導(dǎo)讀:所有使用RFID產(chǎn)品的企業(yè)都關(guān)心產(chǎn)品防碰撞性能,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中,防沖撞的功能是必不可少的,也是RFID在物流領(lǐng)域中取代條碼的優(yōu)勢(shì)所在。例如,在超市中,商品是裝在購(gòu)物車?yán)锩孢M(jìn)行一次性計(jì)價(jià)的。為了實(shí)現(xiàn)這種計(jì)價(jià)方式,防沖撞功能必須完備。健永科技作為RFID產(chǎn)品供應(yīng)商,現(xiàn)在給大家講一下RFID防碰撞技術(shù)。
防碰撞技術(shù)是RFID系統(tǒng)應(yīng)用中最需要解決的問題,與其他自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相比,RFID讀寫器的一個(gè)重要的特點(diǎn)就是可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽,如果沒有防沖撞的功能,RFID系統(tǒng)只能讀寫一個(gè)標(biāo)簽,如果有兩個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)處于可讀取的范圍內(nèi)就會(huì)導(dǎo)致讀取的錯(cuò)誤。
具有防碰撞功能的RFID系統(tǒng),實(shí)際上并非同時(shí)讀取所有標(biāo)簽的內(nèi)容,而是先要確定檢索條件,再進(jìn)行標(biāo)簽讀取,例如,13.56MHz頻帶的RFID系統(tǒng)里應(yīng)用的ALOHA方式的防碰撞功能的工作步驟如下。
① 首先,閱讀器指定RFID標(biāo)簽特定內(nèi)存的字節(jié)(1~4位左右)為標(biāo)簽讀取的臨時(shí)“編號(hào)”,例如用兩個(gè)字節(jié)的“編號(hào)”可以分別為“00、01、10、11”。
② 閱讀器對(duì)不同“編號(hào)”的標(biāo)簽分配不同的響應(yīng)時(shí)點(diǎn),將標(biāo)簽的響應(yīng)時(shí)點(diǎn)離散化,分別在不同的時(shí)點(diǎn)逐一讀取不同標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。
③ 只有在某個(gè)時(shí)點(diǎn)上響應(yīng)讀寫器的RFID標(biāo)簽僅有一個(gè)的情況下,讀寫器才能得到這個(gè)標(biāo)簽的正確數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀取之后,讀寫器立即發(fā)送一個(gè)睡眠指令(Sleep/Mute),令該標(biāo)簽在一定的時(shí)間內(nèi)休眠,以避免重復(fù)讀取。
④ 如果在某一時(shí)點(diǎn)上同時(shí)有幾個(gè)電子標(biāo)簽響應(yīng)讀寫器,即判別為“沖突”。此時(shí),啟動(dòng)內(nèi)存的另外兩位字節(jié)所記錄的“編號(hào)”,重復(fù)以上從②開始的處理。
⑤ 待所有的RFID標(biāo)簽都完成識(shí)讀之后,閱讀器向它們發(fā)出喚醒指令(Wake up),從而完成了對(duì)所有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀取。
RFID防碰撞有多種方法可以解決,比如:頻分多路(FDMA)法,空分多路(SDMA)法,時(shí)分多路(TDMA)法,碼分多路(CDMA)法,我們選擇使用最多的是時(shí)分多路(TDMA)法,即把整個(gè)可供使用的通道容量按時(shí)間分配給多個(gè)用戶的技術(shù)。它在數(shù)字移動(dòng)無線電系統(tǒng)的范圍內(nèi)廣泛使用,相比其他種類的防碰撞算法,TDMA在通信形式、功耗、系統(tǒng)復(fù)雜性及成本等多個(gè)方面有著優(yōu)勢(shì),因此使用TDMA來實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別系統(tǒng)防碰撞技術(shù)也是實(shí)際應(yīng)用中最為普遍的方式。
TDMA法通常被分為兩大類:閱讀器控制防碰撞法和標(biāo)簽控制防碰撞法。閱讀器控制防碰撞法是以閱讀器為主動(dòng)控制器,進(jìn)入射頻場(chǎng)的所有標(biāo)簽同時(shí)由閱讀器進(jìn)行控制和檢查。閱讀器依據(jù)標(biāo)簽的ID(Idetification Number)首先向標(biāo)簽發(fā)射不同的詢問信號(hào)或指令,閱讀器依據(jù)選舉方法或二進(jìn)制樹尋找方法,在同一時(shí)間內(nèi)總是建立起一個(gè)通信關(guān)系,并且可以快速地按時(shí)間順序操作標(biāo)簽。閱讀器使用選擇、遍詢、訪問三個(gè)基本操作來管理標(biāo)簽群體。
①選擇(Select)
用于選定多個(gè)標(biāo)簽,從而進(jìn)行遍詢和訪問的操作。Select指令可連續(xù)使用,基于用戶指定的條件來選擇特定的多個(gè)標(biāo)簽。這個(gè)操作與在數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇多條記錄很相似。
②遍詢(Inventory)
用于識(shí)別標(biāo)簽的操作。讀寫器通過發(fā)送一個(gè)Query(查詢)指令來對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行遍詢。會(huì)有一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽答復(fù)。讀寫器會(huì)在要求某一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送EPC和CRC(Cyclic Redundancy Check/Code,循環(huán)冗余校驗(yàn)碼)之前探測(cè)此標(biāo)簽是否正在答復(fù)。遍詢(Inventory)操作由多條指令共同組成。
③訪問(Access)
與某個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行通信的操作(讀取和寫入)。這個(gè)單獨(dú)的標(biāo)簽必須在訪問操作之前就被識(shí)別出來。訪問(Access)操作采用確保R=>T(Reader-to-Tag)鏈路安全的隨機(jī)數(shù)加密算法,由多條指令組成。常用的標(biāo)簽防碰撞機(jī)制主要有ALOHA法和二進(jìn)制搜索算法等,ALOHA算法實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單,在一個(gè)周期性的循環(huán)內(nèi)把數(shù)據(jù)發(fā)送出去即可,二進(jìn)制搜索算法的必要前提是能夠辨認(rèn)出數(shù)據(jù)碰撞中比特的準(zhǔn)確位置。
在這種具有防碰撞功能的RFID系統(tǒng)中,為了只讀一個(gè)標(biāo)簽,讀寫器需要反復(fù)對(duì)標(biāo)簽“編號(hào)”進(jìn)行檢索,幾經(jīng)周折方可正確讀取。所以,一次性讀取多個(gè)標(biāo)簽,需要花費(fèi)比單一讀取更多的時(shí)間,一次性讀取的標(biāo)簽數(shù)目越多,完成全部讀取所需時(shí)間就越長(zhǎng)。
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