13、Q:為什么說Gen2標(biāo)準(zhǔn)是一個相當(dāng)完備的標(biāo)準(zhǔn)?
A: Gen2中對于空中接口的標(biāo)準(zhǔn)融合了Gen1和ISO協(xié)議中有關(guān)空中接口的優(yōu)點(diǎn),加上一些從其他通訊系統(tǒng)借鑒來的信息,如從802.11 Wi-FI路由器,來實現(xiàn)讀寫器和標(biāo)簽的通信,這樣會比現(xiàn)存的RFID協(xié)議更快捷、可靠,并且可以解決對環(huán)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(shù)特點(diǎn),然而針對EPC物品編碼應(yīng)用的大物流,供應(yīng)
鏈管理的應(yīng)用需求,UHF頻段具有讀寫距離遠(yuǎn),通訊速率較高等優(yōu)勢而成為最適合上述應(yīng)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(fù)責(zé)制訂EPC射頻識別的空中接口技術(shù),首先進(jìn)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(yīng)商,在已有的UHF射頻識別標(biāo)準(zhǔn)(如ISO/IEC 18000-6)、已有用戶需求和相關(guān)技術(shù)儲備基礎(chǔ)上,該工作組根據(jù)EPC應(yīng)用的特殊需求進(jìn)行了前后長達(dá)兩年的分析、論證最終制定了我們所說的Gen2標(biāo)準(zhǔn)。從這一點(diǎn)上,我們就可以說Gen2標(biāo)準(zhǔn)是一個不同一般的射頻識別空中接口標(biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)上說,這個標(biāo)準(zhǔn)是一個相當(dāng)完備的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然這樣造成的后果是實現(xiàn)的復(fù)雜度提高,芯片設(shè)計難度及制造成本也相應(yīng)提高。(朱正)
14、Q:與Gen1相比,Gen2的最基本的優(yōu)越性有哪些?
A:與Gen1相比,Gen2的最基本的優(yōu)越性在于:
更快的讀取率
Gen2 協(xié)議是為了使讀者能在RFID標(biāo)簽中讀取和寫入數(shù)據(jù)比Gen1協(xié)議更快而設(shè)計的。Gen2支持標(biāo)簽到讀寫器轉(zhuǎn)變率最高可達(dá)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(biāo)簽,以適應(yīng)現(xiàn)場對讀取速度的要求。此外,Gen2標(biāo)簽每寫入 16bit要少于20毫秒。寫入一個96bit的EPC,加上開頭(標(biāo)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(biāo)簽 /sec的速度工作,這種速度能滿足目前生產(chǎn)線上的實時要求,因此現(xiàn)場不需要放慢他們的生產(chǎn)線的速度就能為標(biāo)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(biāo)簽的所有者的許可之外,沒有人能夠破壞或停止標(biāo)簽的工作狀態(tài)。
15、Q:Gen2的性能方面的提升或者說技術(shù)特點(diǎn)是什么?
A:Gen2的性能方面的提升或者說技術(shù)特點(diǎn)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(qū)域的用于射頻識別的無線電頻段的劃分和落實。所以
Gen2標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了全球范圍內(nèi)的通用性,Gen2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了多種編碼、信號調(diào)制方式,使得射頻識別標(biāo)簽及讀寫器能夠在符合地方無線電管理標(biāo)準(zhǔn)的前提下最大程度提升系統(tǒng)性能。
第二,Gen2標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)有效地將Ghost Read(幻影標(biāo)簽)的發(fā)生概率極大地降低了,理論分析針對EPC的大物流應(yīng)用,其發(fā)生概率也僅為1個/年。
第四,明確規(guī)范了kill指令及Lock指令,用于實現(xiàn)隱私保護(hù)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(yīng)鏈管理的具體應(yīng)用提出的。在這些應(yīng)用中,常常會出現(xiàn)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(tǒng),射頻識別系統(tǒng)中從標(biāo)簽返回的信號強(qiáng)度是非常弱的,而標(biāo)簽又是無源低成本的,無法實現(xiàn)復(fù)雜的編碼和調(diào)制方式,標(biāo)簽基本上只能以調(diào)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(biāo)簽產(chǎn)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(qiáng)度來決定是否開啟,即所謂的“發(fā)前聽”(Listen Before Talk)方式來實現(xiàn)。
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(nèi)的其他讀寫器設(shè)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(fā)信號的帶寬,同時嚴(yán)格限制讀寫器的收發(fā)信道的帶寬,通過采用滾降系數(shù)大的濾波器來抑制帶外信號泄露和噪聲,從而實現(xiàn)各個信道之間的讀寫器和標(biāo)簽互不干擾。同時,針對標(biāo)簽,通過設(shè)計解碼濾波器,提升標(biāo)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(shù)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(jìn)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(yùn)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(jìn)一步提升同時運(yùn)行的自行車數(shù)量了。(朱正)
17、Q:較長識讀距離對系統(tǒng)識讀率由何好處?
A:長識讀距離是絕大部分射頻識別系統(tǒng)性能優(yōu)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(guān)系整個射頻識別系統(tǒng)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(biāo)簽芯片的功耗是最直接的手段;作為標(biāo)簽芯片的核心技術(shù)之一的整流電路的效率也是關(guān)系到識讀距離的重要因素,采用整流效率高的電路結(jié)構(gòu)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(xiàn)在還沒有看到國內(nèi)有什么準(zhǔn)確的翻譯方法,我暫時翻譯為幻影標(biāo)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(nèi)并不存在的標(biāo)簽,可能這個標(biāo)簽上存儲的EPC號碼是在別的產(chǎn)品、別的物理空間中的,也可能在整個系統(tǒng)中的任何地方都沒有出現(xiàn)過。相對于標(biāo)簽丟失而言,Ghost Read對于系統(tǒng)的影響更嚴(yán)重。(朱正)
20、Q:Gen2是怎樣避免Ghost Read出現(xiàn)的?
A:解決Ghost Read的方式主要依靠嚴(yán)格時序結(jié)構(gòu)、隨機(jī)數(shù)確認(rèn)通信有效,數(shù)據(jù)完整性檢查等手段加以避免。以Gen2為例,讀寫器必須經(jīng)過八重嚴(yán)格定義的檢查機(jī)制才能夠得到一個標(biāo)簽中的EPC編碼,這樣就將Ghost Read的出現(xiàn)概率大大降低了。(朱正)
21、Q:Gen2技術(shù)的將來性如何?
A: Gen2是一個非常完備的UHF頻段射頻識別標(biāo)準(zhǔn),其未來將會和條形碼一樣成為我們?nèi)粘I畹囊粋€部分?;仡櫳漕l識別技術(shù)在過去幾年中的發(fā)展,我們可以看到整個社會對射頻識別技術(shù)的認(rèn)識從無到有,然后是狂熱追捧,接著又出現(xiàn)了低谷。現(xiàn)在是真正進(jìn)入應(yīng)用,產(chǎn)生價值的時候了。吉列公司通過采用射頻識別技術(shù),已經(jīng)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(biāo)簽、讀寫器等硬件成本也在不斷下跌,Gen2技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的到來已為時不遠(yuǎn)了。(朱正)
22. Q:采用EPC C1 Gen2的空中接口協(xié)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(xié)議是一個非常寬容的協(xié)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(xì)定義了協(xié)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(yīng)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(guī)范的應(yīng)用類型AFI編碼。從而實現(xiàn)了和國際標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。在這個架構(gòu)基礎(chǔ)上,我們完全可以采用符合我國應(yīng)用需求的編碼。
23、Q:EPC必須遵循哪些規(guī)則?
A:EPC必須遵循下述原則:
全球通用、開放、中立。
在知識產(chǎn)權(quán)(IP)方面免專利使用費(fèi)(Royalty free)。
價格低、性能高的RFID標(biāo)簽和讀寫器。
標(biāo)簽盡量簡單,ID信息保持在網(wǎng)絡(luò)中。
供應(yīng)鏈上的所有環(huán)節(jié)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(xué)的坂村健教授所主持的TRON項目為基礎(chǔ),于2002年12月設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)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(biāo),而且在日常生活的各個領(lǐng)域里全面提供新式服務(wù)為基礎(chǔ)來推動RFID的應(yīng)用。作為基本ID利用由128位數(shù)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(fā)行的時間和場所等為基礎(chǔ)來自動生成ID的方法。另外UID的體系不僅限于通常的 RFID標(biāo)簽,而且包括搭載有CPU的密碼化電子標(biāo)簽。這樣一來UID體系涵蓋和涉及了RFID標(biāo)簽的多種多樣的應(yīng)用,所以該體系的主要特征為在提高現(xiàn)存的各類標(biāo)簽體系的水準(zhǔn)為前提推行標(biāo)準(zhǔn)化。
25、Q:國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO有哪些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?
A:標(biāo)簽和讀寫器間的通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)格正在由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO進(jìn)行制定。作為已經(jīng)確定的標(biāo)準(zhǔn)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(guān)于認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)用為前提的RFID通信規(guī)格。規(guī)定了內(nèi)存的讀寫等基本指令卻沒有規(guī)定密碼化等保密機(jī)能。
近來,ISO又制定和公布了ISO 18000標(biāo)準(zhǔn),這個標(biāo)準(zhǔn)寫入了包括在供應(yīng)鏈中用于貨物跟蹤的空中接口協(xié)議。ISO18000兼顧了世界上的七種RFID的主要頻段標(biāo)準(zhǔn)。ISO14443和ISO15693以及這七種標(biāo)注的內(nèi)容匯總?cè)缦拢?/p>
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)還制訂出有關(guān)動物跟蹤的RFID標(biāo)準(zhǔn)。
ISO11784詳細(xì)說明了標(biāo)簽數(shù)據(jù)的構(gòu)成方式。
ISO11785定義了空中接口協(xié)議。
ISO還建立了測試RFID標(biāo)簽與讀卡機(jī)一致性的標(biāo)準(zhǔn)(ISO 18047),和測試RFID標(biāo)簽與讀卡機(jī)性能的標(biāo)準(zhǔn)(ISO 18046)。
有關(guān)在供應(yīng)鏈中利用RFID來進(jìn)行貨物跟蹤的標(biāo)準(zhǔn)很少。ISO提議探討有關(guān)四十英尺海運(yùn)集裝箱、托盤、運(yùn)輸工具、具體案例等特殊條款。
注:各問的回答后括號內(nèi)的解答者為上海坤銳電子科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理朱正先生。
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