ICS 93.080.30 P 66 吉 DB22 林 省 地 方 标 准 DB 22/T 1955.2—2013 高速公路射频识别收费系统 第 2 部分：空 中接口协议 RFID-based electronic toll collection system on expressway protocol Part 2 : air interface 2013 - 12 - 04 发布 吉林省质量技术监督局 2013 - 12 - 31 实施 发 布 DB22/T 1955.2—2013 目 次 前言................................................................................. II 1 范围............................................................................... 1 2 规范性引用文件..................................................................... 1 3 术语、定义、符号和缩略语........................................................... 1 4 基本要求........................................................................... 2 5 协议要求........................................................................... 2 6 数据存储........................................................................... 8 I DB22/T 1955.2—2013 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。 DB22/T 1955-2013《高速公路射频识别收费系统》分为： ——第 1 部分：车道系统技术要求； ——第 2 部分：空中接口协议； ——第 3 部分：数据传输接口。 本部分为DB22/T 1955.2-2013第2部分。 本部分由吉林省交通标准化技术委员会提出并归口。 本部分起草单位：吉林省高速公路管理局、交通运输部科学研究院。 本部分主要起草人：谢玉田、丛广岩、胡永志、谷云辉、付立、李伯勇、吕庆辉、黄阿琼。 II DB22/T 1955.2—2013 高速公路射频识别收费系统 第2部分：空中接口协议 1 范围 本部分规定了高速公路射频识别收费系统空中接口协议的技术要求。 本部分适用于采用射频识别技术实现的高速公路电子收费系统，车辆出入管理、城市道路收费等领 域可以参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 29262-2012 信息技术 面向服务的体系结构(SOA) 术语 ISO/IEC 18000-6 信息技术 项目管理的射频识别 第6部分:860MHz至960MHz空中接口通信用参数 3 术语、定义、符号和缩略语 3.1 术语和定义 GB/T 29263-2012中界定的术语和定义以及下列术语和定义适用于本部分。 3.1.1 空中接口协议 air interface protocol 读写器和标签之间完整的通信协议，包括物理层、碰撞仲裁算法、命令及响应的结构以及数据编码 的方法。 3.1.2 连续波 continuous wave 典型情况是指一个给定频率下的正弦波，但一般来说是指读写器发出的用于驱动无源标签工作、无 幅度或相位调制的具有足够能量、不会使标签误认为是发射数据的各种发射信号波形。 3.1.3 无源标签 passive tag 其收发机是由外部射频场激励而不是内部电池供能的标签。 3.2 符号和缩略词 下列符号和缩略语适用于本部分。 BLF：反向散射链路频率 (Backscatter-Link Frequency) Cht： 载波高电平容差（Carrier High-level Tolerance） Clt：载波高电平容差（Carrier Low-level Tolerance） CRC：循环冗余码校验（Cyclic Redundancy Check） 1 DB22/T 1955.2—2013 DSSS：直序扩频（Direct Sequence Spread Spectrum） FHSS：跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum） LSB：最低有效位（Least Significant Bit） MSB：最高有效位（Most Significant Bit） NRZ：不归零码（Not Return to Zero） PPE：脉冲位置编码（Pulse Position Encoding） Tcf：载波下降时间（Carrier Fall Time） Tcr：载波上升时间（Carrier Rise Time） Tcs：载波等幅状态时间（Carrier Steady State Time） Tfhf：跳频扩频系统载波下降时间（Carrier FHSS Fall Time） Tfhr：跳频扩频系统载波上升时间（Carrier FHSS Rise Time） Tfhs：跳频扩频系统载波稳定时间（Carrier FHSS Steady Time） TID：取决于上下文的标签识别或标签标识符（Tag-Identification or Tag Identifier, depending on context） TTF：标签先讲（Tag Talks First） TTO：标签只讲（Tag Talks Only） UID：唯一标识符（Unique Identifier） 4 基本要求 本部分描述的空中接口协议以“TTF”的方式工作。标签通过反向散射将数据传输给读写器。系统 采用随机时隙、重复发送的防碰撞协议。在常规工作条件下，系统以“TTO”的方式工作，读写器不需 要向标签发送指令，因此读写器不需要对载波进行调制。本接口协议不对前向数据链路做出规定，可以 使用ISO/IEC 18000-6中类型A、类型B、类型C中的前向数据传输协议，或自定义指令来处理标签的写入 和编程。 标签的供能采用两种方式。一种是获取部分入射波能量，将其整流后为电路供电；另一种是使用内 部电池为电路辅助供电。两种方式下标签都需要调制并反向散射入射载波以发射数据信息。 标签信息由TID、可选的数据页和可选的简单传感器数据页组成。 标签信息以具有固定长度的数据页为单位传输。标签信息的用户数据页和传感器数据页的数量应当 在标签中配置。 TID是在制造芯片时被永久地写入在芯片内的。 用户数据页是可写的，并且可以被用户有选择地锁定。读写器通常通过空中非接触方式写入标签； 但也不排斥接触方式写入标签。 5 协议要求 5.1 协议基本参数 协议基本参数见表1。 2 DB22/T 1955.2—2013 表1 协议参数 参数 值 信号检测时间 125µs 最大延迟时间 ≥30ms 数据传输率 256kbps 副载波频率 512kHz 描述 标签的信息号检测时间 这个值控制着标签的仲裁时间。该时间 由标签配置，不小于 30ms。 副载波频率/2（kbps） 对应脉冲位置编码 PPE 和米勒副载波 编码 M=2 频率容差与所有时间参数相关， 如信号 频率容差 ±20% 检测时间，最大延迟时间，数据传输率， 副载波频率等 页间隔 8 个符号周期 页数据位数 64 位 在相邻两页之间的间隔 每个数据页的长度 5.2 标签碰撞仲裁 标签碰撞仲裁使用 “随机时隙、重复发送”的标签传输方法。标签与随机或伪随机数据发生器协 作，以随机时间间隔传输标签信息。通过选择适当的最大延迟时间，能够优化碰撞仲裁算法，为一定数 量的可能在任意时刻出现在读写器辐射场内的标签提供最优通过量。图1显示了标签随机发送信息的一 个典型分布情况。 图1 标签信息传输分布 5.3 标签信息 标签信息的长度可以是变化的。它包括一个或多个固定长度的页（由页数据位参数决定）。标签信 息应由TID开始。 标签信息既可以包含非结构化数据也可以包含结构化数据。一个结构化数据标签信息应当包括一个 或多个TID页及至少一个数据页。 5.4 连续波控制 5.4.1 读写器发射电平上升波形 读写器发射电平上升波形和参数见图2和表2。 3 DB22/T 1955.2—2013 图2 读写器发射电平上升波形 表2 读写器发射电平上升波形参数值 参数 最小值 最大值 Tcs 1500μs Tcr 1μs 500μs Cht 10% Clt 1% 5.4.2 读写器发射电平下降波形 当载波电平已降至低于纹波限值Cht后，发射电平下降应当是单调的，持续时间为Tcf，图形和参数 见图3和表3。 图3 读写器发射电平下降波形 表3 读写器发射电平下降时限 参数 最小值 最大值 Tcf 1μs 500μs Cht 稳定状态电平（100%）的±5% Clt 1% 5.4.3 跳频载波的上升和下降时间 4 DB22/T 1955.2—2013 当读写器工作在FHSS模式时，载波上升和下降时间图形见图4和表4。读写器应当在30μs内完成一 个频率跳变以保证标签不因频率跳变而被复位。频率跳变时间测量从Tfhf 的开始起到Tfhr 的结束为 止。 注：纹波范围要求在±5%的稳定状态电平以内。 图4 FHSS 载波上升和下降的特性 表4 FHSS 载波上升和下降的参数 参数 最小值 Tfhr Tfhs 最大值 30μs 400μs Tfhf 30μs 5.5 信息解码 5.5.1 信息解码要求 标签应当支持PPE或者米勒副载波编码（M=2）。 5.5.2 PPE 符号周期的第一个四分之一时间内为高电平表示数字“1”，符号周期的第三个四分之一时间内为 高电平表示数字“0”，时序见图5。 图5 PPE 编码 5.5.3 米勒副载波编码 5 DB22/T 1955.2—2013 米勒副载波编码将使用M=2的分度比。编码波形见图6、图7和图8。副载波频率BLF应该是512kHz。 图6 米勒基函数及信