Τεχνικό δελτίο ISO15693-2 για κάρτες γειτνίασης

Λήψη  ISO 15693-2 Standard

Επισκόπηση ISO15693-2

Το ISO15693-2 καθορίζει τη διεπαφή αέρα και το επίπεδο αρχικοποίησης για κάρτες vicinity ISO/IEC 15693. Εξηγεί πώς μια συσκευή σύζευξης vicinity, που συνήθως ονομάζεται VCD, τροφοδοτεί και επικοινωνεί με μια ολοκληρωμένη κάρτα κυκλώματος vicinity, ή VICC. Περιγράφει το ραδιοπεδίο, τη διαμόρφωση, την κωδικοποίηση, τη συμπεριφορά υποφέροντος και τα όρια πλαισίων που χρησιμοποιούνται πριν ανταλλαγούν εντολές υψηλότερου επιπέδου. Το πρότυπο δίνει σε κατασκευαστές chip, κατασκευαστές καρτών, προγραμματιστές αναγνωστών και ολοκληρωτές συστημάτων ένα κοινό θεμέλιο για τη διαλειτουργικότητα καρτών vicinity 13.56 MHz.

Σε αντίθεση με μια περιγραφή μάρκετινγκ τελικών Καρτών, το ISO15693-2 επικεντρώνεται στην ηλεκτρική και επικοινωνιακή συμπεριφορά μεταξύ του πεδίου αναγνώστη και του ανέπαφου IC. Ένα τελικό προϊόν μπορεί να είναι μια εκτυπωμένη κάρτα, ετικέτα, tag, εισιτήριο, key fob ή ενσωματωμένο token, αλλά το ίδιο το πρότυπο επικεντρώνεται στη διεπαφή RF. Δεν καθορίζει τον οπτικό σχεδιασμό, το υλικό εκτύπωσης, τον χάρτη μνήμης, το σύνολο εντολών εφαρμογής ή τη δομή βάσης δεδομένων. Αυτές οι επιλογές εξαρτώνται από το chip, τη μορφή προϊόντος και το τελικό σύστημα.

Πεδίο εφαρμογής της διεπαφής αέρα ISO15693-2

Ο βασικός σκοπός του ISO15693-2 είναι το πεδίο που χρησιμοποιείται για μεταφορά ισχύος και αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ VCD και VICC. Μια παθητική κάρτα vicinity δεν έχει μπαταρία σε τυπικές εφαρμογές, επομένως το πεδίο RF που παράγεται από τον αναγνώστη πρέπει να παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για να ενεργοποιηθεί και να αποκριθεί το chip. Το έγγραφο περιγράφει επίσης πώς αναπαρίστανται τα σήματα από αναγνώστη σε κάρτα και από κάρτα σε αναγνώστη, ώστε διαφορετικές συμβατές συσκευές να μπορούν να κατανοήσουν τις ίδιες αρχές φυσικής σηματοδότησης.

Το πρότυπο χρησιμοποιείται μαζί με τα άλλα μέρη του ISO/IEC 15693. Το ISO15693-1 καλύπτει τα φυσικά χαρακτηριστικά των καρτών vicinity, ενώ το ISO15693-3 καλύπτει την αντιμετώπιση συγκρούσεων και το πρωτόκολλο μετάδοσης. Αυτός ο διαχωρισμός είναι χρήσιμος στη μηχανική. Το ISO15693-2 λέει στους σχεδιαστές πώς διαμορφώνεται ο φυσικός διάλογος RF· το ISO15693-3 τους λέει πώς επιλέγονται πολλαπλές κάρτες και πώς οργανώνονται οι εντολές και οι αποκρίσεις πάνω από αυτό το επίπεδο διεπαφής αέρα.

Μεταφορά ισχύος και πεδίο λειτουργίας

Το ISO15693-2 χρησιμοποιεί ένα πεδίο λειτουργίας RF 13.56 MHz για την ανέπαφη διεπαφή. Το πεδίο που παράγεται από το VCD μεταφέρει ενέργεια μέσω επαγωγικής σύζευξης, επιτρέποντας στο VICC να λειτουργεί εντός του καθορισμένου εύρους πεδίου. Για τους προγραμματιστές προϊόντων, αυτό σημαίνει ότι το μέγεθος κεραίας, η ευαισθησία του chip, η έξοδος του αναγνώστη, το πάχος του υλικού και το περιβάλλον εγκατάστασης μπορούν όλα να επηρεάσουν την απόδοση ανάγνωσης, ακόμη και όταν το πρωτόκολλο επικοινωνίας είναι σωστό.

Το πρότυπο δίνει τις ελάχιστες και μέγιστες συνθήκες πεδίου λειτουργίας υπό τις οποίες αναμένεται να λειτουργεί ένα VICC. Καθιστά επίσης σαφές ότι η κανονιστική συμμόρφωση για ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και ανθρώπινη έκθεση δεν καθορίζεται από αυτό το μέρος του προτύπου. Αυτή η ευθύνη παραμένει στους κατασκευαστές συσκευών και τους υπεύθυνους υλοποίησης έργων, οι οποίοι πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους τοπικούς ραδιοκανονισμούς, τους κανόνες πιστοποίησης και τις απαιτήσεις ασφάλειας εφαρμογών.

Επικοινωνία από VCD προς VICC

Για την επικοινωνία από την πλευρά του αναγνώστη προς την πλευρά της κάρτας, το ISO15693-2 χρησιμοποιεί διαμόρφωση πλάτους μετατόπισης, κοινώς γνωστή ως ASK. Το πρότυπο περιλαμβάνει επιλογές δείκτη διαμόρφωσης 10% και 100%, και το VICC πρέπει να μπορεί να αποκωδικοποιήσει και τις δύο. Αυτό δίνει στους υπεύθυνους υλοποίησης ευελιξία για διαφορετικά ραδιοπεριβάλλοντα και απαιτήσεις εφαρμογών, διατηρώντας παράλληλα την πλευρά της κάρτας συμβατή με καθορισμένες λειτουργίες σηματοδότησης.

Η κωδικοποίηση δεδομένων από το VCD προς το VICC βασίζεται σε διαμόρφωση θέσης παλμού. Το ISO15693-2 καθορίζει δύο λειτουργίες κωδικοποίησης: 1 από 256 και 1 από 4. Η λειτουργία 1 από 256 αντιπροσωπεύει ένα byte μέσω της θέσης μιας παύσης σε 256 χρονικές περιόδους, δημιουργώντας χαμηλότερο ρυθμό δεδομένων. Η λειτουργία 1 από 4 αντιπροσωπεύει δύο bits κάθε φορά και παράγει υψηλότερο ρυθμό δεδομένων. Στην πράξη, αυτή η διάκριση βοηθά στην εξισορρόπηση της ανθεκτικότητας και της ταχύτητας.

Επικοινωνία από VICC προς VCD

Όταν η κάρτα αποκρίνεται στον αναγνώστη, το ISO15693-2 χρησιμοποιεί διαμόρφωση φορτίου. Το VICC αλλάζει ένα εσωτερικό φορτίο για να δημιουργήσει ένα υποφέρον στο πεδίο του αναγνώστη, και το VCD ανιχνεύει αυτή τη διαμόρφωση ως απόκριση της κάρτας. Ανάλογα με τη λειτουργία που επιλέγει το VCD μέσω της κεφαλίδας πρωτοκόλλου υψηλότερου επιπέδου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ένα ή δύο υποφέροντα. Η λειτουργία με ένα υποφέρον και η λειτουργία με δύο υποφέροντα υποστηρίζουν διαφορετικά περιβάλλοντα θορύβου και προτεραιότητες σχεδιασμού.

Η κατεύθυνση από κάρτα σε αναγνώστη υποστηρίζει χαμηλούς και υψηλούς ρυθμούς δεδομένων. Η κωδικοποίηση Manchester χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση bits, με καθορισμένες χρονικές σχέσεις για το πλαίσιο απόκρισης. Για τους κατασκευαστές τελικών προϊόντων RFID, αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο το ίδιο chip μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά όταν ενσωματώνεται σε διαφορετικές φυσικές μορφές. Ο συντονισμός κεραίας, η ελασματοποίηση, το υλικό του περιβλήματος και το κοντινό μέταλλο ή υγρό μπορούν να επηρεάσουν την ποιότητα της απόκρισης διαμόρφωσης φορτίου. Για παράδειγμα, οι εκτυπωμένες Πλαστικές κάρτες μπορεί να έχουν διαφορετικό προφίλ RF από ένα μικρό βιομηχανικό tag, ακόμη και αν και τα δύο βασίζονται σε πυρίτιο ISO15693-compatible.

Πλαίσια, αρχικοποίηση και διαλειτουργικότητα

Το ISO15693-2 καθορίζει επίσης τον ρόλο των μοτίβων έναρξης πλαισίου και λήξης πλαισίου. Αυτά τα όρια πλαισίων βοηθούν τον δέκτη να συγχρονιστεί με το εισερχόμενο σήμα και να διακρίνει την έγκυρη επικοινωνία από τη σιωπή ή τον θόρυβο. Κατά τον αρχικό διάλογο, το VCD ενεργοποιεί το VICC μέσω του πεδίου RF, το VICC περιμένει σιωπηλά για μια εντολή, το VCD μεταδίδει την εντολή και το VICC στέλνει μια απόκριση σύμφωνα με τους σχετικούς κανόνες πρωτοκόλλου ISO15693.

Για τους αγοραστές και τους μηχανικούς, η πρακτική αξία του ISO15693-2 είναι η διαλειτουργικότητα. Ένας προμηθευτής μπορεί να προσφέρει κάρτα, ετικέτα, βραχιόλι ή token σε πολλά υλικά, αλλά το έργο εξακολουθεί να χρειάζεται αξιόπιστη επικοινωνία RF με συμβατούς αναγνώστες. Πριν από τη μαζική παραγωγή, οι μηχανικοί πρέπει να επιβεβαιώσουν το μοντέλο chip, το μέγεθος μνήμης, τη διάταξη κεραίας, την απόσταση ανάγνωσης, τις προσδοκίες ρυθμού δεδομένων, τις περιβαλλοντικές συνθήκες και το συγκεκριμένο υλικολογισμικό αναγνώστη που χρησιμοποιείται στην εφαρμογή. Ο έλεγχος με πραγματικούς Αναγνώστες HF είναι πιο αξιόπιστος από την αξιολόγηση της απόδοσης μόνο από ένα φύλλο δεδομένων chip ή μια γενική αναφορά προτύπου.

Γιατί το ISO15693-2 έχει σημασία στην επιλογή προϊόντων RFID

Το ISO15693-2 είναι ιδιαίτερα σχετικό όταν ένα έργο χρειάζεται μεγαλύτερη πρακτική απόσταση ανάγνωσης από πολλές περιπτώσεις χρήσης καρτών close-coupled ή proximity, ενώ εξακολουθεί να λειτουργεί στη ζώνη HF 13.56 MHz. Συχνά εξετάζεται για βιβλιοθήκες, διαχείριση περιουσιακών στοιχείων, βιομηχανική ταυτοποίηση, παρακολούθηση εγγράφων, συστήματα έκδοσης εισιτηρίων, ροές εργασιών απογραφής και εφαρμογές όπου το tag μπορεί να μην αγγίζεται απευθείας στον αναγνώστη.

Ωστόσο, το ISO15693-2 δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως πλήρης προδιαγραφή προϊόντος από μόνο του. Μια πλήρης προδιαγραφή αγοράς θα πρέπει επίσης να αναφέρει το chip, τη διαμόρφωση μνήμης, τις απαιτήσεις UID, τη μορφή κωδικοποίησης, τη διαδικασία εκτύπωσης, τις μηχανικές διαστάσεις, τις απαιτήσεις ανθεκτικότητας και το περιβάλλον αναγνώστη. Το πρότυπο λέει και στις δύο πλευρές πώς πρέπει να συμπεριφέρεται η διεπαφή αέρα· η προδιαγραφή του τελικού προϊόντος λέει στο εργοστάσιο τι να κατασκευάσει και πώς πρέπει να αποδίδει το προϊόν στην πραγματική ανάπτυξη του πελάτη.

Συχνές ερωτήσεις

Τι καθορίζει το ISO15693-2;

Το ISO15693-2 καθορίζει τη διεπαφή αέρα και το επίπεδο αρχικοποίησης για κάρτες vicinity. Καλύπτει τη μεταφορά ισχύος RF, τη διαμόρφωση και κωδικοποίηση από αναγνώστη σε κάρτα, τη διαμόρφωση φορτίου από κάρτα σε αναγνώστη, τα υποφέροντα, τους ρυθμούς δεδομένων και τα μοτίβα πλαισίων. Δεν καθορίζει το πλήρες σύνολο εντολών, τη μορφή δεδομένων εφαρμογής, τον σχεδιασμό εκτυπωμένης κάρτας ή την τελική κατασκευή του προϊόντος.

Είναι το ISO15693-2 το ίδιο με το ISO15693-3;

Όχι. Το ISO15693-2 περιγράφει τη φυσική διεπαφή επικοινωνίας, ενώ το ISO15693-3 καθορίζει την αντιμετώπιση συγκρούσεων και το πρωτόκολλο μετάδοσης. Ένα πρακτικό σύστημα χρειάζεται συνήθως και τα δύο μέρη. Το ISO15693-2 εξηγεί πώς τα σήματα κινούνται μέσω του πεδίου RF, και το ISO15693-3 εξηγεί πώς οι συσκευές οργανώνουν εντολές, επιλέγουν κάρτες και διαχειρίζονται την επικοινωνία όταν μπορεί να υπάρχουν πολλά VICC.

Τι συχνότητα χρησιμοποιούν οι κάρτες vicinity ISO15693-2;

Το ISO15693-2 χρησιμοποιεί το πεδίο λειτουργίας HF 13.56 MHz. Αυτό το πεδίο τροφοδοτεί τις παθητικές κάρτες vicinity και μεταφέρει την επικοινωνία μεταξύ του αναγνώστη και της κάρτας. Η ακριβής απόδοση του προϊόντος εξαρτάται ακόμη από τον σχεδιασμό κεραίας, την ευαισθησία του chip, την έξοδο του αναγνώστη, τις συνθήκες εγκατάστασης και τα κανονιστικά όρια στη χώρα ή την περιοχή προορισμού.

Γιατί υπάρχουν διαφορετικές λειτουργίες κωδικοποίησης δεδομένων;

Το πρότυπο καθορίζει διαφορετικές λειτουργίες κωδικοποίησης ώστε τα συστήματα να μπορούν να εξισορροπούν την ανθεκτικότητα και την ταχύτητα. Η λειτουργία 1 από 256 είναι πιο αργή αλλά μπορεί να είναι χρήσιμη όπου η αξιοπιστία είναι πιο σημαντική. Η λειτουργία 1 από 4 μεταφέρει περισσότερες πληροφορίες ανά χρονική ακολουθία και υποστηρίζει υψηλότερο ρυθμό δεδομένων από αναγνώστη σε κάρτα.

Πώς στέλνει ένα VICC δεδομένα πίσω σε ένα VCD;

Ένα VICC στέλνει δεδομένα πίσω μέσω διαμόρφωσης φορτίου. Αντί να παράγει το δικό του ανεξάρτητο φέρον RF, η κάρτα αλλάζει το φορτίο της και δημιουργεί ένα ανιχνεύσιμο μοτίβο διαμόρφωσης στο πεδίο του αναγνώστη. Το VCD λαμβάνει αυτή την αλλαγή ως απόκριση της κάρτας, χρησιμοποιώντας το καθορισμένο υποφέρον, τον ρυθμό δεδομένων και τους κανόνες κωδικοποίησης.

Εγγυάται το ISO15693-2 σταθερή απόσταση ανάγνωσης;

Όχι. Το ISO15693-2 καθορίζει τη συμπεριφορά της διεπαφής αέρα, αλλά δεν υπόσχεται μία σταθερή απόσταση ανάγνωσης για κάθε προϊόν. Η απόσταση ανάγνωσης εξαρτάται από την ισχύ του αναγνώστη, τη γεωμετρία κεραίας, την ευαισθησία του chip, το μέγεθος ετικέτας, το υλικό, τον προσανατολισμό, τον περιβαλλοντικό θόρυβο και τα κοντινά αντικείμενα. Πραγματικά δείγματα θα πρέπει να δοκιμάζονται στο περιβάλλον της προβλεπόμενης εφαρμογής.

Τι πρέπει να επιβεβαιώσουν οι αγοραστές πριν παραγγείλουν προϊόντα ISO15693;

Οι αγοραστές πρέπει να επιβεβαιώσουν το μοντέλο chip, το μέγεθος μνήμης, τις απαιτήσεις UID ή κωδικοποίησης, το υλικό του προϊόντος, το μέγεθος κεραίας, το περιβάλλον λειτουργίας, τη συμβατότητα αναγνώστη και την αναμενόμενη απόσταση ανάγνωσης. Για προσαρμοσμένη παραγωγή, οι απαιτήσεις σχεδίου, αρίθμησης, εξατομίκευσης και συσκευασίας θα πρέπει επίσης να καθορίζονται σαφώς πριν ξεκινήσει η δειγματοληψία ή η μαζική παραγωγή.