Οδηγός πρωτοκόλλου αποφυγής συγκρούσεων ISO15693-3

Λήψη  ISO 15693-3 Standard

Επισκόπηση του ISO15693-3

Το ISO15693-3 είναι το επίπεδο πρωτοκόλλου της οικογένειας καρτών vicinity ISO/IEC 15693. Το ISO15693-1 καλύπτει τα φυσικά χαρακτηριστικά, το ISO15693-2 ορίζει τη διεπαφή ραδιοσυχνοτήτων και το ISO15693-3 εξηγεί πώς μια συσκευή σύζευξης vicinity, ή VCD, επικοινωνεί με μία ή περισσότερες ολοκληρωμένες κάρτες κυκλώματος vicinity, ή VICC. Ο κύριος σκοπός του είναι να ορίσει δομές αιτημάτων και αποκρίσεων, συμπεριφορά anticollision, χειρισμό εντολών, χρήση UID, έλεγχο CRC και επιλογή προσανατολισμένη στην εφαρμογή. Σε έργα RFID, αυτό το πρωτόκολλο συνδέεται στενά με συστήματα HF 13.56 MHz.

Το πρότυπο αποκτά ιδιαίτερη σημασία όταν πολλοί παθητικοί αναμεταδότες μπορεί να βρίσκονται στο πεδίο αναγνώστη. Αντί να επιτρέπεται σε κάθε VICC να απαντά τυχαία, το ISO15693-3 δίνει στον αναγνώστη έναν ελεγχόμενο τρόπο να ανακαλύπτει, να επιλέγει, να σιγεί, να διαβάζει, να γράφει και να επαληθεύει κάρτες ή ετικέτες. Αυτό καθιστά το πρωτόκολλο χρήσιμο για βιβλιοθήκες, εφοδιαστική, υγειονομική περίθαλψη, πλυντήρια, διαχείριση εγγράφων, αναγνώριση πρόσβασης και βιομηχανική συλλογή δεδομένων. Είναι επίσης σχετικό όταν οι μηχανικοί χρειάζεται να συνδυάσουν συμβατά chips, κεραίες, υλικολογισμικό και Αναγνώστες HF σε ένα σταθερό σύστημα.

Πώς λειτουργεί η επικοινωνία VCD και VICC

Το ISO15693-3 ακολουθεί ένα μοντέλο επικοινωνίας που ξεκινά από τον αναγνώστη. Το VICC δεν ξεκινά τη μετάδοση από μόνο του· περιμένει μέχρι να λάβει και να αποκωδικοποιήσει μια έγκυρη εντολή από το VCD. Αυτή η αρχή «το VCD μιλά πρώτο» βοηθά να διατηρείται το πεδίο RF προβλέψιμο και μειώνει τις ανεξέλεγκτες αποκρίσεις. Ένα αίτημα από το VCD περιέχει συνήθως flags, έναν κωδικό εντολής, παραμέτρους που εξαρτώνται από την εντολή, προαιρετικά πεδία δεδομένων και ένα CRC. Μια απόκριση από το VICC περιέχει flags απόκρισης, προαιρετικές παραμέτρους, δεδομένα και ένα CRC.

Τα frames είναι προσανατολισμένα στα byte και τα πεδία μεταδίδονται με κανόνες διάταξης λιγότερο σημαντικού bit και λιγότερο σημαντικού byte. Αυτή η λεπτομέρεια έχει σημασία για τους προγραμματιστές υλικολογισμικού, επειδή μια εντολή που φαίνεται σωστή σε επίπεδο εφαρμογής μπορεί να αποτύχει εάν η σειρά byte, η σειρά CRC ή η ερμηνεία των flags είναι λανθασμένη. Οι οριοθέτες frame SOF και EOF ορίζονται στο σχετικό μέρος της διεπαφής αέρα της σειράς ISO15693, επομένως η υλοποίηση απαιτεί συντονισμό μεταξύ φυσικών επιπέδων και επιπέδων πρωτοκόλλου.

Βασικά στοιχεία δεδομένων στο πρωτόκολλο

UID, AFI, DSFID και CRC

Κάθε VICC αναγνωρίζεται από ένα UID 64 bit. Το UID χρησιμοποιείται κατά την απογραφή, το anticollision και τη διευθυνσιοδοτημένη επικοινωνία. Επιτρέπει στον αναγνώστη να διακρίνει μια κάρτα ή ετικέτα από μια άλλη μετά την ανακάλυψη. Σε πολλά συστήματα, το UID χρησιμοποιείται ως τεχνικό αναγνωριστικό, ενώ επιχειρηματικά δεδομένα όπως αριθμός περιουσιακού στοιχείου, εγγραφή μέλους ή αναφορά προϊόντος αποθηκεύονται στη μνήμη χρήστη ή διαχειρίζονται σε λογισμικό.

Το AFI, το Application Family Identifier, βοηθά το VCD να προεπιλέγει VICC που ταιριάζουν με μια συγκεκριμένη οικογένεια εφαρμογών. Το DSFID, το Data Storage Format Identifier, υποδεικνύει πώς τα δεδομένα οργανώνονται λογικά στη μνήμη του VICC. Το CRC χρησιμοποιείται για την ανίχνευση σφαλμάτων μετάδοσης σε αιτήματα και αποκρίσεις. Ένα VICC που λαμβάνει μη έγκυρο CRC αιτήματος αναμένεται να απορρίψει το frame αντί να απαντήσει.

Το μοντέλο μνήμης που υποθέτει το πρωτόκολλο βασίζεται σε blocks. Οι εντολές μπορούν να διαβάζουν, να γράφουν, να κλειδώνουν και να ελέγχουν blocks ανάλογα με την υποστήριξη του chip. Αυτή η οργάνωση σε blocks είναι ένας λόγος για τον οποίο τα προϊόντα ISO15693 μπορούν να προσαρμοστούν σε πολλές μορφές, από ετικέτες και βιομηχανικούς αναμεταδότες έως κάρτες και ειδικούς φορείς. Για παράδειγμα, τα εργοστάσια μπορούν να συνδυάσουν chips ISO15693 με ανθεκτικές Πλαστικές Κάρτες όταν η εφαρμογή απαιτεί επαναχρησιμοποιήσιμα διαπιστευτήρια με εκτυπωμένο προβολή επωνυμίας και σταθερή απόδοση HF.

Λειτουργικές λειτουργίες και anticollision

Διευθυνσιοδοτημένες, μη διευθυνσιοδοτημένες και επιλεγμένες λειτουργίες

Το ISO15693-3 ορίζει αρκετούς τρόπους για ένα VCD να καθορίσει ποιο VICC πρέπει να απαντήσει. Στη μη διευθυνσιοδοτημένη λειτουργία, το αίτημα δεν περιλαμβάνει UID, επομένως οποιοδήποτε συμβατό VICC μπορεί να επεξεργαστεί την εντολή μπορεί να απαντήσει. Στη διευθυνσιοδοτημένη λειτουργία, το αίτημα περιλαμβάνει το UID προορισμού· μόνο το αντίστοιχο VICC πρέπει να εκτελέσει την εντολή και να επιστρέψει απόκριση. Η λειτουργία Select επιτρέπει σε ένα προηγουμένως επιλεγμένο VICC να απαντήσει χωρίς να επαναλαμβάνει το UID του σε κάθε αίτημα.

Το anticollision είναι το πιο χαρακτηριστικό γνώρισμα του ISO15693-3. Το VCD στέλνει ένα αίτημα απογραφής με flags, προαιρετικό AFI, μήκος μάσκας και τιμή μάσκας. Ανάλογα με τη ρύθμιση υποδοχής, η διαδικασία μπορεί να χρησιμοποιήσει μία υποδοχή ή δεκαέξι υποδοχές. Κατά τη διάρκεια ενός γύρου απογραφής δεκαέξι υποδοχών, τα VICC συγκρίνουν μέρος του UID τους με τη μάσκα και τον μετρητή υποδοχών. Ένα VICC απαντά μόνο όταν η συνθήκη σύγκρισης ταιριάζει και άλλα κριτήρια, όπως το AFI και η κατάσταση ησυχίας, το επιτρέπουν. Ο αναγνώστης στη συνέχεια αναγνωρίζει τις επιτυχείς αποκρίσεις, σημειώνει τις κενές υποδοχές και χειρίζεται τις συγκρούσεις βελτιώνοντας τη μάσκα.

Αυτή η διαδικασία επιτρέπει σε έναν αναγνώστη να δημιουργήσει μια λίστα VICC ακόμη και όταν πολλά αντικείμενα βρίσκονται κοντά. Σε ένα ράφι βιβλιοθήκης, δίσκο ιατρικών ειδών, φάκελο εγγράφων ή σταθμό εργασίας σε εξέλιξη, η ίδια αρχή βοηθά τον αναγνώστη να διαχωρίσει πολλά αντικείμενα χωρίς σάρωση με οπτική επαφή. Για συστήματα σε επίπεδο αντικειμένου που χρησιμοποιούν HF Ετικέτες, ο σωστός συντονισμός anticollision μπορεί να επηρεάσει άμεσα την αξιοπιστία ανάγνωσης, την ταχύτητα και την εμπειρία χρήστη.

Εντολές που ορίζονται από το ISO15693-3

Υποχρεωτικές, προαιρετικές, προσαρμοσμένες και ιδιόκτητες εντολές

Το σύνολο εντολών ξεκινά με υποχρεωτικές εντολές, συμπεριλαμβανομένων των Inventory και Stay quiet. Το Inventory χρησιμοποιείται για την ανακάλυψη VICC και τη συλλογή πληροφοριών DSFID και UID. Το Stay quiet λέει σε ένα VICC να εισέλθει σε κατάσταση ησυχίας, όπου δεν θα απαντά σε αιτήματα απογραφής μέχρι να γίνει επαναφορά, να επιλεγεί ή να επιστρέψει σε κατάσταση ετοιμότητας. Αυτό είναι χρήσιμο αφού ένας αναγνώστης έχει ήδη αναγνωρίσει ένα VICC και θέλει να επιλύσει άλλες κάρτες στο πεδίο.

Οι προαιρετικές εντολές επεκτείνουν το πρωτόκολλο σε λειτουργίες μνήμης και κατάστασης. Συνήθη παραδείγματα περιλαμβάνουν Read single block, Write single block, Lock block, Read multiple blocks, Write multiple blocks, Select, Reset to ready, Write AFI, Lock AFI, Write DSFID, Lock DSFID, Get system information και Get multiple block security status. Δεν υλοποιεί κάθε VICC κάθε προαιρετική εντολή, επομένως η επικύρωση πρέπει να ελέγχει το φύλλο δεδομένων του chip και το υλικολογισμικό του αναγνώστη. Το ISO15693-3 αφήνει επίσης εύρη για προσαρμοσμένες και ιδιόκτητες λειτουργίες που εξαρτώνται από τον κατασκευαστή.

Αξία υλοποίησης για έργα RFID

Για τους μηχανικούς προϊόντων, το ISO15693-3 είναι ένας πρακτικός οδηγός για τη συμπεριφορά του συστήματος. Το υλικολογισμικό του αναγνώστη πρέπει να στέλνει τα σωστά flags, να επιλέγει τη σωστή στρατηγική απογραφής, να υπολογίζει σωστά το CRC και να ερμηνεύει σφάλματα όπως μη υποστηριζόμενη εντολή, μη διαθέσιμο block, κλειδωμένο block, αποτυχία προγραμματισμού ή αποτυχία κλειδώματος. Η επιλογή προϊόντος πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη το μέγεθος μνήμης, το μέγεθος block, τη δυνατότητα κλειδώματος, την υποστήριξη AFI και DSFID, τον σχεδιασμό κεραίας και το τελικό περιβάλλον λειτουργίας.

Συχνές ερωτήσεις ISO15693-3

Τι ορίζει το ISO15693-3;

Το ISO15693-3 ορίζει το πρωτόκολλο anticollision και μετάδοσης για αντικείμενα vicinity χωρίς επαφή στην οικογένεια ISO15693. Καθορίζει πώς ένας αναγνώστης στέλνει αιτήματα, πώς ένα VICC επιστρέφει αποκρίσεις, πώς χρησιμοποιούνται τα UID κατά την απογραφή, πώς ερμηνεύονται τα flags εντολών και πώς εκτελείται η ανίχνευση σφαλμάτων μέσω CRC. Είναι το λογικό επίπεδο επικοινωνίας πάνω από τη διεπαφή ραδιοσυχνοτήτων.

Πώς διαφέρει το ISO15693-3 από το ISO15693-2;

Το ISO15693-2 επικεντρώνεται στη διεπαφή ισχύος RF και σήματος, συμπεριλαμβανομένης της διαμόρφωσης, της κωδικοποίησης και των οριοθετών frame που χρησιμοποιούνται στον αέρα. Το ISO15693-3 επικεντρώνεται στο πρωτόκολλο που μεταφέρεται μέσα σε αυτά τα frames. Με απλά λόγια, το Μέρος 2 ορίζει πώς ανταλλάσσονται φυσικά τα bits, ενώ το Μέρος 3 ορίζει τι σημαίνουν αυτά τα bits κατά την απογραφή, την επιλογή, την εκτέλεση εντολών και τον χειρισμό αποκρίσεων.

Γιατί είναι σημαντικό το anticollision σε συστήματα ISO15693;

Το anticollision επιτρέπει σε έναν αναγνώστη να αναγνωρίζει περισσότερα από ένα VICC στο ίδιο πεδίο RF. Χωρίς αυτό, πολλές κάρτες ή ετικέτες θα μπορούσαν να απαντήσουν ταυτόχρονα και να δημιουργήσουν μη αναγνώσιμες συγκρούσεις. Το ISO15693-3 χρησιμοποιεί αιτήματα απογραφής, μάσκες, μετρητές υποδοχών και κανόνες σύγκρισης UID, ώστε ο αναγνώστης να μπορεί σταδιακά να διαχωρίζει και να καταγράφει μεμονωμένα αντικείμενα με ελεγχόμενο τρόπο.

Ποιος είναι ο ρόλος του UID;

Το UID είναι ένα μοναδικό αναγνωριστικό 64 bit που αποδίδεται στο VICC από τον κατασκευαστή του IC. Χρησιμοποιείται κατά το anticollision και τη διευθυνσιοδοτημένη επικοινωνία, ώστε ο αναγνώστης να μπορεί να διακρίνει ένα αντικείμενο από ένα άλλο. Σε πολλές εφαρμογές, το UID χρησιμοποιείται για τεχνική αναγνώριση, ενώ τα επιχειρηματικά δεδομένα αποθηκεύονται ξεχωριστά ή συνδέονται σε εξωτερικό λογισμικό.

Υποστηρίζουν όλα τα chips ISO15693 τις ίδιες εντολές;

Όχι. Το Inventory και το Stay quiet είναι θεμελιώδεις εντολές, αλλά πολλές εντολές μνήμης, κλειδώματος, επιλογής, AFI, DSFID και πληροφοριών συστήματος είναι προαιρετικές ή εξαρτώνται από τον κατασκευαστή. Ένα έργο θα πρέπει να συγκρίνει το φύλλο δεδομένων του chip, το εγχειρίδιο εντολών του αναγνώστη και τις απαιτήσεις της εφαρμογής πριν υποθέσει πλήρη συμβατότητα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για προϊόντα με προστασία εγγραφής ή προσαρμοσμένα προϊόντα.

Σε τι χρησιμεύουν τα AFI και DSFID;

Το AFI βοηθά τον αναγνώστη να φιλτράρει τα VICC ανά οικογένεια εφαρμογών, γεγονός που μπορεί να επιταχύνει την επιλογή όταν υπάρχουν διαφορετικοί τύποι αντικειμένων. Το DSFID υποδεικνύει τη λογική δομή των δεδομένων που αποθηκεύονται στη μνήμη του VICC. Και τα δύο πεδία μπορούν να βελτιώσουν την οργάνωση του συστήματος, αλλά η υποστήριξη μπορεί να διαφέρει ανά chip. Η πρακτική τους αξία εξαρτάται από το υλικολογισμικό του αναγνώστη και το μοντέλο δεδομένων του λογισμικού.

Είναι το ISO15693-3 κατάλληλο για εφαρμογές NFC μεγάλης εμβέλειας;

Το ISO15693 ανήκει στην οικογένεια HF RFID 13.56 MHz και είναι σχεδιασμένο για λειτουργία vicinity, προσφέροντας συνήθως μεγαλύτερη πρακτική απόσταση ανάγνωσης από πολλά συστήματα καρτών proximity. Ωστόσο, η «μεγάλη εμβέλεια» εξαρτάται ακόμη από την ισχύ του αναγνώστη, το μέγεθος της κεραίας, τον σχεδιασμό της κεραίας της ετικέτας, το περιβάλλον, τους κανονισμούς και τη μορφή του προϊόντος. Δεν θα πρέπει να αξιολογείται μόνο με βάση το όνομα του πρωτοκόλλου.