Технология RFID широко используется для маркировки активов в различных промышленных и правительственных условиях.
Типичное приложение использует сериализованный набор тегов с закодированной памятью EPC и базой данных, которая связывает данные EPC тега с идентификаторами активов.. Ðапример, RFID-метка, закодированная 96-битным кодом EPC, может быть связана с конкретным компьютерным сервером с серийным номером, станок, или медицинское изделие. При проектировании системы слежения подразумевается, что метки могут быть надежно считываться, тем самым правильно идентифицировать актив.
Однако, Этот процесс может страдать от проблемы, называемой переключением битов.
Переключение битов
метки управления активами
Подавляющее большинство RFID-меток, представленных на рынке, используют память EEPROM для хранения идентификационных данных. Заряд, хранящийся в ячейке памяти, определяет значение каждого бита в идентифицированных данных EPC (т.е., заряженная ячейка памяти может представлять собой “1”, в то время как пустая ячейка может представлять “0”, И наоборот).
Состояние ячейки памяти может стать неопределенным в двух возможных ситуациях. Для простоты, Мы предполагаем, что заряженная ячейка памяти представляет собой “1”.
Ячейка памяти “Утечки”, Заряд, оседающий при кодировании, рассеивается, Изменение состояния ячейки, Таким образом, бит изменяется с “1” Кому “0”
Ячейка памяти не была полностью заряжена во время кодирования, и статистически возможно, что частично заряженная ячейка может быть прочитана как ‘0’ вместо '1'†
†Технически, Бит заряда всегда можно интерпретировать как ‘0'. Однако, при превышении заданного порога тарификации, Вероятность того, что это произойдет, очень мала. Статистические детали выходят далеко за рамки нашего обсуждения.
Пример сцены
В качестве примера можно привести следующий сценарий: ячейка 1011 в конечном итоге меняется на мусорное ведро 1001 – Чаще всего это шестнадцатеричный символ “B” изменяется на шестнадцатеричный “9”, который выглядит как метка, рассеивающая два кода EPC. Ðапример, Использование 96-битного кодирования:
Е280 1170 ЭА21 7Б2А 04К2 1181 и E280 1170 ЭА21 792А 04К2 1181
Такое наблюдается редко — Мы не знаем каких-либо достоверных данных о распространенности от какого-либо производителя чипов — но с миллиардами RFID-меток, фактически развернутых, Эту возможность нельзя игнорировать.
В качестве проверки на вменяемость, учитывать частоту отказов ε 10-6 на ячейку и использование 128-разрядной расширенной памяти EPC, который доступен во многих RFID-чипах, что, по нашему мнению, является более высокой частотой отказов, чем обычно наблюдается, но принцип действует независимо от того, каков реальный обменный курс. В целях обсуждения, Мы будем игнорировать любые временные эффекты (Анализ времени отказа IE). При ε = 10-6, приблизительно 1 в 7,812 Ожидается, что теги будут демонстрировать переворот в один бит; В дополнение, приблизительно 1 в 61.5 Ожидается, что миллион тегов будет демонстрировать два перевернутых бита, и примерно 488 миллиард 1 покажет три перевернутых бита.
Надежное обнаружение и исправление переворотов агрегатов
Из-за того, что частота отказов очень низкая, Единичные случаи переключения битов могут быть надежно обнаружены и исправлены.
Самый простой способ — закодировать каждый бит как тройку и использовать метод “Правило большинства” Метод определения корректных данных. В этом случае, Одиночный “1” кодируется как “111” и “0” кодируется как “000”. Если один бит тройки перевернут, Два других будут “голосовать” чтобы покрыть не тот бит. Этот метод очень надежен, Поскольку потеря данных требует, очень маловероятное событие, Переворот двух битов любой тройки. Снова, Рассматривая наш пример 128-битной кодировки выше, Вероятность 2-битного переворота для любой тройки, Например. Невосполнимая потеря данных, есть:
~1/64 * (128/1,000,000) *(127/1000000) ~ 2.5 X10-10 или ~ 1 Часть в 3.9 миллиард.
Это произведение вероятности того, что первый и второй биты будут перевернуты на метке, и вероятности того, что второй перевернутый бит является одним из соседних битов в определенной тройке.
В большинстве стандартных сценариев, Вероятность повреждения данных очень низкая. Однако, Емкость тега для хранения данных уменьшается на две трети, с менее чем 33% доступной памяти тегов, используемой для данных, когда 128-битная память может хранить только 41 Биты информации.
Обнаружение двух перевернутых битов
Существует менее трудоемкий способ обнаружения и исправления одного перевернутого бита, а также обнаруживать (но не правильно) события с гораздо меньшей вероятностью тега с двумя перевернутыми битами.
Это можно сделать, не кодируя тег напрямую, но с помощью модификации режима, первоначально изобретенного Ричардом Хэммингом под названием SECDEC, или Single Error Correction Double Error Detection.
В этом режиме используются дополнительные биты четности, вычисляемые на основе данных полезной нагрузки. Как следует из названия, Этот алгоритм позволяет исправить только один перевернутый бит, но позволяет обнаружить второй перевернутый бит. Проектировщики RFID-систем должны включить в архитектуру ресурсы, чтобы справиться с менее распространенной ситуацией двойного переворачивания битов на одной метке.
