UHF RFIDタグについて知らないこと

UHF RFIDアプリケーションの普及に伴い、プロジェクトアプリケーションで遭遇する問題はますます増えており、その中でもRFID電子タグが最も多くの問題を抱えています。 実際のプロジェクトの適用において、どのように最大限の利用効果を発揮するかについては、UHF RFID タグの常識を理解しておくことが役に立つと思います。

EPC Class1 Gen2 (略して G2) プロトコル V109 バージョンに準拠するタグとリーダー (リーダー) が持つべき機能を見てみましょう。

A. ラベルの状態は何ですか?

連続波（CW）照射を受けてパワーアップ（Power-up）した後、タグはReady（準備）、Arbitrate（判断）、Reply（返送命令）、Acknowledged（応答）、Open（パブリック）、Securedの状態になります。 (保護) )、7 つの状態のうちの 1 つを殺害 (無効化) しました。

1. リードライト状態は、非アクティブ化されていないタグに電源が投入され、コマンドに応答できる状態です。

2. Arbitrate 状態では、主に Query などのコマンドへの応答を待っています。

3. Query に応答した後、Reply 状態に入り、さらに ACK コマンドに応答して EPC 番号を返します。

4. EPC 番号を返信した後、Acknowledged 状態に入り、さらに Req_RN コマンドに応答します。

5. アクセスパスワードが 0 でない場合にのみ、読み取りおよび書き込み操作が実行されるオープン状態に入ることができます。

6. アクセスパスワードがわかっている場合にのみセキュア状態に移行し、読み取り、書き込み、ロックなどの操作を実行できます。

7. Killed 状態になったタグは同じ状態を維持し、RF フィールドをアクティブにする変調信号を生成しないため、永久に無効になります。 非アクティブ化されたタグは、すべての環境で Killed 状態を維持する必要があり、電源がオンになると非アクティブ化状態に入り、非アクティブ化操作は元に戻すことができません。

したがって、タグを特定の状態にするには、通常、適切な順序で一連の正当なコマンドが必要です。そのため、各コマンドはタグが適切な状態にある場合にのみ有効になり、タグは応答後に他の状態にも移行します。 コマンドに。

B. タグメモリはどの領域に分割されていますか?

タグ メモリは、Reserved (予約済み)、EPC (電子製品コード)、TID (タグ識別番号)、User (ユーザー) の 4 つの独立したストレージ ブロックに分割されています。

予約領域: Kill Password (非アクティブ化パスワード) と Access Password (アクセスパスワード) を保存します。

EPCエリア：EPC番号等を格納します。

TID エリア: タグ識別番号を格納します。各 TID 番号は一意である必要があります。

ユーザー領域: ユーザー定義のデータを格納します。

C. コマンドにはどのような種類がありますか?

コマンドは使用機能から、label Select (選択)、Inventory (インベントリ)、Access (アクセス) コマンドの 3 つのカテゴリに分類できます。

コマンド アーキテクチャとスケーラビリティの観点から、コマンドは、Mandatory (必須)、Optional (オプション)、Proprietary (独自の)、および Custom (カスタマイズされた) の 4 つのカテゴリに分類できます。

D. 選択コマンドとは何ですか?

選択コマンドは 1 つだけです。Select は必須です。 タグにはさまざまな属性があります。 ユーザーが設定した標準とポリシーに基づいて、「選択」コマンドを使用して一部の属性と記号を変更すると、特定のタグ グループを人為的に選択または描写し、それらに対するインベントリの識別またはアクセス操作のみを実行できます。 競合や繰り返しの識別を減らし、識別を迅速化するのに有益です。

E. インベントリ コマンドとは何ですか?

インベントリ コマンドには、Query、QueryAdjust、QueryRep、ACK、NAK の 5 つがあります。

1. タグが有効な Query コマンドを受信した後、設定された基準を満たして選択された各タグは乱数を生成し (サイコロを振るのと同様)、乱数が 0 の各タグはエコーを生成します (送り返されます)。 一時パスワード RN16 (16 ビットの乱数)、応答状態に移行します。 他の条件を満たすタグは一部の属性と記号を変更し、それによって上記のタグ グループから抜け出し、繰り返しの識別を減らすのに役立ちます。

2. タグが有効な QueryAdjust コマンドを受信した後、各タグは新しい乱数を生成します (サイコロを振り直すなど)。もう 1 つは Query と同じです。

3. タグが有効な QueryRep コマンドを受信すると、タグ グループ内の各タグの元の乱数から 1 だけ減算され、残りは Query と同じになります。

4. 簡略化されたタグのみが有効な ACK コマンドを受信できます (上記の RN16 を使用するか、Handl を処理します)e -- タグの ID を一時的に表す 16 ビットの乱数。 これはセキュリティ機構です!)、受信後、返送してください。 EPC 領域のコンテンツ?? EPC プロトコルの最も基本的な機能。

5. 有効な NAK コマンドを受信した後、タグは Ready と Killed のステータスを除いて Arbitrate 状態に切り替わります。

F. Access コマンドとは何ですか?

Access コマンドは 8 つあり、そのうち 5 つは必須です (Req_RN、Read、Write、Kill、Lock)。 Access、BlockWrite、BlockErase の 3 つのオプションがあります。

1. タグが有効な Req_RN (RN16 またはハンドル付き) コマンドを受信すると、状態に応じてハンドルまたは新しい RN16 を送り返します。

2. タグが有効な読み取り (ハンドル付き) コマンドを受信すると、エラー タイプ コード、または必要なブロックの内容とハンドルを送り返します。

3. 有効な書き込み (RN16 およびハンドル付き) コマンドを受信した後、タグはエラー タイプ コードを送り返すか、書き込みが成功した場合はハンドルを送り返します。

4. タグが有効な Kill (Kill パスワード、RN16 およびハンドルを含む) コマンドを受信すると、エラー タイプ コードを送り返すか、Kill が成功した場合はハンドルを送り返します。

5. 有効なロック (ハンドル付き) コマンドを受信した後、タグはエラー タイプ コードを送り返すか、ロックが成功した場合はハンドルを送り返します。

6. タグが有効なアクセス (アクセス パスワード、RN16 およびハンドルを含む) コマンドを受信すると、ハンドルを送り返します。

7. タグが有効な BlockWrite (ハンドル付き) コマンドを受信すると、エラー タイプ コードを送り返すか、ブロック書き込みが成功した場合はハンドルが送り返されます。

8. タグが有効な BlockErase (ハンドル付き) コマンドを受信すると、エラー タイプ コードを送り返すか、ブロック消去が成功した場合はハンドルを送り返します。

G. 必須コマンドとは何ですか?

G2 プロトコルに準拠した UHF タグおよび UHF リーダーでは、Select (選択)、Query (クエリ)、QueryAdjust (クエリの調整)、QueryRep (繰り返しクエリ)、ACK (EPC 応答) の 11 個のコマンドをサポートする必要があります。 NAK（判定に転じる）、Req_RN（乱数要求）、Read（読み取り）、Write（書き込み）、Kill（不活性化）、Lock（ロック）。

H. オプション (オプション) コマンドとは何ですか?

G2プロトコルに準拠したUHFタグおよびUHFリーダーには、Access（アクセス）、BlockWrite（ブロック書き込み）、BlockErase（ブロック消去）の3つのオプションコマンドがあります。

I. 独自のコマンドは何になりますか?

独自のコマンドは通常、ラベルの内部テストなどの製造目的で使用され、そのようなコマンドはラベルが工場から出荷された後は永久に無効になる必要があります。

J. カスタム コマンドとは何ですか?

これは、製造元によって定義され、ユーザーに公開されているコマンドである場合があります。 例えば、フィリップス社は、BlockLock（ブロックロック）、ChangeEAS（EASステータス変更）、EASAlarm（EASアラーム）等のコマンドを提供している（EASはElectronic Article Surveillanceの略称）。

K と G2 は対立に抵抗するためにどのようなメカニズムを使用しますか? いわゆる衝突とは何ですか?また、衝突に抵抗する方法は何ですか?

異なるRN16を送り返す乱数ゼロのタグが複数ある場合、受信アンテナに異なるRN16の波形が重畳される、いわゆるコリジョン（衝突）が発生してしまい、正しく復号できなくなります。 波形の重なりや変形を避けるために、1 つのタグだけを（時分割で）「話す」ようにするなど、さまざまな衝突防止メカニズムがあります。 複数のタグの中からそれぞれのタグを識別して読み取るように単純化します。

上記の選択、インベントリ、およびアクセス コマンドは、G2 の衝突防止メカニズムを反映しています。つまり、乱数が 0 のタグのみが RN16 に送り返されます。 正しくデコードされるまで、コマンドまたは Q プレフィックスを含む組み合わせを選択したタグ グループに再送信します。

L. G2 の Access などのコマンドはオプションです。 タグまたは UHF リーダーがオプションのコマンドをサポートしていない場合はどうすればよいですか?

BlockWrite または BlockErase コマンドがサポートされていない場合は、消去は 0 の書き込みと見なされ、以前のブロック書き込みおよびブロック消去ブロックはいくつかあるため、書き込みコマンド (一度に 16 ビットずつ書き込む) で数回置き換えることができます。 16 ビットのビットの倍、その他の使用条件は同様です。

Access コマンドがサポートされていない場合、Access Password が 0 の場合にのみ、システムは Secured 状態になり、Lock コマンドを使用できます。 アクセス パスワードは、オープンまたはセキュリティで保護された状態で変更でき、その後、Lock コマンドを使用してアクセス パスワードをロックまたは永久にロックできます。rd (pwd-read/write ビットは 1、パーマロック ビットは 0 または 1、添付の表を参照)、ラベルは無効になります。保護された状態に入ることができなくなり、Lock コマンドを使用できなくなります。 ロック状態を変更します。

Access コマンドがサポートされている場合にのみ、対応するコマンドを使用してあらゆる種類の状態に自由に移行することができます。 ラベルが永続的にロックまたは永続的にロック解除され、特定のコマンドの実行を拒否して Killed 状態にある場合を除き、さまざまなコマンドも効果的に実行できます。

G2プロトコルで規定されているAccessコマンドはオプションですが、将来的にAccessコマンドが必須になったり、メーカーがG2タグとリーダの両方でAccessコマンドをサポートしたりすれば、より包括的かつ柔軟な制御・利用が可能となります。

M. G2 プロトコルの Kill コマンドの効果は何ですか? 無効化されたタグは再利用できますか?

Kill コマンドは G2 プロトコルで設定され、32 ビットのパスワードによって制御されます。 Kill コマンドが効果的に使用されると、タグは無線周波数フィールドをアクティブにする変調信号を生成しなくなるため、無線周波数フィールドは永久に無効になります。 ただし、元のデータが RFID タグ内に残っている可能性があるため、読み取ることが不可能でない場合は、Kill コマンドの意味を改善すること、つまり、このコマンドでデータを消去することを検討してください。

また、G2 ラベルは、一定期間内での使用コスト等により、ラベルをリサイクルして再利用できるよう配慮します（例えば、ユーザーがラベルを貼り付けたパレットやラベルを使いたいなど） ボックス、内容が置き換えられた後の対応する EPC 番号、ユーザー領域の内容を書き換える必要があるため、ラベルを交換または再インストールするのは不便で費用がかかります）、したがって、ユーザー領域の内容を書き換えることができるコマンドが必要です ラベルの内容が永続的にロックされている場合。 さまざまなロック状態の影響により、Write、BlockWrite、または BlockErase コマンドのみ、EPC 番号、ユーザー コンテンツ、またはパスワードを書き換えることができない場合があります (たとえば、タグの EPC 番号がロックされて書き換えられない、またはタグの EPC 番号が書き換えられない) はロックされていませんが、タグのアクセスパスワードを忘れてしまい、EPC 番号を書き換えることができません）。 現時点では、TID 領域とそのロック ステータス ビット (ラベルが工場から出荷された後は TID を書き換えることはできません)、その他の EPC 番号、予約領域、ユーザー領域の内容、およびその他のロック ステータスを除く、単純かつ明確な消去コマンドが必要です。 永続的にロックされているビットも再書き込みのために消去されます。

比較すると、改良された Kill コマンドと追加された Erase コマンドの機能は基本的に同じです (Kill パスワードを使用する必要があることを含む)。唯一の違いは、以前の Kill コマンドが変調信号を生成しないことです。これも総合的に考えることができます。 Kill コマンドによって運ばれるパラメータ RFU に。 さまざまな値を考慮してください。

N. タグ識別番号 (TID) は一意である必要がありますか? それはどのようにして達成されたのでしょうか?

タグ識別番号 TID は、タグ間の識別識別の標識です。 安全性と偽造防止の観点から、ラベルは独自のものである必要があります。 上記のことから、ラベルの 4 つのストレージ ブロックには独自の用途があり、その一部は工場出荷後いつでも書き換えることができ、TID がこの役割を担うことができるため、ラベルの TID は一意である必要があります。

TID は一意であるため、ラベル上の EPC コードを別のラベルにコピーできますが、ソースをクリアするためにラベル上の TID によって区別することもできます。 この種のアーキテクチャと方法はシンプルで実現可能ですが、一意性を確保するためにロジック チェーンに注意を払う必要があります。

したがって、製造元は工場から出荷する前に、Lock コマンドまたはその他の手段を使用して TID を永続的にロックする必要があります。 また、メーカーまたは関連組織は、各 G2 チップの適切な長さの TID が一意であること、およびいかなる状況においても 2 番目の TID が存在しないことを保証する必要があります。 同じ TID の場合、G2 タグが Killed 状態にあり、再利用のためにアクティブ化されない場合でも、その TID (まだこのタグ内にある) は別の G2 タグには表示されません。