本文主要針對UHF RFID讀標簽數據和寫(xiě)標簽數據功能,進(jìn)行實(shí)現和總結。
在應用電子標簽進(jìn)行系統應用前,用戶(hù)需先詳細了解UHF電子標簽的功能、存貯結構以及操作命令。
1、EPC G2 UHF標準的接口參數
對于每間公司生產(chǎn)的符合EPC G2 UHF標準的電子標簽,其功能和性能均應符合EPC G2 UHF相關(guān)無(wú)線(xiàn)接口性能的標準。從用戶(hù)應用標簽的角度來(lái)說(shuō),我們不需要詳細了解該標準的各項參數以及讀寫(xiě)器與電子標簽之間的無(wú)線(xiàn)通信接口的協(xié)議。但對以下參數有一個(gè)大致的了解,對于用戶(hù)應用電子標簽會(huì )有較大的幫助。
以下為EPC G2 UHF物理接口概念以及其簡(jiǎn)要說(shuō)明,以幫助用戶(hù)對標準有一個(gè)了解。詳細說(shuō)明請參考EPC G2 UHF標準文本。
系統介紹
EPC系統是一個(gè)針對電子標簽應用的使用規范。一般系統包括有讀寫(xiě)器、電子標簽、天線(xiàn)以及上層應用接口程序等部份。每家廠(chǎng)商提供的產(chǎn)品應符合國家的相關(guān)標準,所提供的設備在性能上有不同,但功能會(huì )是相似的。
無(wú)線(xiàn)通信過(guò)程
讀寫(xiě)器向一個(gè)或一個(gè)以上的電子標簽發(fā)送訪(fǎng)問(wèn)命令信息,發(fā)送方式是采用無(wú)線(xiàn)通信的方式調制射頻載波信號。標簽通過(guò)相同的調制射頻載波接收功率。
讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)送未調制射頻載波和接收由電子標簽發(fā)射(反向散射)的信息來(lái)接收電子標簽中的數據。
工作頻率:920.125MHz—924.875MHz,20個(gè)頻道(國家標準)
865.7MHz—867.5MHz,4個(gè)頻道(歐洲標準)
902.75MHz—927.25MHz,50個(gè)頻道(美國標準)等
EPC G2 UHF的標準文本所規定的無(wú)線(xiàn)接口頻率為:860MHz—960MHz,但每個(gè)國家在確定自己的使用頻率范圍時(shí),會(huì )根據自己的情況選擇某段頻率作為自己的使用頻段。
我國目前暫訂的使用頻率為:920MHz—925MHz。
用戶(hù)在選用電子標簽和讀寫(xiě)器時(shí),應選用符合國家標準的電子標簽及讀寫(xiě)器。一般來(lái)說(shuō),電子標簽的頻率范圍較寬,而讀寫(xiě)器在出廠(chǎng)時(shí)會(huì )嚴格按照國家標準規定的頻率來(lái)限定。
頻道工作模式:跳頻擴頻模式
讀寫(xiě)器在有效的頻段范圍內,將該頻段分為20個(gè)或4個(gè)或50個(gè)頻段,在某個(gè)使用的時(shí)刻讀寫(xiě)器與電子標簽的通信只占用一個(gè)頻道進(jìn)行通信。為防止占用某個(gè)頻道時(shí)間過(guò)長(cháng)或該頻道被其他設備占用而產(chǎn)生的干擾,讀寫(xiě)器應用FHSS自動(dòng)跳頻技術(shù)動(dòng)態(tài)跳到下一個(gè)頻道。
用戶(hù)在使用讀寫(xiě)器時(shí),如發(fā)現某個(gè)頻道在某地已被其他的設備所占用或某個(gè)頻道上的信號干擾很大,可在讀寫(xiě)器系統參數設定中,先將該頻道屏蔽掉,這樣讀寫(xiě)器在自動(dòng)跳頻時(shí),會(huì )自動(dòng)跳過(guò)該頻道,以避免與其他設備的應用沖突。
發(fā)射功率:最大2W
讀寫(xiě)器的發(fā)射功率是一個(gè)很重要的參數。讀寫(xiě)器對電子標簽的操作距離主要會(huì )由該發(fā)射功率來(lái)確定,發(fā)射功率越大,則操作距離越遠。
我國的暫訂標準為2W,讀寫(xiě)器的發(fā)射功率可以通過(guò)系統參數的設置來(lái)進(jìn)行調整??煞譃閹准壔蜻B續可調,用戶(hù)需根據自己的應用調整該發(fā)射功率,使讀寫(xiě)器能在用戶(hù)設定的距離內完成對電子標簽的操作。對于滿(mǎn)足使用要求的,將發(fā)射功率調到較小,會(huì )較少能耗。
天線(xiàn):50Ohm,范圍為900—930 MHz
天線(xiàn)是讀寫(xiě)系統中非常重要的一部份,它對讀寫(xiě)器與電子標簽的操作距離有很大的影響。天線(xiàn)的性能越好,則操作距離可能會(huì )越遠,操作的穩定性會(huì )更好。
天天線(xiàn)的選擇參數包括:天線(xiàn)增益,駐波比及天線(xiàn)的方向性和天線(xiàn)尺寸。一般應選擇天線(xiàn)駐波比低的,應小于1.5。用戶(hù)在選用時(shí)需作較多的關(guān)注。
讀寫(xiě)器與天線(xiàn)的連接有二種情況,一種是讀寫(xiě)器與天線(xiàn)裝在一起,稱(chēng)為一體機,另一種是通過(guò)50Ohm的同軸電纜與天線(xiàn)相連,稱(chēng)為分體機。
一個(gè)讀寫(xiě)器可以同時(shí)連接多個(gè)天線(xiàn)或只有一個(gè)天線(xiàn),在使用這種含多個(gè)天線(xiàn)的讀寫(xiě)器時(shí),用戶(hù)需先設定天線(xiàn)的使用順序。密集讀寫(xiě)器環(huán)境(DRM)
在實(shí)際應用場(chǎng)合,可能會(huì )同時(shí)存在多個(gè)讀寫(xiě)器在一個(gè)空間范圍內同時(shí)運行,這種情況被稱(chēng)為密集讀寫(xiě)器環(huán)境,各個(gè)讀寫(xiě)器會(huì )占用各自的操作頻道對自己的某類(lèi)電子標簽自行操作。用戶(hù)在使用時(shí),需根據需要選用可在DRM環(huán)境下可靠運行的讀寫(xiě)器。
數據傳輸速率
讀寫(xiě)器與標簽之間交換數據,有高/低兩種傳輸速率。對于一般的廠(chǎng)商提供的標簽,我們都首先選擇高速數據傳輸速率。
2、電子標簽的存貯器結構
對于每個(gè)廠(chǎng)商生產(chǎn)的電子標簽,其存貯器的結構是相同的,但會(huì )存在貯存器容量大小的差別。
2.1 電子標簽存貯器
從邏輯上來(lái)說(shuō),一個(gè)電子標簽被分為四個(gè)存貯體,每個(gè)存儲體可以由一個(gè)或一個(gè)以上的存儲器字(2個(gè)字節)組成。其存貯邏輯圖為:
從以上結構圖中可以看到,一個(gè)電子標簽的存貯分為四個(gè)存貯體,分別是:
存貯體0:保留內存(Reserver)
存貯體1:EPC存貯器(EPC)
存貯體2:TID存貯器(TID)
存貯體3:用戶(hù)存貯器(User)
這四個(gè)存儲體的定義是:
a) 保留內存
保留內存為電子標簽存貯密碼(口令)的部分。包括滅活口令(Kill
Password)和訪(fǎng)問(wèn)口令(Access Password)。
滅活口令和訪(fǎng)問(wèn)口令都為4個(gè)字節。
其中:滅活口令的地址為00H—03H(以字節為單位);
訪(fǎng)問(wèn)口令的地址為04H—07H。
通常標簽的初始訪(fǎng)問(wèn)口令默認為:00 00 00 00,在寫(xiě)標簽時(shí)會(huì )需要這個(gè)口令。
你可以根據需要修改訪(fǎng)問(wèn)口令,如
將訪(fǎng)問(wèn)口令11 22 33 44改成00 00 33 44
b) EPC存儲區
EPC存儲區用于存貯電子標簽的EPC編號、PC(協(xié)議-控制字)以及本存貯塊數據的CRC—16校驗碼。
其中:CRC—16:存貯地址為00—01H,2個(gè)字節,CRC—16為本存貯體中存貯數據的CRC校驗碼。
PC:電子標簽的協(xié)議-控制字,存貯地址為02—03H,2個(gè)字節。
PC是指本電子標簽的控制信息,包括如下內容:
PC為2個(gè)字節,16位,其每位的定義為:
00—04位:電子標簽的EPC號的數據長(cháng)度
=000002:EPC為零個(gè)字,0位
=000012:EPC為一個(gè)字,16位
=000102:EPC為二個(gè)字,32位
…
=111112:EPC為31個(gè)字,496位
05—07位:RFU=000
08—0F位:=000000002
EPC編號:若干個(gè)字,由PC的值來(lái)指定。
EPC為本標簽的編碼。EPC存儲在以04H字節存儲地址開(kāi)始的EPC存儲存儲器內,MSB優(yōu)先。
每類(lèi)電子標簽(不同廠(chǎng)商或不同型號)的EPC號長(cháng)度可能會(huì )不同。
用戶(hù)通過(guò)讀該存貯器內容命令讀取EPC號。
在發(fā)行標簽時(shí),可通過(guò)改寫(xiě)EPC編號,使該值在系統中僅有,以標明每個(gè)商品的ID號。
一般地,EPC號為96位,12個(gè)字節。
修改EPC,用寫(xiě)標簽指令:
c) TID存儲器
該存貯器是指電子標簽的產(chǎn)品類(lèi)識別號,每個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商的TID號都會(huì )不同。標簽生產(chǎn)廠(chǎng)商會(huì )在該存貯區中存貯其自身的產(chǎn)品分類(lèi)數據及產(chǎn)品供應商的信息。
一般來(lái)說(shuō),TID存貯區的長(cháng)度為4個(gè)字,8個(gè)字節。但有些電子標簽的生產(chǎn)廠(chǎng)商提供的TID區會(huì )為2個(gè)字或5個(gè)字。
該TID值在標簽出廠(chǎng)時(shí),往往是有廠(chǎng)商寫(xiě)好,用戶(hù)無(wú)法再作修改。
用戶(hù)在使用時(shí),需根據自己的需要選用相關(guān)廠(chǎng)商的產(chǎn)品。
有12個(gè)字。
d) 用戶(hù)存儲器
該存貯區用于存貯用戶(hù)自定義的數據。用戶(hù)可以對該存貯區進(jìn)行讀、寫(xiě)操作。
該存貯器的長(cháng)度由各個(gè)電子標簽的生產(chǎn)廠(chǎng)商確定。每個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商提供的電子標簽,其用戶(hù)存貯區的容量會(huì )不同。
存貯容量大的電子標簽會(huì )貴一些。用戶(hù)應根據自身應用的需要,來(lái)選擇符合要求的電子標簽,以減低標簽的成本。
許多電子標簽為低成本的,可能會(huì )不包括該用戶(hù)存貯器。
可看出所用的標簽用戶(hù)存儲器容量64字節。
向用戶(hù)區寫(xiě)入數據,見(jiàn)下圖:
用戶(hù)區分塊讀?。?/span>