15693协议小结

### 15693协议知识点详解 #### 一、15693协议概述 ISO/IEC 15693是一项国际标准，它定义了无接触智能卡和阅读器之间的通信协议，主要用于非接触式数据交换场景。本标准适用于高频（HF）无线电系统，特别是工作频率为13.56MHz的RFID（射频识别）系统。本文档将详细介绍该协议的关键技术特点，以便更好地理解和应用这一标准。 #### 二、工作环境与频率 - **工作场强范围**：根据ISO/IEC 15693标准，无接触智能卡（Tag）可以在最小0.15A/m至最大5A/m的工作磁场强度范围内正常运行。这个范围确保了不同应用场景下的兼容性和稳定性。 - **工作频率**：标准规定了阅读器（Reader）与标签（Tag）之间的工作频率为13.56MHz±7KHz，这是一个常用的高频段，能够提供良好的读取性能和距离。 #### 三、调制方式与数据编码 - **调制方式**：使用ASK（振幅键控）作为调制方式，有两种不同的调制度：10%和100%。调制度的选择由阅读器决定，而标签必须能够解调这两种不同的调制度。 - **数据编码**：采用脉冲位置调制（PPM）方式进行数据编码。PPM有两种不同的格式，分别是“256中出1”和“4中出1”。这两种格式都由阅读器来选择，并且会在发送SOF（起始字段）时通知标签。 #### 四、数据编码格式详解 1. **256中出1**：一个单字节的数据值通过256个时间周期中的某个特定位置来表示，每个时间周期为18.88μs。这种方式的数据传输率为1.65kbps。这种编码方式的特点在于其较低的数据传输率，适合于对实时性要求不高的场合。 2. **4中出1**：连续四个脉冲位置决定了两个比特的信息，从而形成一个完整的字节。这种方式的数据传输率为26.84kbps。相比于“256中出1”，这种方式提供了更高的数据传输速率，更适合于需要快速传输大量数据的应用场景。 #### 五、信号帧结构 - **SOF（起始字段）**：每种编码格式都有其独特的SOF标志，用于标记数据传输的开始。 - **EOF（结束字段）**：所有的数据传输都以相同的EOF结束，用于标识数据传输的结束。 - **传输顺序**：数据传输时，遵循LSB（最低有效位）优先的原则。 #### 六、标签到阅读器的通信 - **副载波**：标签可以通过使用一个或两个副载波与阅读器进行通信。副载波的选择由阅读器确定，并且按照ISO/IEC 15693-3的标准进行设置。 - **副载波频率**：当使用单一副载波时，其频率为fc/32（约423.75kHz）。当使用双副载波时，除了fc/32外，还会使用fc/28（约484.28kHz）。 - **副载波相位**：当同时使用两个副载波时，它们之间的相位应当保持连续，以确保数据传输的一致性和准确性。 #### 七、标签标识与存储 - **标签标识**：每个标签通过一个64位的唯一标识号（UID）进行标识。UID由以下部分组成：固定的8位标识符E0、8位的集成电路制造商代码以及48位的唯一序列号。 - **内存大小**：标签的最大内存容量可达256个块×256位，即最多支持64kbits的数据存储空间。 #### 八、命令与响应 - **命令格式**：阅读器向标签发送的命令遵循特定的格式，包括指令代码、参数等组成部分。 - **响应格式**：标签接收到命令后会按照规定的响应格式返回相应的数据或状态信息。 #### 九、状态机 - **标签的状态机**：标签内部包含了一个状态机，用于控制标签与阅读器之间的交互过程，确保数据的正确读写操作。 #### 十、防碰撞机制 ISO/IEC 15693标准还包括了一套防碰撞机制，用于处理多个标签在同一时间范围内与同一个阅读器进行通信的情况，确保数据传输的准确性和可靠性。 ISO/IEC 15693协议不仅定义了RFID系统的基本通信框架和技术参数，还提供了丰富的功能特性，如多种数据编码格式、灵活的副载波选择机制以及有效的防碰撞方案，这些都使得该协议成为现代RFID应用领域不可或缺的一部分。