Tìm hiểu về EPC Gen2 Search Mode và Session trên đầu đọc thẻ RFID

Giới thiệu

Đầu đọc hay hệ thống cổng RFID Impinj RAIN đều có thể được cấu hình bằng nhiều cài đặt để xử lý các trường hợp sử dụng khác nhau. Hai cài đặt cấu hình quan trọng là Session ( Phiên ) và Search Mode ( Chế độ tìm kiếm ). Phần mềm của Impinj (ví dụ: ItemTest, ItemSense) và các thư viện (ví dụ: Octane SDK, LTK và Speedway Connect) cho phép bạn thay đổi các cài đặt này. Dưới đây là một ví dụ về cách thay đổi các cài đặt này trong ItemTest:

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết hơn về hai cài đặt này.

Session

Các GEN chuẩn EPC 2 cho phép kiểm kê lên đến 4 Session; các Session này phục vụ hai mục đích:

1. Xác định thời gian khi nào một thẻ sẽ phản hồi một truy vấn từ đầu đọc thẻ RFID.
2. Cho phép các thẻ duy trì các trạng thái độc lập khi giao tiếp với nhiều đầu đọc thẻ RFID cùng một lúc.

Như được định nghĩa trong Tiêu chuẩn EPC Gen2, mỗi một Session là một quy trình kiểm kê của đầu đọc thẻ với tập hợp các thẻ RFID. Đầu đọc Impinj sẽ chọn một trong bốn Session và các thẻ kiểm kê trong Session đó. Tập hợp các đầu đọc và thẻ Impinj sẽ hoạt động trong một và chỉ một Session trong suốt thời gian của vòng kiểm kê.

Thẻ tuân thủ EPC GEN 2 có hai trạng thái cho mỗi Session được biểu thị bằng 2 trạng thái [A] và [B].

Các thẻ RFID khi bắt đầu sẽ luôn ở trạng thái [A] cho mỗi Session. Thiết bị đọc thẻ RFID Impinj sẽ kiểm soát khi nào thẻ sẽ chuyển từ trạng thái [A] sang [B]. Mặc dù đầu đọc Impinj có thể kiểm soát khi nào thẻ được chuyển trở lại trạng thái [A], nó thường được kiểm soát bởi cái gọi là “thời gian tồn tại“.

Thời gian tồn tại

Khi đầu đọc Impinj bắt đầu đọc thẻ RFID, trạng thái của thẻ được thay đổi từ [A] thành [B] – khoảng thời gian thẻ ở trạng thái [B] trước khi quay trở lại trạng thái [A] được gọi là “thời gian tồn tại“. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng người dùng không thể thiết lập thời gian tồn tại chính xác; chúng chỉ có thể được ước tính theo Search Mode và Session. Dưới đây là bảng từ Đặc tả EPC Gen2 hiển thị thêm chi tiết về khoảng thời gian tồn tại cho mỗi Session trong số bốn Session (được biểu thị bằng số Session của chúng là S0, S1, S2 và S3):

Tiếp theo, hãy xem xét các Search Mode và cách chúng hoạt động với Session để thiết lập tính ổn định.

Chế độ tìm kiếm ( Search mode )

Hiện có năm chế độ tìm kiếm có sẵn trên các đầu đọc thẻ RFID Impinj:

• Dual Target
• Single Target 
• Single Target with Suppression (TagFocus)
• Dual Target Select B→A
• Single Target Reset

Mỗi chế độ có chứa từ khóa Target trong tên gọi của nó. Target ở đây đề cập đến việc đầu đọc sẽ chỉ chọn đọc các thẻ RFID ở trạng thái [A] hoặc [B] (Single Target) hoặc phân biệt các thẻ ở cả trạng thái [A] và [B] (Dual Target). Phần dưới đây sẽ mô tả chi tiết hơn từng chế độ này. Bài viết này được viết dưới sự tham khảo của một hệ thống sử dụng một đầu đọc Impinj và một ăng-ten duy nhất.

Dual Target

Trong chế độ Dual Target của đầu đọc Impinj

• Đọc lần lượt các thẻ [A] và chuyển chúng sang trạng thái [B].
  
• Đọc các thẻ [B] lần lượt và chuyển chúng sang trạng thái [A]
  
• Lặp đi lặp lại các hoạt động trên. 
  

Trong chế độ tìm kiếm này, Session không làm ảnh hưởng vì đầu đọc Impinj khi bắt đầu sẽ ngay lập tức chuyển toàn bộ các thẻ về trạng thái [A].

Cách thường dùng: Dual Target tạo ra nhiều lần đọc và hoạt đông tốt với môi trường có ít thẻ hoặc môi trường tĩnh (ví dụ như là các thẻ RFID nằm yên trên các kệ thông minh), mặc dù Dual Target cũng có thể được sử dụng trong môi trường động. Trong môi trường động, Dual Target cũng có thể phát hiện tốt khi các thẻ di chuyển vào, đứng lại và ra khỏi vùng phủ sóng. Trường hợp môi trường động cũng có thể áp dụng với chế độ Dual Target Select B→A sẽ được mô tả trong phần tiếp theo.

Single Target

Trong Single Target, đầu đọc thẻ RFID Impinj sẽ

• Đọc từng thẻ [A] một và chuyển chúng sang trạng thái [B]
• Các thẻ đó sẽ vẫn ở trạng thái [B] tùy thuộc vào thời gian tồn tại của Session được sử dụng, trước khi hoàn nguyên về trạng thái [A].
• Lặp đi lặp lại hai hoạt động trên

Khoảng thời gian mà các thẻ ở trạng thái [B] dựa trên các quy tắc được mặc định cấu hình và liên kết với Session.

Single Target with Suppression (TagFocus)

Mục tiêu của các cài đặt

Trước khi tiếp tục với các chế độ tìm kiếm còn lại, hãy tập hợp những gì chúng ta đã đề cập cho đến nay lại với nhau để xem mục tiêu mà các cài đặt này có.

Lưu ý: Session 0 Single Target có thể hoạt động khác với những gì được mô tả ở trên.

Trong Dual Target , thẻ sẽ được đọc liên tục bất kể trạng thái thẻ [A] hoặc [B]; cài đặt Session sẽ ít hoặc không ảnh hưởng.

Trong Single Target với Session được đặt thành [0] , thẻ sẽ hoạt động tương tự như Dual Target, mặc dù quy trình cơ bản có một chút khác biệt. Tiêu chuẩn EPC GEN 2 xác định Session 0 có giá trị TS0 là không xác định . Lý do mà điều này dường như không xảy ra trong triển khai thực tế khi sử dụng Single Target Sessions 0 là đầu đọc thẻ RFID Impinj sẽ nhảy kênh. Điều này sẽ tạo ra một lượt kiểm kê mới của thẻ RFID trên một kênh khác. Điều này sẽ dẫn đến nhiều lần đọc tương tự như Dual Target được hiển thị trong sơ đồ trên. Nếu bạn đang sử dụng thẻ RFID được hỗ trợ bởi pin, thì việc sử dụng Single Target Session 0 sẽ hiển thị giá trị TS0, như mô tả trong Tiêu chuẩn EPC Gen2, vì thẻ sẽ không bao giờ ngừng hoạt động, ngay cả khi nhảy kênh.

Vì các yêu cầu về nhảy kênh / ăng-ten khác nhau giữa các khu vực, nên có thể thấy một số hành vi kỳ lạ khi hoạt động với cấu hình này. Một ví dụ về hành vi kỳ lạ là các thẻ có thể duy trì ở trạng thái B trong bốn giây khi thực hiện kiểm kê với mô hình ETSI của đầu đọc Impinj. Do đó, chúng tôi thường đề xuất các chế độ / Session tìm kiếm khác như Single Target – Session 0 hoặc Dual Target B → A Select (được mô tả chi tiết hơn trong phần tiếp theo).

Trong Single Target với Session được đặt thành [1], thẻ sẽ được đọc và sau đó chuyển sang trạng thái [B]. Sau một khoảng thời gian (TS1), nó sẽ trở lại trạng thái [A] và được đọc lại. Giá trị TS1 này được xác định trong tiêu chuẩn EPC GEN 2 là từ 500 mili giây đến 5 giây; giá trị này là tương đối, không thể thiết lập một cách chính xác. Giá trị TS1 sẽ khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất IC thẻ và thậm chí cả kiểu IC thẻ cụ thể. Ví dụ, độ bền của Impinj Monza S1 là khoảng 1 giây. Vì vậy, nếu chúng tôi đặt đầu đọc thẻ RFID với chế độ là Single Target, Session 1, chúng tôi sẽ thấy cùng một thẻ Impinj Monza được đọc xung quanh mỗi giây; nhưng nếu có một vài thẻ sử dụng IC khác, nó sẽ phản hồi lại với thời gian khác.

Nếu Chế độ tìm kiếm của đầu đọc thẻ RFID Impinj được đặt thành Single Target và Session 2 hoặc 3 thì thẻ sẽ được đọc một lần sau đó chuyển sang trạng thái [B] và giữ yên lặng trong toàn bộ thời gian nó ở trong vùng đọc. Khi thẻ rời khỏi vùng đọc, thẻ sẽ tồn tại (ở trạng thái [B]) trong khoảng thời gian TS2 / 3. Thời gian tồn tại này được xác định bởi tiêu chuẩn EPC GEN 2 là tối thiểu 2 giây và không có quy định tối đa. Hãy nhớ rằng trong thời gian này, thẻ sẽ không trả lời truy vấn từ bất kỳ đầu đọc thẻ nào sử dụng Single Target và cùng một Session.

Sử dụng Single Target with Suppression(còn được gọi là “TagFocus”) cung cấp một lợi thế của Session 2 và 3 ở chỗ thẻ sẽ giữ yên lặng khi ở trong trường đọc sau khi được đọc, do đó cho phép các thẻ khác nằm ở vị trí khó đọc hay có độ phản hồi yếu hơn được đọc . Nó cũng cung cấp lợi thế của Session 1 ở chỗ nó sẽ hoàn nguyên gần như ngay lập tức trở lại trạng thái [A] và có sẵn cho bất kỳ truy vấn nào của đầu đọc khi rời khỏi vùng đọc mà nó đã được đọc. 

Các chế độ tìm kiếm còn lại

Dual Target Select B – > A

Trong chế độ này trên đầu đọc thẻ RFID Impinj, đầu đọc sẽ

• Đọc tất cả các thẻ [A] cùng một lúc và chuyển chúng sang trạng thái [B]. 
• Chuyển tất cả các thẻ ở trạng thái B cùng một lúc sang trạng thái A bằng một lệnh GEN 2 Select. Lệnh sẽ áp dụng với tất cả các thẻ nằm trong vùng đọc.
• Lặp đi lặp lại hai hoạt động trên

Sử dụng lệnh Select để nhanh chóng thay đổi tất cả các thẻ sang trạng thái [A] cho phép đọc nhanh hơn và hiệu quả hơn với nhiều cấu hình ăng-ten. Khoảng thời gian để gửi lệnh GEN 2 Select ngắn hơn nhiều so với việc thực hiện một lần kiểm kê thứ hai trên mỗi thẻ riêng lẻ để thay đổi trạng thái từ [B] thành [A]. Điều này khiến đầu đọc chuyển đổi ăng-ten nhanh hơn vì các thẻ đã trở lại trạng thái [A] trước đó. Khi so sánh với Dual Target, bạn sẽ thấy sự cải thiện về tốc độ, vì thường có thời gian được tiết kiệm bằng cách thực hiện lệnh Select thay vì sẽ thực hiện một lượt kiểm kê thứ hai.

Nó cũng cho phép xử lý tốt hơn các thẻ duy nhất đi vào vùng đọc. Trong Dual Target, nếu thẻ [A] mới được đưa vào vùng đọc và đầu đọc Impinj đang thực hiện kiểm kê các thẻ ở trạng thái [B], thì thẻ đó sẽ không được báo cáo cho đến khi đầu đọc thẻ RFID Impinj thực hiện đọc các thẻ trạng thái [A] trong lượt kiểm kê tiếp theo. Với Dual Target Select B → A, thẻ sẽ được báo cáo sớm hơn do đầu đọc bỏ qua lượt kiểm kê các thẻ ở trạng thái [B]

Cách thường dùng : Chúng tôi thấy chế độ này có lợi nhất là khi các thẻ được đọc lặp đi lặp lại với nhiều ăng-ten RFID hoặc số lượng thẻ từ trung bình đến cao (> 50 thẻ). Một trường hợp sử dụng hữu ích khác cho chế độ tìm kiếm này là khi theo dõi các thẻ chuyển động để biết chính xác hơn khi nào các thẻ vào và ra khỏi vùng đọc từ ăng-ten. Ví dụ như là xác minh một lô hàng.