Mida te UHF RFID-siltidest ei tea

UHF RFID-rakenduste populaarsuse kasvades tekib projektirakendustes üha rohkem probleeme, mille hulgas on enim probleeme RFID-elektrooniliste siltidega. Usun, et UHF RFID-siltide terve mõistuse mõistmine aitab teil mõista, kuidas saavutada projekti tegelikus rakenduses parim kasutusefekt.

Vaatame funktsioone, mis peaksid olema siltidel ja lugejatel (lugeritel), mis vastavad EPC Class1 Gen2 (lühidalt G2) protokolli V109 versioonile:

A. Millised on sildi olekud?

Pärast pideva laine (CW) kiirguse saamist ja sisselülitamist (Power-up) võib silt olla ühes seitsmest olekust: Valmis (ettevalmistus), Vahekohtunik (arbitrate), Vasta (reageerimiskäsk), Kinnitatud (kviitung), Avatud (avalik), Turvatud (kaitse) või Tühja (inaktiveeritud).

1. Lugemis-kirjutamisolek on olek, milles inaktiveerimata silt on sisse lülitatud ja valmis käskudele vastama.

2. Vahekohtuniku olekus ootab see peamiselt vastust käskudele, näiteks Päring (Query).

3. Pärast Päringule vastamist minge Vastuse olekusse ja vastake seejärel ACK-käsule, et saata tagasi EPC-number.

4. Pärast EPC-numbri tagasisaatmist minge kinnitatud olekusse ja vastake seejärel käsule Req_RN.

5. Avatud olekusse, kus teostatakse lugemis- ja kirjutamistoiminguid, saab minna ainult siis, kui juurdepääsuparool ei ole 0.

6. Turvatud olekusse on võimalik minna ainult siis, kui juurdepääsuparool on teada, ning teostada selliseid toiminguid nagu lugemine, kirjutamine ja lukustamine.

7. Surnud olekusse sisenevad sildid jäävad samasse olekusse ega genereeri kunagi moduleeritud signaali raadiosagedusvälja aktiveerimiseks, seega on need jäädavalt ebaefektiivsed. Deaktiveeritud silt peaks säilitama surnud oleku kõigis keskkondades ja minema inaktiveeritud olekusse sisselülitamisel ning inaktiveerimistoiming on pöördumatu.

Seega nõuab sildi teatud olekusse viimine üldiselt õiges järjekorras olevate lubatud käskude komplekti ning iga käsk saab kehtida ainult siis, kui silt on õiges olekus ja silt läheb pärast käsule vastamist ka teistesse olekutesse.

B. Millisteks aladeks on sildi mälu jagatud?

Sildi mälu on jagatud neljaks sõltumatuks salvestusplokiks: reserveeritud (reserveeritud), EPC (elektrooniline tootekood), TID (sildi identifitseerimisnumber) ja kasutaja (kasutaja).

Reserveeritud ala: salvestab Kill Password (deaktiveerimisparool) ja Access Password (juurdepääsuparool).

EPC ala: salvestab EPC numbri jne.

TID ala: salvestab sildi identifitseerimisnumbri, iga TID number peaks olema unikaalne.

Kasutajaala: salvesta kasutaja määratletud andmeid.

C. Mis tüüpi käske on olemas?

Kasutusfunktsiooni järgi saab käske jagada kolme kategooriasse: silt Select (valik), Inventory (laos) ja Access (juurdepääs).

Käskude arhitektuuri ja skaleeritavuse osas saab käske jagada nelja kategooriasse: Mandatory (nõutav), Optional (valikuline), Proprietary (omandiõigusega kaitstud) ja Custom (kohandatud).

D. Mis on Select käsklused?

Valikukäsklusi on ainult üks: Select, mis on kohustuslik. Sildid on mitmesugused atribuudid. Kasutaja seatud standardite ja poliitikate põhjal saab käsu Select abil atribuute ja märke muuta, mis võimaldab kunstlikult valida või piiritleda konkreetse sildirühma ning teostada ainult nende peal inventuuri tuvastamise või juurdepääsu toiminguid. See on kasulik konfliktide ja korduva tuvastamise vähendamiseks ning tuvastamise kiirendamiseks.

E. Mis on inventuuri käsud?

Inventuuri käske on viis: Query, QueryAdjust, QueryRep, ACK, NAK.

1. Pärast seda, kui silt saab kehtiva päringukäsu, genereerib iga seatud kriteeriumidele vastav ja valitud silt juhusliku arvu (sarnaselt täringu veeretamisega) ja iga nulliga juhusliku arvuga silt genereerib kaja (saadab tagasi ajutise parooli RN16 – 16-bitise juhusliku arvu) ja läheb üle vastuse olekusse; Muudele tingimustele vastavad sildid muudavad mõningaid atribuute ja märke, väljudes seeläbi ülaltoodud sildirühmast, mis on kasulik korduva tuvastamise vähendamiseks. 2. Pärast kehtiva QueryAdjust-käsu saamist genereerib iga silt uue juhusliku arvu (nagu täringute uuesti veeretamine) ja teine on sama, mis Queryl. 3. Pärast kehtiva QueryRep-käsu saamist lahutab see sildirühma iga sildi algsest juhuslikust arvust ainult ühe ja ülejäänud on samad, mis Queryl. 4. Ainult lihtsustatud sildid saavad vastu võtta kehtivaid ACK-käske (kasutage ülaltoodud RN16-d või käsitsege Handl-i).e--16-bitine juhuslik number, mis ajutiselt tähistab sildi identiteeti. See on turvamehhanism!), pärast selle vastuvõtmist saata see tagasi EPC-ala sisu?? EPC-protokolli kõige põhilisem funktsioon.

5. Pärast kehtiva NAK-käsu vastuvõtmist lülitub silt arbitraažiolekusse, välja arvatud olekud Valmis ja Tapetud.

F. Mis on juurdepääsukäsud?

Juurdepääsukäske on kaheksa, millest viis on kohustuslikud: Req_RN, Read, Write, Kill ja Lock. Valikuid on kolm: Access, BlockWrite, BlockErase.

1. Pärast seda, kui silt saab kehtiva Req_RN (RN16 või käepidemega) käsu, saadab see tagasi käepideme või uue RN16, olenevalt olekust.

2. Pärast seda, kui silt saab kehtiva Read (käepidemega) käsu, saadab see tagasi veatüübi koodi või vajaliku ploki sisu ja käepideme.

3. Pärast kehtiva Write (RN16 ja käepidemega) käsu saamist saadab silt tagasi veatüübi koodi või käepideme, kui kirjutamine õnnestub.

4. Pärast seda, kui silt saab kehtiva Kill (Kill parooliga, RN16 ja käepidemega) käsu, saadab see tagasi veatüübi koodi või kui kill õnnestub, käepideme.

5. Pärast kehtiva lukustuskäsu (käepidemega) saamist saadab silt tagasi vea tüübi koodi või käepideme, kui lukustamine õnnestub.

6. Pärast kehtiva juurdepääsukäsu (juurdepääsuparooli, RN16 ja käepidemega) saamist saadab see käepideme tagasi.

7. Pärast kehtiva plokikirjutuskäsu (käepidemega) saamist saadab see tagasi vea tüübi koodi või käepideme, kui ploki kirjutamine õnnestub.

8. Pärast kehtiva plokikustutuskäsu (käepidemega) saamist saadab see tagasi vea tüübi koodi või kui ploki kustutamine õnnestub, saadab see käepideme tagasi.

G. Millised on kohustuslikud käsud?

G2 protokollile vastavates UHF-siltides ja UHF-lugerites on üksteist vajalikku käsku, mida tuleks toetada: Select (valimine), Query (päring), QueryAdjust (päringu kohandamine), QueryRep (päringu kordamine), ACK (EPC vastus), NAK (otsuse tegemine), Req_RN (juhusliku arvu päring), Read (lugemine), Write (kirjutamine), Kill (inaktiveerimine), Lock (lukustamine).

H. Millised on valikulised käsud?

G2 protokollile vastavates UHF-siltides ja UHF-lugerites on kolm valikulist käsku: Access (juurdepääs), BlockWrite (ploki kirjutamine) ja BlockErase (ploki kustutamine).

I. Milline on patenteeritud käsk?

Omandiõigusega käske kasutatakse üldiselt tootmisotstarbel, näiteks etiketi sisemiseks testimiseks jne, ja sellised käsud peaksid pärast etiketi tehasest lahkumist olema jäädavalt kehtetud.

J. Mis on kohandatud käsud?

See võib olla tootja määratletud ja kasutajatele avatud käsk. Näiteks Philips pakub käske nagu BlockLock (blokeerimislukk), ChangeEAS (EAS-i oleku muutmine), EASAlarm (EAS-i alarm) ja muid käske (EAS on elektroonilise artiklijärelevalve lühend).

Millist mehhanismi kasutavad K ja G2 konfliktide vastu võitlemiseks? Mis on nn kokkupõrked ja kuidas konfliktidele vastu seista?

Kui mitu juhusliku nullarvuga silti saadavad tagasi erinevaid RN16-sid, siis on neil vastuvõtuantennil erinevad RN16 lainekujud, mis on nn kokkupõrked (kokkupõrked), mistõttu neid ei saa õigesti dekodeerida. Lainekujude superpositsiooni ja deformatsiooni vältimiseks on mitmesuguseid kokkupõrkevastaseid mehhanisme, näiteks püüdes (ajajaotusega) panna teatud ajahetkel "rääkima" ainult üks silt ja seejärel lihtsustada seda, et tuvastada ja lugeda iga silti mitme sildi hulgast.

Ülaltoodud valiku-, inventuuri- ja juurdepääsukäsklused peegeldavad G2 kokkupõrkevastast mehhanismi: RN16-le saab tagasi saata ainult juhusliku nullarvuga silte. Saatke käsk või kombinatsioon Q-eesliitega valitud siltide rühmale uuesti, kuni see saab õigesti dekodeerida.

L. Käsklused, näiteks Access G2-s, on valikulised. Mis siis, kui silt või UHF-lugeja ei toeta valikulisi käske?

Kui käsku BlockWrite või BlockErase ei toetata, saab selle mitu korda asendada käsuga Write (kirjutada 16-bitine korraga), kuna kustutamist võib pidada kirjutamiseks 0 ja endised plokikirjutamise ja plokikustutamise plokid on mitu korda 16-bitised, muud kasutustingimused on sarnased.

Kui käsku Access ei toetata, saab süsteem minna turvatud olekusse ainult siis, kui juurdepääsuparool on 0 ja saab kasutada käsku Lock. Ligipääsuparooli saab muuta avatud või turvatud olekus ja seejärel kasutada käsku Lock juurdepääsuparooli lukustamiseks või jäädavaks lukustamiseks.rd (pwd-read/write bitt on 1, permalock bitt on 0 või 1, vt lisatud tabelit), siis silt enam ei tööta. Te ei saa enam siseneda turvalisse olekusse ja te ei saa enam kasutada Lock käsku ühegi lukustatud oleku muutmiseks.

Ainult siis, kui Access käsk on toetatud, on võimalik vastava käsuga vabalt siseneda igasugustesse olekutesse. Välja arvatud juhul, kui silt on püsivalt lukustatud või püsivalt lukustamata ja keeldub teatud käskude täitmisest ning on Killed olekus, saab tõhusalt täita ka mitmesuguseid käske.

G2 protokollis sätestatud Access käsk on valikuline, kuid kui Access käsk saab tulevikus vajalikuks osutuda või kui tootja toetab Access käsku nii G2 siltide kui ka lugejate jaoks, on juhtimine ja kasutamine põhjalikum ja paindlikum.

M. Milline on Kill käskluse mõju G2 protokollis? Kas inaktiveeritud silte saab uuesti kasutada?

Käsklus Kill on seatud G2 protokollis ja seda juhitakse 32-bitise parooliga. Pärast käskluse Kill efektiivset kasutamist ei genereeri silt enam kunagi modulatsioonisignaali raadiosagedusvälja aktiveerimiseks, mis muudab selle jäädavalt kehtetuks. Kuid algsed andmed võivad RFID-siltides siiski olla ja kui neid pole võimatu lugeda, kaaluge käskluse Kill tähenduse parandamist – andmete kustutamist sellega.

Lisaks arvestatakse G2 sildi kasutamise kulude või muude põhjuste tõttu teatud aja jooksul asjaoluga, et silti saab taaskasutada ja taaskasutada (näiteks kui kasutaja soovib kasutada sildistatud kaubaalust või kasti, vastab EPC-number pärast sisu asendamist, kasutaja peab ala sisu ümber kirjutama; sildi asendamine või uuesti paigaldamine on ebamugav ja kulukas), seega on vajalik käsklus, mida saab ümber kirjutada isegi siis, kui sildi sisu on jäädavalt lukustatud. Erinevate lukustusolekute mõju tõttu ei pruugi ainult Write, BlockWrite või BlockErase käsk olla võimeline EPC-numbrit, kasutaja sisu või parooli ümber kirjutama (näiteks sildi EPC-number on lukus ja seda ei saa ümber kirjutada või see pole lukus, kuid sildi juurdepääsuparool on unustatud ja EPC-numbrit ei saa ümber kirjutada). Praegu on vaja lihtsat ja selget Kustutuskäsku – välja arvatud TID-ala ja selle lukustusoleku bitt (TID-d ei saa pärast sildi tehasest lahkumist ümber kirjutada), muud EPC-numbrid, reserveeritud ala, kasutaja ala sisu ja muud lukustusoleku bitid, isegi need, mis on püsivalt lukustatud, kustutatakse ümberkirjutamiseks. Võrdluseks on täiustatud Kill-käsu ja lisatud Kustutuskäsu funktsioonid põhimõtteliselt samad (sh tuleks kasutada Kill-parooli), ainus erinevus on see, et endine Kill-käsk ei genereeri modulatsioonisignaale, mida saab samuti ühiselt omistada Kill-käsu poolt kantavale parameetrile RFU. Vaatleme erinevaid väärtusi.

N. Kas sildi identifitseerimisnumber (TID) peaks olema unikaalne? Kuidas see saavutati?

Sildi identifitseerimisnumber TID on siltide identiteedi eristamise märk. Ohutuse ja võltsimisvastase võitluse seisukohast peaks silt olema unikaalne; eelnevast lähtuvalt on sildi neljal salvestusplokil oma kasutusalad ja mõnda neist saab pärast tehasest lahkumist igal ajal ümber kirjutada ning TID saab selle rolli täita, seega peaks sildi TID olema unikaalne.

Kuna TID on unikaalne, siis kuigi sildil olevat EPC-koodi saab kopeerida teisele sildile, saab seda eristada ka sildil oleva TID abil, et allikas selgeks teha. Selline arhitektuur ja meetod on lihtne ja teostatav, kuid unikaalsuse tagamiseks tuleks tähelepanu pöörata loogilisele ahelale.

Seetõttu peaks tootja enne tehasest lahkumist TID-i jäädavalt lukustama käsuga Lock või muul viisil; tootja või asjaomased organisatsioonid peaksid tagama, et iga G2-kiibi sobiva pikkusega TID on unikaalne ja teist TID-d ei teki mingil juhul. Sama TID puhul, isegi kui G2-silt on tapetud olekus ja seda ei aktiveerita taaskasutamiseks, ei ilmu selle TID (ikka selles sildis) teises G2-sildis.