根據(jù)Gen2協(xié)議,超高頻RFID標簽的加密等級較低,且大部分數(shù)據(jù)區(qū)透明,容易引發(fā)信息安全問題,尤其是一些敏感信息的電子標簽。這就需要一種加密保護技術,該技術特點是可以控制標簽的靈敏度,控制標簽的工作距離,同時對數(shù)據(jù)區(qū)進行分區(qū)加密,安全要求高的數(shù)據(jù)必須在近距離通過特殊認證指令進行訪問,如圖4-17所示。需要注意的是,超高頻RFID標簽由于系統(tǒng)功耗較小,很難實現(xiàn)非常復雜的加密算法,無法達到像HF那樣的金融支付安全等級,但對于一些普通數(shù)據(jù)的保密是足夠了。如果需要此近距離加密的芯片可以選擇Impinj的QT技術或G2il+芯片,或者采用國標加密芯片。
阻抗自動調(diào)節(jié)技術(AutoTune)
阻抗自動調(diào)節(jié)技術(AutoTune)是Impinj公司的Monza6家族標簽芯片的一個新功能,它可以在標簽啟動時調(diào)整芯片的接收機,以最大限度地提高標簽在當前環(huán)境下的靈敏度。
相同標簽在不同的應用環(huán)境中會表現(xiàn)出不同的性能。例如,由于貼標物品的材料不同,以及堆疊都會對原有的標簽的頻率和性能特性產(chǎn)生影響。在AutoTune技術出現(xiàn)之前,標簽制造商通過增加標簽尺寸或?qū)iT為特定應用設計標簽來減小這些影響。AutoTune技術采用了標簽芯片接收機的阻抗自動調(diào)節(jié)功能,解決了上述問題。而且AutoTune不需要用戶干預,是一個全自動的命令。
每個標簽都有一個工作頻率范圍,在這個范圍內(nèi)它提供最好的讀取性能。標簽的帶寬就是這個頻率范圍的寬度。AutoTune增加了標簽的帶寬。與窄帶標簽相比,寬帶標簽更能容忍生產(chǎn)制造導致的性能一致性問題、貼標物品的材料差異和環(huán)境變化。AutoTune降低了整個供應鏈的標簽SKU數(shù)量(多種物品共用一類標簽),降低了復雜性和成本。AutoTune還提高了零售商店中的標簽靈敏度,并為需要小標簽的零售標簽打開了新的市場機會。
AutoTune技術的實現(xiàn)機理其實并不復雜,其原理是調(diào)整標簽芯片接收電路的阻抗,使其與天線阻抗匹配。4.4.2節(jié)中介紹了天線設計非常重要的參數(shù)是天線與芯片的阻抗匹配。雖然在標簽設計時已經(jīng)完成了完美的阻抗匹配,但標簽在生產(chǎn)和使用過程中會存在失配的情況,此時標簽的帶寬和性能都會受到一定的影響。此時需要調(diào)整芯片內(nèi)部的阻抗使芯片和天線之間重新回到阻抗匹配,可以在芯片內(nèi)部設置多個開關電容,每個開關電容的大小不同,通過開關切換可以配置出多種不同的芯片阻抗電容值,從而實現(xiàn)阻抗匹配的優(yōu)化。
具體工作流程:
假定具有自動阻抗調(diào)節(jié)的芯片內(nèi)部有3組不同的開關電容,分別是C1=1pF、C2=0.5pF、C3=0.25pF,芯片自身電容為Cs=1pF,這些電容的連接方式為并聯(lián)。當三個開關都斷開時,芯片內(nèi)電容為自身的Cs=1pF;當開關1和開關2接通開關3斷開時,芯片內(nèi)電容為自身電容與開關1和開關2連接的電容并聯(lián),則總電容為:Cs1+C1+C2=2.5pF。
當標簽芯片上電后,芯片內(nèi)部的AutoTune模塊啟動,電源管理模塊和處理器也啟動,AutoTune模塊會快速地調(diào)節(jié)這3個開關,共形成8組不同的電容值組合,分別為1pF、1.25pF、1.5pF、1.75pF、2pF、2.25pF、2.5pF、2.75pF。與此同時,電源管理模塊會記錄每次電容值變化時接收到的能量并發(fā)給處理器。當阻抗匹配時,接收機可以收到最強的射頻能量,對應于電源管理模塊的能量傳感器檢測電壓最高。
處理器將8組數(shù)據(jù)中檢測電壓最高時對應的電容值記錄下來,并告知AutoTune模塊,在本次盤點過程中固定該阻抗(固定三個開關的參數(shù))。
閱讀器停止盤點下電后,AutoTune停止工作,并丟棄之前記錄的參數(shù)。閱讀器再次上電時,AutoTune模塊重新啟動,重復之前的流程。