Chúng ta hãy thảo luận về các tiêu chuẩn khác nhau liên quan đến việc thiết kế và sử dụng các hệ thống RFID cũng như một số nhiệm vụ của RFID do một số tổ chức thương mại và chính phủ ban hành, điều này thúc đẩy một phần lớn việc triển khai RFID ngày nay.
Xem thêm bài viết: RFID là gì? RFID hoạt động như thế nào?
Các tiêu chuẩn được tạo ra bởi các tổ chức khác nhau để tạo điều kiện cho khả năng tương tác giữa các thành phần bên trong hệ thống RFID được thiết kế và sử dụng các loại thiết bị đến từ các nhà sản xuất khác nhau. Nhiều tổ chức đã phát triển các tiêu chuẩn — ví dụ, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO), Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) và EPCglobal.
Mặc dù có thể có nhiều hơn một tiêu chuẩn cho một mục đích sử dụng cụ thể và việc tuân thủ tiêu chuẩn là tùy chọn, nhưng các quy định phải được tuân thủ. Các nhiệm vụ được tạo ra bởi các tổ chức như một chính sách để tương tác với các đối tác kinh doanh khác nhau. Các phần sau đây mô tả các tiêu chuẩn và nhiệm vụ RFID khác nhau sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn một thẻ RFID cụ thể.
Nhiều sóng giữa đầu đọc với đầu đọc
Trong khi việc nhiễu tín hiệu từ thẻ đến thẻ được gọi là va chạm và nó thường được ngăn chặn bởi một thuật toán chống va chạm RFID, ngăn việc nhiễu giữa đầu đọc thẻ với một đầu đọc thẻ RFID khác thường được ngăn chặn bởi Dense Reader Mode (một chế độ đọc của mỗi đầu đọc).
Đa số các đầu đọc trường gần sử dụng từ thông* để giao tiếp với các thẻ.
Từ thông là thông lượng đường sức từ đi qua một diện tích.
Từ thông suy giảm rất nhanh và vì các đầu đọc trường gần thường không được lắp đặt gần nhau nên chúng không gây nhiễu lẫn nhau.
Nhiễu từ đầu đọc này sang đầu đọc khác chỉ là một vấn đề đối với các đầu đọc tần số siêu cao (UHF) và tần số vi sóng hoạt động trong trường xa. Các biện pháp đối phó với việc nhiễu sóng giữa các đầu đọc bao gồm:
- Để cách xa nhau
- Sử dụng vật liệu hấp thụ sóng
- Che chắn
- Giảm công suất phát
- Nhảy tần
- Tách băng tần
Khi đầu đọc thẻ RFID và tín hiệu của thẻ RFID cùng chia sẻ một kênh, nếu tín hiệu truyền tải của bộ đọc lớn hơn 100 dB so với tín hiệu tán xạ ngược của các thẻ, các đầu đọc khác trong cùng kênh ở xa sẽ che các thẻ ở gần. Để giải quyết vấn đề này, giao thức Thế hệ 2 đã cung cấp ba cấp độ hoạt động cho các đầu đọc như sau:
ENVIRONMENT |
DESCRIPTION |
| Single-Reader | Một đầu đọc hoạt động trong môi trường |
| Multiple-Reader |
Số lượng đầu đọc < số lượng kênh khả dụng VD: 10 đầu đọc trên 50 kênh |
| Dense-Reader |
Số lượng đầu đọc tương đương số kênh khả dụng VD: 50 đầu đọc trên 50 kênh |
Số kênh khả dụng ở Hoa Kỳ là 50, trong khi ở Châu Âu là 20.
Nếu số lượng đầu đọc thẻ hoạt động đồng thời nhỏ hơn số kênh khả dụng, thì kết quả sẽ là một môi trường nhiều đầu đọc (Multiple-Reader). Trong loại môi trường này, Các đầu đọc thẻ có thể gây nhiễu lẫn nhau, nhưng bạn có thể giải quyết điều này bằng cách chỉ định các kênh cụ thể cho những đầu đọc thẻ cụ thể hoặc phân chia chúng hoạt động theo thời gian.
Lưu ý: Để xử lý thành công môi trường đầu đọc dày đặc, điều cần thiết là tất cả các đầu đọc thẻ phải hoạt động ở chế độ Dense Reader Mode. Nếu một đầu đọc bất kì trong số chúng không hoạt động ở chế độ này, toàn bộ chương trình sẽ không hoạt động.
DENSE INTERROGATOR MODE
Dense Interrogator Mode (thường được gọi là Dense Reader Mode) cho phép nhiều đầu đọc thẻ RFID hoạt động gần nhau mà không gây nhiễu cho nhau. Chế độ này cũng có thể liên quan đến việc phân bổ đặc biệt trong các đầu đọc và thẻ được tách biệt để chúng có khả năng giao tiếp trên các kênh khác nhau, từ đó sẽ giúp cho các tín hiệu của các đầu đọc có tín hiệu mạnh sẽ không làm ảnh hưởng tới các phản hồi của thẻ yếu hơn.
Các đầu đọc được chứng nhận tiêu chuẩn EPC Gen 2 sử dụng chế độ Dense Reader Mode khi số lượng đầu đọc thẻ có mặt trong một môi trường vượt quá số kênh khả dụng. Ở Bắc Mỹ, chế độ này được sử dụng nếu có hơn 50 đầu đọc thẻ RFID được cài đặt trong một cơ sở. Ở Châu Âu, chế độ này được sử dụng nếu số lượng đầu đọc thẻ RFID hoạt động lớn hơn 10 và nếu chúng hoạt động ở công suất tối đa cho phép.
Chế độ Dense Reader Mode cho phép phối hợp các đầu đọc thẻ RFID để không để xảy ra tình trạng hai đầu đọc thẻ truyền tín hiệu cùng một thời điểm trên cùng một tần số chính xác và gây nhiễu trong vùng đọc thẻ của nhau. Để làm điều này, các đầu đọc thẻ đã thực hiện nhảy tần và thực hiện một chức năng được gọi là lắng nghe trước khi nói chuyện (LBT).
Nhảy tần sử dụng một công nghệ buộc các đầu đọc thẻ phải thay đổi các kênh liên tục trong một phạm vi tần số nhất định. Ví dụ: đầu đọc UHF được FCC cấp phép hoạt động ở Bắc Mỹ phải hỗ trợ nhảy qua 50 kênh (mỗi kênh rộng 500 kHz) giữa các tần số từ 902 đến 928 MHz và sử dụng không quá 0,04 giây trong bất kỳ kênh nào trong suốt quá trình xoay vòng này.
Để thực hiện LBT( nghe trước khi nói ), đầu đọc sẽ sử dụng một ăng-ten (thường là ăng-ten chuyên dụng) để lắng nghe tần số mà đầu đọc sắp phát. Nếu một đầu đọc khác đang hoạt động ở trong kênh đó, đầu đọc thẻ này sẽ tự động chuyển sang kênh khả dụng tiếp theo và truyền tín hiệu đến đó. LBT thường được sử dụng với tính năng nhảy tần và được yêu cầu ở Châu Âu cho các hoạt động có nhiều đầu đọc thẻ.
Các dạng khác của Dense Interrogator Mode bao gồm: spectral allocation, time slice interrogator control, software synchronization và hardware timing controls.
- Phân bổ phổ (spectral allocation) chỉ định một phần của dải tần được phân bổ cho từng loại giao tiếp. Điều này cho phép các thẻ nói chuyện trong các kênh khác với đầu đọc thẻ, điều này ngăn chúng can thiệp vào nhau.
-
Điều khiển bộ dò tín hiệu theo lát thời gian (time slice interrogator control) thường được thực hiện với bộ điều khiển hệ thống back-end xác định thời điểm mỗi bộ dò hỏi được phép giao tiếp. Trong phương pháp này, mỗi đầu đọc thẻ sẽ được cung cấp một khoảng thời gian nhất định để phát tín hiệu, và sau đó nó được tắt để chờ đến lượt tiếp theo trong khi tất cả những đầu đọc khác đang hoạt động.
- Đồng bộ hóa phần mềm (software synchronization) cho phép các đầu đọc thẻ giao tiếp với nhau và xác định cái nào có thể truyền vào thời điểm nào thông qua phần mềm được tích hợp bên trong hệ điều hành của đầu đọc.
-
Định dạng thời gian cho phần cứng thường (hardware timing controls) sẽ sử dụng các thiết bị kích hoạt để cho phép các đầu đọc giao tiếp trong khoảng thời gian được kiểm soát. Ví dụ, khi đi qua một hệ thống cảm biến, chu kỳ đọc được bắt đầu. Khi đối tượng rời khỏi khu vực đọc thẻ, nó sẽ đi qua một hệ thống cảm biến khác để ra lệnh cho đầu đọc dừng lại.
QUẢN LÝ SỐ LƯỢNG THẺ RFID TRONG MỘT VÙNG ĐỌC
Thiết bị đọc thẻ RFID hỗ trợ các lệnh và chức năng khác nhau được sử dụng để quản lý số lượng thẻ trong vùng đọc. Chúng có thể giải quyết toàn bộ một nhóm các thẻ để thực hiện kiểm kê tất cả các thẻ trong khu vực, cũng như xác định từng thẻ để truy cập bộ nhớ của nó và thực hiện các thao tác đọc và ghi.
Sau đây là các lệnh quan trọng nhất của đầu đọc thẻ RFID
- Select: Được sử dụng để xác định nhóm thẻ nào sẽ phản hồi
- Inventory: Được sử dụng để xác định các thẻ riêng lẻ trong một nhóm.
- Access: Được sử dụng để giao tiếp với các thẻ riêng lẻ và ra lệnh cho chúng khi chúng đã được chọn.
- Kill: Sau khi thẻ đã được truy cập và một kênh giao tiếp an toàn được thiết lập, lệnh này có thể được sử dụng để làm cho thẻ ngừng hoạt động. Các thẻ bị ‘Kill’ sẽ không trả lời đầu đọc và không thể phục hồi.
- Lock: Được sử dụng để bảo mật nội dung của thẻ. Sau khi được phát hành, nó có thể ngăn không cho thẻ được đọc hoặc ghi vào. Cũng có thể được sử dụng để khóa các ngân hàng bộ nhớ của thẻ.
Các đầu đọc thẻ RFID Gen 2 đã hỗ trợ các lệnh và cũng có các chức năng quản lý thẻ, như kĩ thuật đối xứng AB và các phiên (Sessions).
Đối xứng AB đã thay thế kỹ thuật Gen 1 là “đưa thẻ vào trạng thái ngủ” sau khi bị đọc. Đối xứng AB cho phép các thẻ được gắn cờ với một mã định danh để dễ dàng đếm. Nếu một thẻ được gắn cờ là A được đếm, thì thẻ đó sẽ được gắn lại cờ là B cho đến khi được đếm lại, sau khi được đếm lại, lúc đó thẻ sẽ được gắn lại cờ A. Kỹ thuật này giúp loại bỏ các vấn đề với các thẻ khó đọc hoặc bị đọc chậm khi đợi đợt kiểm kê tiếp theo.
Thẻ Gen 2 hỗ trợ bốn phiên. Chức năng này được sử dụng khi có nhiều đầu đọc thẻ RFID hoặc nhiều đầu đọc thẻ RFID cùng một lúc đọc chung một nhóm thẻ. Một thẻ sẽ sử dụng mỗi phiên để giao tiếp với một đầu đọc hoặc một nhóm các đầu đọc khác nhau. Bằng cách này, nếu thẻ giao tiếp với một đầu đọc thẻ và đã được gắn cờ B, chẳng hạn, thiết bị đọc thẻ RFID thứ hai giao tiếp với thẻ sẽ sử dụng phiên thứ hai với các cờ A và B của chính nó. Điều này sẽ ngăn đầu đọc thẻ can thiệp vào các vòng kiểm kê của nhau và tránh nhầm lẫn có thể khiến cho đầu đọc thẻ sẽ đọc một thẻ hai lần.
ANTI-COLLISION
Các loại phương pháp chống va chạm RFID khác nhau có thể được rút gọn thành hai loại cơ bản: xác định và xác suất. Một ví dụ về tính xác định là thuật toán Binary Tree hoặc thuật toán Tree Walking. Một ví dụ về xác suất là thuật toán chống va chạm ALOHA.
THUẬT TOÁN XÁC XUẤT
Với thuật toán xác xuất, thẻ RFID sẽ phản hồi lại yêu cầu của đầu đọc theo một khoảng thời gian bất kì. Nếu có xung đột xảy ra, mỗi thẻ bị xung đột sẽ phản hồi lại cho đầu đọc sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên. Nếu có ít thẻ, chỉ cần một lần phản hồi là ta có thể phân biệt được. Nếu có nhiều thẻ bị trùng nhau, quy trình này sẽ liên tục được lặp lại với các thẻ bị trùng đó và bỏ qua các thể đã được phân biệt. Như vậy, càng về sau thì số thẻ trùng sẽ càng ít đi và tất cả các thẻ sẽ được định danh một cách rõ ràng.
THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH
Với thuật toán này, đầu đọc sẽ yêu cầu thẻ phản hồi lại ký tự đầu tiên trong dãy ID. Sau khi các thẻ có ID khớp phản hồi lại, nó sẽ yêu cầu đến số tiếp theo trong dãy ID. Quy trình này cứ thế được lặp lại cho tới khi tất cả các thẻ đều được định danh.
Nguồn: ST
