PKE系统的防冲突设计

　　3 标签的备份和恢复

　　一般每个标签有256bit的EEPROM作为存储系统ID使用。其中128bit由车厂使用，在出厂前由汽车制造商定义，该储存空间烧写完成后无法更改。另外128bit由用户定义，该储存空间可以反复烧写。由这128bit区分为每个系统ID。车厂会根据每辆汽车的不同编号(例如汽车的发动机编号)，记录对应的每个PKE系统的ID号。如果车主在使用过程中钥匙丢失或者损坏，想要重新配置一把新的钥匙，可以通过汽车的唯一编号，重新将相应的程序及密钥烧写进新的钥匙中，该钥匙就可以成为这个PKE系统中可用的新钥匙。

　　4 标签的防冲突

　　PKE 系统通常将会与多个ID 设备通信(大于1)，这些ID 设备会一次性地出现在特殊车辆入口各自的访问区内。为了满足这个需求，就要在PKE系统中执行防冲突协议。

　　由于RFID受到各种约束，传统的信道争用解决技术不能直接在RFID系统中应用。这些约束主要有：标签的电源有限，不能用复杂度高的算法;标签的数量可能是未知的;标签间不能互相通讯;标签的存储容量有限;RFID系统带宽有限。目前广泛使用的防冲突算法主要有：基于树的算法和基于Aloha的算法。具体实现方式为优先级算法，随机二杈树等。综合考虑算法的复杂度和成本要求，本方案主要使用基于时隙的轮询算法。轮询方案可以使用标签ID作的唤醒码或使用全局唤醒码(WAKE_ALL)来唤醒标签。

　　采用标签ID作为唤醒码的方式：通常情况下拉一下车的门把手可触发基站发送唤醒码。当PKE系统的两个遥控器都在激活区时，基站首先发送第一个标签的ID码，然后再发送认证请求码，将第一个标签唤醒;第一个标签被唤醒并接收到请求码后，回送认证信息，结束认证过程。而处于激活区内的第二个标签不会被唤醒，维持在休眠状态。和处于激活区内两个遥控器必需同时唤醒且都要响应应答信号相比，可以采用这种认证时序的方案无疑可以节省大量功耗，延长电池的使用寿命;同时可以减小LF发射时间，减少基站功率消耗。如果不采用或无法采用标签ID作为唤醒码，基站必须发送WAKE_ALL信号以唤醒处于激活区内的所有标签，然后再发送标签1和标签2的ID，之后再发送认证请求码。处于激活区内的所有标签必须按接收到的ID顺序延时等待发射响应信息。这无疑加长了认证的时间并增加了标签电池消耗。

　　以下分别讨论使用ID作为唤醒码和使用wake_all作为唤醒码时，第一标签在或者不在有效区的通讯情况。

　　● 如果使用标签ID作为唤醒码，当有标签1在激活区的时候，PKE系统很快就进入双向通讯，不必再去唤醒第二个或第三个标签。这样大大缩短了系统响应时间。

　　● 如果标签1不在激活区，标签2在激活区时，使用标签ID作为唤醒码时，系统就会等待一个通讯周期的时间(系统等待第一个标签应答的最长时间)。然后再激活第二个标签，进入和第二个标签的双向通讯。

　　● 如果使用wake_all作为唤醒码，当标签1在激活区时，先要等待系统将所有标签都激活后，才能接收第一个标签的应签，再进入到双向通讯期。

　　● 如果使用wake_all作为唤醒码，当标签1不在激活区时。系统要等待属于第一个标签的通讯时隙结束后，才能响应第二个标签的响应，然后再进入到和第二个标签的双向通讯周期。

　　经上讨论：采用ID码作为唤醒码时，基站发送第一个标签ID码后，基站在应该接收到标签头码时间内，没有接收到头码信息时，可以立即发送第二个标签ID码(不需要等待超过一帧完整UHF数据时间);在收到第二个标签ID码之前，第二个标签一直处于休眠状态。第二个标签被唤醒且收到认证请求码后，回送应答信号。认证结束后，根据“last used ID device is expected to be the next”的原则，第二个标签自动升级为第一个标签，之后在认证时，首先发送此标签ID作为唤醒码。

　　不采用或无法采用ID码作为唤醒码时，基站发送唤醒码同时唤醒两个标签，等待标签CPU初始化后再发送第一、第二个标签序列码和认证请求码。为了避免高频信号冲撞，第二个标签必须等待足够的时间(超过一帧完整UHF数据时间)才能发送UHF信号。在被唤醒后到发送UHF这段时间内CPU一直运行，浪费电池。认证结束后，下次再需要认证时将最近认证通过的标签ID首先发送。

　　对比以上四种情况，使用标签的ID码作为换醒码可以减小系统等待时间，加快系统反应速度。