Vodič kroz ISO15693-3 antikolizioni protokol

Preuzmite  ISO 15693-3 standard

Pregled ISO15693-3

ISO15693-3 je protokolni sloj familije ISO/IEC 15693 kartica za rad na blizinu. ISO15693-1 pokriva fizičke karakteristike, ISO15693-2 definiše radiofrekvencijski interfejs, a ISO15693-3 objašnjava kako uređaj za sprezanje na blizinu, ili VCD, komunicira sa jednom ili više integrisanih kola kartica za rad na blizinu, ili VICC. Njegova glavna svrha je da definiše strukture zahteva i odgovora, ponašanje pri antikoliziji, rukovanje komandama, upotrebu UID-a, proveru CRC-a i izbor orijentisan na primenu. U RFID projektima, ovaj protokol je tesno povezan sa 13.56 MHz HF sistemima.

Standard postaje posebno važan kada se u polju čitača može nalaziti više pasivnih transpondera. Umesto da dozvoli svakom VICC-u da odgovori nasumično, ISO15693-3 daje čitaču kontrolisan način da otkrije, izabere, utiša, čita, piše i verifikuje karte ili tagove. To čini protokol korisnim za biblioteke, logistiku, zdravstvenu zaštitu, perionice, upravljanje dokumentima, identifikaciju za pristup i industrijsko prikupljanje podataka. Takođe je relevantan kada inženjeri treba da usklade kompatibilne čipove, antene, firmver i HF čitače u jedan stabilan sistem.

Kako funkcioniše komunikacija između VCD-a i VICC-a

ISO15693-3 prati model komunikacije koji inicira čitač. VICC ne počinje sam da emituje; čeka dok ne primi i dekoduje važeću instrukciju od VCD-a. Ovaj princip „VCD prvi govori“ pomaže da RF polje ostane predvidivo i smanjuje nekontrolisane odgovore. Zahtev od VCD-a obično sadrži oznake, kod komande, parametre zavisne od komande, opciona polja podataka i CRC. Odgovor od VICC-a sadrži oznake odgovora, opcione parametre, podatke i CRC.

Framovi su bajt-orijentisani, a polja se prenose po pravilima redosleda najmanje značajnog bita i najmanje značajnog bajta. Ovaj detalj je važan za programere firmvera jer komanda koja izgleda ispravno na nivou aplikacije može da ne uspe ako su redosled bajtova, redosled CRC-a ili tumačenje oznaka pogrešni. SOF i EOF graničnici frama definisani su u povezanom delu serije ISO15693 koji se odnosi na vazdušni interfejs, tako da implementacija zahteva koordinaciju između fizičkog i protokolnog sloja.

Ključni elementi podataka u protokolu

UID, AFI, DSFID i CRC

Svaki VICC se identifikuje 64-bitnim UID-om. UID se koristi tokom inventarisanja, antikolizije i adresirane komunikacije. On omogućava čitaču da razlikuje jednu kartu ili tag od drugog nakon otkrivanja. U mnogim sistemima, UID se koristi kao tehnički identifikator, dok se poslovni podaci, kao što su broj sredstva, evidencija člana ili referenca proizvoda, čuvaju u korisničkoj memoriji ili se upravljaju u softveru.

AFI, identifikator familije primena, pomaže VCD-u da unapred izabere VICC-ove koji odgovaraju određenoj familiji primena. DSFID, identifikator formata skladištenja podataka, označava kako su podaci logički organizovani u memoriji VICC-a. CRC se koristi za otkrivanje grešaka u prenosu u zahtevima i odgovorima. Očekuje se da VICC koji primi nevažeći CRC zahteva odbaci fram umesto da odgovori.

Model memorije koji protokol pretpostavlja zasnovan je na blokovima. Komande mogu da čitaju, pišu, zaključavaju i proveravaju blokove u zavisnosti od podrške čipa. Ova blokovska organizacija je jedan od razloga zašto ISO15693 proizvodi mogu biti prilagođeni mnogim formatima, od etiketa i industrijskih transpondera do kartica i specijalnih nosača. Na primer, fabrike mogu da kombinuju ISO15693 čipove sa izdržljivim plastičnim kartama kada primena zahteva višekratne identifikacione elemente sa štampanim brendiranjem i stabilnim HF performansama.

Režimi rada i antikolizija

Adresirani, neadresirani i izabrani režim

ISO15693-3 definiše nekoliko načina da VCD odredi koji VICC treba da odgovori. U neadresiranom režimu, zahtev ne sadrži UID, tako da svaki kompatibilni VICC koji može da obradi komandu može da odgovori. U adresiranom režimu, zahtev sadrži ciljni UID; samo odgovarajući VICC treba da izvrši komandu i vrati odgovor. Režim izbora omogućava prethodno izabranom VICC-u da odgovori bez ponavljanja svog UID-a u svakom zahtevu.

Antikolizija je najprepoznatljivija karakteristika ISO15693-3. VCD šalje zahtev za inventarisanje sa oznakama, opcionim AFI, dužinom maske i vrednošću maske. U zavisnosti od podešavanja slota, proces može da koristi jedan slot ili šesnaest slotova. Tokom runde inventarisanja sa šesnaest slotova, VICC-ovi upoređuju deo svog UID-a sa maskom i brojačem slotova. VICC odgovara samo kada se uslov poređenja poklopi i kada drugi kriterijumi, kao što su AFI i stanje mirovanja, to dozvoljavaju. Čitač zatim identifikuje uspešne odgovore, beleži prazne slotove i rešava kolizije preciziranjem maske.

Ovaj postupak omogućava čitaču da sastavi listu VICC-ova čak i kada je nekoliko predmeta blizu jedan drugom. Na polici biblioteke, medicinskom poslužavniku, fascikli sa dokumentima ili stanici za rad u toku, isti princip pomaže čitaču da razdvoji više objekata bez skeniranja u vidnom polju. Za sisteme na nivou predmeta koji koriste HF tagove, pravilno podešavanje antikolizije može direktno da utiče na pouzdanost čitanja, brzinu i korisničko iskustvo.

Komande definisane u ISO15693-3

Obavezne, opcione, prilagođene i vlasničke komande

Skup komandi počinje obaveznim komandama, uključujući Inventory i Stay quiet. Inventory se koristi za otkrivanje VICC-ova i prikupljanje informacija o DSFID-u i UID-u. Stay quiet govori VICC-u da pređe u stanje mirovanja, u kojem neće odgovarati na zahteve za inventarisanje dok se ne resetuje, ne izabere ili ne vrati u pripravno stanje. Ovo je korisno nakon što je čitač već identifikovao jedan VICC i želi da reši druge karte u polju.

Opcione komande proširuju protokol na operacije sa memorijom i statusom. Uobičajeni primeri uključuju 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 i Get multiple block security status. Ni svaki VICC ne implementira svaku opcionu komandu, tako da verifikacija treba da proveri tehnički list čipa i firmver čitača. ISO15693-3 takođe ostavlja opsege za prilagođene i vlasničke funkcije zavisne od proizvođača.

Vrednost implementacije za RFID projekte

Za inženjere proizvoda, ISO15693-3 je praktičan vodič za ponašanje sistema. Firmver čitača mora da šalje ispravne oznake, izabere pravu strategiju inventarisanja, pravilno izračuna CRC i tumači greške kao što su nepodržana komanda, nedostupan blok, zaključan blok, neuspeh programiranja ili neuspeh zaključavanja. Izbor proizvoda takođe mora da uzme u obzir veličinu memorije, veličinu bloka, mogućnost zaključavanja, podršku za AFI i DSFID, dizajn antene i konačno radno okruženje.

ISO15693-3 Često postavljana pitanja

Šta definiše ISO15693-3?

ISO15693-3 definiše antikolizijski i prenosni protokol za bezkontaktne objekte na blizinu u familiji ISO15693. On određuje kako čitač šalje zahteve, kako VICC vraća odgovore, kako se UID-ovi koriste tokom inventarisanja, kako se tumače oznake komandi i kako se vrši otkrivanje grešaka putem CRC-a. To je logički komunikacioni sloj iznad radio interfejsa.

Po čemu se ISO15693-3 razlikuje od ISO15693-2?

ISO15693-2 se fokusira na RF interfejs napajanja i signala, uključujući modulaciju, kodiranje i graničnike frama koji se koriste u vazduhu. ISO15693-3 se fokusira na protokol koji se prenosi unutar tih framova. Jednostavno rečeno, Deo 2 definiše kako se bitovi fizički razmenjuju, dok Deo 3 definiše šta ti bitovi znače tokom inventarisanja, izbora, izvršavanja komandi i rukovanja odgovorima.

Zašto je antikolizija važna u ISO15693 sistemima?

Antikolizija omogućava čitaču da identifikuje više od jednog VICC-a u istom RF polju. Bez nje, više kartica ili tagova moglo bi da odgovori istovremeno i stvori nečitljive kolizije. ISO15693-3 koristi zahteve za inventarisanje, maske, brojače slotova i pravila poređenja UID-a tako da čitač može postepeno da razdvoji i registruje pojedinačne objekte na kontrolisan način.

Koja je uloga UID-a?

UID je jedinstveni 64-bitni identifikator koji VICC-u dodeljuje proizvođač integrisanog kola. Koristi se tokom antikolizije i adresirane komunikacije tako da čitač može da razlikuje jedan objekat od drugog. U mnogim primenama, UID se koristi za tehničku identifikaciju, dok se poslovni podaci čuvaju odvojeno ili povezuju u spoljnom softveru.

Da li svi ISO15693 čipovi podržavaju iste komande?

Ne. Inventory i Stay quiet su osnovne komande, ali su mnoge komande za memoriju, zaključavanje, izbor, AFI, DSFID i sistemske informacije opcione ili zavise od proizvođača. Projekat treba da uporedi tehnički list čipa, priručnik sa komandama čitača i zahteve primene pre nego što pretpostavi potpunu kompatibilnost. Ovo je posebno važno za zaštićene od pisanja ili prilagođene proizvode.

Čemu služe AFI i DSFID?

AFI pomaže čitaču da filtrira VICC-ove po familiji primena, što može da ubrza izbor kada su prisutne različite vrste objekata. DSFID označava logičku strukturu podataka smeštenih u memoriji VICC-a. Oba polja mogu da poboljšaju organizaciju sistema, ali podrška može da varira u zavisnosti od čipa. Njihova praktična vrednost zavisi od firmvera čitača i softverskog modela podataka.

Da li je ISO15693-3 pogodan za NFC primene na velikim udaljenostima?

ISO15693 pripada 13.56 MHz HF RFID familiji i dizajniran je za rad na blizinu, obično nudeći veću praktičnu udaljenost čitanja od mnogih sistema sa proksimiti karticama. Međutim, „velika udaljenost“ i dalje zavisi od snage čitača, veličine antene, dizajna antene taga, okruženja, propisa i formata proizvoda. Ne treba ga ocenjivati samo na osnovu naziva protokola.