EPC電子標(biāo)簽簡(jiǎn)述

1.標(biāo)簽分類

1.1 0 類標(biāo)簽
包含EPCTM 和CRC，符合0 類標(biāo)簽規(guī)格的只讀標(biāo)簽，我們稱之為0 類標(biāo)簽。

1.2 更高類的標(biāo)簽
在EPCTM 設(shè)計(jì)體系中，高頻標(biāo)簽中可以更好的解決安全問(wèn)題以及隱私問(wèn)題。因此，我們預(yù)期有更多功能的高頻標(biāo)簽會(huì)被廣泛采用。

2. 多標(biāo)簽識(shí)讀

2.1 圖解
下圖是一個(gè)可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽的例子。假定標(biāo)簽是被動(dòng)的，也就是說(shuō)，它是無(wú)源的。圖中，一個(gè)識(shí)讀器同時(shí)識(shí)讀（interrogate）一組標(biāo)簽，識(shí)讀器包括一個(gè)發(fā)射部分，它向標(biāo)簽傳送一個(gè)識(shí)讀信號(hào)，為標(biāo)簽提供能量，以激活標(biāo)簽。識(shí)讀器還包括一個(gè)接收部分，接收部分接收標(biāo)簽回復(fù)的信號(hào)并且對(duì)此信號(hào)進(jìn)行解碼。識(shí)讀器有一個(gè)控制器控制，控制器為外部設(shè)備提供解碼信號(hào)，并且管理識(shí)讀器與標(biāo)簽之間的通訊過(guò)程。

2.2 標(biāo)簽必須具有的功能
0 類標(biāo)簽必須具有以下功能：
必須包含EPCTM、24 位自毀代碼以及CRC 代碼
可以被識(shí)讀器讀取
可以被重疊讀取
可以自毀
存儲(chǔ)器不可以由識(shí)讀器進(jìn)行讀寫

2.3. 性能因素
UHF EPC 標(biāo)簽的性能受以下幾個(gè)因素影響：
– 電磁兼容規(guī)范。該規(guī)范主要關(guān)于影響UHF 標(biāo)簽的防沖突運(yùn)算的選擇，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。
– 電磁領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。各國(guó)電磁領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一影響其廣泛應(yīng)用。
– 標(biāo)簽天線的尺寸。首要問(wèn)題是需要考慮標(biāo)簽的調(diào)諧（tuning）問(wèn)題。標(biāo)簽具有調(diào)諧能力，在一些環(huán)境下，這可能是有利的，但是在有些環(huán)境下，標(biāo)簽的誤調(diào)諧可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。因此，我們需要盡可能的降低標(biāo)簽?zāi)芰?，提高反向散射（backscatter）的性能。
– 接口的通信參數(shù)。識(shí)讀器以及標(biāo)簽之間，要求采用采用合理的安全級(jí)別進(jìn)行通信。
– 多重標(biāo)簽的防止沖突法則。每秒識(shí)讀器可以識(shí)讀的標(biāo)簽數(shù)目。當(dāng)許多識(shí)讀器處在一個(gè)環(huán)境中時(shí)，這與一個(gè)二進(jìn)制樹(shù)的掃描算法有關(guān)，該算法已經(jīng)從性能以及健壯性上進(jìn)行了優(yōu)化。
考慮以上諸多問(wèn)題，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)以及一些系統(tǒng)參量總結(jié)出標(biāo)簽的設(shè)計(jì)規(guī)則。

2.4. 設(shè)計(jì)目標(biāo)
設(shè)計(jì)需要滿足的目標(biāo)如下：
– 該設(shè)計(jì)必須符合低價(jià)位標(biāo)簽。
– 整合標(biāo)簽版本號(hào)，域名管理者部分以及對(duì)象分類部分，滿足多重讀取。
– 設(shè)計(jì)要求識(shí)讀器有較高的讀寫速度。
– 設(shè)計(jì)要求識(shí)讀器有一個(gè)合理的識(shí)讀范圍
– 設(shè)計(jì)必須對(duì)臨近識(shí)讀器有一定的抗干擾能力

2.5 方法
該規(guī)范描述了一個(gè)應(yīng)用“識(shí)讀器先發(fā)言”策略的防止沖突掃描算法。在識(shí)讀器發(fā)出識(shí)讀命令之前，標(biāo)簽不會(huì)自動(dòng)發(fā)射信息。防治沖突（Collision-free）意味著當(dāng)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)應(yīng)答同一個(gè)識(shí)讀器的命令時(shí)，不會(huì)發(fā)生信息丟失的情況。該草案包含一套防沖突機(jī)制。
識(shí)讀器采用調(diào)幅載波向標(biāo)簽傳遞信息，而標(biāo)簽采用被動(dòng)的、反向散射（backscatter）的方法來(lái)產(chǎn)生范圍更廣的次載波信號(hào)。
一個(gè)識(shí)讀器讀取若干標(biāo)簽的情形可以描述為一個(gè)二進(jìn)制樹(shù)。如下圖所示，從樹(shù)根（不把樹(shù)根視為樹(shù)的一部分）向下，樹(shù)的枝葉向下延伸出很多節(jié)點(diǎn)。自樹(shù)根向下掃描全部樹(shù)葉就可以完全定義一個(gè)EPCTM，從而得到一個(gè)單品。
如圖所示，我們把EPCTM 的MSB 放置在靠近根節(jié)點(diǎn)的位置。LSB 默認(rèn)位于樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)處。
如圖所示，單品的EPCTM 碼決定樹(shù)上的一條唯一路徑。
在一些樹(shù)上，樹(shù)通過(guò)包含CRC 可以向底層擴(kuò)展。不過(guò)在一些情況下是到產(chǎn)品的擴(kuò)展，該擴(kuò)展路徑不會(huì)包括在其它任何分支中。


2.6 使用標(biāo)簽識(shí)別代碼
典型的自動(dòng)識(shí)別方法使用唯一的低熵的識(shí)別代碼EPCTM，有許多不利條件，存在許多潛在的不利條件，比如缺少效率和安全性。假定使用該種物理RF 來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，識(shí)讀器最多同時(shí)讀取幾千個(gè)標(biāo)簽。這幾千個(gè)標(biāo)簽可以唯一表示為12 位數(shù)字，所以當(dāng)要求傳輸全部標(biāo)志符的時(shí)候，這種方式是底效率的。一個(gè)小的高熵代替EPCTM 編碼。標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)編碼加快標(biāo)簽與識(shí)讀器的交流。

2.7 安全傳輸機(jī)制
因?yàn)椴捎酶哳l傳輸，所以通信渠道很容易被監(jiān)聽(tīng)。
采用ID0 以及ID1 的方式，僅僅包含通信數(shù)據(jù)，不包含任何應(yīng)用數(shù)據(jù)，這樣可以防止通信過(guò)程中，應(yīng)用數(shù)據(jù)被偵聽(tīng)。標(biāo)簽向識(shí)讀器傳輸數(shù)據(jù)的能量非常低，因此不容以被偵聽(tīng)。

2.8 射頻標(biāo)簽抗環(huán)境嘈雜的能力有許多因素影響射頻標(biāo)簽抗環(huán)境嘈雜的能力。
較早以及快速的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤的探測(cè)，可以縮短回復(fù)以及再傳輸?shù)臅r(shí)間。為了簡(jiǎn)化識(shí)讀器的設(shè)計(jì)，該協(xié)議不對(duì)識(shí)讀器噪聲方面的設(shè)計(jì)過(guò)分要求。

3. 解讀器與標(biāo)簽之間的通訊

3.1 工作頻率
標(biāo)簽接收射頻激勵(lì)能量，并根據(jù)識(shí)讀器所產(chǎn)生的UHF (860MHz – 930MHz)電磁場(chǎng)的指令規(guī)范了它的行為。

3.2 跳頻
在大多數(shù)管轄區(qū)域中人們都希望可以發(fā)生載波跳頻，但沒(méi)有人認(rèn)為標(biāo)簽在一次跳頻發(fā)生后會(huì)繼續(xù)保持能量。如果標(biāo)簽在經(jīng)歷一次跳頻后仍可保持能量，它將保留是否已被讀取的記錄。如果標(biāo)簽在跳頻之后沒(méi)有能量，那么它并不一定要保留它是否已被讀取的記錄。通過(guò)一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行無(wú)源存儲(chǔ)的產(chǎn)品會(huì)比那些沒(méi)有內(nèi)存的產(chǎn)品有優(yōu)勢(shì)，但也僅是發(fā)生在那些跳頻后對(duì)那些會(huì)出現(xiàn)臨時(shí)性標(biāo)簽?zāi)芰繐p失的應(yīng)用程序中。這種方式缺點(diǎn)也很明顯：當(dāng)調(diào)整到一個(gè)新頻率并重新與那些標(biāo)簽進(jìn)行握手通訊時(shí)，它會(huì)暫時(shí)性的沒(méi)有能量并且先前的頻段已經(jīng)處于通訊狀態(tài)。
許多管制要求不同的識(shí)讀器之間的跳頻在跳頻的方式和跳頻的時(shí)間這兩方面不同步。盡管存在這些限制，識(shí)讀器可以通過(guò)外部控制和同步周期來(lái)關(guān)機(jī)，這樣就看起來(lái)很合理。

3.3 直接序列展頻
管制允許寬帶直接擴(kuò)展技術(shù)，識(shí)讀器和標(biāo)簽可以理由這種交替展頻技術(shù)。寬帶直接擴(kuò)展技術(shù)因?yàn)橛卸嗦窂降牧銕缀蹩梢远沤^標(biāo)簽?zāi)芰繐p失問(wèn)題的出現(xiàn)。這些識(shí)讀器不必跳頻，因此杜絕了由移頻所帶來(lái)的臨時(shí)性標(biāo)簽?zāi)芰繐p失問(wèn)題。這些臨時(shí)性能量損失問(wèn)題會(huì)一直存在于那些標(biāo)簽在空間移動(dòng)時(shí)，但由實(shí)施展頻將射頻能量均勻地散發(fā)空間中所帶來(lái)的效果會(huì)大大的降低。