13、Q:為什么說Gen2標準是一個相當完備的標準?
A: Gen2中對于空中接口的標準融合了Gen1和ISO協議中有關空中接口的優點,加上一些從其他通訊系統借鑒來的信息,如從802.11 Wi-FI路由器,來實現讀寫器和標簽的通信,這樣會比現存的RFID協議更快捷、可靠,并且可以解決對環境的噪聲問題。所以這個Gen2不是一個泛泛的概念,而是有具體明確對象的。
射頻識別的常用頻率范圍有HF ISM頻段,UHF 860MHz-960MHz頻段,MW 2.45GHz頻段等。不同頻段的射頻識別各有技術特點,然而針對EPC物品編碼應用的大物流,供應
鏈管理的應用需求,UHF頻段具有讀寫距離遠,通訊速率較高等優勢而成為最適合上述應用的頻段。因此,自EPCglobal接管Auto-ID Center之初,就成立了專門的硬件工作組(Hard ware Action Group, HAG)負責制訂EPC射頻識別的空中接口技術,首先進行的就是UHF頻段的。該工作組幾乎集合了全球最主要的射頻識別硬件供應商,在已有的UHF射頻識別標準(如ISO/IEC 18000-6)、已有用戶需求和相關技術儲備基礎上,該工作組根據EPC應用的特殊需求進行了前后長達兩年的分析、論證最終制定了我們所說的Gen2標準。從這一點上,我們就可以說Gen2標準是一個不同一般的射頻識別空中接口標準。從技術上說,這個標準是一個相當完備的標準,當然這樣造成的后果是實現的復雜度提高,芯片設計難度及制造成本也相應提高。(朱正)
14、Q:與Gen1相比,Gen2的最基本的優越性有哪些?
A:與Gen1相比,Gen2的最基本的優越性在于:
更快的讀取率
Gen2 協議是為了使讀者能在RFID標簽中讀取和寫入數據比Gen1協議更快而設計的。Gen2支持標簽到讀寫器轉變率最高可達到640Kbit/sec,相比較而言,Gen1的Class 0是140Kbit/sec,Class 1為80Kbit/sec,比率的提高意味著公司可以用比從前高出很多的速率來讀取標簽,以適應現場對讀取速度的要求。此外,Gen2標簽每寫入 16bit要少于20毫秒。寫入一個96bit的EPC,加上開頭(標簽里儲存的一些額外信息)不超過140msec,并且允許讀寫器以高于7個標簽 /sec的速度工作,這種速度能滿足目前生產線上的實時要求,因此現場不需要放慢他們的生產線的速度就能為標簽寫入EPC。
較長的密碼
新的Gen2使用32bit長的密碼,同時也用來終止、鎖定和開啟記憶。這意味著至少有4億多種密碼可供選擇,除了得到標簽的所有者的許可之外,沒有人能夠破壞或停止標簽的工作狀態。
15、Q:Gen2的性能方面的提升或者說技術特點是什么?
A:Gen2的性能方面的提升或者說技術特點主要有下面這幾個方面:
第一,Gen2在制定過程中,伴隨著世界主要區域的用于射頻識別的無線電頻段的劃分和落實。所以
Gen2標準充分考慮了全球范圍內的通用性,Gen2標準規定了多種編碼、信號調制方式,使得射頻識別標簽及讀寫器能夠在符合地方無線電管理標準的前提下最大程度提升系統性能。
第二,Gen2標準提出了全新的密集讀寫器(Dense-Reader)模式的解決方案,在后面的問題中我們再具體了解。
第三,Gen2標準有效地將Ghost Read(幻影標簽)的發生概率極大地降低了,理論分析針對EPC的大物流應用,其發生概率也僅為1個/年。
第四,明確規范了kill指令及Lock指令,用于實現隱私保護的用戶需求。(朱正)
16、Q:Dense-Reader模式是怎樣的工作原理?
A: Gen2中的Dense Reader模式也是針對EPC的大物流和供應鏈管理的具體應用提出的。在這些應用中,常常會出現在一個相對較小的物理空間,比如一個倉庫中,同時存在著十幾甚至幾十臺讀寫器的情況。不同于其他的無線通信系統,射頻識別系統中從標簽返回的信號強度是非常弱的,而標簽又是無源低成本的,無法實現復雜的編碼和調制方式,標簽基本上只能以調幅的形式返回信號。因此,即使通過讀寫器選擇不同通信信道的方式,近旁信道的讀寫器仍然會對信道中工作的讀寫器和標簽產生干擾。針對這一問題,以往的解決方案是讀寫器在工作前通過偵聽信道中的信號強度來決定是否開啟,即所謂的“發前聽”(Listen Before Talk)方式來實現。
第一,但這種方式的效率低,并且一個對旁瓣抑制差的讀寫器可以輕易地將工作場所內的其他讀寫器設置為工作無效。
第二,針對這一問題,Gen2制定了專門的Dense-Reader模式。該
模式主要通過降低信號通信速率來降低收發信號的帶寬,同時嚴格限制讀寫器的收發信道的帶寬,通過采用滾降系數大的濾波器來抑制帶外信號泄露和噪聲,從而實現各個信道之間的讀寫器和標簽互不干擾。同時,針對標簽,通過設計解碼濾波器,提升標簽對其他信道讀寫器干擾的抑制。
第三,做個形象的比喻:如果一條馬路寬度一定,我們劃分成一定數量的車道,如果汽車的限速是120公里,為了安全考慮,車道寬度比較大,也許我們只能劃出4 車道,而限速如果降低到60公里,那么車與車之間的影響就會減小,我們就可能可以劃出6車道,而如果進一步降低限速,比如我們都改騎自行車,那么同樣的馬路我們可能就可以讓20輛自行車互不干擾地運行了。如果我們在車道間在加上良好的隔離(濾波抑制),那么我們就可以進一步提升同時運行的自行車數量了。(朱正)
17、Q:較長識讀距離對系統識讀率由何好處?
A:長識讀距離是絕大部分射頻識別系統性能優化的需求。較長的識別距離對于提高讀出率、吞吐率、以及可靠性都有幫助。(朱正)
18、Q:怎樣才能有較長的識讀距離?
A:提高識讀距離是關系整個射頻識別系統的,一般而言我們可以通過幾個方面來提高識讀距離:降低標簽芯片的功耗是最直接的手段;作為標簽芯片的核心技術之一的整流電路的效率也是關系到識讀距離的重要因素,采用整流效率高的電路結構和元件是目前常用的解決方法;降低信道之間的干擾也是提高識讀距離的重要手段。(朱正)
19、Q:Ghost Read是怎么回事?
A: Ghost Read,現在還沒有看到國內有什么準確的翻譯方法,我暫時翻譯為幻影標簽。那么Ghost Read是什么呢?就是讀寫器得到了實際在通信范圍內并不存在的標簽,可能這個標簽上存儲的EPC號碼是在別的產品、別的物理空間中的,也可能在整個系統中的任何地方都沒有出現過。相對于標簽丟失而言,Ghost Read對于系統的影響更嚴重。(朱正)
20、Q:Gen2是怎樣避免Ghost Read出現的?
A:解決Ghost Read的方式主要依靠嚴格時序結構、隨機數確認通信有效,數據完整性檢查等手段加以避免。以Gen2為例,讀寫器必須經過八重嚴格定義的檢查機制才能夠得到一個標簽中的EPC編碼,這樣就將Ghost Read的出現概率大大降低了。(朱正)
21、Q:Gen2技術的將來性如何?
A: Gen2是一個非常完備的UHF頻段射頻識別標準,其未來將會和條形碼一樣成為我們日常生活的一個部分。回顧射頻識別技術在過去幾年中的發展,我們可以看到整個社會對射頻識別技術的認識從無到有,然后是狂熱追捧,接著又出現了低谷。現在是真正進入應用,產生價值的時候了。吉列公司通過采用射頻識別技術,已經將缺貨率降低了20%。我們確實欣喜地看到越來越多的成功案例。而標簽、讀寫器等硬件成本也在不斷下跌,Gen2技術大規模應用的到來已為時不遠了。(朱正)
22. Q:采用EPC C1 Gen2的空中接口協議是否一定需要采用EPC編碼?
A:并不需要。EPC C1 Gen2空中接口協議是一個非常寬容的協議,制定中考慮了非EPC編碼的需求。在EPC C1 Gen2 v1.1.0的最終版6.3.2.1.2.2部分詳細定義了協議控制字。簡單地來說,在控制字中有一位表示是否存儲的是EPC編碼,如果是EPC編碼則控制字中的其它位存儲相應的EPC信息,如果不是EPC編碼,則為非EPC編碼,控制字存儲的是符合ISO 15961規范的應用類型AFI編碼。從而實現了和國際標準的兼容性。在這個架構基礎上,我們完全可以采用符合我國應用需求的編碼。
23、Q:EPC必須遵循哪些規則?
A:EPC必須遵循下述原則:
全球通用、開放、中立。
在知識產權(IP)方面免專利使用費(Royalty free)。
價格低、性能高的RFID標簽和讀寫器。
標簽盡量簡單,ID信息保持在網絡中。
供應鏈上的所有環節上都要保
24、Q:UID是怎么回事?
A:泛在ID中心(Ubiquitous ID Center)是以東京大學的坂村健教授所主持的TRON項目為基礎,于2002年12月設立的標準化團體。其宗旨為將自動物體識別作為RFID的核心。不僅以代替條碼(一維條碼和二維條碼)為目標,而且在日常生活的各個領域里全面提供新式服務為基礎來推動RFID的應用。作為基本ID利用由128位數碼組成的U-CODE,我們常稱之為UID編碼。該中心在研究如何以ID被發行的時間和場所等為基礎來自動生成ID的方法。另外UID的體系不僅限于通常的 RFID標簽,而且包括搭載有CPU的密碼化電子標簽。這樣一來UID體系涵蓋和涉及了RFID標簽的多種多樣的應用,所以該體系的主要特征為在提高現存的各類標簽體系的水準為前提推行標準化。
25、Q:國際標準化組織ISO有哪些相關標準?
A:標簽和讀寫器間的通信協議的標準化規格正在由國際標準化組織ISO進行制定。作為已經確定的標準有ISO14443、ISO15693和ISO18000等種類。
其中ISO14443和ISO15693同時為13.56MHz頻帶所利用。ISO14443是關于認證和電子貨幣那樣保密程度高的情況下利用RFID或非接觸的IC卡的通信標準。主要有Type A(IC電話卡等),Type B(身份證件等),Type C(FeliCa)的三種。ISO15693是以作為商品等目的來應用為前提的RFID通信規格。規定了內存的讀寫等基本指令卻沒有規定密碼化等保密機能。
近來,ISO又制定和公布了ISO 18000標準,這個標準寫入了包括在供應鏈中用于貨物跟蹤的空中接口協議。ISO18000兼顧了世界上的七種RFID的主要頻段標準。ISO14443和ISO15693以及這七種標注的內容匯總如下:
國際標準化組織(ISO)還制訂出有關動物跟蹤的RFID標準。
ISO11784詳細說明了標簽數據的構成方式。
ISO11785定義了空中接口協議。
ISO還建立了測試RFID標簽與讀卡機一致性的標準(ISO 18047),和測試RFID標簽與讀卡機性能的標準(ISO 18046)。
有關在供應鏈中利用RFID來進行貨物跟蹤的標準很少。ISO提議探討有關四十英尺海運集裝箱、托盤、運輸工具、具體案例等特殊條款。
注:各問的回答后括號內的解答者為上海坤銳電子科技有限公司常務副總經理朱正先生。
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