple permettant de préserver un caractère discret pour le dispositif de déclenchement.
Avantageusement, le dispositif se base sur le principe des systèmes d'interrogation et réponse radiofréquence de faible portée de type RFID. Les dispositifs RFID sont connus pour permettre l'identification d'objets. Le principe de fonctionnement d'un système RFID consiste en général en ce qu'une étiquette couplée et adaptée à une antenne, est apposée sur un objet, un animal ou un homme, pour lui attribuer un identifiant unique. Un système RFID est traditionnellement constitué de trois composants principaux: une étiquette ou tag, un lecteur et un ordinateur hôte.
L'étiquette, aussi appelée transpondeur se compose de trois éléments majeurs: un support (une carte et/ou un conditionnement de protection autre), une antenne, et une puce dotée d'une mémoire contenant principalement un identifiant, reliée de manière permanente à l'antenne. La puce RFID peut être autonome d'un point de vue énergétique, et l'étiquette est dite passive si l'onde électromagnétique générée par le lecteur, suffit pour lui fournir son alimentation électrique. L'étiquette peut être de type semi-passive ou « tag assisted » ayant juste une source d'énergie locale ajoutée, comme une pile ou condensateur, chargée ou rechargeable par exemple par cellule photovoltaïque ou par énergie de mouvement mécanique afin de rebooster l'onde retour et avoir une portée supérieure.
Le lecteur (interrogateur), est un dispositif actif capable d'identifier une ou plusieurs étiquettes situées dans sa zone de couverture, grâce à l'envoi d'une onde électromagnétique via sa propre antenne. Cette onde a une fréquence qui est en général définie par un standard RFID (par exemple 868 MHz en Europe) et elle contient un message d'interrogation vers les étiquettes. Le signal émis par le lecteur réveille les étiquettes passives dans lesquelles les données sont stockées. Pour que la communication s'établisse, l'antenne du lecteur doit fonctionner à la même fréquence que l'antenne de l'étiquette. Avantageusement, dans une implémentation de la présente invention, le lecteur peut être intégré dans une montre ou un autre objet porté ou non par un utilisateur, afin d'être utilisé comme un relais vers des réseaux de téléphonie mobile tels les réseaux connus GSM900, 1800, UMTS, LTE par exemple.
L'ordinateur hôte, contient généralement un logiciel pilote adapté au lecteur. Ce dernier contrôle l'ensemble des fonctions d'envoi des messages d'interrogation, de réception et d'exploitation des messages reçus, selon un protocole défini par le standard utilisé. Il peut également héberger un logiciel de supervision/exploitation des données. Avantageusement, dans une implémentation de la présente invention, les fonctions de l'ordinateur hôte peuvent être une puce intégrée dans un petit objet de type montre pendentif, smartphone par exemple.
Dans l'exemple de l'invention, l'étiquette ou chip est de type passif ou semi-actif. Elle contient un numéro d'identification dédié qui permet la reconnaissance de son activation de manière certaine par un ordinateur hôte qui reçoit un message du lecteur interrogateur. L'antenne ou élément rayonnant du système interrogé est de taille extrêmement réduite et activable manuellement via le bouton poussoir ou interrupteur.
Le mode opératoire du dispositif de l'invention tel qu'illustré en figure 1 est le suivant :
en l'absence d'appui sur le bouton poussoir 106, l'antenne 104 ne fonctionne pas sur la fréquence d'un lecteur interrogateur RFID (non montré). Le circuit électronique 102 de l'étiquette est court-circuité. Le système est alors désadapté et ne répond pas à un signal interrogateur permanent provenant du lecteur RFID. dans le cas d'un appui sur le bouton poussoir, visant à activer l'alarme, l'antenne 104 et le circuit électronique 102 deviennent adaptés à la fréquence du signal interrogateur. De manière préférentielle, la fréquence de fonctionnement est celle de la bande UHF allant de 860 à 960 MHz. Le signal reçu par l'antenne 104 est alors transmis au circuit électronique 102 qui en extrait l'énergie suffisante pour son fonctionnement, son horloge et le contenu du message d'interrogation. A l'aide de l'énergie récupérée, le circuit électronique 102 construit son message de réponse incluant l'identifiant qu'il stocke et le transmet à l'antenne 104. L'antenne renvoie une onde électromagnétique à la bonne fréquence au lecteur interrogateur. Le système interrogateur reçoit alors l'identifiant spécifique de la bague qui va être traité par l'ordinateur hôte et reconnu comme étant un message d'alerte. Une intervention à distance peut ensuite être déclenchée.
Sur la base des ces principes, des variantes d'implémentations peuvent être envisagées sur la forme et l'implémentation de l'antenne 104 par exemple, sur la fréquence de fonctionnement du dispositif RFID passif, sur la configuration du bouton poussoir 106 qui peut être adaptée par exemple via un simple contact du doigt sur l'antenne. Par ailleurs, le dispositif de l'invention pourra être adapté sur l'une ou plusieurs de ses caractéristiques selon le domaine d'utilisation.
Une caractéristique technique majeure du dispositif de l'invention est l'antenne miniaturisée 104 qui doit être la plus efficace possible pour son utilisation dans un objet ayant un facteur de forme particulier offrant un volume ou une surface d'implémentation réduits. En effet, l'intégration de l'antenne dans l'objet communicant est l'élément central de la liaison radiofréquence, et permet d'assurer la fiabilité de la communication attendue.
A la différence des antennes pour les tags basse fréquence qui sont des boucles ou des spires, les antennes connues pour les tags hautes fréquences sont des antennes de type simples fils linéaires. La miniaturisation de ces antennes s'accompagne d'une détérioration de leurs performances telles que leur bande passante et leur gain de rayonnement. Par ailleurs, l'environnement proche de l'antenne, constitué surtout par le corps de l'utilisateur ne peut pas être négligé. Cette sensibilité pose un problème majeur sur le gain de l'antenne et peut provoquer des modifications de l'impédance d'entrée. Aussi, les inventeurs ont dû trouver le meilleur compromis entre les caractéristiques électriques de l'antenne, son efficacité de rayonnement et le volume occupé par celle-ci. Ainsi pour l'exemple d'une bague telle qu'illustrée sur la figure 1 , le volume réservé pour l'antenne peut être restreint à une surface de 15x18 mm2. Plusieurs variantes d'implémentation d'une antenne miniaturisée sur ce type d'objet sont proposées.
La figure 2 illustre une première variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 dans laquelle l'antenne 104 est une antenne dipôle 204 en couplage inductif avec un circuit RFID 206 intégrant une boucle de couplage supportant la puce RFID. Dans un mode de réalisation préférentiel, cette antenne est réalisée en technologie imprimée sur un substrat diélectrique. L'antenne dipôle ou dipolaire est une antenne constituée de deux brins métalliques, alimentée en son milieu et destinée à transmettre ou recevoir de l'énergie électromagnétique.
Dans ce mode de réalisation, l'antenne dipôle est modifiée de telle sorte que ses deux brins rayonnants sont entourés autour de l'anneau de la bague. Cette option permet d'ajouter d'une manière discrète un interrupteur 208 du côté intérieur de la main de l'utilisateur. Quand l'interrupteur est fermé, l'antenne dipôle est « off » et ne transmet pas, et quand l'interrupteur est ouvert, l'antenne dipôle est « on » et peut transmettre l'identifiant de la bague vers le lecteur. L'interrupteur est choisi d'une manière précise afin d'éviter la désadaptation de l'antenne dans le cas où celle-ci est « ON ». En effet compte tenu de la faible course du contacteur, un interrupteur à contact montant / descendant aurait le risque de ne pas se comporter comme un véritable circuit ouvert mais de laisser en place l'équivalent d'une capacité ce qui tendrait à réduire la différence entre état activé et état non activé. Aux fréquences de fonctionnement UHF, le positionnement d'un simple interrupteur ne suffit pas pour empêcher ou autoriser le fonctionnement du tag RFID par sectionnement d'un brin métallique afin d'empêcher le passage du courant. Les effets capacitifs sont tels que le système antenne plus circuit continue à fonctionner. Aussi, un interrupteur dans lequel la partie métallique de contact coulisse au lieu de descendre peut être préférable.
Une implémentation réelle de cette variante consiste à optimiser la structure de l'antenne dipôle sur un substrat de Duroid de faible permittivité de manière à obtenir une bonne adaptation aux fréquences de travail souhaitées (868 MHz). Les deux brins du dipôle sont imprimés sur une fine couche de Duroid, d'une épaisseur de 0, 127 mm par exemple. La structure de l'anneau de la bague est réalisée en matière plexiglas. Le circuit RFID est un circuit de type MuTRACK®. L'interrupteur est choisi pour avoir un contact ouvert de l'ordre de 3 mm.
Les figures 3a et 3b illustrent une deuxième variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 dans laquelle l'interrupteur est placé directement sur le stub de l'antenne dipôle, c'est-à-dire sur le tronçon de ligne qui permet de contrôler l'adaptation du dipôle. L'interrupteur agit comme une charge placée en extrémité de stub. Selon qu'il est ouvert ou fermé, le stub ramène une charge au niveau de l'antenne qui peut l'adapter, et la désadapter complètement pour l'empêcher de rayonner ou de recevoir. Sur la figure 3a, l'interrupteur est placé sur la surface supérieure de la bague. Dans la variante de la figure 3b, l'interrupteur est placé sur la face intérieure de la bague.
Le mode de réalisation de la figure 3a consiste à placer l'interrupteur 308 sur le stub 310 sans avoir besoin de modifier la structure initiale de l'antenne dipôle 304, c'est-à-dire directement sur la face supérieure de la bague. L'avantage de cette méthode réside dans sa simplicité du point de vue réalisation, mais en revanche l'emplacement de l'interrupteur sur la face supérieure de la bague peut poser des problèmes pour actionner de manière discrète le déclenchement de l'alarme.
Dans le mode de réalisation de la figure 3b, la structure de l'antenne dipôle 304 est modifiée et le tronçon du stub 310 est enroulé sur l'anneau de la bague afin de permettre l'emplacement de l'interrupteur 308 sur l'intérieur de la main de l'utilisateur. Dans cette variante, le système antennaire est adapté quand l'interrupteur est fermé et l'identifiant de la bague peut être envoyé au lecteur. Dans une implémentation réelle, l'antenne, intégrant le stub boucle, permet d'adapter toute la structure antennaire vis-à-vis d'une impédance d'alimentation proche de l'impédance d'entrée de la puce RFID permettant ainsi d'obtenir une bande passante de 7 MHz autour de 868 MHz, pour un coefficient de réflexion inférieur à -10 dB.
Dans un autre mode d'implémentation, une deuxième antenne boucle de dimension réduite peut être couplée inductivement à la grande antenne. L'emplacement de l'interrupteur sur la grande antenne boucle à l'intérieur de la main de l'utilisateur, permet d'activer/désactiver le rayonnement de toute la structure quelle que soit la géométrie de l'interrupteur. La figure 4 montre une vue de dessus des deux antennes boucles imprimées sur un même substrat de faible épaisseur pouvant se replier sur la structure de la bague, porteuse du dispositif. Le tableau suivant donne des dimensions préférentielles pour une réalisation concrète du dispositif :
Figure imgf000014_0001
Ainsi, la présente description illustre différentes implémentations non limitatives de l'invention. Des exemples ont été décrits pour permettre une bonne compréhension des principes de l'invention, mais ne sont en rien exhaustifs et doivent permettre à l'homme du métier d'apporter des modifications et des variantes d'implémentation en conservant les mêmes principes.

Claims

Revendications
Un dispositif d'alarme sans fil comprenant :
- un circuit RFID permettant de stocker des informations d'identification couplé à au moins une antenne adaptée pour recevoir de et émettre vers un lecteur RFID des signaux à la fréquence du lecteur RFID; et
- un interrupteur couplé à ladite au moins une antenne et activable par un utilisateur, permettant d'adapter l'antenne à la fréquence du lecteur RFID,
le dispositif d'alarme étant caractérisé en ce que le circuit, la au moins une antenne et l'interrupteur sont agencés pour être incorporés dans un objet porté par l'utilisateur.
2. Le dispositif selon la revendication 1 dans lequel le circuit RFID est de type RFID passif ou semi-actif.
Le dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la au moins une antenne est une antenne de type dipôle.
Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel les informations d'identification sont un identifiant dudit objet.
5. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la fréquence du lecteur RFID est une fréquence de la bande UHF. , Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la au moins une antenne est une antenne dipôle en couplage inductif avec le circuit RFID.
Le dispositif selon la revendication 6 comprenant de plus une deuxième antenne en couplage inductif avec la au moins une antenne.
8. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l'objet est une bague ou un anneau porté au doigt par l'utilisateur.
Le dispositif selon la revendication 8 dans lequel deux brins rayonnants de l'antenne dipôle sont entourés autour de la bague, et où l'interrupteur est placé du côté intérieur de la main de l'utilisateur. 0. Le dispositif selon la revendication 8 dans lequel l'interrupteur est placé sur le stub de l'antenne dipôle.
1 1 . Le dispositif selon la revendication 10 dans lequel l'interrupteur est placé sur la surface supérieure de la bague.
12. Le dispositif selon la revendication 10 dans lequel l'interrupteur est placé sur la face intérieure de la bague.
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