【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 作頻段通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)低頻（LF）125KHzISO180002ISO11785標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝技術(shù)簡(jiǎn)單可靠成熟無(wú)頻率限制通信速度低識(shí)別距離短(10cm)天線尺寸大高頻（HF）ISO180003ISO14443ISO15693與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容技術(shù)可靠成熟在交通智能卡等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛距離不夠遠(yuǎn)(75cm)天線尺寸大，受金屬材料等影響大超高頻（UHF）840845MHz和920925 MHzISO180006ISO180007長(zhǎng)距離定向識(shí)別天線尺寸小，可繞射，無(wú)需可視距離，發(fā)展?jié)摿薮蟾鲊?guó)有不同的頻段管制，受金屬和液體等材料影響較大對(duì)人體有傷害，限制發(fā)射功率微波～ ISO180004DSRC除了UHF特性外更高的帶寬和通信速率更長(zhǎng)識(shí)別距離，更小的天線尺寸ISM頻段共享產(chǎn)品多易受干擾，技術(shù)相對(duì)復(fù)雜對(duì)人體有傷害，限制發(fā)射功率RFID的工作原理 一、RFID工作原理? 閱讀器通過(guò)天線向周圍空間發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)。? 標(biāo)簽一旦進(jìn)入閱讀器天線的作用區(qū)域?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流，獲得能量被激活。激活標(biāo)簽將自身信息編碼后經(jīng)天線發(fā)送出去。? 閱讀器接收該信息，經(jīng)過(guò)解碼后必要時(shí)送至后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)。? 后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)鑒定標(biāo)簽身份的合法性，只對(duì)合法標(biāo)簽進(jìn)行相關(guān)處理，通過(guò)向前端發(fā)送指令信號(hào)控制閱讀器對(duì)標(biāo)簽的讀寫操作。二、RFID的三種工作模型1）以能量供給為基礎(chǔ)的工作模型無(wú)源電子標(biāo)簽：當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的工作范圍內(nèi)以后，標(biāo)簽收到閱讀器發(fā)送的信號(hào)，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而激活內(nèi)部的電路，內(nèi)部整流電路將射頻能量轉(zhuǎn)化為電能，將該能量存儲(chǔ)在標(biāo)簽內(nèi)部的大電容里，進(jìn)而為其正常工作提供了所需的能量。半有源電子標(biāo)簽：閱讀器發(fā)送的射頻信號(hào)只用來(lái)激活標(biāo)簽。有源電子標(biāo)簽：只要標(biāo)簽處于閱讀器的工作范圍以內(nèi)，就可以主動(dòng)向閱讀器發(fā)送信號(hào)。2）以時(shí)序方式完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髂Ｐ烷喿x器先發(fā)言模式（RTF, Reader Talk First）如果閱讀器不主動(dòng)激活電子標(biāo)簽的話，電子標(biāo)簽不會(huì)向閱讀器發(fā)送信號(hào)，通常用于無(wú)源標(biāo)簽。電子標(biāo)簽先發(fā)言模式（TTF, Tag Talk First）就算閱讀器不激活標(biāo)簽，標(biāo)簽也會(huì)主動(dòng)向閱讀器發(fā)送信號(hào)3）以數(shù)據(jù)傳輸為目的的工作模型上行鏈路傳輸電子標(biāo)簽向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。下行鏈路傳輸閱讀器向電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸。離線寫入：無(wú)論是哪一類電子標(biāo)簽都有離線寫入這種情況。所有電子標(biāo)簽在出廠之前都要由生產(chǎn)廠家將標(biāo)簽的ID號(hào)（EPC）固化寫入，該ID號(hào)是標(biāo)簽的身份標(biāo)識(shí)，是唯一的，一旦寫入以后將永遠(yuǎn)不能修改。在線寫入：拓展高級(jí)功能，可寫標(biāo)簽，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。三、 RFID防碰撞理論1）碰撞的種類閱讀器碰撞：多個(gè)閱讀器同時(shí)與一個(gè)標(biāo)簽通信，致使標(biāo)簽無(wú)法區(qū)分閱讀器的信號(hào)。電子標(biāo)簽碰撞：多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)閱讀器的命令而發(fā)送信息，使閱讀器無(wú)法識(shí)別標(biāo)簽。2）傳統(tǒng)解決方案1）空分多址（SDMA） 2）頻分多址（FDMA） 3）碼分多址（CDMA） 4）時(shí)分多址（TDMA）應(yīng)用最廣泛，又可以分為基于概率的ALOHA算法（餓死）和確定的二進(jìn)制算法兩種。3）ALOHA反碰撞算法純ALOHA算法? 主要采用標(biāo)簽先發(fā)言（TagTalkFirst）的方式，即電子標(biāo)簽一旦進(jìn)入閱讀器的工作范圍獲得能量后，便向閱讀器主動(dòng)發(fā)送自身的序列號(hào)。? 在某個(gè)電子標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，如果有其它電子標(biāo)簽也同時(shí)向該閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)閱讀器接收到的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生重疊，導(dǎo)致閱讀器無(wú)法正確識(shí)別和讀取數(shù)據(jù)。? 閱讀器通過(guò)檢測(cè)并判斷接收到的信號(hào)是否發(fā)生碰撞，一旦發(fā)生碰撞，閱讀器則向標(biāo)簽發(fā)送指令使電子標(biāo)簽停止數(shù)據(jù)的傳送，電子標(biāo)簽接到閱讀器的指令后，便隨機(jī)的延遲一段時(shí)間再重新發(fā)送數(shù)據(jù)。在純ALOHA算法中，假設(shè)電子標(biāo)簽在t時(shí)刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時(shí)間為To，則碰撞時(shí)間為2T0。G為數(shù)據(jù)包交換量，S為吞吐率。Slotted ALOHA算法：? 為提高RFID系統(tǒng)的吞吐率，可以把時(shí)間劃分為多段等長(zhǎng)的時(shí)隙，時(shí)隙的長(zhǎng)度由系統(tǒng)時(shí)鐘確定，并且規(guī)定電子標(biāo)簽只能在每個(gè)時(shí)隙的開始時(shí)才能向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)幀，這就是Slotted ALOHA算法；? 根據(jù)上述規(guī)定可得，數(shù)據(jù)幀要么成功發(fā)送，要么完全碰撞，避免了純ALOHA算法中部分碰撞的發(fā)生，使碰撞周期變?yōu)門o；? 它是純ALOHA算法的簡(jiǎn)單改進(jìn)，也屬于時(shí)分多址法，它的缺點(diǎn)是需要同步時(shí)鐘的控制；Frame Slotted ALOHA算法（FSA）：? ALOHA 的另一種改進(jìn)算法是幀時(shí)隙 ALOHA 算法（FSA）。? 它是在Slotted ALOHA 算法的基礎(chǔ)上把 N 個(gè)相同的時(shí)隙組成一幀，且在整個(gè)電子標(biāo)簽識(shí)別過(guò)程中，幀的大小是固定的，幀中的每個(gè)時(shí)隙足夠一個(gè)電子標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行完通信，該算法也稱為固定幀時(shí)隙 ALOHA 算法。? 該算法比較適用于傳輸信息量較大的場(chǎng)合，和Slotted ALOHA 算法一樣，幀時(shí)隙 ALOHA 算法同樣需要一個(gè)同步開銷。步驟? 首先由閱讀器把幀長(zhǎng)度 N 發(fā)送給電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽則產(chǎn)生[1，N]之間的隨機(jī)數(shù)，接下來(lái)各電子標(biāo)簽選擇相應(yīng)的時(shí)隙，與閱讀器進(jìn)行通信；? 如果當(dāng)前時(shí)隙與電子標(biāo)簽隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)相同，電子標(biāo)簽則響應(yīng)閱讀器的命令，若不同，標(biāo)簽則繼續(xù)等待。? 假如當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)僅有一個(gè)電子標(biāo)簽響應(yīng)，閱讀器就讀取該標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，讀取完了以后就使該標(biāo)簽處于“無(wú)聲”狀態(tài)。? 如果當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)有多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)，則該時(shí)隙內(nèi)的數(shù)據(jù)就出現(xiàn)了碰撞，此時(shí)閱讀器會(huì)通知該時(shí)隙內(nèi)的標(biāo)簽，讓它們?cè)谙乱惠啂h(huán)中重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)參與通信。? 逐幀循環(huán)，直到識(shí)別出所有電子標(biāo)簽為止。Dynamic FSA 算法：? 該算法根據(jù)上一讀寫周期中統(tǒng)計(jì)的成功識(shí)別的時(shí)隙數(shù)、發(fā)生碰撞的時(shí)隙數(shù)、空閑時(shí)隙數(shù)信息來(lái)調(diào)整下一讀寫周期的幀長(zhǎng)度。具體調(diào)整方法有兩種。? 第一種：根據(jù)統(tǒng)計(jì)信息，當(dāng)碰撞時(shí)隙數(shù)達(dá)到規(guī)定的上限時(shí)，讀寫器增大下一幀的長(zhǎng)度；當(dāng)碰撞時(shí)隙數(shù)少于規(guī)定的下限時(shí)，讀寫器減少下一幀時(shí)隙數(shù)。使用該方法當(dāng)標(biāo)簽規(guī)模不大時(shí)，讀寫器使用較短的幀長(zhǎng)度就能快速識(shí)別標(biāo)簽，而當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量很多時(shí)，讀寫器不得不增加幀長(zhǎng)度以減少碰撞次數(shù)。? 第二種： 讀寫器以 2 或 4 個(gè)時(shí)隙數(shù)為一幀開始，如果沒(méi)有一個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌虺晒ψR(shí)別，讀寫器增加幀長(zhǎng)度開始下一輪讀寫周期。重復(fù)上述過(guò)程直到至少有一個(gè)標(biāo)簽被成功識(shí)別。當(dāng)有一個(gè)標(biāo)簽成功識(shí)別后，讀寫器立刻停止當(dāng)前的讀寫周期，然后讀寫器再以開始時(shí)最小的幀長(zhǎng)度開始下一輪讀寫識(shí)別。? 該算法通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整幀長(zhǎng)度，相比幀時(shí)隙算法在標(biāo)簽規(guī)模不大時(shí)能夠取得較理想的吞吐率。可是一旦標(biāo)簽個(gè)數(shù)很大時(shí)，增大幀長(zhǎng)度就不是很好的解決方法，因?yàn)閹L(zhǎng)度不能無(wú)限制的增大。? 采用ALOHA系列算法，假設(shè)閱讀器射頻工作范圍內(nèi)存在 n 個(gè)標(biāo)簽，理論上閱讀器至少需要 n 個(gè)時(shí)隙的時(shí)間才能成功識(shí)別完，最壞的情況下，閱讀器經(jīng)過(guò)多次搜索也未能識(shí)別出某個(gè)標(biāo)簽，導(dǎo)致出現(xiàn)“餓死現(xiàn)象”。? 而BinaryTree系列算法并不會(huì)采取退避原則，而是直接進(jìn)行解決。當(dāng)多標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送信息而碰撞時(shí)，讀寫器利用碰撞位將碰撞的標(biāo)簽分為兩個(gè)或更多子集，對(duì)每個(gè)子集分別識(shí)別。如果存在碰撞則繼續(xù)再劃分，直到標(biāo)簽被完全識(shí)別為止。這樣則有效地避免了標(biāo)簽的“餓死現(xiàn)象”。