深度分析RFID防沖突機(jī)制
射頻識(shí)別（RFID，RadioFrequency Iden tiFication） 技術(shù)是一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它是利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別并交換數(shù)據(jù)的目的?？捎脕砀櫤凸芾韼缀跛械奈锢韺?duì)象，在 工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理、防偽及軍事等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。按照工作頻段的不同，RFID系統(tǒng)還可以分為低頻（135kHz以 下）、高頻（13. 56MHz）、超高頻（ 860～960MHz） 和微波（ 2. 4GHz以上） 等幾類。目前大多數(shù)RFID系統(tǒng)為低頻和高頻系統(tǒng)，但超高頻（UHF） 頻段的RFID系統(tǒng)具有操作距離遠(yuǎn)、通訊速度快、成本低、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，更適合未來物流、供應(yīng)鏈領(lǐng)域的應(yīng)用，也為實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”提供了可能。因此超高頻 RFID系統(tǒng)的發(fā)展是當(dāng)前RFID系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)。本文介紹了符合ISO1800026標(biāo)準(zhǔn)的超高頻RFID電子標(biāo)簽主要特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、工作原理及讀寫方 法，提出了相應(yīng)讀寫器的解決方案，重點(diǎn)闡述了讀寫器的硬件設(shè)計(jì)及軟件程序流程。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明該讀寫器具有以下特點(diǎn)：讀寫速度快（單個(gè)標(biāo)簽 64bit/6ms）、識(shí)別率高，識(shí)別距離遠(yuǎn)（≥4m）。
RFID系統(tǒng)一般由讀寫器和標(biāo)簽（或稱應(yīng)答器、電子標(biāo)簽、智能標(biāo)簽） 及天線組成。
當(dāng)RFID閱讀器上電之后的IC有三種主要數(shù)字狀態(tài)：準(zhǔn)備（READY，初始狀態(tài)） ；識(shí)別（ ID，標(biāo)簽期望RFID讀寫器識(shí)別的狀態(tài)） ；數(shù)據(jù)交換（DATE EXCHANGE，標(biāo)簽已被識(shí)別狀態(tài)）。
首先，標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的射頻場(chǎng)，從無(wú)電狀態(tài)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。讀寫器通過“組選擇”和“取消選擇”命令來選擇工作范圍內(nèi)處于準(zhǔn)備狀態(tài)中所有或者部分的標(biāo)簽，來 參與沖突判斷過程。為解決沖突判斷問題，標(biāo)簽內(nèi)部有兩個(gè)裝置：一個(gè)8bit的計(jì)數(shù)器；一個(gè)0或1的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。標(biāo)簽進(jìn)入ID狀態(tài)的同時(shí)把它的內(nèi)部計(jì)數(shù)器 清“0”。它們中的一部分可以通過接345第3期張曉鵬，朱云龍等：超高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)讀寫器設(shè)計(jì)收“取消”命令重新回到準(zhǔn)備狀態(tài)，其它處在識(shí)別狀態(tài)的標(biāo) 簽進(jìn)入沖突判斷過程。被選中的標(biāo)簽開始進(jìn)行下面循環(huán)：
① 所有處于ID狀態(tài)并且內(nèi)部計(jì)數(shù)器為0的標(biāo)簽將發(fā)送它們的UID。
②如果多于一個(gè)的標(biāo)簽發(fā)送，RFID讀寫器將發(fā)送失敗命令。
③ 所有收到失敗命令且內(nèi)部計(jì)數(shù)器不等于0的標(biāo)簽將其計(jì)數(shù)器加1。收到失敗命令且內(nèi)部計(jì)數(shù)器等于0的標(biāo)簽（剛剛發(fā)送過應(yīng)答的標(biāo)簽） 將產(chǎn)生一個(gè)“1”或“0”的隨機(jī)數(shù)，如果是“1”，它將自己的計(jì)數(shù)器加1；如果是“0”，就保持計(jì)數(shù)器為0并且再次發(fā)送它們的UID。
④如果有一個(gè)以上的標(biāo)簽發(fā)送，將重復(fù)第2步操作；
⑤如果所有RFID標(biāo)簽都隨機(jī)選擇了“1”，則讀寫器收不到任何應(yīng)答，它將發(fā)送成功命令，所有應(yīng)答器的計(jì)數(shù)器減1，然后計(jì)數(shù)器等于0的應(yīng)答器開始發(fā)送，接著重復(fù)第2步操作；
⑥如果只有一個(gè)標(biāo)簽發(fā)送并且它的UID被正確接收，讀寫器將發(fā)送包含UID的數(shù)據(jù)讀命令，標(biāo)簽正確接收該條命令后將進(jìn)入數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，接著將發(fā)送它的數(shù)據(jù)。讀寫器將發(fā)送成功命令，使處于ID狀態(tài)的標(biāo)簽的計(jì)數(shù)器減1；
⑦如果只有一個(gè)標(biāo)簽的計(jì)數(shù)器等于1并且返回應(yīng)答，則重復(fù)第5和第6步操作；如果有一個(gè)以上的標(biāo)簽返回應(yīng)答，則重復(fù)第2步操作；
⑧如果只有一個(gè)標(biāo)簽返回應(yīng)答，并且它的UID沒有被正確接收，讀寫器將發(fā)送一個(gè)重發(fā)命令。如果UID被正確接收，則重復(fù)第5步操作。如果UID被重復(fù)幾次的接收（這個(gè)次數(shù)可以基于系統(tǒng)所希望的錯(cuò)誤處理標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定） ，就假定有一個(gè)以上的標(biāo)簽在應(yīng)答，重復(fù)第2步操作。