Partie Spécifique A - Trame RFID et vitesse de tr… · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole - SIN 2026

Mise en situation

La sécurité des patients lors des transports entre les étages est indispensable. Les monte-malades sont de grands ascenseurs conçus pour recevoir un lit médicalisé et le personnel de santé en charge d’accompagner le patient. Les unités de soins d’urgence nécessitent des ascenseurs à grande capacité, rapides et puissants.

Tous les personnels de l’hôpital peuvent utiliser les ascenseurs grâce à leur badge d’identification RFID. L’accès à la plateforme de l’héliport située sur l’extension du site Michel RUSSIN est limité aux personnes accréditées à s’y rendre pour des questions de sécurité.

Tous les accès aux zones restreintes de l’hôpital sont équipés d’un lecteur de badge RFID. Chaque lecteur est identifié par une adresse IP et doit être connecté au réseau LAN du centre hospitalier pour en faciliter la gestion et la sécurisation.

Une grande quantité de clefs (badges) est nécessaire. La solution la moins coûteuse est privilégiée.

Partie A: comment valider le choix des badges RFID ?

Dans cette partie, il s’agit de valider le choix du type de badge RFID en fonction des exigences du cahier des charges pour l’identification des personnes habilitées à accéder à la plateforme de l’héliport.

Trame RFID relevée à l’oscilloscope

La base de temps de l’oscilloscope est réglée à 2,5 ms par carreau.

La transmission des données se fait à une des vitesses normalisées configurables pour la liaison série. Ces valeurs normalisées sont: 4800, 9600, 14400, 19200, 56000, 115200, 128000 (bauds ou bits par seconde).

DTS1: diagramme des cas d’utilisation

DTS2: comparatif des principales technologies de badge RFID

Principe de fonctionnement du système RFID

RFID est l’acronyme de Radio Frequency IDentification. En français, cela correspond à « identification par radiofréquence ». Cette technologie permet, grâce à un émetteur/récepteur adapté, d’identifier un objet sur lequel est disposé un « badge RFID » (appelé aussi « tag ou transpondeur ») contenant les informations à transmettre (un numéro d’identification de carte dans le cas qui nous intéresse).

Lorsque l’utilisateur présente son badge devant le lecteur, l’émetteur, placé dans le lecteur de badge, crée en permanence un champ magnétique grâce à une bobine alimentée en courant alternatif. En retour, le badge RFID module ce champ afin de transmettre une information qui sera reconnue par le récepteur du lecteur de badge.

DTS3: composition d’une donnée d’une trame

Chaque donnée est transmise au standard suivant:

Détails de la composition d’une donnée de la trame:

Le bit de Start est à « 0 » logique. Il est suivi de 8 bits de données (le bit de poids faible « LSB » étant transmis le premier) et de 2 bits de stop à « 1 » logique. Les données sont transmises au format ASCII au serveur d’authentification du centre hospitalier.

DTS4: présentation d’une trame RFID

Le relevé suivant montre le début d’une trame transmise par le lecteur de badge RFID au microcontrôleur via une liaison série.

Lorsqu’un badge est présenté sur le lecteur RFID, la trame complète transmise au microcontrôleur se compose:

d’une première donnée de STX (début de communication);

du code complet du badge identifié qui est transmis sur 10 données;

de deux données pour la somme de contrôle (checksum) afin de vérifier l’intégrité du code;

d’une dernière donnée de RTX (fin de communication).

DTS5: diagramme des exigences (diagramme partiel)

A.2

À partir du document technique DTS3, indiquer le nombre de bits nécessaires à l'émission d'une donnée de la trame.

bits

A.3

À partir du document technique DTS4, indiquer le nombre de données transmises pour une trame complète lors de la lecture d'un badge.

données

A.4

Déduire des deux questions précédentes (A.2 et A.3), le nombre de bits transmis pour une trame complète lors de la lecture d'un badge.

bits

A.5

À partir de l'oscillogramme de la trame RFID et du diagramme des exigences DTS5, indiquer si la vitesse de transfert de cette trame est conforme avec celle donnée dans le cahier des charges. Justifier la réponse.

A.6

Déterminer la vitesse de transmission en bauds de la trame RFID qui a été relevée à l'oscilloscope ci-dessus ($1\text{ baud} = 1\text{ bit}\cdot\text{s}^{-1}$).

Indiquer la vitesse normalisée qui correspond le mieux parmi les valeurs proposées (4800, 9600, 14400, 19200, 56000, 115200, 128000).

bauds

bauds