HF頻段RFID長(cháng)距離讀寫(xiě)器的研究與開(kāi)發(fā)

3.2 多卡識別時(shí)防碰撞算法的實(shí)現
　　當讀寫(xiě)器處于工作狀態(tài)時(shí)，其天線(xiàn)覆蓋范圍內的所有標簽都將被激活，隨時(shí)準備響應讀寫(xiě)器的命令，這就造成了標簽的碰撞。
　　在ISO15693協(xié)議中，適用于多卡識別的命令有Inventory、Stay quiet等。Inventory用以查詢(xún)天線(xiàn)覆蓋范圍內的UID(標簽識別號），其幀格式包括Flags（標志位）、Mask length（掩碼長(cháng)度）、Mask value（掩碼值）等。讀寫(xiě)器發(fā)送Inventory命令時(shí)須定制所需的時(shí)隙長(cháng)度，并在指令域后添加掩碼碼長(cháng)和碼值。假設Mask length，Mask value均為0，時(shí)隙長(cháng)度slot設為16，則讀寫(xiě)器在slot=0時(shí)發(fā)送Inventory命令，工作區域內卡號尾數為0的標簽將會(huì )首先響應，并以一定的幀格式發(fā)回自己的UID，隨后在時(shí)隙slot=1時(shí)，讀寫(xiě)器繼續發(fā)送EOF，工作區域內尾數為1的標簽將會(huì )響應。依此類(lèi)推，直到讀寫(xiě)器發(fā)出第15個(gè)EOF，一個(gè)完整的Inventory命令結束。若在工作區域內有兩張標簽的卡號分別為****82H和****12H，則在slot=2時(shí)，兩張卡均響應且產(chǎn)生碰撞。此時(shí)需記錄下碰撞位置2，然后在下一個(gè)Inventory命令中，設置Mask length＝4、Mask value＝2，則在新一輪的slot中，兩張標簽將分別在slot=8和slot=1時(shí)響應，這樣就很好地解決了防碰撞問(wèn)題。Stay quiet命令用于使工作區內與發(fā)送幀中UID相同的標簽處于靜止狀態(tài)，不再響應任何ISO命令。下面給出防碰撞算法的實(shí)現編碼（以16時(shí)隙為例）：
　　function push(mask，address)；pushes on private stack
　　function pop(mask，address)；pops from private stack
　　function pulse_next_pause；generates a power pulse
　　function store(VICC_UID)；stores VICC_UID
　　function poll_loop(sub_address_size as integer)；
　　address length must be four (4) bits.
　　pop(mask，address)
　　mask=address mask；generates new mask；send the Request
　　mode=anticollision
　　send_Request(Request_cmd，mode，mask length，mask[0])
　　for address=0 to(2^sub_address_size-1)
　　if no_collision_is_detected then；VICC is inventoried
　　store(VICC_UID)
else；remember a collision was detected
push(mask，address)
endif
pulse_next_pause
next sub_address；if some collisions have been detected and not yet processed，the function calls itself recursively to process the last；stored collision
if stack_not_empty then poll_loop (sub_address_size)
end poll_loop
main_cycle
mask=null address=null
push(mask，address) poll_loop(sub_address_size)
end_main_cycle
4 測試
研發(fā)設計過(guò)程中，對該讀寫(xiě)器的性能進(jìn)行了多項測試，主要測試項目及測試結果如下：
(1)運行穩定性：在長(cháng)時(shí)間不關(guān)機情況下，運行正常，無(wú)死機或重新啟動(dòng)現象，讀寫(xiě)能力正常，工作距離有±5cm輕微浮動(dòng)。
(2)與上位機通信情況：正常。
(3)虛檢漏檢情況：無(wú)。
(4)防碰撞能力：每秒40個(gè)。
(5)讀寫(xiě)距離：?jiǎn)翁炀€(xiàn)1.1m左右，雙天線(xiàn)1.8m～2m。
(6)速率問(wèn)題：下行信號最快速率26.48kb/s，上行信號最快速率為26.69kb/s。對于開(kāi)放式門(mén)禁系統完全滿(mǎn)足實(shí)際需求。對于那些對讀寫(xiě)距離或速度有更高要求的系統，如倉庫管理、不停車(chē)自動(dòng)收費等系統需要用UHF頻段的射頻識別系統甚至是有源的射頻識別系統方案來(lái)解決。
本文設計了一種符合ISO-15693協(xié)議的HF頻段RFID讀寫(xiě)器，配合適當的天線(xiàn)，讀寫(xiě)距離可達1.1m左右，多卡識別能力可達每秒40張?；谠撟x寫(xiě)器的門(mén)禁系統已投入應用，系統工作穩定，效果良好。與市面上現有的HF頻段長(cháng)距離讀寫(xiě)器相比，在工作距離相同的情況下，多卡防碰撞識別能力有顯著(zhù)提高，且產(chǎn)品信價(jià)比高，系統靈敏度好，運行穩定可靠。在此讀寫(xiě)器的基礎上，只要稍加改動(dòng)也可開(kāi)發(fā)成其他RFID應用系統，如考勤系統、公交車(chē)收費系統、超市自動(dòng)售貨、電子防盜、圖書(shū)館、洗衣店等管理系統等。