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淺談RFID的基本原理

    我們都知道RFID在各個行業中被廣泛的應用,科技改變生活,RFID的使用給生活帶來很多的便利,能省更多的時間,提高工作效率,那么什么是RFID通訊協議呢?下面奧泰格為大家分享:

    RFID通訊協議是指RFID讀寫器和電子標簽之間通訊交流時必須遵循的規則,包括哪方首先發起通訊請求,一方如何問,另一方如何答;先交流什么,后交流什么等等。

    至于哪方首先發起通訊,很明顯只有兩種,RFID讀寫器先發請求和RFID電子標簽先發請求。前一種叫ReaderTalkFirst,簡稱為RTF;后一種叫TagTalkFirst,簡稱為TTF。

    我們知道,RFID電子標簽從RFID讀寫器產生的射頻場獲取工作時需要的能量,通常認為應該是RFID讀寫器主動,電子標簽被動才對。所以功能稍復雜的RFID電子標簽都是采用RTF模式,即RFID讀寫器發問,電子標簽回答。RFID讀寫器沒有命令,RFID電子標簽是不能主動說話的。但是有些RFID電子標簽功能單一,每次與RFID讀寫器的交流中只需要回答一個同樣的問題。對于這種RFID電子標簽,如果再讓RFID讀寫器每次先提問已經沒有什么意義了,還不如每次與RFID讀寫器交流直接讓RFID電子標簽先說那永遠不會變的一句話了,于是就有了TTF模式。TTF模式的RFID電子標簽一般都是我們常說的ID卡,ID卡每次說的相同的一句話都是一個自身的編號(即全球唯一ID號),RFID讀寫器識別這個編號來確定持卡者的身份。

    其次是交流的順序。對TTF電子標簽當然沒什么順序可言了,一進入射頻場RFID電子標簽就自說自話,讀寫器識別ID號。但對RTF的RFID電子標簽一般有嚴格的順序:

    第一步是RFID讀寫器發出查詢請求,如果射頻場中有RFID讀寫器支持的RFID電子標簽,電子標簽即回送一個應答,告訴RFID讀寫器自己是什么類型的電子標簽。

    然后讀寫發出命令選中RFID電子標簽,如果射頻場中有多張RFID電子標簽,通常還要進行防沖突循環以便選出唯一張電子標簽進行操作。

    第三步是進行相互認證,一方面RFID讀寫器要認證RFID電子標簽是否是合法的,另一方RFID電子標簽也要認證RFID讀寫器是否是合法的。

    如果認證通過,就可以進行正常的讀寫數據操作了。

    自然,這些步驟并不都是必須的,還有些簡單的RFID電子標簽,要求操作前用戶直接把電子標簽放到RFID讀寫器上,RFID讀寫器直接對其進行讀寫操作,前面的三步都省了;有些RFID電子標簽沒有密碼,自然也就不需要相互認證了;有些RFID電子標簽并不支持防沖突,同時有多張RFID電子標簽時就無法操作;還有些RFID電子標簽將呼叫和防沖突用一個步驟代替。所以對于具體的RFID電子標簽,要仔細閱讀其說明書,進行具體的分析。

    還有一類RFID電子標簽既可以工作在TTF模式又可以工作在RTF模式。兩種模式之間的切換一般有兩種方式:一種是電子標簽剛進入射頻場上電復位后會等待一個固定時間,在這段時間內如果有RFID讀寫器的命令,則工作在RTF模式,如果沒有收到命令則進入TTF模式。另一種是RFID電子標簽上電后主動在RTF與TTF之間不停的切換,在TTF模式下發送完一個識別號后,立即進入RTF模式等待RFID讀寫器的命令,如果有命令則執行命令,沒有命令則退出RTF模式返回TTF模式繼續發送識別號,之后進行下一次的循環切換。

    還有一個全雙工(FullDuplex,FDX)和半雙工(HalfDuplex,HDX)的概念。在有線通訊中,我們知道全雙工就是通訊雙方可以同時雙向通訊,半雙工就是雖能雙向通訊,但某一時刻只能有一個方向通訊。一般來說當然是全雙工好,如果技術上能實現全雙工,當然最好不用半雙工;成本上全雙工貴,半雙工便宜。但在射頻識別技術中FDX和HDX并不是這個意思。在ISO11785中對FDX和HDX的定義如下:

    FDX:電子標簽和RFID讀寫器在RFID讀寫器產生的磁場沒有消失的情況下進行通訊。

    HDX:電子標簽和RFID讀寫器在RFID讀寫器產生的磁場停止之后進行通訊。

    RFID技術中FDX的例子如Mifare系列RFID電子標簽,HDX的例子如TI公司的134.2KHz電子標簽,如RI-TRP-WR2B。目前的射頻卡FDX比較多,因為射頻卡無源,需要從RFID讀寫器的射頻場取電,射頻場不消失,RFID電子標簽可以源源不斷的取電,對RFID電子標簽內部的儲能電路要求不高。缺點是RFID電子標簽回送數據時因為自己不能產生射頻場,只能被動發送,所以一般采取負載調制的方法回送數據。HDX在RFID讀寫器的射頻場停止后回送數據,RFID讀寫器對RFID電子標簽數據的識別解調容易。缺點是對RFID電子標簽的儲能電路要求較高,而且回送數據量有限。成本上HDX也未必比FDX便宜。

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