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论RFID电子标签与存储器之间的那些关系

来源:网络

一直以来,总有客户会问到RFID标签能存储多少信息,那么了解RFID电子标签与存储器之间的那些关系就显得非常必要了。RFID电子标签的档次与存储器的结构是密切相关的。由存储器的不同, 电子标签分为只读电子标签、可写人式电子标签、具有密码功能的电子标签和分段存储的电子标签。其中, 只读电子标签档次最低, 具有密码功能的电子标签和分段存储的电子标签档次较高。



一、只读电子标签

在识别过程中,内容只能读出不可写入的电子标签是只读型电子标签。只读型电子标签所具有的存储器是只读型存储器。

当RFID电子标签进入读写器的工作范围时, 电子标签就开始输出它的特征标记。通常,芯片厂家保证对每个电子标签赋予唯一的序列号。电子标签与RFID读写器的通信只能在单方向上进行, 即RFID电子标签不断将自身的数据发送给RFID阅读器, 但读写器不能将数据传输给电子标签。这种电子标签功能简单,结构也较简单,价格较低廉,适合应用于对价格敏感的场合。只读电子标签主要应用在动物识别、车辆出入控制、温湿度数据读取以及工业数据集中控制等方面。

值得一提的是,只读型电子标签可以还分为以下3种:

(1) 只读标签

只读标签的内容在标签出厂时就已被写人,识别时只能读出, 不可再写入。只读标签的存储器一般由ROM组成。

ROM所存储的数据一般是装入整机前事先写好的, 整机工作过程中只能读出,不像随机存储器那样能快速、方便地加以改写,ROM所存的数据稳定,断电后所存的数据也不会改变,其结构较简单,读出较方便,因而常用于存储各种固定的程序和数据。只读电子标签自身的特征标记一般用序列号表示,其在芯片生产的过程中已经固化了, 用户不能改变芯片上的任何数据。

(2) 一次性编程只读标签

一次性编程(One Time Programmable,OTP)只读标签可在应用前一次性编程写入,在识别过程中不可改写。一次性编程只读标签的存储器一般由PROM组成。

(3) 可重复编程只读标签

可重复编程只读标签的内容经擦除后可重复编程写入, 但在识别过程中不可改写。可重复编程只读标签的存储器一般由EEPROM组成。



二、可写入式电子标签

在识别过程中,内容既可以读出又可以写入的RFID电子标签,就是可写入式电子标签。可写入式电子标签可以采用SRAM或FRAM存储器。

静态随机存储器(SRAM)是一种具有静止存取功能的内存。SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据,因此SRAM具有较高的性能。

铁电存储器(FRAM)是一个非易失性随机存取储存器,能提供与RAM一致的性能,但又有与ROM一样的非易失性。FRAM非易失性是指记忆体掉电后数据不丢失,非易失性记忆体是源自ROM的技术。FRAM将ROM的非易失性数据存储特性和RAM的无限次读写、高速读写以及低功耗等优势结合在一起,这就使得FRAM产品既可以进行非易失性数据存储,又可以像RAM一样操作。

在可写入式电子标签工作时,RFID读写设备可以将数据写入RFID电子标签。对电子标签的写入与读出大多是按字组进行的,字组通常是规定数目的字节的汇总,字组一般作为整体读出或写入。为了修改一个数据块的内容,必须从RFID读写器整体读出这个数据块,对其修改,然后再重新整体将数据读入。

可写人式电子标签的存储量,最少可以是1B,最高可达64KB。比较典型的电子标签是16bit几十到几百字节。

三、具有密码功能的电子标签

对于可写入式电子标签,如果没有密码功能的话,任何读写器都可以对RFID电子标签进行读写数据。为了保证系统数据的安全,应该阻止对电子标签未经允许的访问。这就可以采取多种方法对RFID电子标签加以保护。对RFID标签的保护涉及数据的加密,数据加密可以防止跟踪、窃取或恶意篡改电子标签的信息,从而保证数据的安全性。

(1) 分级密钥

分级密钥是指系统有多个密钥,不同的密钥访问权限不同,在应用中可以根据访问权限确定密钥的等级。例如,某一系统具有密钥A和密钥B,RFID电子标签与射频读写器之间的认证可以由密钥A和密钥B确定,但密钥A和密钥B的等级不同。

电子标签内部的数据分为两部分,分别由密钥A和密钥B保护。密钥A保护的数据由只读存储器存储,该数据只能读出,不能写入。密钥B保护的数据可写入存储器存储,读写器1具有密钥A,电子标签认证成功后,允许读写器1访问密钥A保护的数据。读写器2具有密钥B,电子标签认证成功后,允许读写器2读出密钥B保护的数据,并允许读写器2写该数据既能读出,也能写入。

(2) 分级密钥在公共交通中的应用

在城市公交系统中,就有分级密钥的应用实例。现在,城市公交系统可以用刷卡的方式乘车的刷卡器(读写器),另一种是公交公司给卡充值的读写器。

公交乘车的刷卡采用的是近距离接触式刷卡,每刷一次从卡中扣除一次金额,这部分的数据存储于该卡。城市公交系统的读写器有两种,一种是公交汽车上钥A认证。RFID电子标签还可以充值,充值由密钥B认证。公交汽车上的读写器只有密钥A。电子标签认证密钥A成功后, 允许公交汽车上的读写器扣除电子标签上的金额。

公交公司的读写器有密钥B。电子标签需要到公交公司充值, 电子标签认证密钥B成功后, 允许公交公司的读写器给电子标签充值。

四、分段存储的电子标签

当电子标签存储的容量较大时,可以将电子标签的存储器分为多个存储段。每个存储段单元具有独立的功能,存储着不同应用的独立数据。各个存储段单元有单独的密钥保护,以防止非法的访问。

一般来说, 一个读写器只有电子标签一个存储段的密钥,只能取得电子标签某一应用的访问权,某一电子标签具有汽车出人、小区付费、汽车加油和零售付费等多种功能,各种不同的数据分别有各自的密钥;而一个读写器一般只有一个密钥(如汽车出入密钥),只能在该存储段进行访问(如对汽车出入进行收费)。为使电子标签实现低成本,一般电子标签的存储段都设置成固定大小的段,这样实现起来较为简单。可变长存储段的电子标签可以更好地利用存储空间,但实现起来困难,一般很少使用。电子标签的存储段可以只使用一部分,其余的存储段可以闲置待用。


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