协议标准

当前位置:首页>技术与支持>协议标准
全部 850 方案下载 1 技术科普 14 协议标准 7 开发包下载 1 行业资讯 827

RFID高频HF下ISO/IEC15693中文协议介绍

时间:2015-10-06   访问量:1235
高频读写器高频天线图书标签图书管理智盘餐饮收银ISO/IEC15693

协议的范围与定位

ISO/IEC15693标准定义的内容与适用频段">RFID 高频 HF 下的 ISO/IEC15693 中文标准是针对 RFID 射频识别应用的一个国际标准。ISO/IEC15693 标准定义了工作在 13.56MHz 下电子标签与阅读器的空气接口及数据通信规范。与 ISO/IEC14443 相比,两者同处 13.56MHz 频段,但面向的读取距离与耦合方式不同——ISO15693 属于疏耦合标准,读取距离更远,因此更适合图书档案、试剂管理、智能货架这类需要一定覆盖范围的高频应用。两者在协议层的差异,集中体现在下文所述的调制与编码方式上。

调制方式

ISO/IEC15693 协议支持两种幅值调制方式:100% ASK 和 10% ASK。这一对调制深度与 ISO/IEC14443 中 A 型(ASK 100%)和 B 型(ASK 10%)的划分思路一致,区别在于调制深度的选择会直接影响读写器射频场的能量中断程度——100% ASK 在调制瞬间场强降为零,能量供给中断更彻底;10% ASK 则保留大部分场能量。两个传输方向上的调制方式不同:VCD 到 VICC 采用副载波调制方式;VICC 到 VCD 支持 FSK 的双副载波调制方式和 ASK 的单副载波两种调制方式。这里的 VCD 指读写器侧、VICC 指标签侧,这一划分与 ISO14443 中的 PCD/PICC 对应。标签侧之所以用副载波,是因为无源标签自身不能主动发射信号,只能通过负载调制改变读写器天线的电压来传回数据。

13.56MHz高频ISO15693协议电子标签与阅读器通信

编码方式与通信速率

VCD 到 VICC,即读写器到标签的编码方式采用脉冲位置调制。ISO/IEC15693 协议支持两种编码方式,分别为 256 选 1 模式和 4 选 1 模式。当为 256 选 1 模式时通信速率为 1.54kbit/s;当为 4 选 1 模式时通信速率为 26.48kbit/s。

这两种模式的取舍关系可以从脉冲位置调制的原理理解:256 选 1 意味着在一个较长的符号周期内只有一个位置出现脉冲,脉冲占空比极低,单位时间内传递的信息少、速率低,但正因为脉冲稀疏、能量集中,在同样的场强条件下更容易被准确识别,适合读取距离要求远、或标签信号较弱的场合;4 选 1 模式下脉冲密度提高、符号周期缩短,速率提升到 26.48kbit/s,适合需要快速读写较多数据的场合,但对链路质量的要求相应更高。实际系统中读写器与标签会在通信建立阶段协商采用哪一种模式,工程上应确认两侧配置一致,否则会出现"能寻到卡但读不出数据"的现象。

与其它高频标准的关系

在标准体系中,13.56MHz 频段的物理层、防冲撞算法和通讯协议由 ISO/IEC 18000-3 规定,ISO15693 属于其中的疏耦合部分,两者常被并列引用。这也是为什么大量高频读写器与标签的规格书中会同时标注"支持 ISO/IEC 15693、ISO 18000-3 协议"。就应用而言,ISO15693 的高频特性使其在读取边界清晰度上优于超高频,同时又比 ISO14443 的读取距离更远,因而在图书、档案、试剂、珠宝、智能货架等需要"读得准且有一定覆盖"的场景中被广泛采用;配合抗金属或专用天线方案后,也可用于气瓶、金属容器等载体的管理。

ISO15693高频电子标签用于图书档案盘点

需要说明的是,本项目原始协议资料中注明"因图表很多,请查阅 PDF 文档",本文所依据的导出文本仅包含调制方式、编码方式与速率等文字描述部分,帧结构与时序相关的图表未随文导出。如需按协议实现底层收发逻辑,应以标准原文或原 PDF 文档中的图表为准。

小结

ISO/IEC15693 在 13.56MHz 频段上定义了一套适用于疏耦合应用的空口规范:幅值调制支持 100% ASK 与 10% ASK;VCD 到 VICC 采用副载波调制,VICC 到 VCD 支持 FSK 双副载波与 ASK 单副载波;编码采用脉冲位置调制,支持 256 选 1(1.54kbit/s)与 4 选 1(26.48kbit/s)两种模式。工程上两个容易出问题的点是:读写器与标签的编码模式必须协商一致,以及调制深度与副载波方式决定了链路对场强与距离的敏感程度,需按实际读取条件评估。上海营信信息在本类协议资料的整理中保留了原有技术数据与标准口径,供集成商技术对照参考。

常见问题

256选1和4选1该怎么选?

看速率与可靠性的取舍。256 选 1 模式通信速率为 1.54kbit/s,脉冲占空比低、能量集中,识别更稳,适合读取距离较远或标签信号较弱的场合;4 选 1 模式通信速率为 26.48kbit/s,速率高,适合需要快速读写较多数据的场合。实际通信中读写器与标签会协商采用哪一种,工程上须确认两侧配置一致。

100%ASK和10%ASK有什么区别?

区别在调制深度,也就是调制瞬间射频场能量被削减的程度。100% ASK 在调制瞬间场强降到最低,能量供给中断更彻底;10% ASK 则只削减约一成,场能量大部分保留。深度越大信号越明显但供能中断越明显,深度越小供能更连续但需要更灵敏的解调,具体选用由协议规定的通信方向与卡型决定。

标签为什么用副载波而不能直接发射?

因为无源标签没有自己的发射机和电源,全部能量来自读写器的射频场。它只能通过改变自身负载来影响读写器天线上的电压,读写器检测这一变化并解调出数据——这就是负载调制,副载波是承载这种调制的载波。因此 VICC 到 VCD 方向只能采用副载波调制,而不像 VCD 到 VICC 方向那样可以直接调制主载波。

上一篇:RFID高频HF ISO/IEC14443中文协议之四:传输协议

下一篇:RFID超高频UHF ISO/IEC18000-6B中文协议下载