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ISO15693的防冲突与传输协议

遵守iso15693协议的电子标签都有一个8字节共64bit的序列号(uid),这个uid一方面可以使范围内的标签互相区别,更重要的是可以在多标签同时读写时用于防冲突。8字节uid按权重从高到低标记为uid7--uid0,其中uid7固定为16进制的e0h,uid6是标签制造商的代码,例如nxp的代码为04h,ti的代码为07h;uid5为产品类别代码,比如icode sl2 ics20是01h,tag-it hf-i plus chip为80h,tag-it hf-i plus inlay为00h。剩下的uid4-uid0为制造商内部分配的号码。
电子标签数量众多,应用范围极为广泛。为了区分不同行业中的电子标签,iso用一个字节的afi (application family identifier)来区分不同行业中的电子标签。afi的高半字节表示主要行业,低半字节表示主要行业中的细分行业。其中afi=00h表示所有行业。需要注意的是并不强制要求电子标签支持afi,电子标签是否支持afi是可选的,在收到inventory清点命令后,如果标签不支持afi,则标签必须立刻做出应答;如果支持afi,则只有收到的afi与标签存储的afi一致才做出应答。
15693国际标准还规定了一个字节的可选的数据存储格式识别符(dsfid),用来区分标签中不同的数据存储格式。如果标签支持dsfid,在清点命令中标签将返回一个非零的dsfid,读写器可据此判断射频场中的标签是否具有期望的数据格式。
电子标签的内存可达8k字节,以数据块(block)为单位进行管理,标签内最多可以有256个数据块,每个数据块可以有32字节。数据块的内容可以锁定以防止修改。
读写器与标签之间的数据交流使用命令-应答的方式,如下所示:
命令:标志(flags)+命令码(command code)+参数(parameters)+数据(application data)+校验(crc16)
应答:标志(flags)+参数(parameters)+数据(application data)+校验(crc16)
可见应答除了没有应答码之外,结构与命令码类似。每一条命令及其应答都使用crc校验以保证数据的完整性。读写器可以发出一条请求后让射频场内的所有电子标签同时应答(addressed mode),也可以一个电子标签应答(non-addressed mode)。在non-addressed模式下,可以使用两种方法一个电子标签,一种是命令中给出电子标签的序列号uid,另一种是命令中不给出 uid,而是在之前的步骤中先选中一个标签,使其处于选中(select)状态,然后命令中指明仅要求处于选中状态的标签做出应答。
iso15693电子标签的防冲突与iso14443a中基于位的防冲突类似。其最根本的一点就是基于标签有一个的序列号。因为序列号的性,所以范围内的任意两个标签,其64bit的序列号中总有一个bit的值是不一样的,也就是说任意两个标签的序列号总有一个bit上一个是“0”,另一个是“1”。防冲突的过程可以1位1位的进行,也可以4位4位的进行。具体的原理参见位和时隙相结合的防冲突机制。
电子标签支持的命令可以分为强制(mandatory)命令、可选(optional)命令和用户(custom)命令三种。强制命令和可选命令的功能和格式在标准中都有明确而详细的定义,用户命令则由标签制造商制定。
强制命令有两个:清点(inventory)和保持静默(stay quiet),标签必须支持。标签最基本的功能是可以通过防冲突送出一个标签识别号,这两个命令就是实现这个功能的。如果磁场中有多个标签,使用清点命令可以得到一个标签uid,然后使用保持静默命令使其休眠;然后再使用清点命令可以得到下一个标签uid,依次类推,从而实现对射频场中的所有标签实现清点轮询。
可选命令是否支持由标签制造商决定,可以分为以下4类:
1.对整个标签操作:选择(select)、复位(reset to ready)、读取系统信息(get system information);
2.对标签数据块操作:读单块(read single block)、写单块(write single block)、锁数据块(lock block)、读多块(read multiple blocks)、写多块(write multiple blocks)、读多块安全状态(get multiple block security status);
3.对afi操作:写afi(write afi)、锁定afi(lock afi);
4.对dsfid操作:写dsfid(write dsfid)、锁定dsfid(lock dsfid)。
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