論RFID電子標簽與存儲器之間的那些關系

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一直以來，總有客戶會問到RFID標簽能存儲多少信息，那么了解RFID電子標簽與存儲器之間的那些關系就顯得非常必要了。RFID電子標簽的檔次與存儲器的結構是密切相關的。由存儲器的不同, 電子標簽分為只讀電子標簽、可寫人式電子標簽、具有密碼功能的電子標簽和分段存儲的電子標簽。其中, 只讀電子標簽檔次最低, 具有密碼功能的電子標簽和分段存儲的電子標簽檔次較高。

一、只讀電子標簽

在識別過程中，內容只能讀出不可寫入的電子標簽是只讀型電子標簽。只讀型電子標簽所具有的存儲器是只讀型存儲器。

當RFID電子標簽進入讀寫器的工作范圍時, 電子標簽就開始輸出它的特征標記。通常，芯片廠家保證對每個電子標簽賦予唯一的序列號。電子標簽與RFID讀寫器的通信只能在單方向上進行, 即RFID電子標簽不斷將自身的數據發送給RFID閱讀器, 但讀寫器不能將數據傳輸給電子標簽。這種電子標簽功能簡單，結構也較簡單，價格較低廉，適合應用于對價格敏感的場合。只讀電子標簽主要應用在動物識別、車輛出入控制、溫濕度數據讀取以及工業數據集中控制等方面。

值得一提的是，只讀型電子標簽可以還分為以下3種：

(1) 只讀標簽

只讀標簽的內容在標簽出廠時就已被寫人，識別時只能讀出, 不可再寫入。只讀標簽的存儲器一般由ROM組成。

ROM所存儲的數據一般是裝入整機前事先寫好的, 整機工作過程中只能讀出，不像隨機存儲器那樣能快速、方便地加以改寫，ROM所存的數據穩定，斷電后所存的數據也不會改變，其結構較簡單，讀出較方便，因而常用于存儲各種固定的程序和數據。只讀電子標簽自身的特征標記一般用序列號表示，其在芯片生產的過程中已經固化了, 用戶不能改變芯片上的任何數據。

(2) 一次性編程只讀標簽

一次性編程(One Time Programmable,OTP)只讀標簽可在應用前一次性編程寫入，在識別過程中不可改寫。一次性編程只讀標簽的存儲器一般由PROM組成。

(3) 可重復編程只讀標簽

可重復編程只讀標簽的內容經擦除后可重復編程寫入, 但在識別過程中不可改寫。可重復編程只讀標簽的存儲器一般由EEPROM組成。

二、可寫入式電子標簽

在識別過程中，內容既可以讀出又可以寫入的RFID電子標簽，就是可寫入式電子標簽。可寫入式電子標簽可以采用SRAM或FRAM存儲器。

靜態隨機存儲器(SRAM)是一種具有靜止存取功能的內存。SRAM不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據，因此SRAM具有較高的性能。

鐵電存儲器(FRAM)是一個非易失性隨機存取儲存器，能提供與RAM一致的性能，但又有與ROM一樣的非易失性。FRAM非易失性是指記憶體掉電后數據不丟失，非易失性記憶體是源自ROM的技術。FRAM將ROM的非易失性數據存儲特性和RAM的無限次讀寫、高速讀寫以及低功耗等優勢結合在一起，這就使得FRAM產品既可以進行非易失性數據存儲，又可以像RAM一樣操作。

在可寫入式電子標簽工作時，RFID讀寫設備可以將數據寫入RFID電子標簽。對電子標簽的寫入與讀出大多是按字組進行的，字組通常是規定數目的字節的匯總，字組一般作為整體讀出或寫入。為了修改一個數據塊的內容，必須從RFID讀寫器整體讀出這個數據塊，對其修改，然后再重新整體將數據讀入。

可寫人式電子標簽的存儲量，最少可以是1B，最高可達64KB。比較典型的電子標簽是16bit幾十到幾百字節。

三、具有密碼功能的電子標簽

對于可寫入式電子標簽，如果沒有密碼功能的話，任何讀寫器都可以對RFID電子標簽進行讀寫數據。為了保證系統數據的安全，應該阻止對電子標簽未經允許的訪問。這就可以采取多種方法對RFID電子標簽加以保護。對RFID標簽的保護涉及數據的加密，數據加密可以防止跟蹤、竊取或惡意篡改電子標簽的信息，從而保證數據的安全性。

(1) 分級密鑰

分級密鑰是指系統有多個密鑰，不同的密鑰訪問權限不同，在應用中可以根據訪問權限確定密鑰的等級。例如，某一系統具有密鑰A和密鑰B，RFID電子標簽與射頻讀寫器之間的認證可以由密鑰A和密鑰B確定，但密鑰A和密鑰B的等級不同。

電子標簽內部的數據分為兩部分，分別由密鑰A和密鑰B保護。密鑰A保護的數據由只讀存儲器存儲，該數據只能讀出，不能寫入。密鑰B保護的數據可寫入存儲器存儲，讀寫器1具有密鑰A，電子標簽認證成功后，允許讀寫器1訪問密鑰A保護的數據。讀寫器2具有密鑰B，電子標簽認證成功后，允許讀寫器2讀出密鑰B保護的數據，并允許讀寫器2寫該數據既能讀出，也能寫入。

(2) 分級密鑰在公共交通中的應用

在城市公交系統中，就有分級密鑰的應用實例。現在，城市公交系統可以用刷卡的方式乘車的刷卡器(讀寫器)，另一種是公交公司給卡充值的讀寫器。

公交乘車的刷卡采用的是近距離接觸式刷卡，每刷一次從卡中扣除一次金額，這部分的數據存儲于該卡。城市公交系統的讀寫器有兩種，一種是公交汽車上鑰A認證。RFID電子標簽還可以充值，充值由密鑰B認證。公交汽車上的讀寫器只有密鑰A。電子標簽認證密鑰A成功后, 允許公交汽車上的讀寫器扣除電子標簽上的金額。

公交公司的讀寫器有密鑰B。電子標簽需要到公交公司充值, 電子標簽認證密鑰B成功后, 允許公交公司的讀寫器給電子標簽充值。

四、分段存儲的電子標簽

當電子標簽存儲的容量較大時，可以將電子標簽的存儲器分為多個存儲段。每個存儲段單元具有獨立的功能，存儲著不同應用的獨立數據。各個存儲段單元有單獨的密鑰保護，以防止非法的訪問。

一般來說, 一個讀寫器只有電子標簽一個存儲段的密鑰，只能取得電子標簽某一應用的訪問權，某一電子標簽具有汽車出人、小區付費、汽車加油和零售付費等多種功能，各種不同的數據分別有各自的密鑰;而一個讀寫器一般只有一個密鑰(如汽車出入密鑰)，只能在該存儲段進行訪問(如對汽車出入進行收費)。為使電子標簽實現低成本，一般電子標簽的存儲段都設置成固定大小的段，這樣實現起來較為簡單。可變長存儲段的電子標簽可以更好地利用存儲空間，但實現起來困難，一般很少使用。電子標簽的存儲段可以只使用一部分，其余的存儲段可以閑置待用。