RFID通讯协议和RFID工作原理

2013-11-10 00:25:54 重庆诺塔斯智能科技有限公司 509

      RFID通讯协议是指RFID读写器和电子标签之间通讯交流时必须遵循的规则,包括哪方首先发起通讯请求,一方如何问,另一方如何答;先交流什么,后交流什么等等。

    FID电子标签从RFID读写器产生的射频场获取 工作时需要的能量,通常认为应该是RFID读写器主动,电子标签被动才对。所以功能稍复杂的RFID电子标签都是采用RTF模式,即RFID读写器发问, 电子标签回答。RFID读写器没有命令,RFID电子标签是不能主动说话的。但是有些RFID电子标签功能单一,每次与RFID读写器的交流中只需要回答 一个同样的问题。对于这种RFID电子标签,如果再让RFID读写器每次先提问已经没有什么意义了,还不如每次与RFID读写器交流直接让RFID电子标 签先说那永远不会变的一句话了,于是就有了TTF模式。TTF模式的RFID电子标签一般都是我们常说的ID卡,ID卡每次说的相同的一句话都是一个自身 的编号(即全球唯一ID号),RFID读写器识别这个编号来确定持卡者的身份。
    其次是交流的顺序。对TTF电子标签当然没什么顺序可言了,一进入射频场RFID电子标签就自说自话,读写器识别ID号。但对RTF的RFID电子标签一般有严格的顺序,如下图所示:RFID工作原理图

第一步是RFID读写器发出查询请求,如果射频场中有RFID读写器支持的RFID电子标签,电子标签即回送一个应答,告诉RFID读写器自己是什么类型的电子标签。
    然后读写发出命令选中RFID电子标签,如果射频场中有多张RFID电子标签,通常还要进行防冲突循环以便选出唯一张电子标签进行操作(防冲突请见前博文)。
    第三步是进行相互认证,一方面RFID读写器要认证RFID电子标签是否是合法的,另一方RFID电子标签也要认证RFID读写器是否是合法的。
    如果认证通过,就可以进行正常的读写数据操作了。
    自然,这些步骤并不都是必须的,还有些简单的RFID电子标签,要求操作前用户直接把电子标签放到RFID读写器上,RFID读写器直接对其进行读写操 作,前面的三步都省了;有些RFID电子标签没有密码,自然也就不需要相互认证了;有些RFID电子标签并不支持防冲突,同时有多张RFID电子标签时就 无法操作;还有些RFID电子标签将呼叫和防冲突用一个步骤代替。所以对于具体的RFID电子标签,要仔细阅读其说明书,进行具体的分析。
    还有一类RFID电子标签既可以工作在TTF模式又可以工作在RTF模式。两种模式之间的切换一般有两种方式:一种是电子标签刚进入射频场上电复位后会等 待一个固定时间,在这段时间内如果有RFID读写器的命令,则工作在RTF模式,如果没有收到命令则进入TTF模式。另一种是RFID电子标签上电后主动 在RTF与TTF之间不停的切换,在TTF模式下发送完一个识别号后,立即进入RTF模式等待RFID读写器的命令,如果有命令则执行命令,没有命令则退 出RTF模式返回TTF模式继续发送识别号,之后进行下一次的循环切换。
    还有一个全双工(Full Duplex,FDX)和半双工(Half Duplex,HDX)的概念。在有线通讯中,我们知道全双工就是通讯双方可以同时双向通讯,半双工就是虽能双向通讯,但某一时刻只能有一个方向通讯。一 般来说当然是全双工好,如果技术上能实现全双工,当然最好不用半双工;成本上全双工贵,半双工便宜。但在射频识别技术中FDX和HDX并不是这个意思。在 ISO11785中对FDX和HDX的定义如下:
    FDX:电子标签和RFID读写器在RFID读写器产生的磁场没有消失的情况下进行通讯。
    HDX:电子标签和RFID读写器在RFID读写器产生的磁场停止之后进行通讯。
    RFID技术中FDX的例子如Mifare系列RFID电子标签,HDX的例子如TI公司的134.2KHz电子标签,如RI-TRP-WR2B。目前的 射频卡FDX比较多,因为射频卡无源,需要从RFID读写器的射频场取电,射频场不消失,RFID电子标签可以源源不断的取电,对RFID电子标签内部的 储能电路要求不高。缺点是RFID电子标签回送数据时因为自己不能产生射频场,只能被动发送,所以一般采取负载调制的方法回送数据。HDX在RFID读写 器的射频场停止后回送数据,RFID读写器对RFID电子标签数据的识别解调容易。缺点是对RFID电子标签的储能电路要求较高,而且回送数据量有限。成 本上HDX也未必比FDX便宜。