EPC電子標簽簡述
1.標簽分類
1.1 0 類標簽
包含EPCTM 和CRC,符合0 類標簽規(guī)格的只讀標簽,我們稱之為0 類標簽。
1.2 更高類的標簽
在EPCTM 設計體系中,高頻標簽中可以更好的解決安全問題以及隱私問題。因此,我們預期有更多功能的高頻標簽會被廣泛采用。
2. 多標簽識讀
2.1 圖解
下圖是一個可以同時讀取多個標簽的例子。假定標簽是被動的,也就是說,它是無源的。圖中,一個識讀器同時識讀(interrogate)一組標簽,識讀器包括一個發(fā)射部分,它向標簽傳送一個識讀信號,為標簽提供能量,以激活標簽。識讀器還包括一個接收部分,接收部分接收標簽回復的信號并且對此信號進行解碼。識讀器有一個控制器控制,控制器為外部設備提供解碼信號,并且管理識讀器與標簽之間的通訊過程。
2.2 標簽必須具有的功能
0 類標簽必須具有以下功能:
必須包含EPCTM、24 位自毀代碼以及CRC 代碼
可以被識讀器讀取
可以被重疊讀取
可以自毀
存儲器不可以由識讀器進行讀寫
2.3. 性能因素
UHF EPC 標簽的性能受以下幾個因素影響:
– 電磁兼容規(guī)范。該規(guī)范主要關于影響UHF 標簽的防沖突運算的選擇,以及相關標準的制定。
– 電磁領域的標準。各國電磁領域標準的不統(tǒng)一影響其廣泛應用。
– 標簽天線的尺寸。首要問題是需要考慮標簽的調諧(tuning)問題。標簽具有調諧能力,在一些環(huán)境下,這可能是有利的,但是在有些環(huán)境下,標簽的誤調諧可能會帶來問題。因此,我們需要盡可能的降低標簽能量,提高反向散射(backscatter)的性能。
– 接口的通信參數(shù)。識讀器以及標簽之間,要求采用采用合理的安全級別進行通信。
– 多重標簽的防止沖突法則。每秒識讀器可以識讀的標簽數(shù)目。當許多識讀器處在一個環(huán)境中時,這與一個二進制樹的掃描算法有關,該算法已經(jīng)從性能以及健壯性上進行了優(yōu)化。
考慮以上諸多問題,結合相關經(jīng)驗以及一些系統(tǒng)參量總結出標簽的設計規(guī)則。
2.4. 設計目標
設計需要滿足的目標如下:
– 該設計必須符合低價位標簽。
– 整合標簽版本號,域名管理者部分以及對象分類部分,滿足多重讀取。
– 設計要求識讀器有較高的讀寫速度。
– 設計要求識讀器有一個合理的識讀范圍
– 設計必須對臨近識讀器有一定的抗干擾能力
2.5 方法
該規(guī)范描述了一個應用“識讀器先發(fā)言”策略的防止沖突掃描算法。在識讀器發(fā)出識讀命令之前,標簽不會自動發(fā)射信息。防治沖突(Collision-free)意味著當多個標簽同時應答同一個識讀器的命令時,不會發(fā)生信息丟失的情況。該草案包含一套防沖突機制。
識讀器采用調幅載波向標簽傳遞信息,而標簽采用被動的、反向散射(backscatter)的方法來產(chǎn)生范圍更廣的次載波信號。
一個識讀器讀取若干標簽的情形可以描述為一個二進制樹。如下圖所示,從樹根(不把樹根視為樹的一部分)向下,樹的枝葉向下延伸出很多節(jié)點。自樹根向下掃描全部樹葉就可以完全定義一個EPCTM,從而得到一個單品。
如圖所示,我們把EPCTM 的MSB 放置在靠近根節(jié)點的位置。LSB 默認位于樹的葉子節(jié)點處。
如圖所示,單品的EPCTM 碼決定樹上的一條唯一路徑。
在一些樹上,樹通過包含CRC 可以向底層擴展。不過在一些情況下是到產(chǎn)品的擴展,該擴展路徑不會包括在其它任何分支中。
2.6 使用標簽識別代碼
典型的自動識別方法使用唯一的低熵的識別代碼EPCTM,有許多不利條件,存在許多潛在的不利條件,比如缺少效率和安全性。假定使用該種物理RF 來傳輸數(shù)據(jù),識讀器最多同時讀取幾千個標簽。這幾千個標簽可以唯一表示為12 位數(shù)字,所以當要求傳輸全部標志符的時候,這種方式是底效率的。一個小的高熵代替EPCTM 編碼。標簽中的數(shù)據(jù)編碼加快標簽與識讀器的交流。
2.7 安全傳輸機制
因為采用高頻傳輸,所以通信渠道很容易被監(jiān)聽。
采用ID0 以及ID1 的方式,僅僅包含通信數(shù)據(jù),不包含任何應用數(shù)據(jù),這樣可以防止通信過程中,應用數(shù)據(jù)被偵聽。標簽向識讀器傳輸數(shù)據(jù)的能量非常低,因此不容以被偵聽。
2.8 射頻標簽抗環(huán)境嘈雜的能力有許多因素影響射頻標簽抗環(huán)境嘈雜的能力。
較早以及快速的數(shù)據(jù)傳輸錯誤的探測,可以縮短回復以及再傳輸?shù)臅r間。為了簡化識讀器的設計,該協(xié)議不對識讀器噪聲方面的設計過分要求。
3. 解讀器與標簽之間的通訊
3.1 工作頻率
標簽接收射頻激勵能量,并根據(jù)識讀器所產(chǎn)生的UHF (860MHz – 930MHz)電磁場的指令規(guī)范了它的行為。
3.2 跳頻
在大多數(shù)管轄區(qū)域中人們都希望可以發(fā)生載波跳頻,但沒有人認為標簽在一次跳頻發(fā)生后會繼續(xù)保持能量。如果標簽在經(jīng)歷一次跳頻后仍可保持能量,它將保留是否已被讀取的記錄。如果標簽在跳頻之后沒有能量,那么它并不一定要保留它是否已被讀取的記錄。通過一種復雜的結構來進行無源存儲的產(chǎn)品會比那些沒有內存的產(chǎn)品有優(yōu)勢,但也僅是發(fā)生在那些跳頻后對那些會出現(xiàn)臨時性標簽能量損失的應用程序中。這種方式缺點也很明顯:當調整到一個新頻率并重新與那些標簽進行握手通訊時,它會暫時性的沒有能量并且先前的頻段已經(jīng)處于通訊狀態(tài)。
許多管制要求不同的識讀器之間的跳頻在跳頻的方式和跳頻的時間這兩方面不同步。盡管存在這些限制,識讀器可以通過外部控制和同步周期來關機,這樣就看起來很合理。
3.3 直接序列展頻
管制允許寬帶直接擴展技術,識讀器和標簽可以理由這種交替展頻技術。寬帶直接擴展技術因為有多路徑的零幾乎可以杜絕標簽能量損失問題的出現(xiàn)。這些識讀器不必跳頻,因此杜絕了由移頻所帶來的臨時性標簽能量損失問題。這些臨時性能量損失問題會一直存在于那些標簽在空間移動時,但由實施展頻將射頻能量均勻地散發(fā)空間中所帶來的效果會大大的降低。