Domaine technique La présente invention concerne le contrôle de stocks de marchandises et plus particulièrement le contrôle automatique de la présence ou non d'articles ou de marchandises sur des étagères dans un entrepôt, un local ou un commerce. Etat de la technique

Des systèmes permettant de réaliser un inventaire des articles présents sur des étagères de rayonnages sont connus. Chaque article est muni d'un code à barres ou d'une étiquette RFID (pour Radio Frequency IDentification en langue anglaise) et un lecteur associé est utilisé pour lire le code à barres ou l'étiquette RFID de chacun des articles présents sur les étagères. Ce système n'est pas automatique et nécessite qu'un opérateur parcoure tous les rayonnages pour les codes à barres ou les étiquettes RFID de tous les articles présents sur les étagères.

D'autres systèmes basés sur de la transmission radiofréquence existent. Ces systèmes sont généralement complexes à mettre en œuvre et présentent un coût élevé. Un tel système est par exemple décrit dans la demande internationale WO 2007/002536. Ce système comprend une pluralité de capteurs disposés sur des étagères destinés à recevoir des articles ou des marchandises. Les capteurs sont raccordés à des modules électroniques aptes à communiquer en radiofréquence avec un ordinateur ou serveur distant. Les modules électroniques d'un même ensemble d'étagères superposées peuvent éventuellement être connectés en radiofréquence à un même nœud de réseau et communiquer avec l'ordinateur distant via ce nœud de réseau. Par ailleurs, les capteurs peuvent être de différents types: capteurs capacitifs, capteurs à guide d'onde ou capteurs photosensibles.

Ce système permet de détecter de manière automatique la présence ou non d'articles dans les zones des étagères équipées de capteurs. Il nécessite toutefois une infrastructure assez lourde: des capteurs ayant leur propre alimentation électrique ou alimentés par les modules électroniques, des modules électroniques ayant leur propre alimentation électrique, éventuellement des nœuds de réseaux, et un ordinateur distant équipé de moyens d'émission/réception. De nombreux câbles sont également nécessaires pour raccorder les capteurs aux modules électroniques.

Résumé de 1 ' invention

Un objet de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients précités.

Selon l'invention, il est proposé un système automatique de contrôle de la présence ou non d'articles sur étagères qui est basé sur la technologie RFID. L'invention propose plus particulièrement d'utiliser des étiquettes RFID (ou tags RFID) et de les raccorder à des circuits détecteurs aptes à détecter la présence ou non d'articles sur les étagères, lesdites étiquettes RFID étant capables de lire et de stocker l'état des circuits détecteurs. Ces états sont transmis à un lecteur RFID distant quand celui-ci vient lire les étiquettes RFID. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de contrôle de la présence d'articles sur au moins une étagère, comprenant:

au moins un circuit détecteur pour détecter la présence d'au moins un article posé dans au moins une zone de ladite étagère, dite zone d'étagère, ledit circuit détecteur étant apte à commuter entre au moins un état, dit de détection d'article, dans lequel ledit circuit détecteur détecte la présence d'au moins un article dans ladite zone d'étagère et un état, dit de non détection d'article, dans lequel ledit circuit détecteur ne détecte aucun article dans ladite zone d ' étagère,

- une étiquette RFID connectée au circuit détecteur et apte à lire et stocker l'état, de détection d'article ou de non détection d'article, du circuit détecteur, ladite étiquette RFID comprend en outre un code d'identification pour identifier ladite zone d'étagère et est agencée pour communiquer ledit code d'identification et l'état du circuit détecteur à un lecteur RFID distant.

Le dispositif proposé est simple et peu onéreux à mettre en œuvre puisqu'il est basé sur la technologie RFID existante. On entend par étiquette RFID un dispositif comprenant une puce RFID reliée à une antenne. L'antenne permet à la fois de capter le signal électromagnétique émis par le lecteur RFID et de transmettre les informations contenues dans la puce au lecteur RFID, notamment l'état du circuit détecteur.

Avantageusement, le circuit détecteur est alimenté en énergie par l'étiquette RFID à laquelle il est connecté.

Selon un mode de réalisation particulier, l'étiquette RFID est passive.

Selon un mode de réalisation particulier, le circuit détecteur est un capteur de pression disposé sur une face supérieure de l'étagère, ledit circuit détecteur étant dans l'état de détection d'article lorsqu'un article disposé sur l'étagère exerce une pression sur ledit capteur et dans l'état de non détection d'article lorsqu' aucun article n'exerce de pression sur ledit capteur.

Selon un mode de réalisation particulier, le capteur de pression est un interrupteur comprenant deux éléments conducteurs, lesdits éléments conducteurs étant en contact lorsqu'une pression externe est exercée sur ledit capteur.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif RFID comprend:

une première couche comprenant une plaque conductrice,

- une deuxième couche comprenant deux éléments conducteurs formant contacts de 1 ' interrupteur et l'étiquette RFID, une portion de chacun des deux éléments conducteurs étant en vis-à-vis avec ladite plaque conductrice, les deux éléments conducteurs étant connectés électriquement à l'étiquette RFID, et une troisième couche entre lesdites première et deuxième couches, ladite troisième couche étant une couche diélectrique élastique comportant une fenêtre au niveau de la plaque conductrice, lesdits éléments conducteurs étant connectés électriquement via la plaque conductrice lorsqu'une pression externe est exercée sur ledit interrupteur.

Selon un autre mode de réalisation particulier, la troisième couche diélectrique est une couche adhésive destinée à assembler ladite première couche à ladite deuxième couche.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le circuit détecteur est une photorésistance dont la résistance varie en fonction de la quantité de lumière reçue, la photorésistance étant disposée sur l'étagère ou à proximité de celle-ci et la quantité de lumière reçue par la photorésistance variant en fonction de la présence d'au moins un article sur ladite étagère.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le circuit détecteur est un capteur résistif de pression dont la résistance varie en fonction de la pression appliquée .

Selon un autre mode de réalisation particulier, l'étiquette RFID est connectée à une pluralité de circuits détecteurs montés en série.

L'invention concerne également un système de contrôle de la présence d'articles sur au moins une étagère, comprenant au moins un dispositif de contrôle de la présence d'articles tel que décrit précédemment et un lecteur RFID distant apte à communiquer avec ladite étiquette RFID et à recevoir l'état du circuit détecteur stocké dans l'étiquette RFID.

D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif .

Brève description des figures - La figure 1 représente un schéma d'un dispositif RFID conforme à l'invention;

- La figure 2 représente une vue schématique éclatée en perspective d'un premier mode de réalisation du dispositif RFID de la figure 1 ; - La figure 3 représente une vue schématique d'un système de contrôle de présence d'articles sur étagères conforme à l'invention;

- La figure 4 est une vue agrandie d'une étagère visible sur la figure 3, laquelle étagère est munie de dispositifs RFID conformes à l'invention; et

- La figure 5 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation du dispositif RFID conforme à l'invention. Description détaillée de l'invention

L'invention proposée concerne un dispositif RFID et un système RFID de contrôle de présence d'articles sur des étagères. L'invention s'adresse à des commerçants ou industriels ayant des articles sur étagères et souhaitant connaître si certaines de ces étagères sont vides ou partiellement vides en vue de leur réassort. A cet effet, les étagères sont chacune équipées d'un ou plusieurs dispositifs RFID conformes à l'invention. En référence à la figure 1, chaque dispositif RFID, référencé 1, comprend un circuit détecteur 11 pour détecter la présence d'au moins un article sur une zone de l'étagère et une étiquette RFID 10 connectée électriquement au circuit détecteur.

L'étiquette RFID 10 comprend deux ports entre lesquels le circuit détecteur 11 peut être connecté et à partir desquels il peut lire l'état du circuit détecteur. L'étiquette RFID 10 est avantageusement un tag passif ne disposant pas de batterie. L'étiquette puise alors son énergie dans le signal électromagnétique émis par un lecteur RFID lors de la lecture de l'étiquette. Cette énergie est utilisée par l'étiquette RFID pour lire l'état du circuit détecteur et renvoyer un signal électromagnétique au lecteur RFID, le signal renvoyé comprenant une pluralité d'informations provenant de la puce RFID de l'étiquette, notamment un code d'identification de l'étagère ou de la zone d'étagère sur laquelle est placé le circuit détecteur connecté à l'étiquette ainsi que l'état du circuit détecteur.

L'étiquette RFID 10 comprend essentiellement une puce RFID 100 connectée à une boucle magnétique 101. La boucle magnétique est avantageusement couplée à une antenne électrique, par exemple un dipôle électrique de longueur λ/2, disposée sur l'étagère, λ désigne la longueur d'onde associée à la fréquence de fonctionnement du lecteur RFID.

L'étiquette RFID 10 est par exemple équipée de la puce G2iL+ commercialisée par la société NXP. Cette puce dispose de deux ports auxiliaires, référencés VDD et OUT, entre lesquels elle injecte un courant faible et mesure la tension résultante. Cette fonction (injection de courant et mesure de la tension) est effectuée automatiquement à chaque cycle de démarrage de la puce pendant un intervalle de temps prédéterminé de quelques centaines de microsecondes. Cette fonction est utilisée par l'étiquette RFID 10 pour déterminer l'état du circuit détecteur 11. Le circuit détecteur 11 est agencé pour commuter entre un état, dit de détection d'article, dans lequel il détecte la présence d'au moins un article sur l'étagère et un état, dit de non détection d'article, dans lequel il ne détecte aucun article sur l'étagère. Le circuit détecteur 11 est par exemple un capteur de pression disposé sur la face supérieure de l'étagère. Ce capteur change d'état lorsqu'un article présent sur l'étagère exerce une pression sur lui.

Le circuit détecteur est avantageusement un simple interrupteur qui change d'état en fonction de la présence ou de l'absence d'article exerçant une pression sur lui comme illustré à la figure 1. Cet interrupteur comprend deux éléments conducteurs qui sont en contact lorsque le poids d'un article présent sur l'étagère exerce une pression sur l'interrupteur. Une vue éclatée d'un premier exemple de réalisation du dispositif RFID 1 est donnée à la figure 2. Dans cet exemple, le dispositif RFID 1 comprend trois couches diélectriques superposées, référencées 12, 13 et 14. La couche 12 comprend une plaque conductrice 112. La couche 14 comprend deux éléments conducteurs 110 et 111 formant les contacts d'interrupteur ainsi que l'étiquette RFID 10. La couche 13 est une couche élastique disposée entre les couches 12 et 14 et comporte une fenêtre 113. Les éléments conducteurs 110 et 111 et la plaque conductrice 112 sont agencés de manière à ce qu'une portion d'extrémité de chacun des éléments conducteurs soit en vis-à-vis avec la plaque conductrice 112. De même, la fenêtre 113 est positionnée de manière à être en vis-à-vis avec la plaque conductrice 112.

Lorsqu'une pression externe s'exerce sur l'interrupteur, la plaque conductrice 112 est poussée vers les éléments conducteurs 110 et 111 à travers la fenêtre 113 de manière à ce que les deux éléments conducteurs 110 et 111 soient connectés électriquement via la plaque conductrice 112. L'état de détection d'un article est obtenu lorsque les deux éléments conducteurs 110 et 111 sont connectés électriquement (interrupteur fermé) . Quand la pression est relâchée (retrait de l'article exerçant la pression), les deux éléments conducteurs 110 et 111 s'écartent de la plaque conductrice de manière à couper la connexion électrique entre les deux éléments conducteurs (interrupteur ouvert) . L'état de non détection d'article est ainsi obtenu lorsque cette connexion électrique n'existe pas. Dans ce mode de réalisation, la couche 13 est avantageusement une couche adhésive destinée à assembler les deux couches 12 et 14.

Selon un mode de réalisation particulier, la couche 12 est une couche en PET ayant une épaisseur de 40μη et comportant une plaque 112 de métal laminé ayant une épaisseur comprise entre 20ym et 30μιη. La plaque 112 est réalisée en cuivre ou aluminium. La couche 14 est également une couche en PET ayant une épaisseur de 40μη et comportant deux éléments conducteurs de métal laminé ayant une épaisseur comprise entre 20ym et 30μιη. Enfin la couche intermédiaire, 13, est une couche de matériau adhésif élastique renforcée par du PET de manière à ce que le matériau adhésif ne flue pas. Cette couche adhésive présente une épaisseur comprise entre 20μη et 30μη et solidarise l'ensemble des couches de 1 ' étiquette .

Avantageusement, la face supérieure de la couche 12 est recouverte par un film opaque en polyester et la face inférieure de la couche 14 est recouverte d'une couche adhésive pour coller le circuit détecteur sur 1 ' étagère .

Selon l'invention, l'étiquette RFID 10 est agencée pour lire et stocker l'état du circuit détecteur 11. Dans le cas de la puce G2iL+ mentionné précédemment, le circuit détecteur 11 est connecté entre les ports auxiliaires VDD et OUT de la puce. Au réveil de celle-ci (suite à l'émission d'un signal électromagnétique par un lecteur RFID), la puce injecte dans le circuit détecteur 11 un courant faible (inférieur à 1 μΑ) pendant un intervalle de temps très court, de l'ordre de 300 ys. Si le circuit détecteur 11 est dans un état de détection d'article (interrupteur fermé - existence d'une pression exercée par un article) , la puce mesure une tension quasi-nulle entre les ports auxiliaires VDD et OUT . La puce analyse cette mesure comme signifiant que l'interrupteur est fermé (i.e. le circuit détecteur 11 est dans un état de détection d'article) . La puce inscrit alors, dans un de ses registres de mémoire, une information binaire (par exemple un "1") représentative de cet état du circuit détecteur 11. A l'inverse, si le circuit détecteur 11 est dans un état de non détection d'article (interrupteur ouvert - absence de pression exercée par un article) , la puce mesure une tension élevée (forte impédance) entre les ports auxiliaires VDD et OUT. La puce analyse cette mesure comme signifiant que l'interrupteur est ouvert (i.e. le circuit détecteur 11 est dans un état de non détection d'article) . La puce inscrit alors une information binaire (par exemple un "0") représentative de cet état du circuit détecteur 11.

La puce stocke également de manière permanente, dans un de ses registres, un code d'identification prédéterminé permettant d'identifier l'étagère ou la zone d'étagère sur laquelle est disposé le circuit détecteur 11. Ce code d'identification peut être un numéro d'étagère ou de zone d'étagère ou alors un numéro d'identification des articles destinés à être entreposés sur cette étagère. Ce code d'identification sert au lecteur RFID pour identifier les étagères ou zones d'étagères à réapprovisionner. Après stockage de 1 ' information binaire représentative de l'état du circuit détecteur 11 (fin du cycle de réveil de la puce), l'étiquette RFID 10 renvoie au lecteur RFID l'information binaire représentative de cet état du circuit détecteur 11 et le code d'identification stocké dans la puce.

Le dispositif RFID 1 tel que décrit précédemment est positionné sur les étagères E de stockage d'articles A comme illustré sur les figures 3 et 4. Dans ces deux figures, les étagères sont destinées à recevoir des boites de chaussures A.

La figure 3 représente un système conforme à l'invention comprenant une pluralité de dispositifs RFID 1 tels que décrits précédemment et aptes à communiquer avec un lecteur RFID 2 distant connecté à un serveur central 3. Les dispositifs RFID 1 sont représentés par des rectangles en traits hachurés sur les figures 3 et 4. Ils sont disposés sur des étagères E. Le lecteur RFID est équipé d'au moins une antenne UHF 20 disposée à proximité des étagères. Cette antenne est par exemple du type patch à polarisation circulaire est disposée à proximité des étagères. Dans un magasin ou un local, les antennes peuvent être placées dans des faux plafonds ou derrière les étagères. Dans ce dernier cas, les antennes UHF sont de préférence des antennes dipôles car elles permettent de communiquer avec deux étagères placées dos à dos.

Les antennes UHF 20 sont reliées au lecteur RFID 2 par un câble coaxial. Les lecteurs RFID actuels permettent de relier de 4 à 16 antennes, les cas échéant en rajoutant des multiplexeurs. Ainsi un seul lecteur RFID peut facilement couvrir une travée de 4 à 10m selon la disposition et la densité des étagères E à surveiller. Les lecteurs RFID sont reliés à un serveur central du magasin par réseau informatique filaire Ethernet ou WiFi si le réseau câblé n'est pas préinstallé.

La figure 4 représente une vue agrandie d'une étagère E du système de la figure 3, sur laquelle sont collés une pluralité de dispositifs RFID 1 conformes à l'invention. Dans cette figure, la face supérieure de l'étagère est découpée en 18 zones Z adjacentes, chaque zone Z étant équipée d'un dispositif RFID 1. Les zones Z sont matérialisées sur la figure par des traits pointillés. L'étendue de chaque zone Z est définie en fonction de l'encombrement de l'article qu'elle doit recevoir. Si l'étagère est destinée à recevoir des boites de chaussures comme c'est le cas ici, les zones Z correspondent sensiblement à la surface de la face inférieure des boites de chaussures.

Bien entendu, les zones Z peuvent être de tailles différentes si l'étagère est destinée à recevoir des articles de tailles différentes.

Dans l'exemple de la figure 4, le dispositif RFID 1 est positionné au centre de la zone Z. Il peut être bien entendu positionné à n'importe quel autre endroit de la zone Z. Il faut seulement que le circuit détecteur 11 du dispositif RFID 1 soit positionné sous la boite de chaussures lorsque celle-ci est en place sur l'étagère. Il est à noter que dans le cas d'articles A comportant des parties métalliques, il est recommandé de déporter l'étiquette RFID 10 par rapport au circuit détecteur 11 pour que l'étiquette RFID ne se retrouve pas sous l'article posé sur l'étagère. L'étiquette RFID 10 peut alors être positionnée sur un des bords verticaux de l'étagère ou sur un des montants M supportant 1 ' étagère .

Le système de la figure 3 fonctionne de la manière suivante. Le lecteur RFID 2 alimente à tour de rôle les antennes 20 selon le protocole RFID UHF Gen2. Les puces des étiquettes RFID 10 recevant suffisamment de champ électromagnétique incident se réveillent. A la mise sous tension, chaque puce vient vérifier l'état du circuit détecteur connecté entre ses ports auxiliaires. Elle mesure l'état du circuit détecteur 11 pendant les premières centaines de microsondes et stocke dans un de ses registres une information binaire représentative de cet état. Cette opération est effectuée de manière transparente pendant la période (les 500 premières microsecondes) où aucune commande ne peut être envoyée par le lecteur RFID tel que défini dans le protocole de communication UHF Gen2. Après cette période, la puce est prête à communiquer avec le lecteur RFID 2 et répond aux commandes d'inventaires en renvoyant son code d'identification et l'information binaire représentative de l'état du circuit détecteur. Ses informations sont contenues dans le code produit électronique (ou code EPC pour Electronic Product Code en langue anglaise) renvoyé par la puce au lecteur RFID pendant l'intervalle de temps qui lui est attribué par le protocole. Ce code EPC peut contenir des informations sur 96bits permettant de connaître la position spatiale de l'étagère et/ou le code de l'article sur l'étagère.

Le serveur central 3 reçoit ainsi, via le lecteur RFID 2, l'état des circuits détecteurs des différents dispositifs RFID 1 disposés sur les étagères E. Le serveur peut alors décider de lancer une alerte de réassort dès qu'un circuit détecteur n'est plus recouvert par un article A. Il peut aussi décider de ne lancer une alerte de réassort que lorsque m dispositifs RFID sur un total de n dispositifs RFID disposés sur une étagère ne sont plus recouverts par un article, avec Km<n.

Les modes de réalisation décrits ci-dessus ont été donnés à titre d'exemple. Il est évident pour l'homme de l'art qu'ils peuvent être modifiés, notamment quant au type de circuit détecteur 11 employé, au nombre de circuits détecteurs connectés à l'étiquette RFID, au nombre de dispositifs RFID placés sur une étagère,....

D'autres types ou structures de circuits détecteurs peuvent être employés. Selon un autre mode de réalisation, le circuit détecteur 11 est une photorésistance dont la résistance varie en fonction de la quantité de lumière reçue. Cette photorésistance est disposée sur l'étagère ou à proximité de celle-ci. La présence ou non d'un ou plusieurs articles sur l'étagère va modifier la quantité de lumière reçue par la photorésistance. Comme pour le circuit détecteur 11 décrit précédemment, la photorésistance est connectée entre deux ports auxiliaires de l'étiquette RFID 10. Le passage d'un courant faible dans la photorésistance est employé pour mesurer la résistance de la photorésistance et en déduire l'absence ou la présence d'un article sur le circuit détecteur ou à proximité de celui-ci .

Cette variante est illustrée par la figure 5. L'étiquette RFID comprend une puce RFID 100 connectée à une boucle magnétique 101 résonant à des fréquences UHF comprises entre 860MHz et 960MHz selon la zone géographique. La puce RFID 100 est connectée sur un support souple à une photorésistance formant circuit détecteur 11. La boucle magnétique 101 est couplée à un brin rayonnant électrique 102 d'une longueur de λ/2. λ désigne la longueur d'onde associée à la fréquence UHF de la boucle. Le brin rayonnant, formant antenne électrique, est disposé sur l'étagère. Les étagères sont de préférence réalisées en un matériau diélectrique, par exemple du bois, pour ne pas perturber le fonctionnement des antennes.

Dans le cas d'étagères métalliques, des séparateurs en mousse de quelques millimètres d'épaisseur sont posés entre la face supérieure ou inférieure de l'étagère et le brin rayonnant afin de rétablir des distances de communication standard en RFID.

Une autre possibilité est de remplacer le brin rayonnant par une fente de même longueur selon le principe de Babinet, cette fente étant découpée dans 1 ' étagère . Selon un autre mode de réalisation particulier, le circuit détecteur 11 est un capteur résistif de pression dont la résistance varie en fonction de la pression appliquée. Selon un autre mode de réalisation, le circuit détecteur 11 comprend deux éléments conducteurs en vis- à-vis séparés par une couche diélectrique, par exemple du PET. Le circuit détecteur est alors équivalent à un condensateur plan, les deux éléments conducteurs formant les deux armatures du condensateur. La pression exercée par un article sur le circuit détecteur va augmenter la capacité du condensateur. Cette augmentation de capacité peut être détectée par la puce G2iL+. En effet, l'augmentation de la capacité du circuit détecteur va allonger le temps de réponse de ce dernier à l'impulsion de courant. Le temps de réponse du circuit détecteur devient supérieur à la période de mesure (200 ys) de la puce.

Selon un autre mode de réalisation, l'étiquette RFID 10 est éventuellement connectée à une pluralité de circuits détecteurs 11 montés en série. Le dispositif RFID détecte la présence d'au moins un article sur l'étagère si tous les circuits détecteurs 11 sont dans un état de détection d'article. La présente invention présente de nombreux avantages. Elle est simple à mettre en œuvre (technologie RFID) et peu onéreuse. Le dispositif RFID peut être réalisé par des techniques d' impression de matière conductrice et semi conductrice ayant un faible coût. L'utilisation de circuits intégrés RFID permet de faciliter la pose de ces surfaces de détection sans aucun fil d'alimentation ou de connexion réseau. La RFID permet une télé alimentation à distance par un réseau d'antennes UHF RFID ainsi que la transmission de données en half-duplex.