Une décennie de RFID chez SAIT

//  26 mai 2017  //  Dossiers, Traçabilité  //  Commentaires fermés

Canadian_Cattlemen

La détection UHF progresse vres l’étape de test de terrain

Par Debbie Furber
Publié: 24 mai 2017

Plusieurs projets d’intérêt pour l’industrie du bœuf sont en cours au RADLab au Southern Alberta Institute of Technology (SAIT) du Centre for Innovative Information Technology Solutions, a.k.a, à Calgary, alors qu’il complète sa dixième année de recherche d’applications RFID avancées pour le bétail.

En ce moment, le laboratoire de test SAIT RFID de classe mondiale bas son plein pour rassembler des clients et des nouvelles entreprises. Une boucle d’oreille avec une combinaison unique RFID-ADN UHF (ultra-haute fréquence) à des fins de gestion a progressé vers l’étape de test sur le terrain. Ils sont impatients d’assister au lancement du premier test de vol du drone RFID vers la fin avril.

(Traduction libre de Mylène Noël)

Le projet d’boucleette UHF-ADN a débuté en 2015 et certaines des boucles qui ont été conçues et fabriquées par le chercheur principal Sherry Yang et son équipe ont été appliquées à des génisses de CL Ranches à l’ouest de la ville. Le reste sera testé dans d’autres ranchs au cours de l’année et demie prochaine.

Lorsqu’une boucle UHF-ADN est appliquée, un petit poinçon de tissu d’oreille est pris pour faire correspondre un ADN d’animal à son numéro RFID.

La boucle est fabriquée à partir d’un matériau de polyuréthane thermique de base qui a été traité avec des produits chimiques pour le rendre plus souple et durable lorsqu’il est exposé à la lumière froide et ultraviolette.

Glen Kathler, le président de la recherche appliquée dans le développement d’applications RFID, affirme qu’il y a plus de 50 combinaisons chimiques avec des propriétés différentes à choisir. Une partie du mandat de ce projet est donc de savoir s’ils choisissent le bon mélange.

Leurs boucles UHF initiales conçues en coopération avec l’industrie du bœuf ont donné deux modèles bâton-popsicle et un anneau avec un lecteur pour capturer les données. Les bovins des ranchs et des parcs d’engraissement qui ont coopéré ont eu une boucle d’oreille avec ces produits initiaux en 2011.

Ce projet a valu à Kathler le Prix 2015 pour la science et la technologie de l’Alberta en matière d’innovation dans l’agriculture, mais en termes pratiques, les boucles d’oreille UHF sont encore en travail en matière de traçabilité.

« Le facteur de la forme en bâton de popsicle existe toujours, mais nous ne sommes pas le fabricant d’étiquettes commerciales », explique Kathler. « Si un fabricant voulait considérer notre conception, ce serait génial ».

La réalité est que la technologie RFID basse fréquence (LF), introduite il y a environ 35 ans, reste la solution la plus mature et largement acceptée pour la traçabilité des animaux dans le monde entier.

Aucun pays à ce jour n’a adopté la technologie UHF pour la traçabilité dans les bovins de boucherie, bien que trois styles de boucle UHF aient été approuvés pour le bétail et soient utilisés à des fins de gestion aux États-Unis.

« Tous les gros fabricants de boucles d’oreille ont des boucles d’oreille UHF prêtes à être commercialisées une fois qu’un système de numérotation global sera approuvé afin qu’ils sachent comment programmer les boucles d’oreille en usine », ajoute Kathler.

La création d’un système de numérotation pour les boucles d’oreille UHF-RFID est plus facile à dire qu’à faire. D’une part, il doit répondre à toutes les exigences RFID internationales et être compatible avec les processus de fabrication pour les boucles d’oreille à basse fréquence.

Ce travail est déjà en cours par une équipe d’experts internationaux créée dans le cadre de l’Organisation internationale de normalisation (ISO) qui étudie les éventuels programmes de numérotation pour les pays ISO. Kathler, Guillaume Parenteau, PDG de l’entreprise de haute technologie du Québec PLURITAG et Paul Laronde, responsable des boucles d’oreille et de la technologie de l’Agence canadienne d’identification des bovins, en sont membres.

En attendant, Kathler peut voir des opportunités commerciales pour les Paul Laronde, UHF dans le secteur des bovins.

Dans les parcs d’engraissement, par exemple, chaque animal reçoit à son arrivée une nouvelle boucle d’oreille pendante liée à son numéro RFID national dans la base de données des parcs d’engraissement. Si la boucle d’oreille pendante avait un émetteur UHF, elle permettrait de faire une lecture automatisée de ces animaux lors du tri et du chargement.

Les bovins aux champs qui portent des boucle d’oreille pendante UHF pourraient être scannés par des drones qui passeraient au-dessus du troupeau afin que vous puissiez suivre votre troupeau dans les endroits les plus éloignés. C’est l’essence du projet triennal UHF-UAV (véhicule aérien sans pilote) auquel Kathler travaille en collaboration avec l’équipe du Dr John Church à Thompson Rivers University à Kamloops, en Colombie-Britannique, et Jeff Braisher, du Ranch Kingsclere près d’Or, en Colombie-Britannique, là où un lecteur de boucles d’oreille pendante UHF prendra son envol ce printemps grâce à une subvention Idea-to-Innovation du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie.

L’un des avantages de la technologie UHF est qu’elle peut lire jusqu’à 500 boucles d’oreille pendante par seconde, ce qui la rend très adaptable à la gestion de gros groupes de bovins, tandis que la technologie basse fréquence fonctionne sur un champ magnétique et est plus adaptée à la lecture des boucles d’oreille pendante une à la fois. Un autre avantage est la petite taille de l’antenne filaire nécessaire pour capter le signal, ce qui permet d’avoir presqu’une infinité d’options de design pour les transmetteurs UHF.

Notre laboratoire de test RFID

Le laboratoire de test RFID de SAIT est l’un des trois seuls au monde accrédités pour effectuer des tests électroniques standardisés pour les boucles d’oreille RFID.

La rénovation des équipements du laboratoire a débuté en 2013 avec une subvention de 475 000 $ de l’Alberta. En 2015, il a été accrédité par l’Organisation internationale de normalisation (ISO) et par le Comité international pour l’enregistrement des animaux (ICAR) en 2016.

« Au début, nous nous concentrions sur les exigences du cadre de l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA), mais nous avons décidé de construire un laboratoire agréé ISO / ICAR afin que les fabricants disposent d’un seul endroit pour les tests au Canada », explique Bob Davies, responsable de la qualité et développeur principal du laboratoire de test

ICAR est l’autorité mondiale de l’enregistrement pour l’équipement de traçabilité des animaux.

Toutes les boucles d’oreille RFID des bovins doivent respecter les normes ICAR avant que l’ACIA ne les approuve pour la traçabilité au Canada.

Une fois qu’une étiquette passe les tests électroniques standard pour la plage de lecture, la fréquence et la précision de transmission, la durabilité et la performance électronique des boucles d’oreille sont testées à -35 ° C, comme l’exige l’ACIA.

Des tests complets de conformité de 50 transpondeurs sont nécessaires lorsque les fabricants demandent un nouvel enregistrement ICAR sur une boucle d’oreille, un circuit intégré ou une nouvelle technologie. Des tests limités sont effectués lorsque des bobines de transpondeur agréées et des circuits intégrés sont ajoutés.

« L’étape logique et la plus probable de l’élargissement de notre champ d’application est de tester les émetteurs-récepteurs qui lisent les boucles d’oreille et d’ajouter également des capacités de test mécanique comme l’abrasion, le choc, l’impact et le vieillissement ultraviolet accéléré pour simuler la dégradation des boucles d’oreille sous la lumière du soleil », explique Davies.

Pour conserver son accréditation ISO, le laboratoire est vérifié tous les deux ans, mais ICAR surveille quand-même continuellement l’exactitude de ses résultats.

Davies siège maintenant sur un sous-comité expert qui examine les propositions de l’ISO pour tester les normes.

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A decade of RFID at SAIT

UHF detection progressess to the field-testing stage

By Debbie Furber

Published: May 24, 2017

Glen Kathler holds SAIT’s applied research chair in RFID application development.

Several projects of interest to the beef industry are in progress at the Centre for Innovative Information Technology Solutions, a.k.a. the RADLab at the Southern Alberta Institute of Technology (SAIT) in Calgary, as it rounds out its 10th year of researching advanced RFID applications for livestock.

The world-class SAIT RFID test lab is now in full swing gathering clients and new business. A unique combination UHF (ultra-high frequency) RFID-DNA tag for management purposes has progressed to the field-testing stage, and anticipation was building for the first RFID drone test flight to launch sometime near the end of April.

The UHF-DNA tag project got underway in 2015 and some of the resulting tags designed and manufactured by lead researcher Sherry Yang and her team were applied to heifers at CL Ranches west of the city. The remainder will be tested at other ranches over the next year and a half.

When a UHF-DNA tag is applied, a small punch of ear tissue is taken to match an animal’s DNA to its RFID number.

The tag is made from a basic thermal polyurethane material that has been treated with chemicals to make it more flexible and durable when exposed to cold and ultraviolet light.

Glen Kathler, the applied research chair in RFID application development, says there are upwards of 50 chemical combinations with differing properties to choose from, so part of this project’s mandate is to find out if they chose the right mix.

Their initial UHF tags designed in co-operation with the beef industry, resulted in two popsicle-stick models and one hoop along with a reader to capture the data. Cattle at co-operating ranches and feedlots were tagged with these initial products in 2011.

This project earned Kathler the 2015 Alberta Science and Technology Award for innovation in agriculture, but in practical terms, UHF tags still remain on the workbench when it comes to traceability.

“The popsicle-stick form factor still exists, but we are not the manufacturer of commercial tags,” explains Kathler. “If a manufacturer wanted to consider our design, that would be great.”

The reality is low-frequency (LF) RFID technology introduced about 35 years ago, remains the most mature and widely accepted solution for animal traceability across the globe.

No country to date has adopted UHF technology for traceability in beef cattle, although three styles of UHF tags have been approved for cattle and are being used for management purposes in the U.S.

“All of the large tag manufacturers have UHF tags ready to go to market once a global numbering system is approved so that they know how to program the tags at the factory,” Kathler adds.

Creating a numbering system for UHF-RFID tags is easier said than done. For one thing it must meet all international RFID requirements and be compatible with manufacturing processes for low frequency tags.

This work is already underway by a team of international experts set up under the International Standards Organization (ISO) that is looking into potential numbering schemes for ISO countries. Kathler, Guillaume Parenteau, CEO of Quebec high-tech firm PLURITAG, and Canadian Cattle Identification Agency tag and technology manager Paul Laronde are members.

In the meantime Kathler can see commercial opportunities for UHF tags in the cattle sector.

In feedlots, for example, every animal receives a new dangle tag at entry linked to its national RFID number in the feedlot’s database. If the dangle tag has a UHF transmitter, it would allow for automated reading of these animals at sorting and loading.

Range cattle carrying UHF tags could be scanned by drones passing overhead so you could track your herd in the most remote of locations. This is the essence of a three-year UHF-UAV (unmanned aerial vehicle) project that Kathler is working on in collaboration with Dr. John Church’s team at Thompson Rivers University in Kamloops, B.C., and Jeff Braisher of Kingsclere Ranch near Golden, B.C., where a UHF tag reader will take flight this spring thanks to an Idea-to-Innovation grant from the Natural Sciences and Engineering Research Council.

One of the advantages to UHF technology is that it can read up to 500 tags a second making it very adaptable to managing large groups of cattle whereas low-frequency tech operates off a magnetic field and is more suited to reading tags one at a time. Another plus is the small size of the wire antenna needed to pick up the signal, which allows for almost endless design possibilities for UHF transmitters.

Our RFID testing lab

SAIT’s RFID test lab is one of only three in the world accredited to perform official standardized electronic tests for RFID tags.

Revamping the lab’s equipment started in 2013 with a $475,000 grant from Alberta. By 2015 it was accredited by the International Standard Organization (ISO), and the International Committee for Animal Recording (ICAR) in 2016.

“At first we were focusing on the Canadian Food Inspection Agency (CFIA) framework requirements, but then decided to build an ISO/ICAR accredited lab so manufacturers would have a one-stop shop for Canadian testing,” says Bob Davies, the test lab’s quality manager and lead developer.

ICAR is the global registration authority for animal traceability equipment.

All livestock RFID tags must meet ICAR standards before the CFIA will approve them for traceability in Canada.

Once a tag passes the standard electronic tests for reading range, transmission frequency and accuracy, the durability and electronic performance of the tags are tested at -35 C as required by CFIA.

Full conformance testing of 50 transponders is required when manufacturers apply for a new ICAR registration on a tag, an integrated circuit or new technology. Limited testing is done when approved transponder coils and integrated circuits are added.

“The logical and most likely next step to expand our scope is testing transceivers that read the tags and also adding some mechanical testing capabilities like abrasion, shock, impact and accelerated ultraviolet aging to simulate degradation of the tag package under sunlight,” Davies says.

To maintain its ISO accreditation, the lab is audited every two years but the accuracy of its results are monitored continously by ICAR.

Davies now sits on an expert subcommittee that reviews ISO proposals for testing standards.

 

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