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Intergiciels pour les applications RFID


             Didier Donsez
        Université Joseph Fourier
     PolyTech’ Grenoble - LIG / Adèle
            Prenom.Nom@imag.fr


                                           Version 25/08/2008
Cette présentation et les
démonstrations ont été présentées lors
    de l’Ecole ICAR 2008 à Nice
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                                                         Sommaire
                                                       Technologies RFID et NFC (Near Field Communication),
                                                       applications et enjeux.
                                                       Efforts de standardisations des « piles » logicielles
                                                       Panorama des principaux intergiciels RFID commerciaux et
                                                       open-sources
                                                       Démonstration de l'intergiciel open-source AspireRFID
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         application logistique
                                                         application de détection de contrefaçon avec un téléphone NFC.




                                                                                                                          3
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                                                         Contexte : l’Internet des choses
                                                       Chaque objet peut communiquer avec les autres
                                                         Identifiants, mesures environnementales, …
                                                       Les buzzwords
                                                         Informatique ambiante, diffuse, ubiquitaire,
                                                         omniprésente …
                                                         SAN(iz)ETs, VANETs, MANETs …
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         Réseaux capillaires
                                                         Machine-to-Machine (M2M)
                                                         RFID, NFC


                                                       La RFID représente les prémices
                                                                                                        4
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                                                         Des étiquettes …
                                                       pour nommer, identifier, qualifier, définir …

                                                       depuis l’aube de la civilisation
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                            D’après une idée de Jean-Marie Favre
                                                                                            Images prises sur Wikimedia            5
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                                                           La RFID (Radio Frequency Identification)
                                                           ou étiquette électronique (ou tag)
                                                       Mémoire persistante lue et écrite à distance (radio fréquence)
                                                          Stockage d’un identifiant « globalement unique » (GUID)
                                                          + autre (données biométriques, données de production, …)
                                                       « Remplacant » des codes barres
                                                          Lecture « en vrac » (bulk), insensible (direction, salissure, moulage, …), sécurisée
                                                          Volume d’information, information hors ligne
                                                          Réutilisable (si RW)
                                                          Coût (plutôt pour les unités logistiques réutilisables)
                                                       Facteur Forme
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                                                                 6
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                                                       Une étiquette passive à la loupe
         Quelles dizaines d’octets
         •Read,
         •Write once/many,
         •Lock
         •Sleep, Kill
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                          7
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                                                                RFID Passive
                                                                Types de transmission
                                                          Transmission inductive                      Transmission RF
                                                                Boucle inductive                        Dipôle
                                                                   Dominante magnétique du champ EM        Dominante électrique du champ EM

                                                                LF : 125 KHz, 134 KHz                   UHF: 433 MHz, 860-960 MHz
                                                                HF : 13.56 MHz                          MW : 2.45 GHz, 5.8 GHz
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                        Data                                        Data
                                                       Reader           Data           Tag            Reader        Data           Tag




                                                                                                                                              9
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                                                                       Réseaux AdHoc multi-sauts



                                                                                                   capteur
                                                                                   action
                                                                                   -neur                       action
                                                                                                               -neur
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                     capteur
                                                       Exemple de module ZigBee         capteur
                                                         alimenté par 2 piles AA

                                                                                                                        Passerelle   Internet
                                                                                                                        Coupleur
                                                                                                  capteur



                                                              SunSPOT™



                                                                                                                                                10
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                                                           Les standards RFiD
                                                       Standards physiques
                                                          ISO 18000-*, ISO 14443 A/B, ISO 15693, ISO 11784/85, TI TagIt™, MiFare™, FeliCa™ …
                                                          Fréquence, Distance, Vitesse/Débit lecture/écriture, Milieu/Matériaux (métal, eau), …
                                                          Beaucoup de brevets US derrière certains standards



                                                                                                                      Extended
                                                                                                        Long             Range
                                                                                  Short                Range
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                            Close                Range
                                                            Range



                                                       0 cms             5 cms                20 cms           1m                         10 m

                                                                                  13.56 Mhz                         UHF (800 Mhz – 2.4 Ghz)
                                                               125-134 Khz

                                                       Standards applicatifs (par domaine)
                                                          Conteneurs, animaux, financiers, transports, produits, …

                                                                                                                                                 11
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                                                            Fréquence et applications
                                                       LF
                                                        Faible débit, peu de données
                                                        Métal (instruments chirurgicaux)
                                                        Eau (tatouage électronique des animaux)
                                                       HF
                                                        Lecture / écriture
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                        Recharge de jetons (Forfait de ski)
                                                       UHF
                                                        Lecture longue distance, passage rapide mais effet
                                                        gruyère
                                                        Peu en écriture
                                                        Wagons, palettes, …

                                                                                                             12
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                                                          L’acquisition : les lecteurs
                                                       Dans l’entrepôt, dans le magasin, sur un chariot mobile, …




                                                                         Portal antenna                                             RFID tunnel
                                                       Manuel
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                              On-board RFID reader




                                                                                                    Nokia
                                                                                                 3220 & 6131                 Nabztag/tag       Lego
                                                                            RFID glove           NFC phones               (ISO14443 Type-B)   MS1048

                                                                                     http://fr.youtube.com/watch?v=w0HNGl0BnYk
                                                                                                                                                  13
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                                                         Tendances
                                                       De l’entrepôt au marché de masse
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                           NFC phones
                                                        RFID tunnel
                                                                        10^6       10^9




                                                         RFID handset
                                                                                          Nabztag/tag
                                                                                                        14
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                                                          RFID passive vs RFID active
                                                       RFID Passive
                                                          Energie apportée par le champ EM du lecteur
                                                          Pas de communication sans un lecteur


                                                       RFID Semi-passive
                                                          Embarque une source d’énergie pour journaliser un capteur (température, …)
                                                       RFID Semi-active
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          Embarque une source d’énergie pour accroitre
                                                          la portée de la communication RF (mais pas systématiquement)


                                                       RFID Active (~réseau de capteurs SANET)
                                                          Embarque sa source d’énergie (1 à 5 ans)
                                                          Emission et Réception de données autonomes
                                                          Voir routage (Réseaux maillés multi-saut)
                                                          La tendance : Zigbee (IEEE 802.15.4)

                                                                                                                                       15
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                                                          Technologies concurrentes
                                                       Codes barres : 1D, 2D (Data Matrix)
                                                         Coût du code barre       unité produit
                                                         Imprimable/gravable
                                                            sur l’emballage ou sur le produit


                                                         ~ Quantité d’information limitée
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                            Texte, URL, SMS
                                                         Lecture directionnel
                                                         Pas de lecture en masse (bulk)
                                                            Requière souvent un opérateur humain
                                                         Pas d’écriture
                                                         Vitesse de lecture (Oui et Non)
                                                         Environnement dur (souillure, …)
                                                                                                              16
                                                       En définitive, codes 2D et RFID sont complémentaires
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                                                           Applications
                                                       Billettique et péage (transport)
                                                           Autoroutes, NaviGO, …
                                                           Tickets taggés pour les JO 2008 Pékin (14 millions)
                                                       Logistique (Supply Chain)
                                                           Flamme olympique pour Atlanta 1996, …
                                                           Conteneurs, Courrier rapide, Flotte de véhicule, Force commerciale, Futs de bière,
                                                           Palettes métal
                                                       Traçabilité
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Qualité
                                                           Documents ISO9002 de suivi de lots, chaîne du froid, …
                                                       Sécurité des biens
                                                           vol de véhicule, de conteneurs, des jetons de casino …
                                                       Identification
                                                           Passeports, Enfants, US GIs, Night-clubbers espagnols, …
                                                           http://fr.youtube.com/watch?v=GgjVWaLxoL4

                                                       Justice
                                                       …
                                                                                                                                           17
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                                                           Applications
                                                       Contrefaçon (marché gris)
                                                           Produits de luxe, billets de banque (étude BCE), bouteilles de vin, pièces
                                                           automobiles, pièces avion, médicaments (Viagra, …) …
                                                       Santé
                                                           Produits sanguins, greffes d’organes …
                                                       « Clienteling », Marketing, CRM
                                                           Suivi du parcours d’un chariot dans un supermarché, …
                                                           Profil de consommation en temps réel
                                                       Inventaire (bibliothèque, …)
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Collecte des déchets
                                                           « Pay what you trash »
                                                       Pneu de véhicule BTP
                                                          Location « Pay as you use » (détection du sous gonflage avec rechappage)
                                                       Compétitions sportives …
                                                          Marseille – Cassis, …
                                                       Laverie collective (hôpitaux, hôtellerie, …)
                                                       Ventes, Garantie, Inspection/Contrôle/Maintenance, Cheptel, Routage,
                                                       Tournée d’agent
                                                       …
                                                       Et la liste s’allonge de jour en jour
                                                                                                                                        18
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                                                       Exemple : Grande distribution
                                                       Metro Future Store Initiative
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       http://www.youtube.com/watch?v=fMGSs7KJHek   http://streaming.mgi.de/metro/5_Jahre_RFID_dsl.asx
                                                                                                                                                    19
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                                                             Exemple : chaine logistique
                                                             Publicité grande audience d’IBM
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                  Video de la Pub IBM




                                                       http://fr.youtube.com/watch?v=llnUJkH0Mlc
                                                       http://fr.youtube.com/watch?v=-ZYY85IyDNM
                                                                                                   20
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                                                          Exemple: Lutte contre la contrefaçon
                                                       Marché gris (grey market)
                                                         8-10% du commerce mondiale
                                                       Tout objet est concerné !
                                                         Pièces automobiles, pièces avions, bouteilles de vin, …
                                                       Cas de médicaments
                                                         La contrefaçon des médicaments, c’est 40 milliard d'euros/an
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                            Ceux-ci peuvent être des faux (sans principe actif, voir empoisonné). Des faux vaccins utilisés pour une
                                                            campagne de vaccination en Afrique contenaient de l'eau croupi : Plusieurs enfants sont décédés !

                                                         1 médicament sur 2 vendu sur le Web est faux
                                                         RFID sur le Pfizer’ Viagra




                                                                                                                                                                       21
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                                                         Exemple : Téléphones NFC (Near
                                                         Field Communication)
                                                       Communications sans contact très courte distance
                                                         Telephone-Tag, Telephone-Telephone (peer à peer)
                                                           Le téléphone peut être étient ou déchargé
                                                           La SIM peut intervenir dans les opérations NFC
                                                       Applications
                                                         Paiement, Chargement de billets, Collecte de points
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         fidélité, …
                                                         Récupération d’information sur des « Smart Posters »
                                                           Cartes, horaires, offres speciales, …
                                                         Contrôle d’accès à un batiment/pièce
                                                         …

                                                                                                                23
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                                                         Nature des applications
                                                       Boucle ouverte versus boucle fermée (semi-
                                                       fermée)
                                                         Intra-entreprise ou multi-partenaire
                                                         Besoin d’interopérabilité
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Online versus Offline
                                                         « GUID only »
                                                            e.g. EPC Global
                                                         Information stockée dans le tag
                                                            e.g. Passeport



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                                                         Le marché autour de la RFID
                                                       Projections sur le marché de la RFID


                                                                          (Battery Assisted Passive tags)
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                   Source: IDTechEx 02/2008 RFID Forecasts, Players & Opportunities 2008-2018
                                                                   http://www.idtechex.com/products/en/view.asp?productcategoryid=151

                                                                                                                                                25
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                                                       Le marché autour de la RFID
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                  Source: IDTechEx 02/2008 RFID Forecasts, Players & Opportunities 2008-2018
                                                                  http://www.idtechex.com/products/en/view.asp?productcategoryid=151

                                                                                                                                        26
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                                                         Le marché de la NFC
                                                       Les faits
                                                         Succès des cartes et des téléphones (20M mi-2007, 40M mi-2008)
                                                         FeliCa au Japon
                                                         Peu de téléphones NFC ailleurs
                                                       Les promesses
                                                         “One third of all mobile phones will be NFC-equipped in
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         a span of three to five years”
                                                                - Frost & Sullivan, 3/07


                                                         “Mobile phone-based contactless payments will facilitate
                                                         over $36 billion of worldwide consumer spending by
                                                         2011”
                                                            - Strategy Analytics, 9/06
                                                                                                                          28
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                                                           Freins et risques sociétaux
                                                       Clients
                                                           Les tags restent «vivants » et « furtives » après leurs sorties du magasin
                                                                 Le produit devient un proxy de votre identité
                                                           Problème d’attente à la vie privée
                                                                 Big Brother is watching you …
                                                                 « Brûleurs » de RFID
                                                       Fabricants
                                                           Intelligence économique
                                                                 lecteur « longue portée » à la sortie de vos usines
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                 informations de production laissées sur des produits destinés aux clients du sous-traitant
                                                       Distributeurs
                                                           Falsification des étiquettes
                                                                 Brand new    Sales
                                                                 Video X   Video K(ids)
                                                           Corruption du contenu
                                                                 « Best before »
                                                       Groupes
                                                           CASPIAN, Boycott de Benetton et Gillette, …
                                                           Position de la CNIL en France

                                                                                                                                                              29
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                                                              Syndrome de l’atteinte à la vie privée
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Big brother is scanning you !                                [Ari Juels 05] 30
                                                                                       Image http://desencyclopedie.wikia.com/wiki/Image:BigBrother.jpg
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                                                            The privacy-friendly society :
                                                            Fundamentals
                        Privacy-friendly software
                                                        Object data
                                                                                                                  Privacy-friendly tags
                                                       Personal data

                                                                                               Privacy-friendly
                                                                                                                          Commandes KILL et
                                                                                                                          SLEEP
                                                                                                                          Authentification
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Certification                                                  Consumer
                                                       programmes                                                     awareness

                                                                       OSS is auditable/certifiable
                                                                                           From Humberto Moran                                31
Efforts de standardisations des « piles »
logicielles (EPC Global, NFC Forum ...)
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                                                       Besoins communs aux applications
                                                       utilisant la RFID
                                                                                                             ~ 1 TeraHit
                                                                                                   ONS         per day
                                                                                   RFID
                                                                                   Event
                                                                                   [ObjectId],
                                                                                  [timestamp]
                                                              ©DidierCodes
                                                              Bar Donsez                                     Activation
                authentication,




                                                                 RFID
                 Identification,
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                   RFID
                    tracking




                                                                                                   RFID
                                                             Smart Card            Event                     Reporting
                                                                                                   Data
                                                            contact,contactless   Mediation      Warehouse
                                                            Buttons, Keys…                                     Export
                                                                                                               Standard
                                                                                                             representation


                                                                                      Intergiciel RFID

                                                                                                                        33
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                                                                 Evolution des besoins :
                                                                 RFID + Capteurs environnementaux
                                                                                                                            ~ 1 TeraHit
                                                                                                                  ONS         per day
                                                                        ©DidierCodes
                                                                        Bar Donsez
                                                                                                Sensor
                authentication,




                                                                            RFID                Event
                 Identification,

                    tracking




                                                                                                  [ObjectId],
                                                                       Smart Card               [timestamp],
                                                                      contact,contactless      measurements
                                                                                                                            Activation
                                                                                                                            (WMS, MES, …)

                                                                      Buttons, Keys…
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                Sensor           Sensor
                                                                                                Event                       Reporting
                                                                                                                  Data
                                                                                               Mediation        Warehouse
                                                                             GPS
                                                                      [timestamp],[position]                                 Export
                                Time




                                                                                                                              (ALE, …)
                                                       Measure




                                                                      Measurement
                                                                            [position],              Intergiciel M2M
                                                                         [temperature],
                                                                      [humidity],[pressure],
                                                                           [weight] …
                                                                                                                                         34
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                                                          Les efforts de standardisation
                                                       Boucle ouverte
                                                         Interopérabilité des Informations et des Services
                                                       Réutilisation logicielle
                                                         Patterns architecturaux
                                                            Quelque soit le domaine d’application
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Efforts notables
                                                         EPC Global
                                                         NFC Forum
                                                         JSR 257, 256, …
                                                         Mais aussi GSMA, …

                                                                                                             35
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                                                         EPC Global
                                                       Projet EPC
                                                          démarré en 2003 par l'AutoID Center
                                                          puis repris par EPCGlobal Inc.
                                                       Objectifs
                                                          Interopérabilité en boucle ouverte (chaîne d'approvisionnement)
                                                              Chaque objet de la chaîne d'approvisionnement est muni d'un tag RFID, identifié
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                              par un code unique : Electronic Product Code (EPC)
                                                       Spécifications d’API
                                                          pour inter-connecter un ensemble de composants matériels et logiciels
                                                          et d'offrir des services aux différents composants au travers
                                                          d'interfaces.
                                                          Orientation “en ligne”
                                                              Le réseau EPC permet aux membres EPCGlobal de consulter les données associées
                                                              à un code via Internet.

                                                                                                                                          36
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                               28/01/2009
                                                            Architecture Générale
                                                            EPCGlobal
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EPC Global
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                                                       Specifications


                                                            Discovery Service (DS)

                                                         Object Name Service (ONS)         Echanges /
                                                                                           Communications
                                                       EPC Information Services (EPC IS)
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         Application Level Events (ALE)    Capture /
                                                                                           Filtrage
                                                                    Capture

                                                                                            Données
                                                                      Tag



                                                                                                            39
                                                                                                             39
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                                                         EPC Global
                                                         ALE (Application Level Event)
                                                       Objectifs
                                                         Réduire le volume des données entre les lecteurs et les applications
                                                         Isoler les applications des spécificités des lecteurs
                                                         Partager les données entre plusieurs applications
                                                         Utiliser des événements haut niveau pour les applications
                                                       2 fonctions principales
                                                         Agrégation & Filtrage
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                            des données générées par les lecteurs RFID pour les transformer en
                                                            événements, utilisés par les applications métier.
                                                       Rapport ALE
                                                         Format XML
                                                         Contient les informations concernant les tags RFID
                                                          détectés durant un cycle de lecture.


                                                                                                                                 40
                                                                                                                                  40
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                                                       ALE - Exemple
                                                                       ALE = couche d'abstraction

                                                                       Exemple : avec le même ensemble de
                                                                       lecteurs :
                                                                       Application 1 est notifiée seulement
                                                                       quand un objet entre ou sort d'une pièce.
                                                                       Application 2 est notifiée toutes les 10
                                                                       secondes pour maintenir un inventaire.
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                       Application 3 est notifiée de chaque
                                                                       lecture de tag, où qu'elle se situe.




                                                                                                             41
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                                                       ALE - Communications Internes



                                                                                Entrepôt
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                           42
                                                                                            42
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                                                         ALE – Exemple

                                                       Sur quel lieu lire ?
                                                         Sur la porte n° de l'entrepôt
                                                                        3
                                                       Accumuler les données combien de temps ?
                                                         Temps absolu
                                                         Utilisation de triggers
                                                       Comment filtrer les données ?
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         Seulement les tags des palettes, seulement les tags des
                                                         produits,...
                                                       Comment grouper les produits ?
                                                         Par entreprise, par produit, par tag, ...
                                                       Quels tags m'intéressent ?
                                                         Tous, les nouveaux, les disparus
                                                       Ai-je besoin de tous les tags ou juste le nombre
                                                       de tags lus ?
                                                                                                                   43
                                                                                                                    43
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                                                         EPC Information System (EPC IS)
                                                       système à la base de l'échange des informations.
                                                          Possibilité de filtrage des données.
                                                          Controle d’accès (sécurité)
                                                          Les partenaires externes accèdent aux données d'un EPC spécifique
                                                          via l'EPC IS qui détient l'objet.
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                                              44
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                                                       EPC Global
                                                       Object Naming Service
                                                       Fait le lien entre l'EPC et l'EPC IS de manière à récupérer des
                                                       données logistiques sur l'objet muni d'un tag EPC.


                                                                        Object Naming Service (ONS) / Discovery Services (DS)



                                                           Usine de production
                                                                    EPCIS : V
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                   Entrepôt
                                                                   EPCIS : X



                                                                                                   Société de transport
                                                                                                            EPCIS : Y


                                                                                                            Commerçant
                                                                                                            EPCIS : Z

                                                                                                                                45
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                                                         EPC Global – Limitations
                                                       Boucle ouverte
                                                       Requiert un accès réseau permanent
                                                       Pas d’identification propriétaire
                                                       Pas d’écriture d’information
                                                       Capteurs non supportés
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Autre




                                                                                            46
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                                                         NFC Forum
                                                       Consortium industriel promouvoir la technologie
                                                       NFC
                                                         Fondé par Sony et NXP, 130 membres en 2007
                                                       Plusieurs spécifications
                                                         Type d’étiquettes ISO 14443, MiFare, FeliCa, …
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         Focalisé sur la relation Lecteur étiquette
                                                            ou lecteur    lecteur+SIM (dit peer-to-peer)
                                                         Echanges de données
                                                            NDEF
                                                         Format de messages « stockés » dans l’étiquette
                                                            RTD, Text RTD, URI RTD, SmartPoster RTD


                                                                                                            47
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                                                           NFC Forum Tag Type
                                                       Type 1
                                                          based on ISO14443A.
                                                          Tags are read and re-write capable; users can configure the tag to become read-only.
                                                          Memory availability is 96 bytes and expandable to 2 kbyte
                                                          communication speed is 106 kbit/s.
                                                       Type 2
                                                          based on ISO14443A.
                                                          Tags are read and re-write capable; users can configure the tag to become read-only.
                                                          Memory availability is 48 bytes and expandable to 2 kbyte
                                                          communication speed is 106 kbit/s.
                                                       Type 3
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          based on the Japanese Industrial Standard (JIS) X 6319-4, aka FeliCa.
                                                          Tags are pre-configured at manufacture to be either read and re-writable, or read-only.
                                                          Memory availability is variable, theoretical memory limit is 1MByte per service
                                                          communication speed is 212 kbit/s or 424 kbit/s.
                                                       Type 4
                                                          fully compatible with ISO14443A and B standards.
                                                          Tags are pre-configured at manufacture to be either read and re-writable, or read-only.
                                                          Memory availability is variable, up to 32 KBytes per service
                                                          communication speed is up to 424 kbit/s.




                                                                                                                                                    48
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                                                         Tag Memory Contents
                                                       NDEF (NFC Data exchange Format)
                                                         Message coding format used by NFC reference
                                                         applications
                                                         Allows nesting of messages
                                                         Allows messages to be divided into chunks
                                                       RTD (Record Type Definition)
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         Defines how to construct records in NDEF messages
                                                         Records may contain other records
                                                         Each record has a type, indicating what it contains
                                                         Record types are extensible
                                                           they may be defined by NFC Forum specifications (reference
                                                           applications) or by other bodies (using domain name)
                                                                                                                        49
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                                                          Record Type
                                                       NFC Forum
                                                          Text RTD(urn:nfc:wkt:T)
                                                                Plaintext with language information
                                                          URI RTD (urn:nfc:wkt:U)
                                                                Compact representation of the main URL
                                                          Generic Control RTD ()
                                                                Action on touching
                                                          Smart Poster RTD ()
                                                                Icon, {Text}, URI, Generic Control
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          Signed NDEF RTD
                                                                planned but not released
                                                       Others
                                                          Nokia
                                                                Alarm clock, bluetooth pairing, bluetooth printing, bookmark, business card,
                                                                calendar, call request, content shortcut, media, note, radio frequency, todo,
                                                                smartposter sms, sms, todo, video streaming, …
                                                          OW2 Aspire
                                                                Location (WG84), point of interest
                                                          …

                                                                                                                                                50
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                                                       Architectures sécurisées d’un téléphone NFC
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                              From Steffen Steinmeier (NXP), NFC Market Update and Technology Overview,
                                                                              Global Business Development Manager NFC Q1 2008


                                                                                                                                                          51
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                                                         JSR257 Contactless Communication API
                                                       NFC applications
                                                         Sharing data (images, business cards etc.) with a friend
                                                         just by touching the other mobile phone,
                                                         Or connecting to a web page by scanning RFID or visual
                                                         tag (bar code) at the corner of a movie poster are some
                                                         of the use cases Contactless Communication API
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                         enables.
                                                       API for RFID, visual tags (bar codes)
                                                         NFC phones (Nokia 3220 & 6131 NFC)
                                                         Based on Generic Connection Framework (GCF) CLDC
                                                         1.1
                                                         J2ME Optional Package
                                                                                                               52
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                                                       import javax.microedition.contactless.*;
                                                       class NFCDetectorMIDLet implements
                                                          javax.microedition.midlet.MIDlet,
                                                          javax.microedition.contactless.TargetListener {

                                                           public RFIDDetectorMIDLet() { … }

                                                           protected void startApp() throws MIDletStateChangeException {
                                                             ...
                                                             DiscoveryManager dm=DiscoveryManager.getInstance();
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                             dm.addTargetListener(this,TargetType.ISO14443_CARD);
                                                             dm.addTargetListener(this,TargetType.NDEF_TAG);
                                                             dm.addTargetListener(this,TargetType.RFID_TAG);
                                                             …
                                                           }

                                                           public void targetDetected(TargetProperties[] properties) {
                                                               displayOnUI(properties);
                                                           }
                                                           ...
                                                       }
                                                                                                                           54
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                                                         Push Registry
                                                       Enables to start MIDLet on « tag touching »

                                                       Registry connection
                                                         ndef:rtd?name=urn:nfc:wkt:T
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




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                                                                 Push Registry Example
                                                       void startApp() throws MIDletStateChangeException {
                                                            ...

                                                             //Register Midlet in AMS
                                                             try {
                                                                String[] regConns = PushRegistry.listConnections(false);
                                                                boolean registered = false;

                                                                for (int i = 0; i < regConns.length; i++) {
                                                                    if (regConns[i].equals("ndef:rtd?name=urn:nfc:wkt:T")) {
                                                                        registered = true;
                                                                    }
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                }
                                                                if (!registered) {
                                                                    PushRegistry.registerConnection(
                                                                        "ndef:rtd?name=urn:nfc:wkt:T",
                                                                        "com.acme.nfcapp.NFCPushMIDlet", "*");
                                                                    screen.setText("nnPush Registration completed");
                                                                }
                                                             } catch (Exception e) {
                                                                screen.setText("nnError when Registering" +
                                                                    e.getMessage());
                                                             }
                                                         }

                                                                                                                               56
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                                                       SDK pour les
                                                       Nokia 6131 NFC et 6212 classic
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                        57
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                                                           Offres
                                                       Industrielles
                                                          Editeurs logiciels spécialisés
                                                              GlobeRanger, ConnecTerra, OATSystems, iPico, Winmec (UCLA)
                                                          Editeurs logiciels généralistes
                                                              IBM, Sun, Oracle/BEA, Sybase, MicroSoft, webMethods, Cisco
                                                          Editeurs ERP
                                                              SAP, …
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          Editeurs Supply chain execution (SCE)
                                                              Manhattan, RedPrairie, …
                                                          Equipementiers (lecteurs)
                                                              Siemens, TagSys (e-connectware), …
                                                       Open-source
                                                          Une cinquantaine de projets rien que sur sf.net
                                                          Accada
                                                          Aspire RFID
                                                                                                                           58
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                                                         L’intergiciel RFID IBM
                                                       Architecture Edge – Premise – Server
                                                         Technologies: JavaEE, OSGi, JMS, JMX, …
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                   59
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                                                       RFID Software
                                                       https://sun-rfid.dev.java.net
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                       60
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                                                         Java CAPS RFID Project
                                                         https://jcaps-rfid.dev.java.net/index.html
                                                       « The JCAPS RFID project provides a toolkit that
                                                       extends the Sun Java Composite Application
                                                       Platform Suite (JCAPS) to integrate the Sun RFID
                                                       software. JCAPS greatly simplifies implementing
                                                       RFID in sophisticated enterprise application
                                                       integration environments. It delivers powerful data
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       transformation and integration capabilities for RFID
                                                       solutions »




                                                                                                          61
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




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                                                          Aspire RFID
                                                       Edge-Premise-Server Architecture
                                                       Compliance to EPC Global and NFC Forum
                                                          ALE events and filters
                                                          ONS (Object Naming Service)
                                                          Overtakes limitations (tag writing, tag data, sensors, offline …)
                                                       Platforms
                                                          OSGi (Felix) for edges and premises
                                                          JavaEE (JOnAS, JBoss) for EPCIS servers
                                                          JavaEE for the ONS server
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                       Event Driven Application
                                                          Composition of ALE Events « filters »
                                                          Collect environmental measurements for sensors to extend ALE reports
                                                              Geolocation (GPS), Temperature, Humidity, …
                                                          Web 2.0 user console
                                                       Communications (event oriented)
                                                          JMS, Web Services, SMTP/POP/IMAP, XMPP
                                                       End-to-End Deployment and Management
                                                          Based on JMX
                                                                                                                                 63
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                                                                 OW2 Aspire RFID
                                                                 Architecture Generale
                                                            Architecture                                        Customer
                                                                                                                Customer



                                                          Warehouse                                                                            ONS
                                                                                                                                               (WS-based
                                                                                                                                               RESTful
                                                                                                                                               DNS)
                                                                                                                   Edge
                                                                                                                  (MIDLet)
                                                                                                                                           Web
                                                                                                                                           2.0
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                          Edge
                                                                               JMS SOAP,
                                                                               HTTP SOAP,
                                                                               SMTP SOAP,
                                                                               XMPP SOAP,                                                                           Other
                                                       sensors                 RMI, IIOP,
                                                                               Bluetooth, UPnP,                   JMS SOAP                                        EPC ISs
                                                                               …                                  HTTP SOAP                                       (Accada, …)
                                                                                                                  SMTP SOAP
                                                                                                  Premise         XMPP SOAP
                                                                                                  (OSGi,          RMI                   EPC IS
                                                                                                  JavaEE)         IIOP                  (JavaEE)
                                                             RFID         Edge                                    …
                                                             Readers   (OSGi,MIDLet)                                          Corporate
                                                                                                                              Headquarter

                                                                       $100 Linux ARM              $1000                                   $1000000
                                                                       $200 JavaPhone         Linux/Win32 x86                      Linux/OpenSolaris/Win32           64
                                                                                                                                 x86/itanium/ultrasparc cluster
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                           28/01/2009
                                                            Management Console
                                                            OW2 Aspire RFID
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                                                                           28/01/2009
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                                                            OW2 Aspire RFID
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                                                                            28/01/2009
                                                            Object geo-tracking
                                                            OW2 Aspire RFID
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                                                                             28/01/2009
                                                            Cold chain management
                                                            OW2 Aspire RFID
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                                                                         28/01/2009
                                                            Conclusion
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                                                          Bibliographie
                                                       International Telecommunication Union, “The Internet of Things,
                                                       Executive Summary”, ITU Internet Reports 2005, November 2005
                                                          http://www.itu.int/osg/spu/publications/internetofthings/InternetofThings_summary.pdf
                                                       Etude MINEFI/DGE
                                                           sur « Infrastructures logicielles et RFID »
                                                          https://wiki.objectweb.org/attach?page=CWPRFID%2FDGE-RFID-GT-Middleware-v1.0.pdf
                                                          Also in http://www.telecom.gouv.fr/fonds_documentaire/rapports/07/livrevert.pdf
                                                       Institute for Prospective Technological Studies RFID Technologies:
                                                       Emerging Issues, Challenges and Policy Options, 2007, EUR 22770
                                                       EN
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          http://ftp.jrc.es/eur22770en.pdf
                                                       Article RFID de Wikipedia
                                                          Très polémique
                                                          http://en.wikipedia.org/RFID
                                                       Sandip Lahiri, RFID Sourcebook, IBM Press, August 2005; Pages: 304,
                                                       ISBN 0131851373.
                                                       Patrick J. Sweeney II, RFID For Dummies, 2005, ISBN 978-
                                                       0764579103
                                                       YouTube
                                                          http://fr.youtube.com/results?search_query=RFID&search=Rechercher
                                                                                                                                             70
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                                                         Quelques vidéos
                                                       http://www.youtube.com/watch?v=GgjVWaLxoL4
                                                       http://www.youtube.com/watch?v=IC7HEZ-Luy4
                                                       http://www.youtube.com/watch?v=C0Maj1I6kH0
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                    71
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                                                        Démonstrations de l'intergiciel open-source AspireRFID
                                                        lors de l’école ICAR 2008
                                                       http://wiki.aspire.objectweb.org

                                                       Demo 1: Application logistique
                                                       Demo 2: Application de « picking » de produits
                                                         avec un téléphone NFC.
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




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                                                          Démonstration 1:
                                                          Application logistique
                                                       Chaîne logistique
                                                         Les objets (briques Lego) sont transportés par des charriots
                                                         Les charriots sont tirés par des tracteurs conduits par des
                                                         conducteurs
                                                         Objets, charriots, tracteurs, conducteurs sont tous étiquettés
                                                         Les lecteurs sont géolocalisés
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                                                          73
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                                                         Démonstration 1: Application logistique
                                                         Architecture
                                                       Architecture
                                                         1 edge       1 server



                                                               Warehouse                                 Web
                                                               (Nice)                                    2.0
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                   JMS SOAP
                                                                            Edge
                                                                                                      EPC IS
                                                                                              Corporate(JavaEE)
                                                                                              Headquarter
                                                                                              (Grenoble)



                                                                                                                  74
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                                                          Les applications metier
                                                       Applications métier principales
                                                          Suivre des objets (briques Lego) dans un circuit (ouvert ou fermé)
                                                          logistique
                                                              « Just-in-time », Performance, Géolocalisation …
                                                          Alerte sur la disparition d’objets (vol, perte)
                                                          Alerte sur la présence d’objets contrefaits
                                                          Alerte sur des objets à retirer du marché
                                                       Applications métier secondaires
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          Respects des règles (pairing)
                                                              Compatibilité des charriots avec les produits
                                                              Compatibilité des conducteurs avec les tracteurs




                                                                                                                               75
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                                                       les tracteurs
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                            76
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                                                       Compatibilité des charriots avec les
                                                       produits
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                              77
28/01/2009
                                                          Reproduire cette démonstration
                                                          chez vous
                                                       Logiciel
                                                                  Aspire RFID – section Demonstrations
                                                             http://wiki.aspire.objectweb.org
                                                       Matériel
                                                          1 « starter train set » lego kit (5608 or 5609)
                                                          1 Lego® Mindstorms® NXT (B8527 or 9841)
                                                          1 RF ID Sensor (MS1048)
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                          10 Keyfob Transponder (MS1049)
                                                             Sur http://shop.lego.com




                                                                                                            78
Demonstration 2:
          28/01/2009

                                                          Application d’information produit avec un
                                                          téléphone NFC.
                                                       Les produits sont étiquetés (Tag ISO 14443 + code DataMatrix)
                                                       Information consommateur (contrefaçon, notice, …)

                                                                                           Customer
                                                                                           Customer


                                                                                                                               ONS
                                                                                                          HTTP                 (WS-based
                                                                                                          SOAP                 RESTful
                                                                                                                               DNS)
                                                                                              Edge
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                            (Nokia 6131
                                                                                               NFC)
                                                                                                      HTTP SOAP
                                                                                                      HTTP HTML
                                                                                                      RMI
                                                                                                      BlueTooth




                                                                                                                      EPC IS
                                                                                                                      (JavaEE)

                                                                                                                 Corporate
                                                                                                                 Headquarter               79
28/01/2009
                                                          Collecte (picking) d’objets avec un
                                                          téléphone NFC.
                                                       Les produits sont étiquetés (Tag ISO 14443 + code DataMatrix)
                                                       Collection d’une liste d’objets identifiés (intervalles d’ID)

                                                                                           Operator
                                                                                           Operator


                                                                                                                              ONS
                                                                                                         HTTP                 (WS-based
                                                                                                         SOAP                 RESTful
                                                                                                                              DNS)
                                                                                              Edge
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                           (Nokia 6131
                                                                                              NFC)
                                                                                                      HTTP SOAP
                                                                                                      RMI
                                                                                                      BlueTooth




                                                                                                                     SCE
                                                                                                                     (JavaEE)

                                                                                                                Corporate
                                                                                                                Headquarter               80
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                            28/01/2009
81
28/01/2009




                                                         Merci pour votre attention
                                                       Utilisez         Aspire RFID
                                                         http://wiki.aspire.objectweb.org
                                                       Et contribuez
Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID




                                                                                            82

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  • 1. http://membres-liglab.imag.fr/donsez/cours Intergiciels pour les applications RFID Didier Donsez Université Joseph Fourier PolyTech’ Grenoble - LIG / Adèle Prenom.Nom@imag.fr Version 25/08/2008
  • 2. Cette présentation et les démonstrations ont été présentées lors de l’Ecole ICAR 2008 à Nice
  • 3. 28/01/2009 Sommaire Technologies RFID et NFC (Near Field Communication), applications et enjeux. Efforts de standardisations des « piles » logicielles Panorama des principaux intergiciels RFID commerciaux et open-sources Démonstration de l'intergiciel open-source AspireRFID Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID application logistique application de détection de contrefaçon avec un téléphone NFC. 3
  • 4. 28/01/2009 Contexte : l’Internet des choses Chaque objet peut communiquer avec les autres Identifiants, mesures environnementales, … Les buzzwords Informatique ambiante, diffuse, ubiquitaire, omniprésente … SAN(iz)ETs, VANETs, MANETs … Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Réseaux capillaires Machine-to-Machine (M2M) RFID, NFC La RFID représente les prémices 4
  • 5. 28/01/2009 Des étiquettes … pour nommer, identifier, qualifier, définir … depuis l’aube de la civilisation Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID D’après une idée de Jean-Marie Favre Images prises sur Wikimedia 5
  • 6. 28/01/2009 La RFID (Radio Frequency Identification) ou étiquette électronique (ou tag) Mémoire persistante lue et écrite à distance (radio fréquence) Stockage d’un identifiant « globalement unique » (GUID) + autre (données biométriques, données de production, …) « Remplacant » des codes barres Lecture « en vrac » (bulk), insensible (direction, salissure, moulage, …), sécurisée Volume d’information, information hors ligne Réutilisable (si RW) Coût (plutôt pour les unités logistiques réutilisables) Facteur Forme Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 6
  • 7. 28/01/2009 Une étiquette passive à la loupe Quelles dizaines d’octets •Read, •Write once/many, •Lock •Sleep, Kill Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 7
  • 8. 28/01/2009 RFID Passive Types de transmission Transmission inductive Transmission RF Boucle inductive Dipôle Dominante magnétique du champ EM Dominante électrique du champ EM LF : 125 KHz, 134 KHz UHF: 433 MHz, 860-960 MHz HF : 13.56 MHz MW : 2.45 GHz, 5.8 GHz Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Data Data Reader Data Tag Reader Data Tag 9
  • 9. 28/01/2009 RFID Active : Réseaux AdHoc multi-sauts capteur action -neur action -neur Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID capteur Exemple de module ZigBee capteur alimenté par 2 piles AA Passerelle Internet Coupleur capteur SunSPOT™ 10
  • 10. 28/01/2009 Les standards RFiD Standards physiques ISO 18000-*, ISO 14443 A/B, ISO 15693, ISO 11784/85, TI TagIt™, MiFare™, FeliCa™ … Fréquence, Distance, Vitesse/Débit lecture/écriture, Milieu/Matériaux (métal, eau), … Beaucoup de brevets US derrière certains standards Extended Long Range Short Range Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Close Range Range 0 cms 5 cms 20 cms 1m 10 m 13.56 Mhz UHF (800 Mhz – 2.4 Ghz) 125-134 Khz Standards applicatifs (par domaine) Conteneurs, animaux, financiers, transports, produits, … 11
  • 11. 28/01/2009 Fréquence et applications LF Faible débit, peu de données Métal (instruments chirurgicaux) Eau (tatouage électronique des animaux) HF Lecture / écriture Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Recharge de jetons (Forfait de ski) UHF Lecture longue distance, passage rapide mais effet gruyère Peu en écriture Wagons, palettes, … 12
  • 12. 28/01/2009 L’acquisition : les lecteurs Dans l’entrepôt, dans le magasin, sur un chariot mobile, … Portal antenna RFID tunnel Manuel Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID On-board RFID reader Nokia 3220 & 6131 Nabztag/tag Lego RFID glove NFC phones (ISO14443 Type-B) MS1048 http://fr.youtube.com/watch?v=w0HNGl0BnYk 13
  • 13. 28/01/2009 Tendances De l’entrepôt au marché de masse Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID NFC phones RFID tunnel 10^6 10^9 RFID handset Nabztag/tag 14
  • 14. 28/01/2009 RFID passive vs RFID active RFID Passive Energie apportée par le champ EM du lecteur Pas de communication sans un lecteur RFID Semi-passive Embarque une source d’énergie pour journaliser un capteur (température, …) RFID Semi-active Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Embarque une source d’énergie pour accroitre la portée de la communication RF (mais pas systématiquement) RFID Active (~réseau de capteurs SANET) Embarque sa source d’énergie (1 à 5 ans) Emission et Réception de données autonomes Voir routage (Réseaux maillés multi-saut) La tendance : Zigbee (IEEE 802.15.4) 15
  • 15. 28/01/2009 Technologies concurrentes Codes barres : 1D, 2D (Data Matrix) Coût du code barre unité produit Imprimable/gravable sur l’emballage ou sur le produit ~ Quantité d’information limitée Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Texte, URL, SMS Lecture directionnel Pas de lecture en masse (bulk) Requière souvent un opérateur humain Pas d’écriture Vitesse de lecture (Oui et Non) Environnement dur (souillure, …) 16 En définitive, codes 2D et RFID sont complémentaires
  • 16. 28/01/2009 Applications Billettique et péage (transport) Autoroutes, NaviGO, … Tickets taggés pour les JO 2008 Pékin (14 millions) Logistique (Supply Chain) Flamme olympique pour Atlanta 1996, … Conteneurs, Courrier rapide, Flotte de véhicule, Force commerciale, Futs de bière, Palettes métal Traçabilité Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Qualité Documents ISO9002 de suivi de lots, chaîne du froid, … Sécurité des biens vol de véhicule, de conteneurs, des jetons de casino … Identification Passeports, Enfants, US GIs, Night-clubbers espagnols, … http://fr.youtube.com/watch?v=GgjVWaLxoL4 Justice … 17
  • 17. 28/01/2009 Applications Contrefaçon (marché gris) Produits de luxe, billets de banque (étude BCE), bouteilles de vin, pièces automobiles, pièces avion, médicaments (Viagra, …) … Santé Produits sanguins, greffes d’organes … « Clienteling », Marketing, CRM Suivi du parcours d’un chariot dans un supermarché, … Profil de consommation en temps réel Inventaire (bibliothèque, …) Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Collecte des déchets « Pay what you trash » Pneu de véhicule BTP Location « Pay as you use » (détection du sous gonflage avec rechappage) Compétitions sportives … Marseille – Cassis, … Laverie collective (hôpitaux, hôtellerie, …) Ventes, Garantie, Inspection/Contrôle/Maintenance, Cheptel, Routage, Tournée d’agent … Et la liste s’allonge de jour en jour 18
  • 18. 28/01/2009 Exemple : Grande distribution Metro Future Store Initiative Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID http://www.youtube.com/watch?v=fMGSs7KJHek http://streaming.mgi.de/metro/5_Jahre_RFID_dsl.asx 19
  • 19. 28/01/2009 Exemple : chaine logistique Publicité grande audience d’IBM Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Video de la Pub IBM http://fr.youtube.com/watch?v=llnUJkH0Mlc http://fr.youtube.com/watch?v=-ZYY85IyDNM 20
  • 20. 28/01/2009 Exemple: Lutte contre la contrefaçon Marché gris (grey market) 8-10% du commerce mondiale Tout objet est concerné ! Pièces automobiles, pièces avions, bouteilles de vin, … Cas de médicaments La contrefaçon des médicaments, c’est 40 milliard d'euros/an Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Ceux-ci peuvent être des faux (sans principe actif, voir empoisonné). Des faux vaccins utilisés pour une campagne de vaccination en Afrique contenaient de l'eau croupi : Plusieurs enfants sont décédés ! 1 médicament sur 2 vendu sur le Web est faux RFID sur le Pfizer’ Viagra 21
  • 21. 28/01/2009 Exemple : Téléphones NFC (Near Field Communication) Communications sans contact très courte distance Telephone-Tag, Telephone-Telephone (peer à peer) Le téléphone peut être étient ou déchargé La SIM peut intervenir dans les opérations NFC Applications Paiement, Chargement de billets, Collecte de points Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID fidélité, … Récupération d’information sur des « Smart Posters » Cartes, horaires, offres speciales, … Contrôle d’accès à un batiment/pièce … 23
  • 22. 28/01/2009 Nature des applications Boucle ouverte versus boucle fermée (semi- fermée) Intra-entreprise ou multi-partenaire Besoin d’interopérabilité Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Online versus Offline « GUID only » e.g. EPC Global Information stockée dans le tag e.g. Passeport 24
  • 23. 28/01/2009 Le marché autour de la RFID Projections sur le marché de la RFID (Battery Assisted Passive tags) Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Source: IDTechEx 02/2008 RFID Forecasts, Players & Opportunities 2008-2018 http://www.idtechex.com/products/en/view.asp?productcategoryid=151 25
  • 24. 28/01/2009 Le marché autour de la RFID Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Source: IDTechEx 02/2008 RFID Forecasts, Players & Opportunities 2008-2018 http://www.idtechex.com/products/en/view.asp?productcategoryid=151 26
  • 25. 28/01/2009 Le marché de la NFC Les faits Succès des cartes et des téléphones (20M mi-2007, 40M mi-2008) FeliCa au Japon Peu de téléphones NFC ailleurs Les promesses “One third of all mobile phones will be NFC-equipped in Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID a span of three to five years” - Frost & Sullivan, 3/07 “Mobile phone-based contactless payments will facilitate over $36 billion of worldwide consumer spending by 2011” - Strategy Analytics, 9/06 28
  • 26. 28/01/2009 Freins et risques sociétaux Clients Les tags restent «vivants » et « furtives » après leurs sorties du magasin Le produit devient un proxy de votre identité Problème d’attente à la vie privée Big Brother is watching you … « Brûleurs » de RFID Fabricants Intelligence économique lecteur « longue portée » à la sortie de vos usines Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID informations de production laissées sur des produits destinés aux clients du sous-traitant Distributeurs Falsification des étiquettes Brand new Sales Video X Video K(ids) Corruption du contenu « Best before » Groupes CASPIAN, Boycott de Benetton et Gillette, … Position de la CNIL en France 29
  • 27. 28/01/2009 Syndrome de l’atteinte à la vie privée Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Big brother is scanning you ! [Ari Juels 05] 30 Image http://desencyclopedie.wikia.com/wiki/Image:BigBrother.jpg
  • 28. 28/01/2009 The privacy-friendly society : Fundamentals Privacy-friendly software Object data Privacy-friendly tags Personal data Privacy-friendly Commandes KILL et SLEEP Authentification Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Certification Consumer programmes awareness OSS is auditable/certifiable From Humberto Moran 31
  • 29. Efforts de standardisations des « piles » logicielles (EPC Global, NFC Forum ...)
  • 30. 28/01/2009 Besoins communs aux applications utilisant la RFID ~ 1 TeraHit ONS per day RFID Event [ObjectId], [timestamp] ©DidierCodes Bar Donsez Activation authentication, RFID Identification, Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID RFID tracking RFID Smart Card Event Reporting Data contact,contactless Mediation Warehouse Buttons, Keys… Export Standard representation Intergiciel RFID 33
  • 31. 28/01/2009 Evolution des besoins : RFID + Capteurs environnementaux ~ 1 TeraHit ONS per day ©DidierCodes Bar Donsez Sensor authentication, RFID Event Identification, tracking [ObjectId], Smart Card [timestamp], contact,contactless measurements Activation (WMS, MES, …) Buttons, Keys… Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Sensor Sensor Event Reporting Data Mediation Warehouse GPS [timestamp],[position] Export Time (ALE, …) Measure Measurement [position], Intergiciel M2M [temperature], [humidity],[pressure], [weight] … 34
  • 32. 28/01/2009 Les efforts de standardisation Boucle ouverte Interopérabilité des Informations et des Services Réutilisation logicielle Patterns architecturaux Quelque soit le domaine d’application Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Efforts notables EPC Global NFC Forum JSR 257, 256, … Mais aussi GSMA, … 35
  • 33. 28/01/2009 EPC Global Projet EPC démarré en 2003 par l'AutoID Center puis repris par EPCGlobal Inc. Objectifs Interopérabilité en boucle ouverte (chaîne d'approvisionnement) Chaque objet de la chaîne d'approvisionnement est muni d'un tag RFID, identifié Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID par un code unique : Electronic Product Code (EPC) Spécifications d’API pour inter-connecter un ensemble de composants matériels et logiciels et d'offrir des services aux différents composants au travers d'interfaces. Orientation “en ligne” Le réseau EPC permet aux membres EPCGlobal de consulter les données associées à un code via Internet. 36
  • 34. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Architecture Générale EPCGlobal 37
  • 35. EPC Global 28/01/2009 Specifications Discovery Service (DS) Object Name Service (ONS) Echanges / Communications EPC Information Services (EPC IS) Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Application Level Events (ALE) Capture / Filtrage Capture Données Tag 39 39
  • 36. 28/01/2009 EPC Global ALE (Application Level Event) Objectifs Réduire le volume des données entre les lecteurs et les applications Isoler les applications des spécificités des lecteurs Partager les données entre plusieurs applications Utiliser des événements haut niveau pour les applications 2 fonctions principales Agrégation & Filtrage Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID des données générées par les lecteurs RFID pour les transformer en événements, utilisés par les applications métier. Rapport ALE Format XML Contient les informations concernant les tags RFID détectés durant un cycle de lecture. 40 40
  • 37. EPC Global 28/01/2009 ALE - Exemple ALE = couche d'abstraction Exemple : avec le même ensemble de lecteurs : Application 1 est notifiée seulement quand un objet entre ou sort d'une pièce. Application 2 est notifiée toutes les 10 secondes pour maintenir un inventaire. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Application 3 est notifiée de chaque lecture de tag, où qu'elle se situe. 41
  • 38. 28/01/2009 EPC Global ALE - Communications Internes Entrepôt Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 42 42
  • 39. 28/01/2009 EPC Global ALE – Exemple Sur quel lieu lire ? Sur la porte n° de l'entrepôt 3 Accumuler les données combien de temps ? Temps absolu Utilisation de triggers Comment filtrer les données ? Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Seulement les tags des palettes, seulement les tags des produits,... Comment grouper les produits ? Par entreprise, par produit, par tag, ... Quels tags m'intéressent ? Tous, les nouveaux, les disparus Ai-je besoin de tous les tags ou juste le nombre de tags lus ? 43 43
  • 40. 28/01/2009 EPC Information System (EPC IS) système à la base de l'échange des informations. Possibilité de filtrage des données. Controle d’accès (sécurité) Les partenaires externes accèdent aux données d'un EPC spécifique via l'EPC IS qui détient l'objet. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 44
  • 41. 28/01/2009 EPC Global Object Naming Service Fait le lien entre l'EPC et l'EPC IS de manière à récupérer des données logistiques sur l'objet muni d'un tag EPC. Object Naming Service (ONS) / Discovery Services (DS) Usine de production EPCIS : V Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Entrepôt EPCIS : X Société de transport EPCIS : Y Commerçant EPCIS : Z 45
  • 42. 28/01/2009 EPC Global – Limitations Boucle ouverte Requiert un accès réseau permanent Pas d’identification propriétaire Pas d’écriture d’information Capteurs non supportés Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Autre 46
  • 43. 28/01/2009 NFC Forum Consortium industriel promouvoir la technologie NFC Fondé par Sony et NXP, 130 membres en 2007 Plusieurs spécifications Type d’étiquettes ISO 14443, MiFare, FeliCa, … Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Focalisé sur la relation Lecteur étiquette ou lecteur  lecteur+SIM (dit peer-to-peer) Echanges de données NDEF Format de messages « stockés » dans l’étiquette RTD, Text RTD, URI RTD, SmartPoster RTD 47
  • 44. 28/01/2009 NFC Forum Tag Type Type 1 based on ISO14443A. Tags are read and re-write capable; users can configure the tag to become read-only. Memory availability is 96 bytes and expandable to 2 kbyte communication speed is 106 kbit/s. Type 2 based on ISO14443A. Tags are read and re-write capable; users can configure the tag to become read-only. Memory availability is 48 bytes and expandable to 2 kbyte communication speed is 106 kbit/s. Type 3 Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID based on the Japanese Industrial Standard (JIS) X 6319-4, aka FeliCa. Tags are pre-configured at manufacture to be either read and re-writable, or read-only. Memory availability is variable, theoretical memory limit is 1MByte per service communication speed is 212 kbit/s or 424 kbit/s. Type 4 fully compatible with ISO14443A and B standards. Tags are pre-configured at manufacture to be either read and re-writable, or read-only. Memory availability is variable, up to 32 KBytes per service communication speed is up to 424 kbit/s. 48
  • 45. 28/01/2009 Tag Memory Contents NDEF (NFC Data exchange Format) Message coding format used by NFC reference applications Allows nesting of messages Allows messages to be divided into chunks RTD (Record Type Definition) Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Defines how to construct records in NDEF messages Records may contain other records Each record has a type, indicating what it contains Record types are extensible they may be defined by NFC Forum specifications (reference applications) or by other bodies (using domain name) 49
  • 46. 28/01/2009 Record Type NFC Forum Text RTD(urn:nfc:wkt:T) Plaintext with language information URI RTD (urn:nfc:wkt:U) Compact representation of the main URL Generic Control RTD () Action on touching Smart Poster RTD () Icon, {Text}, URI, Generic Control Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Signed NDEF RTD planned but not released Others Nokia Alarm clock, bluetooth pairing, bluetooth printing, bookmark, business card, calendar, call request, content shortcut, media, note, radio frequency, todo, smartposter sms, sms, todo, video streaming, … OW2 Aspire Location (WG84), point of interest … 50
  • 47. 28/01/2009 Architectures sécurisées d’un téléphone NFC Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID From Steffen Steinmeier (NXP), NFC Market Update and Technology Overview, Global Business Development Manager NFC Q1 2008 51
  • 48. 28/01/2009 JSR257 Contactless Communication API NFC applications Sharing data (images, business cards etc.) with a friend just by touching the other mobile phone, Or connecting to a web page by scanning RFID or visual tag (bar code) at the corner of a movie poster are some of the use cases Contactless Communication API Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID enables. API for RFID, visual tags (bar codes) NFC phones (Nokia 3220 & 6131 NFC) Based on Generic Connection Framework (GCF) CLDC 1.1 J2ME Optional Package 52
  • 49. 28/01/2009 Exemple : JSR257 snippet import javax.microedition.contactless.*; class NFCDetectorMIDLet implements javax.microedition.midlet.MIDlet, javax.microedition.contactless.TargetListener { public RFIDDetectorMIDLet() { … } protected void startApp() throws MIDletStateChangeException { ... DiscoveryManager dm=DiscoveryManager.getInstance(); Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID dm.addTargetListener(this,TargetType.ISO14443_CARD); dm.addTargetListener(this,TargetType.NDEF_TAG); dm.addTargetListener(this,TargetType.RFID_TAG); … } public void targetDetected(TargetProperties[] properties) { displayOnUI(properties); } ... } 54
  • 50. 28/01/2009 Push Registry Enables to start MIDLet on « tag touching » Registry connection ndef:rtd?name=urn:nfc:wkt:T Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 55
  • 51. 28/01/2009 Push Registry Example void startApp() throws MIDletStateChangeException { ... //Register Midlet in AMS try { String[] regConns = PushRegistry.listConnections(false); boolean registered = false; for (int i = 0; i < regConns.length; i++) { if (regConns[i].equals("ndef:rtd?name=urn:nfc:wkt:T")) { registered = true; } Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID } if (!registered) { PushRegistry.registerConnection( "ndef:rtd?name=urn:nfc:wkt:T", "com.acme.nfcapp.NFCPushMIDlet", "*"); screen.setText("nnPush Registration completed"); } } catch (Exception e) { screen.setText("nnError when Registering" + e.getMessage()); } } 56
  • 52. 28/01/2009 SDK pour les Nokia 6131 NFC et 6212 classic Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 57
  • 53. 28/01/2009 Offres Industrielles Editeurs logiciels spécialisés GlobeRanger, ConnecTerra, OATSystems, iPico, Winmec (UCLA) Editeurs logiciels généralistes IBM, Sun, Oracle/BEA, Sybase, MicroSoft, webMethods, Cisco Editeurs ERP SAP, … Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Editeurs Supply chain execution (SCE) Manhattan, RedPrairie, … Equipementiers (lecteurs) Siemens, TagSys (e-connectware), … Open-source Une cinquantaine de projets rien que sur sf.net Accada Aspire RFID 58 …
  • 54. 28/01/2009 L’intergiciel RFID IBM Architecture Edge – Premise – Server Technologies: JavaEE, OSGi, JMS, JMX, … Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 59
  • 55. 28/01/2009 RFID Software https://sun-rfid.dev.java.net Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 60
  • 56. 28/01/2009 Java CAPS RFID Project https://jcaps-rfid.dev.java.net/index.html « The JCAPS RFID project provides a toolkit that extends the Sun Java Composite Application Platform Suite (JCAPS) to integrate the Sun RFID software. JCAPS greatly simplifies implementing RFID in sophisticated enterprise application integration environments. It delivers powerful data Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID transformation and integration capabilities for RFID solutions » 61
  • 57. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Java CAPS RFID Project 62
  • 58. 28/01/2009 Aspire RFID Edge-Premise-Server Architecture Compliance to EPC Global and NFC Forum ALE events and filters ONS (Object Naming Service) Overtakes limitations (tag writing, tag data, sensors, offline …) Platforms OSGi (Felix) for edges and premises JavaEE (JOnAS, JBoss) for EPCIS servers JavaEE for the ONS server Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Event Driven Application Composition of ALE Events « filters » Collect environmental measurements for sensors to extend ALE reports Geolocation (GPS), Temperature, Humidity, … Web 2.0 user console Communications (event oriented) JMS, Web Services, SMTP/POP/IMAP, XMPP End-to-End Deployment and Management Based on JMX 63
  • 59. 28/01/2009 OW2 Aspire RFID Architecture Generale Architecture Customer Customer Warehouse ONS (WS-based RESTful DNS) Edge (MIDLet) Web 2.0 Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Edge JMS SOAP, HTTP SOAP, SMTP SOAP, XMPP SOAP, Other sensors RMI, IIOP, Bluetooth, UPnP, JMS SOAP EPC ISs … HTTP SOAP (Accada, …) SMTP SOAP Premise XMPP SOAP (OSGi, RMI EPC IS JavaEE) IIOP (JavaEE) RFID Edge … Readers (OSGi,MIDLet) Corporate Headquarter $100 Linux ARM $1000 $1000000 $200 JavaPhone Linux/Win32 x86 Linux/OpenSolaris/Win32 64 x86/itanium/ultrasparc cluster
  • 60. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Management Console OW2 Aspire RFID 65
  • 61. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Management Console OW2 Aspire RFID 66
  • 62. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Object geo-tracking OW2 Aspire RFID 67
  • 63. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Cold chain management OW2 Aspire RFID 68
  • 64. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 Conclusion 69
  • 65. 28/01/2009 Bibliographie International Telecommunication Union, “The Internet of Things, Executive Summary”, ITU Internet Reports 2005, November 2005 http://www.itu.int/osg/spu/publications/internetofthings/InternetofThings_summary.pdf Etude MINEFI/DGE sur « Infrastructures logicielles et RFID » https://wiki.objectweb.org/attach?page=CWPRFID%2FDGE-RFID-GT-Middleware-v1.0.pdf Also in http://www.telecom.gouv.fr/fonds_documentaire/rapports/07/livrevert.pdf Institute for Prospective Technological Studies RFID Technologies: Emerging Issues, Challenges and Policy Options, 2007, EUR 22770 EN Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID http://ftp.jrc.es/eur22770en.pdf Article RFID de Wikipedia Très polémique http://en.wikipedia.org/RFID Sandip Lahiri, RFID Sourcebook, IBM Press, August 2005; Pages: 304, ISBN 0131851373. Patrick J. Sweeney II, RFID For Dummies, 2005, ISBN 978- 0764579103 YouTube http://fr.youtube.com/results?search_query=RFID&search=Rechercher 70
  • 66. 28/01/2009 Quelques vidéos http://www.youtube.com/watch?v=GgjVWaLxoL4 http://www.youtube.com/watch?v=IC7HEZ-Luy4 http://www.youtube.com/watch?v=C0Maj1I6kH0 Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 71
  • 67. 28/01/2009 Démonstrations de l'intergiciel open-source AspireRFID lors de l’école ICAR 2008 http://wiki.aspire.objectweb.org Demo 1: Application logistique Demo 2: Application de « picking » de produits avec un téléphone NFC. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 72
  • 68. 28/01/2009 Démonstration 1: Application logistique Chaîne logistique Les objets (briques Lego) sont transportés par des charriots Les charriots sont tirés par des tracteurs conduits par des conducteurs Objets, charriots, tracteurs, conducteurs sont tous étiquettés Les lecteurs sont géolocalisés Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 73
  • 69. 28/01/2009 Démonstration 1: Application logistique Architecture Architecture 1 edge  1 server Warehouse Web (Nice) 2.0 Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID JMS SOAP Edge EPC IS Corporate(JavaEE) Headquarter (Grenoble) 74
  • 70. 28/01/2009 Démonstration 1: Les applications metier Applications métier principales Suivre des objets (briques Lego) dans un circuit (ouvert ou fermé) logistique « Just-in-time », Performance, Géolocalisation … Alerte sur la disparition d’objets (vol, perte) Alerte sur la présence d’objets contrefaits Alerte sur des objets à retirer du marché Applications métier secondaires Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID Respects des règles (pairing) Compatibilité des charriots avec les produits Compatibilité des conducteurs avec les tracteurs 75
  • 71. 28/01/2009 Compatibilité des conducteurs avec les tracteurs Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 76
  • 72. 28/01/2009 Compatibilité des charriots avec les produits Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 77
  • 73. 28/01/2009 Reproduire cette démonstration chez vous Logiciel Aspire RFID – section Demonstrations http://wiki.aspire.objectweb.org Matériel 1 « starter train set » lego kit (5608 or 5609) 1 Lego® Mindstorms® NXT (B8527 or 9841) 1 RF ID Sensor (MS1048) Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 10 Keyfob Transponder (MS1049) Sur http://shop.lego.com 78
  • 74. Demonstration 2: 28/01/2009 Application d’information produit avec un téléphone NFC. Les produits sont étiquetés (Tag ISO 14443 + code DataMatrix) Information consommateur (contrefaçon, notice, …) Customer Customer ONS HTTP (WS-based SOAP RESTful DNS) Edge Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID (Nokia 6131 NFC) HTTP SOAP HTTP HTML RMI BlueTooth EPC IS (JavaEE) Corporate Headquarter 79
  • 75. 28/01/2009 Collecte (picking) d’objets avec un téléphone NFC. Les produits sont étiquetés (Tag ISO 14443 + code DataMatrix) Collection d’une liste d’objets identifiés (intervalles d’ID) Operator Operator ONS HTTP (WS-based SOAP RESTful DNS) Edge Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID (Nokia 6131 NFC) HTTP SOAP RMI BlueTooth SCE (JavaEE) Corporate Headquarter 80
  • 76. Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 28/01/2009 81
  • 77. 28/01/2009 Merci pour votre attention Utilisez Aspire RFID http://wiki.aspire.objectweb.org Et contribuez Didier Donsez, 2005-2009, Vers des intergiciels RFID 82