深度分析RFID防沖突機制

    射頻識別（RFID，RadioFrequency Iden tiFication） 技術是一種新興的自動識別技術。它是利用無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信，以達到目標識別并交換數據的目的。可用來跟蹤和管理幾乎所有的物理對象，在 工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理、防偽及軍事等眾多領域都有廣泛的應用前景。按照工作頻段的不同，RFID系統還可以分為低頻（135kHz以 下）、高頻（13. 56MHz）、超高頻（ 860～960MHz） 和微波（ 2. 4GHz以上） 等幾類。目前大多數RFID系統為低頻和高頻系統，但超高頻（UHF） 頻段的RFID系統具有操作距離遠、通訊速度快、成本低、尺寸小等優點，更適合未來物流、供應鏈領域的應用，也為實現“物聯網”提供了可能。因此超高頻 RFID系統的發展是當前RFID系統發展的重點。本文介紹了符合ISO1800026標準的超高頻RFID電子標簽主要特點、結構、工作原理及讀寫方 法，提出了相應讀寫器的解決方案，重點闡述了讀寫器的硬件設計及軟件程序流程。實際應用結果表明該讀寫器具有以下特點：讀寫速度快（單個標簽 64bit/6ms）、識別率高，識別距離遠（≥4m）。

    RFID系統一般由讀寫器和標簽（或稱應答器、電子標簽、智能標簽） 及天線組成。

    當RFID閱讀器上電之后的IC有三種主要數字狀態：準備（READY，初始狀態） ；識別（ ID，標簽期望RFID讀寫器識別的狀態） ；數據交換（DATE EXCHANGE，標簽已被識別狀態）。

     首先，標簽進入讀寫器的射頻場，從無電狀態進入準備狀態。讀寫器通過“組選擇”和“取消選擇”命令來選擇工作范圍內處于準備狀態中所有或者部分的標簽，來 參與沖突判斷過程。為解決沖突判斷問題，標簽內部有兩個裝置：一個8bit的計數器；一個0或1的隨機數發生器。標簽進入ID狀態的同時把它的內部計數器 清“0”。它們中的一部分可以通過接345第3期張曉鵬，朱云龍等：超高頻射頻識別系統讀寫器設計收“取消”命令重新回到準備狀態，其它處在識別狀態的標 簽進入沖突判斷過程。被選中的標簽開始進行下面循環：

① 所有處于ID狀態并且內部計數器為0的標簽將發送它們的UID。

②如果多于一個的標簽發送，RFID讀寫器將發送失敗命令。

③ 所有收到失敗命令且內部計數器不等于0的標簽將其計數器加1。收到失敗命令且內部計數器等于0的標簽（剛剛發送過應答的標簽） 將產生一個“1”或“0”的隨機數，如果是“1”，它將自己的計數器加1；如果是“0”，就保持計數器為0并且再次發送它們的UID。

④如果有一個以上的標簽發送，將重復第2步操作；

⑤如果所有RFID標簽都隨機選擇了“1”，則讀寫器收不到任何應答，它將發送成功命令，所有應答器的計數器減1，然后計數器等于0的應答器開始發送，接著重復第2步操作；

⑥如果只有一個標簽發送并且它的UID被正確接收，讀寫器將發送包含UID的數據讀命令，標簽正確接收該條命令后將進入數據交換狀態，接著將發送它的數據。讀寫器將發送成功命令，使處于ID狀態的標簽的計數器減1；

⑦如果只有一個標簽的計數器等于1并且返回應答，則重復第5和第6步操作；如果有一個以上的標簽返回應答，則重復第2步操作；

⑧如果只有一個標簽返回應答，并且它的UID沒有被正確接收，讀寫器將發送一個重發命令。如果UID被正確接收，則重復第5步操作。如果UID被重復幾次的接收（這個次數可以基于系統所希望的錯誤處理標準來設定） ，就假定有一個以上的標簽在應答，重復第2步操作。