RFID标签的技术难点、芯片结构以及安全协议的实现

Aguilera

RFID标签的技术难点、芯片结构以及安全协议的实现 [复制链接]

 

      (一)技术难点
　　在高效率物流、运动物体追踪、车辆管理中，RFID标签需要在低成本的基础上提供更高的稳定性和更远的通信距离，这要求标签需要有较高的灵敏度、较低功耗和较快的读写速度。
　　除此以外，结合物流、供应链、车辆管理的实际情况，标签还需要满足以下需求：
　　1. 安全性。电子标签作为物体唯一标示，信息不能允许非法阅读器越权或者非法入侵来获取、改写，确保电子标签存储信息的正确性。
　　2. 准确性和速度。针对高速运动的物体，需要物体的正常运动不影响RFID通信。例如车辆行驶，违法超速车辆行驶速度可能超过180KM/h，所以对信息的准确读取和写入提出了要求。
　　3. 可靠性和寿命。在实际应用中，标签常常贴在物体外部，面对的环境比较复杂，例如环境温度变化巨大，或者环境温度条件比较苛刻。因此需要提高标签的可靠性。而标签的信息存储的连续性和更换成本，要求标签的寿命尽可能长，最好能够达到或者超过目标的使用寿命。
　　4. 在芯片信息管理中，由于需要面对不同对象，政府部门和企业对数据采集的安全要求和信息类别不同，所以标签必须能够提供可独立管理的各数据分区来满足各部门和行业的需求以充分发挥标签的价值，降低综合成本。
　　基于以上问题，在物流追踪、车辆管理中普遍采用无源RFID标签。除了满足传统意义上的灵敏度、功耗、读写距离的要求以外，标签还需要针对安全性要求，加入安全模块，对信息处理进行安全加密。加入额外安全电路对灵敏度和功耗提出了更高的要求。安全模块与数字基带的信息传递，对信息存储的容量、存储能力、存储管理、读写次数和速度也提出了相应的较高要求。在结合实际应用当中，也需要提高标签对环境的适应性，提高标签的寿命，降低标签的维护费用。
　　(二)芯片结构
　　无源RFI标签芯片包括射频前端、模拟前端、数字基带、非易存储器、随机数发生器和安全模块。具体框架结构如图2所示。
　　射频前端包含三个部分：整流电路、解调电路以及调制电路。整流电路负责收集空间中传递的900MHz射频能量，并将交流能量转换为直流能量，为整个芯片提供电源;解调电路负责将射频信号上调至的信号转换为基带信号，并传送给数字基带;调制电路负责接收数字基带信号，将其调制在900MHz载波上背向散射返回给阅读器。
　　模拟前端主要负责提供全局时钟，偏置电流，提供上下电复位信号。
　　随机数发生器负责为安全模块以及数字基带提供16位与32位真随机数。
　　非易失存储器负责存储所有芯片在掉电情况下需要保存的数据。对于身份认证信息和关键字，只允许授权阅读器获取和改写。
　　数字基带负责处理指令及状态机跳转，基于通信协议存储器读写访问以及提供安全模块接口。
　　安全模块作为加密引擎，提供加密和解密操作。