RFID讀(du)寫器防沖突算法介紹
正常(chang)情況下讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)某一時刻(ke)只能(neng)對(dui)磁(ci)場中(zhong)的一張射頻(pin)IC卡(ka)進行(xing)讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)操(cao)(cao)作。但是(shi)當多個同時進入讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)的射頻(pin)場時，讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)怎么辦呢？讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)需要(yao)選(xuan)出唯一的一張卡(ka)片進行(xing)讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)操(cao)(cao)作，這就(jiu)是(shi)防沖(chong)(chong)突(tu)。常(chang)見的非接觸(chu)(chu)(chu)(chu)式(shi)智(zhi)能(neng)卡(ka)中(zhong)的防沖(chong)(chong)突(tu)機(ji)制(zhi)(zhi)主要(yao)有(you)：面(mian)向(xiang)比特的防沖(chong)(chong)突(tu)機(ji)制(zhi)(zhi)，面(mian)向(xiang)時隙的防沖(chong)(chong)突(tu)機(ji)制(zhi)(zhi)，位和時隙相結合的防沖(chong)(chong)突(tu)機(ji)制(zhi)(zhi)。防沖(chong)(chong)突(tu)機(ji)制(zhi)(zhi)是(shi)非接觸(chu)(chu)(chu)(chu)式(shi)RFID讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)開發(fa)的主要(yao)問題(ti)。在接觸(chu)(chu)(chu)(chu)式(shi)智(zhi)能(neng)IC卡(ka)的操(cao)(cao)作中(zhong)是(shi)不存在沖(chong)(chong)突(tu)的，因為(wei)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)式(shi)智(zhi)能(neng)卡(ka)的讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)有(you)一個專(zhuan)門(men)的卡(ka)座(zuo)，而且一個卡(ka)座(zuo)只能(neng)插一張卡(ka)片，不存在讀(du)(du)(du)寫(xie)(xie)(xie)器(qi)(qi)(qi)同時面(mian)對(dui)兩(liang)張以上卡(ka)片的問題(ti)。
RFID高頻(pin)珠寶(bao)管(guan)(guan)理(li)讀寫器HR7738，是(shi)一(yi)款高性能的ISO/IEC 15693 ISO 18000-3 Model 1協議(yi)電子(zi)標簽讀寫器，處理(li)速度比模擬信號快60%以(yi)上，射頻(pin)輸(shu)出(chu)功(gong)率0.5-5W可軟件(jian)調(diao)節。成功(gong)用(yong)于新零售無人(ren)售貨(huo)柜，智能文(wen)件(jian)柜、商品定位、試(shi)管(guan)(guan)試(shi)劑管(guan)(guan)理(li)、行(xing)業保密文(wen)件(jian)管(guan)(guan)理(li)、智能圖書(shu)柜、智能檔案柜、藥品寄售柜、流利架、珠寶(bao)管(guan)(guan)理(li)、自助洗(xi)衣服務、生產過程控制等(deng)RFID系統(tong)應用(yong)領域。
常見的非接觸式智能卡中的防沖突機制主要有以下幾種：
1.RFID讀(du)寫器面向比特的防沖突機制。
ISO14443A中使用這種防沖突機制，其原理是基于卡片有一個全球唯一的序列號。比如Mifare1卡，每張卡片有一個全球唯一的32位二進制序列號。顯而易見，卡號的每一位上不是“1”就是“0”，而且由于是全世界唯一，所以任何兩張卡片的序列號總有一位的值是不一樣的，也就說總存在某一位，一張卡片上是“0”，而另一張卡片上是“1”。
當兩張以上卡片同時進入射頻場，讀寫器向射頻場發出卡呼叫命令，問射頻場中有沒有卡片。這些卡片同時回答“有卡片”；
然后讀寫器發送防沖突命令“把你們的卡號告訴我”，收到命令后所有卡片同時回送自己的卡號。
可能這些卡片卡號的前幾位都是一樣的。比如前四位都是1010，第五位上有一張卡片是“0”而其他卡片是“1”，于是所有卡片在一起說自己的第五位卡號的時候，由于有卡片說“0”，有卡片說“1”，讀寫器聽出來發生了沖突。
讀寫器檢測到沖突后，對射頻場中的卡片說，讓卡號前四位是“1010”，第五位是“1”的卡片繼續說自己的卡號，其他的卡片不要發言了。
結果第五位是“1”的卡片繼續發言，可能第五位是“1”的卡片不止一張，于是在這些卡片回送卡號的過程中又發生了沖突，讀寫器仍然用上面的辦法讓沖突位是“1”的卡片繼續發言，其他卡片禁止發言，最終經過多次的防沖突循環，當只剩下一張卡片的時候，就沒有沖突了，最后勝出的卡片把自己完整的卡號回送給讀寫器，讀寫器發出卡選擇命令，這張卡片就被選中了，而其他卡片只有等待下次卡呼叫時才能再次參與防沖突過程。
上述防沖突過程中，當沖突發生時，讀寫器總是選擇沖突位為“1”的卡片勝出，當然也可以指定沖突位為“0”的卡片勝出。
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上述過程有點擬人化了，實際情況下讀寫器是怎么知道發生沖突了呢？在前面的數據編碼中我們已經提到，卡片向讀寫器發送命令使用副載波調制的曼側斯特(Manchester)碼，副載波調制碼元的右半部分表示數據“0”，副載波調制碼元的左半部分表示數據“1”，當發生沖突時，由于同時有卡片回送“0”和“1”，導致整個碼元都有副載波調制，讀寫器收到這樣的碼元，就知道發生沖突了。
這種方法可以保證任何情況下都能選出一張卡片，即使把全世界同類型的所有卡片都拿來防沖突，最多經過32個防沖突循環就能選出一張卡片。缺點是由于卡序列號全世界唯一，而卡號的長度是固定的，所以某一類型的卡片的生產數量也是一定的，比如常見的Mifare1卡，由于只有4個字節的卡序列號，所以其生產數量最多為2的32次方，即4294967296張。
RFID高頻大功率(lv)保(bao)密(mi)文(wen)件管(guan)理讀(du)寫(xie)器HR9886，是一款(kuan)高性(xing)能的(de)ISO/IEC 15693、ISO18000-3協議(yi)電子標簽讀(du)寫(xie)器，工作(zuo)頻率(lv)13.56MHz，輸出功率(lv)可達4W，支持16路SMA接口天(tian)線。可廣泛(fan)用(yong)于保(bao)密(mi)文(wen)件管(guan)理、珠(zhu)寶管(guan)理、藥(yao)品(pin)監控、圖書管(guan)理、商(shang)品(pin)定位、物流管(guan)理、個人身份(fen)識別、會議(yi)簽到(dao)管(guan)理、開(kai)放式門禁(jin)考勤、防偽、自助洗衣服務、生(sheng)產過程控制等諸多RFID系統(tong)應用(yong)領域(yu)。
2.RFID讀寫器面向時隙的防沖突機制
ISO14443B中使用這種防沖突機制。這里的時隙(timeslot)其實就是個序號。這個序號的取值范圍由讀寫器指定，可能的范圍有1-1、1-2、1-4、1-8、1-16。當兩張以上卡片同時進入射頻場，讀寫器向射頻場發出卡呼叫命令，命令中指定了時隙的范圍，讓卡片在這個指定的范圍內隨機選擇一個數作為自己的臨時識別號。然后讀寫器從1開始叫號，如果叫到某個號恰好只有一張卡片選擇了這個號，則這張卡片被選中勝出。如果叫到的號沒有卡片應答或者有多于一張卡片應答，則繼續向下叫號。如果取值范圍內的所有號都叫了一遍還沒有選出一張卡片，則重新讓卡片隨機選擇臨時識別號，直到叫出一張卡片為止。
這種辦法不要求卡片有一個全球唯一序列號，所以卡片的生產數量沒有限制，但是理論上存在一種可能，就是永遠也選不出一張卡片來。
3.RFID讀寫器位和(he)時隙相結合(he)的防沖突機制
ISO15693中使用這種機制。一方面每張卡片有一個8字節的全球唯一序列號，另一方面讀寫器在防沖突的過程中也使用時隙叫號的方式，不過這里的號不是卡片隨機選擇的，而是卡片唯一序列號的一部分。
叫號的數值范圍分為0-1和0-15兩種。其大體過程是，當有多張卡片進入射頻場，讀寫器發出清點請求命令，假如指定卡片的叫號范圍是0-15，則卡片序列號最低4位為0000的卡片回送自己的7字節序列號。如果沒有沖突，卡片的序列號就被登記在PCD中。然后讀寫器發送一個幀結束標志，表示讓卡片序列號最低4位為0001的卡片作出應答；之后讀寫器每發送一個幀結束標志，表示序列號的最低4位加1，直到最低4位為1111的卡片被要求應答。如果此過程中某一個卡片回送序列號時沒有發生沖突，讀寫器就可選擇此張卡片；如果巡檢過程中沒有卡片反應，表示射頻場中沒有卡片；如果有卡片反應的時隙發生了沖突，比如最低4位是1010的卡片回送卡號時發生了沖突，則讀寫器在下一次防沖突循環中指定只有最低4位是1010的卡片參與防沖突，然后用卡片的5-8位作為時隙，重復前面的巡檢。如果被叫卡片的5-8位時隙也相同，之后再用卡片的9-12位作為時隙，重復前面的巡檢，依次類推。讀寫器可以從低位起指定任意位數的序列號，讓卡號低位和指定的低位序列號相同的卡片參與防沖突循環，卡片用指定號前面的一位或4位作為時隙對讀寫器的叫號作出應答。由于卡片的序列號全球唯一，所以任何兩張卡片總有某個連續的4位二進制數不一樣，因而總能選出一張卡片。需要指出的是，當選定的時隙數為1時，這種防沖突機制等同于面向比特的防沖突機制。
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