RFID數據的完整性

RFID中的校驗和數據傳輸

(1)奇偶校驗
對出錯概率進行統計,發現70%-80%的錯誤是1位錯誤。在實際應用中,多采用奇校驗,因爲奇校驗碼實現簡單。
(2)CRC循環冗餘檢驗
原來用在磁盤中

RFID數據傳輸的防碰撞問題

產生原因:讀寫器和標籤通過無線空間信道進行通信,當多個讀寫器或多個標籤同時向信道發送信號時,信號將在無線信道中相互干擾,產生碰撞問題。
(1)標籤碰撞
當讀寫器發送識別指令之後,在讀寫器工作範圍內的多個標籤同時應答讀寫器,而讀寫器只有一個信道,導致讀寫器接收到的標籤數據發生混疊。
頻分多址(FDMA)
時分多址(TDMA)
碼分多址(CDMA)
空分多址接入(SDMA)標籤增加多個天線
(2)讀寫器碰撞
RFID讀寫器覆蓋區域重疊導致的讀寫器碰撞問題。常是讀寫器頻率一致導致的,故該干擾又稱爲頻率干擾。
注:若對讀寫器覆蓋區域留一定的空隙來避免覆蓋區域重疊問題。則會導致產生空洞。

ALOHA

純ALOHA

只適用於只讀系統,且是一種標籤先講(TTF)的方式,即在閱讀器讀取範圍內的標籤自動地將自身ID隨機發送閱讀器,然後等待響應。
注:一般用在實時性要求不高的場合和只讀標籤
性能分析
1.吞吐率(S)
在發送時間(T)內發送成功的平均幀數爲0<S<1
S=1的時候,信道利用率100%
2.運載負載(G)
一個幀時間內所有標籤總共發送的平均值。
顯然G≧S
當G=S 沒有衝突(幀都發送成功)
當G>S 有衝突(發送的幀大於發送成功的幀)
當G>1的時候,衝突比較頻繁(單位時間發送成功的幀最多是1)
S=G×P₀
衝突危險期:越長,發生碰撞概率越高,吞吐量越低


時隙ALOHA

把時間分成時隙(發送一個數據幀所需要的時間)。
發送幀必須在時隙的起點,所以衝突只發生在起點。這時的衝突危險期只有一個時隙。
在這裏插入圖片描述

動態時隙ALOHA(目前RFID標準中實際採用的ALOHA算法)

時隙ALOHA中幀長爲固定值,當剩餘標籤越來越少以後,空閒的時隙必然增多,嚴重降低系統的識別效率。
動態時隙ALOHA算法根據實際系統中接入RFID標籤的個數動態調整系統的時隙大小
在這裏插入圖片描述

二進制搜索算法

一種樹型搜索算法。
將算法執行過程中,讀寫器要多次發送命令給電子標籤,每次命令都把標籤分成兩組0和1,多次分組後最終得到一個唯一的標籤
例:標籤1 ID號:10110010
標籤2 ID號:10100011
標籤3 ID號:10110011
標籤4 ID號:11100011
閱讀器發送 11111111,充電到一定數值,向標籤發送自己的ID號
第一次迭代,第二位發現碰撞,置爲0.
第二次發送 10111111,把第四個標籤排除了
第三次發送 10101111,把1、3排除
讀寫器對標籤2進行讀寫
(1)實現二進制搜索算法的必要前提是能夠辨認出讀寫器中數據碰撞的準確位置。(NRZ碼不行,它不能區別連0和連1)
(2)能夠辨認出讀寫器發生數據碰撞的準確位置
(3)需要所有標籤準確的同步,這樣才能按位判讀碰撞的發生

ISO/IEC 14443標準中的防碰撞協議

TYPE A的防碰撞協議(二進制搜索)

幀有三種類型:短幀、標準幀和麪向比特的防碰撞幀
短幀 8B
標準幀 短幀做基本單元
面向比特防碰撞幀
(1)4B PCD到PICC
4B PICC 到PCD
(加校驗位)
(2)2B PCD到PICC
6B PICC 到PCD
(不加校驗位)
PICC的狀態
(1)Power-off(斷電) 沒有足夠的能量,沒有工作,也不能發送反射波
(2)Idle狀態 (休閒)已經上電,能夠解調信號,並能識別有效的REQA和WAKE-UP命令
(3)Ready狀態(就緒)接受到request命令後 實現位幀的防碰撞算法或其他可行的防碰撞算法
(4)Active狀態(激活)接受到select命令後 PCD通過防碰撞已經選出了單一的卡
(5)Halt狀態(停止)
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TYPE B的防碰撞協議(動態時隙ALOHA)

REQB/WUPB命令
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當AFI匹配且N=1,PICC應答REQB/WUPB命令
當AFI匹配但N不等於1時,PICC要選擇隨機時間片(在1-N之間)。若N=1,立即應答。若N>1等待SLOT-MARKER命令來匹配時間片
SLOT-MARKER命令(時隙選擇幀)
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預設N爲4
ATQB應答
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ATTRIB命令
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對ATTRIB的應答
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