PKE系統(tǒng)的防沖突設(shè)計

　　3 標(biāo)簽的備份和恢復(fù)

　　一般每個標(biāo)簽有256bit的EEPROM作為存儲系統(tǒng)ID使用。其中128bit由車廠使用，在出廠前由汽車制造商定義，該儲存空間燒寫完成后無法更改。另外128bit由用戶定義，該儲存空間可以反復(fù)燒寫。由這128bit區(qū)分為每個系統(tǒng)ID。車廠會根據(jù)每輛汽車的不同編號(例如汽車的發(fā)動機編號)，記錄對應(yīng)的每個PKE系統(tǒng)的ID號。如果車主在使用過程中鑰匙丟失或者損壞，想要重新配置一把新的鑰匙，可以通過汽車的唯一編號，重新將相應(yīng)的程序及密鑰燒寫進(jìn)新的鑰匙中，該鑰匙就可以成為這個PKE系統(tǒng)中可用的新鑰匙。

　　4 標(biāo)簽的防沖突

　　PKE 系統(tǒng)通常將會與多個ID 設(shè)備通信(大于1)，這些ID 設(shè)備會一次性地出現(xiàn)在特殊車輛入口各自的訪問區(qū)內(nèi)。為了滿足這個需求，就要在PKE系統(tǒng)中執(zhí)行防沖突協(xié)議。

　　由于RFID受到各種約束，傳統(tǒng)的信道爭用解決技術(shù)不能直接在RFID系統(tǒng)中應(yīng)用。這些約束主要有：標(biāo)簽的電源有限，不能用復(fù)雜度高的算法;標(biāo)簽的數(shù)量可能是未知的;標(biāo)簽間不能互相通訊;標(biāo)簽的存儲容量有限;RFID系統(tǒng)帶寬有限。目前廣泛使用的防沖突算法主要有：基于樹的算法和基于Aloha的算法。具體實現(xiàn)方式為優(yōu)先級算法，隨機二杈樹等。綜合考慮算法的復(fù)雜度和成本要求，本方案主要使用基于時隙的輪詢算法。輪詢方案可以使用標(biāo)簽ID作的喚醒碼或使用全局喚醒碼(WAKE_ALL)來喚醒標(biāo)簽。

　　采用標(biāo)簽ID作為喚醒碼的方式：通常情況下拉一下車的門把手可觸發(fā)基站發(fā)送喚醒碼。當(dāng)PKE系統(tǒng)的兩個遙控器都在激活區(qū)時，基站首先發(fā)送第一個標(biāo)簽的ID碼，然后再發(fā)送認(rèn)證請求碼，將第一個標(biāo)簽喚醒;第一個標(biāo)簽被喚醒并接收到請求碼后，回送認(rèn)證信息，結(jié)束認(rèn)證過程。而處于激活區(qū)內(nèi)的第二個標(biāo)簽不會被喚醒，維持在休眠狀態(tài)。和處于激活區(qū)內(nèi)兩個遙控器必需同時喚醒且都要響應(yīng)應(yīng)答信號相比，可以采用這種認(rèn)證時序的方案無疑可以節(jié)省大量功耗，延長電池的使用壽命;同時可以減小LF發(fā)射時間，減少基站功率消耗。如果不采用或無法采用標(biāo)簽ID作為喚醒碼，基站必須發(fā)送WAKE_ALL信號以喚醒處于激活區(qū)內(nèi)的所有標(biāo)簽，然后再發(fā)送標(biāo)簽1和標(biāo)簽2的ID，之后再發(fā)送認(rèn)證請求碼。處于激活區(qū)內(nèi)的所有標(biāo)簽必須按接收到的ID順序延時等待發(fā)射響應(yīng)信息。這無疑加長了認(rèn)證的時間并增加了標(biāo)簽電池消耗。

　　以下分別討論使用ID作為喚醒碼和使用wake_all作為喚醒碼時，第一標(biāo)簽在或者不在有效區(qū)的通訊情況。

　　● 如果使用標(biāo)簽ID作為喚醒碼，當(dāng)有標(biāo)簽1在激活區(qū)的時候，PKE系統(tǒng)很快就進(jìn)入雙向通訊，不必再去喚醒第二個或第三個標(biāo)簽。這樣大大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時間。

　　● 如果標(biāo)簽1不在激活區(qū)，標(biāo)簽2在激活區(qū)時，使用標(biāo)簽ID作為喚醒碼時，系統(tǒng)就會等待一個通訊周期的時間(系統(tǒng)等待第一個標(biāo)簽應(yīng)答的最長時間)。然后再激活第二個標(biāo)簽，進(jìn)入和第二個標(biāo)簽的雙向通訊。

　　● 如果使用wake_all作為喚醒碼，當(dāng)標(biāo)簽1在激活區(qū)時，先要等待系統(tǒng)將所有標(biāo)簽都激活后，才能接收第一個標(biāo)簽的應(yīng)簽，再進(jìn)入到雙向通訊期。

　　● 如果使用wake_all作為喚醒碼，當(dāng)標(biāo)簽1不在激活區(qū)時。系統(tǒng)要等待屬于第一個標(biāo)簽的通訊時隙結(jié)束后，才能響應(yīng)第二個標(biāo)簽的響應(yīng)，然后再進(jìn)入到和第二個標(biāo)簽的雙向通訊周期。

　　經(jīng)上討論：采用ID碼作為喚醒碼時，基站發(fā)送第一個標(biāo)簽ID碼后，基站在應(yīng)該接收到標(biāo)簽頭碼時間內(nèi)，沒有接收到頭碼信息時，可以立即發(fā)送第二個標(biāo)簽ID碼(不需要等待超過一幀完整UHF數(shù)據(jù)時間);在收到第二個標(biāo)簽ID碼之前，第二個標(biāo)簽一直處于休眠狀態(tài)。第二個標(biāo)簽被喚醒且收到認(rèn)證請求碼后，回送應(yīng)答信號。認(rèn)證結(jié)束后，根據(jù)“l(fā)ast used ID device is expected to be the next”的原則，第二個標(biāo)簽自動升級為第一個標(biāo)簽，之后在認(rèn)證時，首先發(fā)送此標(biāo)簽ID作為喚醒碼。

　　不采用或無法采用ID碼作為喚醒碼時，基站發(fā)送喚醒碼同時喚醒兩個標(biāo)簽，等待標(biāo)簽CPU初始化后再發(fā)送第一、第二個標(biāo)簽序列碼和認(rèn)證請求碼。為了避免高頻信號沖撞，第二個標(biāo)簽必須等待足夠的時間(超過一幀完整UHF數(shù)據(jù)時間)才能發(fā)送UHF信號。在被喚醒后到發(fā)送UHF這段時間內(nèi)CPU一直運行，浪費電池。認(rèn)證結(jié)束后，下次再需要認(rèn)證時將最近認(rèn)證通過的標(biāo)簽ID首先發(fā)送。

　　對比以上四種情況，使用標(biāo)簽的ID碼作為換醒碼可以減小系統(tǒng)等待時間，加快系統(tǒng)反應(yīng)速度。