深度分析RFID防冲突机制

    射频识别（RFID，RadioFrequency Iden tiFication） 技术是一种新兴的自动识别技术。它是利用无线射频方式进行非接触双向数据通信，以达到目标识别并交换数据的目的。可用来跟踪和管理几乎所有的物理对象，在 工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、防伪及军事等众多领域都有广泛的应用前景。按照工作频段的不同，RFID系统还可以分为低频（135kHz以 下）、高频（13. 56MHz）、超高频（ 860～960MHz） 和微波（ 2. 4GHz以上） 等几类。目前大多数RFID系统为低频和高频系统，但超高频（UHF） 频段的RFID系统具有操作距离远、通讯速度快、成本低、尺寸小等优点，更适合未来物流、供应链领域的应用，也为实现“物联网”提供了可能。因此超高频 RFID系统的发展是当前RFID系统发展的重点。本文介绍了符合ISO1800026标准的超高频RFID电子标签主要特点、结构、工作原理及读写方 法，提出了相应读写器的解决方案，重点阐述了读写器的硬件设计及软件程序流程。实际应用结果表明该读写器具有以下特点：读写速度快（单个标签 64bit/6ms）、识别率高，识别距离远（≥4m）。

    RFID系统一般由读写器和标签（或称应答器、电子标签、智能标签） 及天线组成。

    当RFID阅读器上电之后的IC有三种主要数字状态：准备（READY，初始状态） ；识别（ ID，标签期望RFID读写器识别的状态） ；数据交换（DATE EXCHANGE，标签已被识别状态）。

     首先，标签进入读写器的射频场，从无电状态进入准备状态。读写器通过“组选择”和“取消选择”命令来选择工作范围内处于准备状态中所有或者部分的标签，来 参与冲突判断过程。为解决冲突判断问题，标签内部有两个装置：一个8bit的计数器；一个0或1的随机数发生器。标签进入ID状态的同时把它的内部计数器 清“0”。它们中的一部分可以通过接345第3期张晓鹏，朱云龙等：超高频射频识别系统读写器设计收“取消”命令重新回到准备状态，其它处在识别状态的标 签进入冲突判断过程。被选中的标签开始进行下面循环：

① 所有处于ID状态并且内部计数器为0的标签将发送它们的UID。

②如果多于一个的标签发送，RFID读写器将发送失败命令。

③ 所有收到失败命令且内部计数器不等于0的标签将其计数器加1。收到失败命令且内部计数器等于0的标签（刚刚发送过应答的标签） 将产生一个“1”或“0”的随机数，如果是“1”，它将自己的计数器加1；如果是“0”，就保持计数器为0并且再次发送它们的UID。

④如果有一个以上的标签发送，将重复第2步操作；

⑤如果所有RFID标签都随机选择了“1”，则读写器收不到任何应答，它将发送成功命令，所有应答器的计数器减1，然后计数器等于0的应答器开始发送，接着重复第2步操作；

⑥如果只有一个标签发送并且它的UID被正确接收，读写器将发送包含UID的数据读命令，标签正确接收该条命令后将进入数据交换状态，接着将发送它的数据。读写器将发送成功命令，使处于ID状态的标签的计数器减1；

⑦如果只有一个标签的计数器等于1并且返回应答，则重复第5和第6步操作；如果有一个以上的标签返回应答，则重复第2步操作；

⑧如果只有一个标签返回应答，并且它的UID没有被正确接收，读写器将发送一个重发命令。如果UID被正确接收，则重复第5步操作。如果UID被重复几次的接收（这个次数可以基于系统所希望的错误处理标准来设定） ，就假定有一个以上的标签在应答，重复第2步操作。