Введение

Метод идентификации RFID-меток среди других

Сингуляция – это метод, с помощью которого RFID-ридер идентифицирует метку с определенным серийным номером из множества меток в зоне его действия. Это необходимо, поскольку если несколько меток одновременно отвечают на запрос, они создают помехи друг для друга. В типичном коммерческом применении, таком как сканирование пакета продуктов, в зоне действия ридера потенциально могут находиться сотни меток. Когда все метки взаимодействуют с ридером и следуют одному и тому же протоколу предотвращения коллизий, также называемому протоколом сингуляции, ридер может считывать данные с каждой метки без помех от других меток.

Предотвращение столкновения

Как правило, столкновение происходит, когда два объекта претендуют на один и тот же ресурс; например, два судна на пересекающихся курсах в узком проливе. В беспроводных технологиях столкновение возникает, когда два передатчика одновременно передают данные с использованием одной и той же схемы модуляции на одной и той же частоте. В технологии RFID разработаны различные стратегии для решения этой проблемы.

По деревьям ходить

Существуют различные методы выделения меток, но наиболее распространенным является метод «деревовидного поиска», который заключается в запросе ответа у всех меток с серийным номером, начинающимся с 1 или 0. Если откликается более одной метки, считыватель может запросить ответ у всех меток с серийным номером, начинающимся с 01, а затем с 010. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет найдена нужная метка. Важно отметить, что если считыватель имеет представление о том, какие метки он хочет опросить, он может значительно оптимизировать порядок поиска. Например, в некоторых конструкциях меток, если считыватель подозревает наличие определенных меток, этим меткам можно дать команду молчать, что позволит выполнить деревовидный поиск без помех. Этот простой протокол раскрывает значительный объем информации, поскольку любой, кто сможет перехватить сигнал считывателя, сможет определить все биты серийного номера метки, кроме последнего. Таким образом, метку можно (в основном) идентифицировать, пока сигнал считывателя доступен, что обычно возможно на гораздо большем расстоянии, чем при непосредственном чтении метки. В связи с проблемами конфиденциальности и безопасности, связанными с этим, лаборатории Auto ID разработали два более продвинутых протокола выделения меток – UHF класса 0 и UHF класса 1, которые предназначены для защиты от подобных атак. Эти протоколы, основанные на методе деревовидного поиска, но включающие дополнительные элементы, обеспечивают производительность до 1000 меток в секунду. Протокол деревовидного поиска может быть заблокирован или частично заблокирован блокирующими метками RSA Security.

Алоха

Первым предлагаемым протоколом сингуляции является протокол ALOHA, изначально использованный десятилетия назад в сети ALOHAnet и очень похожий на CSMA/CD, используемый в Ethernet. Эти протоколы в основном применяются в HF-метках. В протоколе ALOHA метки обнаруживают возникновение коллизии и предпринимают повторную передачу после выдержки случайного интервала времени. Производительность таких протоколов, основанных на обнаружении и повторной передаче коллизий, приблизительно удваивается при синхронизации передач с определенными временными слотами, которые в данном случае легко обеспечиваются считывателем для меток. ALOHA не раскрывает информацию, как протокол обхода дерева, и гораздо менее подвержена воздействию блокирующих меток, для работы которых потребовались бы активные устройства с существенно более высокими характеристиками по мощности. Однако, при высокой плотности меток в поле считывателя, ALOHA может использовать доступную полосу пропускания значительно менее эффективно, чем оптимизированные варианты обхода дерева. В худшем случае сеть, использующая протокол ALOHA, может достичь состояния перегрузки и коллапса. Консорциум Auto ID пытается стандартизировать версию протокола ALOHA, которую он называет HF класса 0. Её производительность достигает 200 меток в секунду.

Алоха с трещинами

Слоты Aloha — это еще один вариант, обладающий лучшими характеристиками, чем первоначальная концепция. Он используется в большинстве современных систем обнаружения больших объемов продукции, особенно в текстильной промышленности.

Слушайте, прежде чем говорить.

Это понятие известно из обычной вежливой беседы. Оно применимо и к беспроводной связи, также известной как прослушивание перед передачей. В RFID оно используется для разрешения конфликтов между считывателями (CSMA), а также между метками.