เอกสารข้อมูล ISO15693-2 สำหรับบัตรระยะใกล้
August 18, 2024 1186 ความคิดเห็น
ภาพรวม ISO15693-2
ISO15693-2 กำหนดส่วนเชื่อมต่อทางอากาศและชั้นการเริ่มต้นทำงานสำหรับบัตร vicinity ISO/IEC 15693 โดยอธิบายว่าอุปกรณ์เชื่อมต่อ vicinity ซึ่งมักเรียกว่า VCD จ่ายพลังงานและสื่อสารกับบัตรวงจรรวม vicinity หรือ VICC อย่างไร มาตรฐานนี้อธิบายสนามวิทยุ การมอดูเลต การเข้ารหัส พฤติกรรมซับแคริเออร์ และขอบเขตเฟรมที่ใช้ก่อนการแลกเปลี่ยนคำสั่งระดับสูง มาตรฐานนี้มอบพื้นฐานร่วมให้กับผู้ผลิตชิป ผู้ผลิตบัตร ผู้พัฒนาเครื่องอ่าน และผู้บูรณาการระบบ สำหรับความเข้ากันได้ของบัตร vicinity 13.56 MHz
ต่างจากคำอธิบายทางการตลาดของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป บัตรISO15693-2 เน้นที่พฤติกรรมทางไฟฟ้าและการสื่อสารระหว่างสนามของเครื่องอ่านกับ IC แบบไม่สัมผัส ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอาจเป็นบัตรพิมพ์ ฉลาก แท็ก ตั๋ว พวงกุญแจ หรือโทเคนฝังตัว แต่มาตรฐานเองมุ่งเน้นที่ส่วนเชื่อมต่อ RF มาตรฐานนี้ไม่ได้กำหนดการออกแบบภาพ วัสดุพิมพ์ แผนผังหน่วยความจำ ชุดคำสั่งแอปพลิเคชัน หรือโครงสร้างฐานข้อมูล สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับชิป รูปแบบผลิตภัณฑ์ และระบบปลายทาง
ขอบเขตของส่วนเชื่อมต่อทางอากาศ ISO15693-2
ขอบเขตหลักของ ISO15693-2 คือสนามที่ใช้สำหรับการถ่ายโอนพลังงานและการสื่อสารสองทิศทางระหว่าง VCD และ VICC บัตร vicinity แบบพาสซีฟไม่มีแบตเตอรี่ในงานทั่วไป ดังนั้นสนาม RF ที่เครื่องอ่านสร้างขึ้นต้องจ่ายพลังงานที่จำเป็นให้ชิปตื่นตัวและตอบสนอง เอกสารนี้ยังอธิบายว่าสัญญาณจากเครื่องอ่านไปบัตรและจากบัตรไปเครื่องอ่านถูกแสดงอย่างไร เพื่อให้อุปกรณ์ที่สอดคล้องมาตรฐานต่าง ๆ เข้าใจหลักการส่งสัญญาณทางกายภาพเดียวกันได้
มาตรฐานนี้ใช้ร่วมกับส่วนอื่น ๆ ของ ISO/IEC 15693 โดย ISO15693-1 ครอบคลุมลักษณะทางกายภาพของบัตร vicinity ขณะที่ ISO15693-3 ครอบคลุมการป้องกันการชนกันและโปรโตคอลการส่งข้อมูล การแยกส่วนเช่นนี้มีประโยชน์ในทางวิศวกรรม ISO15693-2 บอกนักออกแบบว่าการสนทนา RF ทางกายภาพถูกกำหนดอย่างไร ส่วน ISO15693-3 บอกว่าบัตรหลายใบถูกเลือกอย่างไร และคำสั่งและการตอบสนองถูกจัดระเบียบเหนือชั้นส่วนเชื่อมต่อทางอากาศนั้นอย่างไร
การถ่ายโอนพลังงานและสนามปฏิบัติการ
ISO15693-2 ใช้สนามปฏิบัติการ RF 13.56 MHz สำหรับส่วนเชื่อมต่อแบบไม่สัมผัส สนามที่ VCD สร้างขึ้นถ่ายโอนพลังงานผ่านการคัปปลิงแบบเหนี่ยวนำ ทำให้ VICC ทำงานภายในช่วงสนามที่กำหนด สำหรับผู้พัฒนาผลิตภัณฑ์ นี่หมายความว่าขนาดเสาอากาศ ความไวของชิป กำลังส่งของเครื่องอ่าน ความหนาของวัสดุ และสภาพแวดล้อมการติดตั้ง ล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพการอ่าน แม้โปรโตคอลการสื่อสารจะถูกต้องก็ตาม
มาตรฐานนี้กำหนดเงื่อนไขสนามปฏิบัติการต่ำสุดและสูงสุดที่ VICC ควรทำงานได้ นอกจากนี้ยังระบุชัดเจนว่าการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและการสัมผัสของมนุษย์ไม่ได้ถูกกำหนดโดยมาตรฐานส่วนนี้ ความรับผิดชอบนั้นยังคงอยู่ที่ผู้ผลิตอุปกรณ์และผู้ดำเนินโครงการ ซึ่งต้องพิจารณากฎระเบียบวิทยุท้องถิ่น กฎการรับรอง และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของแอปพลิเคชัน
การสื่อสารจาก VCD ไปยัง VICC
สำหรับการสื่อสารจากฝั่งเครื่องอ่านไปยังฝั่งบัตร ISO15693-2 ใช้การมอดูเลตแบบ amplitude shift keying หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า ASK มาตรฐานนี้มีตัวเลือกดัชนีการมอดูเลต 10% และ 100% และ VICC ต้องสามารถถอดรหัสได้ทั้งสองแบบ ซึ่งมอบความยืดหยุ่นให้ผู้ใช้งานสำหรับสภาพแวดล้อมวิทยุและความต้องการของแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ขณะเดียวกันก็รักษาความเข้ากันได้ของฝั่งบัตรกับโหมดการส่งสัญญาณที่กำหนดไว้
การเข้ารหัสข้อมูลจาก VCD ไปยัง VICC ใช้การมอดูเลตแบบ pulse position ISO15693-2 กำหนดโหมดการเข้ารหัสสองแบบ ได้แก่ 1 จาก 256 และ 1 จาก 4 โหมด 1 จาก 256 แทนหนึ่งไบต์ด้วยตำแหน่งของการหยุดหนึ่งครั้งในช่วงเวลา 256 ช่วง ทำให้ได้อัตราข้อมูลต่ำกว่า โหมด 1 จาก 4 แทนสองบิตต่อครั้งและให้อัตราข้อมูลที่สูงกว่า ในทางปฏิบัติ ความแตกต่างนี้ช่วยสร้างสมดุลระหว่างความทนทานและความเร็ว
การสื่อสารจาก VICC ไปยัง VCD
เมื่อบัตรตอบสนองต่อเครื่องอ่าน ISO15693-2 ใช้การมอดูเลตแบบโหลด VICC จะสลับโหลดภายในเพื่อสร้างซับแคริเออร์บนสนามของเครื่องอ่าน และ VCD จะตรวจจับการมอดูเลตนั้นเป็นการตอบสนองของบัตร ขึ้นอยู่กับโหมดที่ VCD เลือกผ่านเฮดเดอร์โปรโตคอลระดับสูง อาจใช้ซับแคริเออร์หนึ่งหรือสองตัว การทำงานแบบซับแคริเออร์เดี่ยวและซับแคริเออร์คู่รองรับสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวนและลำดับความสำคัญในการออกแบบที่แตกต่างกัน
ทิศทางจากบัตรไปเครื่องอ่านรองรับอัตราข้อมูลต่ำและสูง มีการใช้การเข้ารหัส Manchester สำหรับการแทนบิต พร้อมความสัมพันธ์ด้านเวลาที่กำหนดไว้สำหรับเฟรมการตอบสนอง สำหรับผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ RFID สำเร็จรูป นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ชิปเดียวกันอาจทำงานแตกต่างกันเมื่อฝังอยู่ในรูปแบบทางกายภาพที่ต่างกัน การปรับแต่งเสาอากาศ การเคลือบ laminating วัสดุของตัวเรือน และโลหะหรือของเหลวที่อยู่ใกล้เคียง ล้วนส่งผลต่อคุณภาพของการตอบสนองแบบมอดูเลตโหลด ตัวอย่างเช่น บัตร พลาสติก ที่พิมพ์อาจมีโปรไฟล์ RF แตกต่างจากแท็กอุตสาหกรรมขนาดเล็ก แม้ทั้งสองจะใช้ซิลิคอน ISO15693-compatible ก็ตาม
เฟรม การเริ่มต้นทำงาน และความเข้ากันได้
ISO15693-2 ยังกำหนดบทบาทของรูปแบบ start-of-frame และ end-of-frame ขอบเขตเฟรมเหล่านี้ช่วยให้เครื่องรับซิงโครไนซ์กับสัญญาณที่เข้ามาและแยกแยะการสื่อสารที่ถูกต้องออกจากความเงียบหรือสัญญาณรบกวน ในระหว่างการสนทนาเริ่มต้น VCD จะกระตุ้น VICC ผ่านสนาม RF, VICC จะรอคำสั่งอย่างเงียบ ๆ, VCD จะส่งคำสั่ง และ VICC จะส่งการตอบสนองตามกฎโปรโตคอล ISO15693 ที่เกี่ยวข้อง
สำหรับผู้ซื้อและวิศวกร คุณค่าที่แท้จริงของ ISO15693-2 คือความเข้ากันได้ ผู้จัดจำหน่ายอาจเสนอบัตร ฉลาก สายรัดข้อมือ หรือโทเคนในวัสดุหลายชนิด แต่โครงการยังคงต้องการการสื่อสาร RF ที่เชื่อถือได้กับเครื่องอ่านที่เข้ากันได้ ก่อนการผลิตจำนวนมาก วิศวกรควรมั่นใจในรุ่นชิป ขนาดหน่วยความจำ การจัดวางเสาอากาศ ระยะการอ่าน อัตราข้อมูลที่คาดหวัง สภาพแวดล้อม และเฟิร์มแวร์เครื่องอ่านเฉพาะที่ใช้ในแอปพลิเคชัน การทดสอบกับ เครื่องอ่าน HF จริงเชื่อถือได้มากกว่าการตัดสินประสิทธิภาพจากเอกสารข้อมูลชิปหรือเอกสารอ้างอิงมาตรฐานทั่วไปเพียงอย่างเดียว
เหตุใด ISO15693-2 จึงสำคัญในการเลือกผลิตภัณฑ์ RFID
ISO15693-2 มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษเมื่อโครงการต้องการระยะการอ่านที่ยาวนานกว่าในทางปฏิบัติ เมื่อเทียบกับกรณีการใช้งานบัตรแบบ close-coupled หรือ ระยะใกล้ หลายกรณี ขณะเดียวกันก็ยังทำงานในย่าน HF 13.56 MHz มักถูกพิจารณาสำหรับห้องสมุด การจัดการทรัพย์สิน การระบุตัวตนทางอุตสาหกรรม การติดตามเอกสาร ระบบตั๋ว ขั้นตอนการทำงานด้านสินค้าคงคลัง และแอปพลิเคชันที่แท็กอาจไม่ถูกแตะโดยตรงกับเครื่องอ่าน
อย่างไรก็ตาม ISO15693-2 ไม่ควรถูกมองว่าเป็นข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ในตัวเอง ข้อกำหนดการจัดซื้อที่สมบูรณ์ควรระบุชื่อชิป การกำหนดค่าหน่วยความจำ ข้อกำหนด UID รูปแบบการเข้ารหัส กระบวนการพิมพ์ ขนาดเชิงกล ข้อกำหนดด้านความทนทาน และสภาพแวดล้อมของเครื่องอ่าน มาตรฐานบอกทั้งสองฝ่ายว่าส่วนเชื่อมต่อทางอากาศควรทำงานอย่างไร ส่วนข้อกำหนดผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปบอกโรงงานว่าต้องผลิตอะไรและสินค้าควรมีประสิทธิภาพอย่างไรในการติดตั้งใช้งานจริงของลูกค้า
คำถามที่พบบ่อย
ISO15693-2 กำหนดอะไร?
ISO15693-2 กำหนดส่วนเชื่อมต่อทางอากาศและชั้นการเริ่มต้นทำงานสำหรับบัตร vicinity ครอบคลุมการถ่ายโอนพลังงาน RF การมอดูเลตและการเข้ารหัสจากเครื่องอ่านไปบัตร การมอดูเลตโหลดจากบัตรไปเครื่องอ่าน ซับแคริเออร์ อัตราข้อมูล และรูปแบบเฟรม ไม่ได้กำหนดชุดคำสั่งทั้งหมด รูปแบบข้อมูลแอปพลิเคชัน การออกแบบบัตรพิมพ์ หรือโครงสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
ISO15693-2 เหมือนกับ ISO15693-3 หรือไม่?
ไม่เหมือน ISO15693-2 อธิบายส่วนเชื่อมต่อการสื่อสารทางกายภาพ ขณะที่ ISO15693-3 กำหนดการป้องกันการชนกันและโปรโตคอลการส่งข้อมูล ระบบในทางปฏิบัติมักต้องใช้ทั้งสองส่วน ISO15693-2 อธิบายว่าสัญญาณเคลื่อนที่ผ่านสนาม RF อย่างไร และ ISO15693-3 อธิบายว่าอุปกรณ์จัดระเบียบคำสั่ง เลือกบัตร และจัดการการสื่อสารอย่างไรเมื่อมี VICC หลายใบ
บัตร vicinity ISO15693-2 ใช้ความถี่ใด?
ISO15693-2 ใช้สนามปฏิบัติการ HF 13.56 MHz สนามนี้จ่ายพลังงานให้บัตร vicinity แบบพาสซีฟและนำพาการสื่อสารระหว่างเครื่องอ่านกับบัตร ประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ที่แท้จริงยังขึ้นอยู่กับการออกแบบเสาอากาศ ความไวของชิป กำลังส่งของเครื่องอ่าน เงื่อนไขการติดตั้ง และข้อจำกัดด้านกฎระเบียบในประเทศหรือภูมิภาคเป้าหมาย
เหตุใดจึงมีโหมดการเข้ารหัสข้อมูลที่แตกต่างกัน?
มาตรฐานกำหนดโหมดการเข้ารหัสที่แตกต่างกันเพื่อให้ระบบสร้างสมดุลระหว่างความทนทานและความเร็ว โหมด 1 จาก 256 ช้ากว่าแต่มีประโยชน์เมื่อความน่าเชื่อถือสำคัญกว่า โหมด 1 จาก 4 บรรจุข้อมูลได้มากกว่าต่อลำดับเวลาและรองรับอัตราข้อมูลจากเครื่องอ่านไปบัตรที่สูงกว่า
VICC ส่งข้อมูลกลับไปยัง VCD อย่างไร?
VICC ส่งข้อมูลกลับด้วยการมอดูเลตโหลด แทนที่จะสร้างคลื่นพาห์ RF อิสระของตัวเอง บัตรจะเปลี่ยนโหลดและสร้างรูปแบบการมอดูเลตที่ตรวจจับได้บนสนามของเครื่องอ่าน VCD จะรับการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นการตอบสนองของบัตร โดยใช้ซับแคริเออร์ อัตราข้อมูล และกฎการเข้ารหัสที่กำหนดไว้
ISO15693-2 รับประกันระยะการอ่านคงที่หรือไม่?
ไม่ ISO15693-2 กำหนดพฤติกรรมของส่วนเชื่อมต่อทางอากาศ แต่ไม่ได้สัญญาระยะการอ่านคงที่หนึ่งค่าสำหรับทุกผลิตภัณฑ์ ระยะการอ่านขึ้นอยู่กับกำลังส่งของเครื่องอ่าน รูปทรงเสาอากาศ ความไวของชิป ขนาดแท็ก วัสดุ การวางแนว สัญญาณรบกวนในสภาพแวดล้อม และวัตถุที่อยู่ใกล้เคียง ควรทดสอบตัวอย่างจริงในสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ตั้งใจไว้
ผู้ซื้อควรยืนยันอะไรก่อนสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ ISO15693?
ผู้ซื้อควรยืนยันรุ่นชิป ขนาดหน่วยความจำ ข้อกำหนด UID หรือการเข้ารหัส วัสดุผลิตภัณฑ์ ขนาดเสาอากาศ สภาพแวดล้อมการทำงาน ความเข้ากันได้ของเครื่องอ่าน และระยะการอ่านที่คาดหวัง สำหรับการผลิตแบบกำหนดเอง ควรระบุข้อกำหนดด้านอาร์ตเวิร์ก การกำหนดหมายเลข การปรับแต่งเฉพาะบุคคล และบรรจุภัณฑ์อย่างชัดเจนก่อนเริ่มการสุ่มตัวอย่างหรือการผลิตจำนวนมาก
