ISO18000-3 M3 EPC Gen2 HF ILT標準部分內容簡介
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發(fā)布時間:2020-1-18 15:22:36
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2011年的時候,EPC Gen2擴展到了高頻部分,到2011年9月5號的時候,有關EPC Gen2 HF ILT(單件管理標簽-Item Level Tag)的標準其實已經塵埃落定,作為ISO15693(ISo1800-3 M1)的升級版本,ISO18000-3 M3也在NXP等巨頭的推動下,具備了和ISO1800-3 M2(PJM)的相抗衡的性能,不出所料,PJM只是作為“第二”的位置存在(仍然不改Magellan在HF RFID“高通”的地位)。但是EPC Gen2標準仍然在眾所周知的原因中難以正式公開。 作為急不可待的作者,在這里提前陸續(xù)和朋友們分享EPC Gen2 HF ILT部分內容,但不保證正確。 1、 范圍 2、 Conformance 2.1 ClAIming Conformance 2.2 General Conformance Requirements 2.2.1 閱讀器(Interrogators) 2.2.2 標簽(Tags) 2.3 命令結構和擴展 允許四種命令類型:1)強制;2)可選;3)專有命令;4)定制 2.4 保留(RFU)
3、 Normative參考 ISO/IEC 3309 ISO/IEC7816-6 ISO/IEC15693 ISO/IEC15961 ISO/IEC15962 ISO/IEC15963 ISO/IEC18000-1 ISO/IEC18000-3 ISO/IEC18000-6 EPC ISO/IEC TR18047-3 ISO/IEC19762 ESTI EN 300 330 CFR title 47 EPCglobal Tag Data Standards EPCglobal FMCG RFID EPCglobal ILT JRG Protocol Requirements
4、 術語定義 4.1 Cover-coding 4.2 Cover-Coded Text 4.3 全雙工通信/Full-duplex communications 4.4 半雙工通信/Half-duplex communications 4.5 句柄/Handle,16位認證數(Authentication Number) 4.6 負載調制/Load Modulation 4.7 Packet CRC,16位CRC校驗,標簽使用非零的XI動態(tài)計算PC/XPC/EPC,清點過程中使用 4.8 Packet PC,協(xié)議控制信息,標簽使用非零的XI動態(tài)計算,用于清點過程 4.9 Permalock,存儲,其鎖(Lock)狀態(tài)時不可改變的 4.10 相位抖動調制(Phase-Jitter-Modulation) 4.11 物理層/Physical layer 4.12 Pivot,R=>T數據符號的平均長度:pivot=(data-0 symbol length+data-1symbol length)/2 4.13 Plaintext,非Cover-編碼的信息 4.14 協(xié)議/Protocol,物理層和標簽識別層的規(guī)格 4.15 Recommisioning,A significant altering of a Tag’s functionality and/or memory contents, as commanded by an Interrogator, typically in response to a change in the Tag’s usage model or purpose 4.16 槽/Slot,在清點循環(huán)中標簽響應的點,槽是標簽草計數器輸出的值,當標簽的槽為零的時候,標簽應答 4.17 StoredCRC,16位CRC代碼,上電后標簽計算StoredPC和EPC,存儲在EPC存儲中,可能在清點過程中通過負載調制提供 4.18 StoredPC,EPC存儲中的協(xié)議控制信息,標簽在清點過程中零值XI通過負載調提供 4.19 Tari,閱讀器到標簽信號的數據0參考時間間隔 4.20 字/Word,16位
5、 符號/縮略語 ISO/IEC18000-1,ISO/IEC19762 5.1 符號/Symbol DR - ASK方法:比值 PJM方法:應答通道選擇的Bit 0 Fc – 載頻 M(ASK) – 標簽應答調制類型 Mh – 射頻信號包絡的Ripple(Overshoot) MI -射頻信號包絡的Ripple(Undershoot) M(PJM) – 應答通道選擇的Bit1和Bit2 Ms – OFF時射頻信號的水平 Q – 槽技術參數(閱讀器用于調整標簽應答概率的參數) R – 閱讀器 R=>T – 閱讀器到標簽 RTcal – 閱讀器到標簽的校準符號 T1 – 閱讀器發(fā)送到標簽應答的時間 T2 – 標簽應答到閱讀器發(fā)送的時間 T3 – 閱讀器等待時間,T1之后,處理另一命令之前的時間 T4 – 最小閱讀器命令的間隔 Tf或者Tf,10-90% - 射頻信號包絡的下降時間 Tpri – Link Pulse-repetition interval (Tpri=1/LF) Tr或者Tr,10-90% - 射頻信號包絡上升時間 TRext – ASK方法,choose whether the T=R preamble is prefixed with a pilot tone PJM方法,應答通道的Bit3 Ts- 射頻信號的建立時間 T=>R – 標簽到閱讀器 TRcal –標簽到閱讀器的校準符號 Xfp – 浮點值 Xxxx2 – 二進制表示 XXXXh – 十六進制表示
5.2 縮略語 AM – 幅度調制 CRC – 循環(huán)冗余校驗,使用兩種CRC算法:CRC-5(5 bit)和CRC16(16 Bit),三個不同的CRC-16邏輯:StoredCRC、PacketCRC和CRC-16c。 CW – 連續(xù)波 dBch – dB表示的參考通道功率 DSB – 雙邊帶 DSB-ASK – 雙邊帶幅移鍵控 DR – Divide ratio EPC – 電子物品代碼 FCC – 聯(lián)邦通信委員會 FT – 頻率容差(Tolerance) LF- Link Frequency (LF= 1/Tpri) MFM – 修正/改進的頻率調制 N/A NSI- Numbering System Identifier PIE-脈沖間隔編碼 PJM – 相位抖晃調制 Ppm – 百萬分之一 PC – 協(xié)議控制 RF – 射頻 RFU – 保留 RN16 – 16位隨機數或者偽隨機數 RNG – 隨機數或者偽隨機數發(fā)生器 TDM – 時分 TID – 標簽識別,依賴于上下文 UMI – 用戶存儲指示 XI – XPC_W1指示 XPC- 擴展的協(xié)議控制 XPC_W1 – XPC字1 XPC_W2 – XPC字2 XEB – XPC擴展位
5.3 符號
6、需求:物理層,抗沖突管理系統(tǒng)和協(xié)議值 6.1 協(xié)議概要 6.1.1 物理層 閱讀器通過脈沖間隔編碼(PIE-Pulse-Interval Encoding)雙邊帶幅度調制(DSB-ASK)調制射頻載波向一個或者多個標簽發(fā)送送信息。標簽從同一射頻載波獲取能量。 閱讀器通過發(fā)送無調制的射頻載波監(jiān)聽負載調制應答接收標簽的信息。標簽通過射頻載波的幅度和/或相位負載調制傳送信息。 應答編碼方式,根據閱讀器的命令,可以是曼徹斯特編碼、密勒編碼子載波調制或者是FM0基帶(這是什么?)閱讀器和標簽之間的通信為半雙工,就是說標簽在負載調制應答時,無需解調閱讀器的命令,標簽不響應全雙工通信的強制或可選的命令。 閱讀器和標簽可以具有改進頻率調制(MFM-Modified Frequency Modulation)編碼的PJM調制物理層實現(xiàn)閱讀器向標簽的通信(R=>T),MFM編碼,二進制相移鍵控(BPSK)調制的子載波調制實現(xiàn)標簽向閱讀器的通信(T=>R)。
6.1.2 標簽識別層 閱讀器管理標簽使用三個基本操作: 1)選擇/Select; 2)清點/Inventory,這是識別標簽的操作:閱讀器的清點,從發(fā)送BeginRound命令開始,一個或多個標簽可能響應;閱讀器檢測單個標簽的響應并且如果得到標簽的packet CRC-16,就請求PC/XPC字,EPC。清點包括多個命令,清點循環(huán)每次僅在一個session操作。 3)訪問/Access。操作僅和一個標簽通信。
6.2 General 6.2.1 EPCTMClass-1高頻RFID的互操作性 所有EPCTM Class-1的高頻RFID空口(Air Interface - AI)都在13.56MHz工作,和ISO18000-3 M1(ISO15693)、ISO18000-3 M2不可互操作,但是可以工作在通信環(huán)境。
6.3 EPCTMClass-1高頻RFID空口:物理層,沖突管理系統(tǒng)和協(xié)議 6.3.1 規(guī)范:物理和介質控制(MAC)參數 (閱讀器15個條目,有分條目:Int1-Int15) (標簽16個條目,有分條目:Tag1-Tag16)
6.3.2 邏輯操作步驟參數 標簽清點和訪問參數:P1-P11 沖突管理參數:A1-A3 A1 – 類型(概率或者確定性) A2 – 線性,在閱讀器射頻場中,線性至215個標簽 A3 – 標簽清點容量,〉215標簽
6.3.3 操作步驟描述 操作步驟描述了閱讀器先說、隨機槽抗沖突的13.56MHz射頻識別系統(tǒng)的物理和邏輯需求。
兩個操作方式: > ASK方式(強制) > 閱讀器使用ASK調制的PIE信令和一個/多個標簽通信,標簽采用規(guī)范的方式應答,在這個過程中,標簽不能改變調制方式和數據速率; > PJM方式(可選)
6.3.3.1 信令/Signaling 閱讀器和標簽之間的信令借口可以看成網絡通信系統(tǒng)的物理層。接口定義了:頻率、調制、數據編碼、RF包絡、數據碼率和射頻通信需要的其他參數。
6.3.3.1.1 工作頻率 13.56MHz
6.3.3.1.2 R=>T通信 ASK方法,PIE編碼,固定的調制方式和碼率。 PJM方法:MFM編碼,PJM調制,數據速率:212Kbps
6.3.3.1.2.1 閱讀器頻率精度 –本地無線規(guī)范
6.3.3.1.2.2 調制 ASK方式,附錄H PJM方式,附錄G
6.3.3.1.2.3 數據編碼 ASK方法:R=>T,PIE編碼(圖6.1),Tari是閱讀器->標簽的參考時間間隔,是data-0的持續(xù)時間;“高”表示發(fā)射連續(xù)波;“低”值表示衰減連續(xù)波;容差+/-1%。 data-0/data-1的調制深度、上升時間、下降時間定義(表格6.5),在清點過程中,閱讀器使用固定的調制深度、上升時間、下降時間、PW和Tari。射頻信號的包絡見圖6.3。
PJM方法: R=>T使用MFM編碼,PJM調制,212Kbps碼率。命令編碼的Bit間隔為4.72us(64個13.56MHz載波),相位變化的規(guī)格見圖6.4,在清點過程中閱讀器的相位變化是固定的。 使用狀態(tài)變定義位的值,位編碼采用MFM編碼規(guī)則。規(guī)則如下: > Data-1定義為位間隔中間的狀態(tài)變化; > Data-0定義為位間隔開始的狀態(tài)變化; > 當數據0后跟隨Data-1時,沒有狀態(tài)變化。
MEM編碼的一個例子如下(圖6.2):
(這個圖的問題在于Data-1的4.72us和Data-0的4.72us不等寬度) 其邊緣表示小的相位變化(+/-3度)。典型的,圖6.2的邊緣應該和載波同步。如果不同步,閱讀器產生的這些邊緣應該在載波的+/-1個周期內(如何理解)。 6.3.3.1.2.4 ASK方法:Tari值 閱讀器訪問標簽的Tari值應該在8~25us范圍內(包含邊界)。在清點循環(huán)中,閱讀器使用固定的data-0和data-1長度。Tari的取值和本地法規(guī)相關(為什么?)。 注:需要在8~25us之間至少一個值評估閱讀器的本地法規(guī)兼容性,x=1.5Tari和x=2.0Tari 6.3.3.1.2.5 R=>T的包絡 ASK方法:R=>T的RF保羅需要滿足圖6.3和表格6.5。場強A以A/m度量對應RF保羅的最大幅度。Tari定義如圖6.1,脈沖寬度在50%處測量。
PJM方法: 6.3.3.1.2.6 閱讀器上電波型 閱讀器上電射頻包絡應滿足圖6.5和表格6.7。當載波水平上升到10%水平,上電的包絡盈單調上升直到紋波限制MI。在間隔Ts,載波包絡不應低于90%或者超過110%;Ts之后,不低于99%或者不高于101%;在建立時間(表格6.7)結束之前,閱讀器不應處理命令。閱讀器應滿足頻率精度(6.3.3.1.2.1定義)。 注:進行法規(guī)測試,閱讀器電磁場中不應有移動的標簽(到底是沒有標簽,還是有標簽但不能移動呢)。
6.3.3.1.2.7 閱讀器下電波性 6.3.3.1.2.8 R=>T的同步碼和幀同步 ASK方法:閱讀器開始R=>T信令要么使用同步碼(preamble),或者幀同步。 同步碼(preamble)先于BeginRound命令,表示清點循環(huán)的開始。其他信令必須使用幀同步。Tari各參數的容差在+/-1%。PW的定義如表6.5,射頻包絡的定義見圖6.3,標簽可以比較data-0和RTcal的長度來確認同步碼。 同步碼包含:和Data-0符號相同的調制,Data-0符號,R=>T校準(RTcal)符號,Dummy TRcal。 > RTcal:Data-0+Data-1,標簽計算Pivot=RTcal/2,標簽將閱讀器符號長度短于Pivot的解釋為Data-0,常于pivot的符號解釋為Data-1,大于4RTcal的符號為非法。在改變RTcal之前,閱讀器要發(fā)送至少8個RTcal的連續(xù)波(CW); > TRcal:對于高頻協(xié)議,TRcal不用于定義T=>R的返回數據速率。TRcal的值應該自阿1,1*RTcal和3*RTCal(1.1*RTcal<=TRCal<=3*RTcal); > 幀同步:幀同步比同步碼少一個TRcal符號,在清點過程中,閱讀器必須使用同步馬中長度相同的RTcal。
PJM方法: 6.3.3.1.3 標簽到閱讀器的通信(T=>R) 標簽到閱讀器的通信使用負載調制的方法。負載調制式一個通過改變標簽的電器負載(阻抗)疊加數據信號到載波的方法。標簽通過改變這個阻抗,從而改變閱讀器天線電壓來傳輸數據。閱讀器能夠把典雅的變化解釋為二進制信號。 負載調之可以使用下列辦法: > 負載電阻; > 并聯(lián)二極管; > 天線調諧電容或者天線線圈的匝數。將調諧電容視為天線的部分,因此,應答過程中,從標簽天線看到的負載是固定不變的。同樣的,調諧電容和芯片負載對于多匝線圈是恒定的。 ASK方法:標簽在清點過程中,使用固定的負載調制模式、數據編碼、數據碼率,“清點過程”的定義見6.3.3.4.8。閱讀器通過BeginRound命令設置編碼和數據碼率。根據BeginRound命令,標簽選擇T=>R調制方式。 PJM方法:
6.3.3.1.3.1 調制 對于后續(xù)的圖,低值表示標簽天線有等效于閱讀器數據發(fā)送結束后連續(xù)波期間的阻抗;高值對應連續(xù)波期間,標簽天線具有不同的阻抗。 ASK方法:標簽的應答可以是基帶(FM0編碼)或者調制的子載波(Miller或者曼徹斯特編碼),定義見6.3.3.1.3.2到6.3.3.1.3.10。 PJM方法:BPSK調制的子載波。
為了保障標簽在不同通道的應答被同時接收,所有標簽的應答頻帶應限制數據、子載波諧波水平,如圖6.8。中間的負載調阻抗可以用于頻帶限制(什么意思?好像僅對PJM有效,因為PJM可以有8個應答通道)。 6.3.3.1.3.2 數據編碼 ASK方法:標簽數據負載調制編碼采用FM0的基帶編碼,或者曼徹斯特編碼的子載波,或者Miller編碼的子載波。閱讀器通過BeginRound命令選擇編碼的方式和碼率。
PJM方法: 6.3.3.1.3.3 ASK方法:FM0基帶 圖6.9顯示FM0(二相空間)編碼的基本番薯。FM0在每個符號的邊界反向基帶相違,Data-0在符號中間反相。 圖6.10顯示了產生FM0基帶的符號和序列。00/11序列的占空比,在調制輸出端測量,應該是50%。FM0編碼器有存儲器,因此FM0序列的選擇取決于上一次的傳輸。FM0的信令應總是使用圖6.12的EOF結束。
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