CN115361096B - 一种rfid标签电路及基于rfid标签电路的数据传输方法 - Google Patents

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CN115361096B CN202211276215.7A CN202211276215A CN115361096B CN 115361096 B CN115361096 B CN 115361096B CN 202211276215 A CN202211276215 A CN 202211276215A CN 115361096 B CN115361096 B CN 115361096B
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Abstract

本申请公开了一种RFID标签电路及基于RFID标签电路的数据传输方法，所述RFID标签电路包括：HandShake电路，用于基于应答握手机制和纠错编码机制进行RFID数据的传输；其中，HandShake电路包括：控制电路，用于对RFID数据进行协议解析，以及发送控制指令以控制RS码处理电路执行相应的编码和/或解码操作；发送组帧电路，用于将RFID数据发送给PCD的数据组帧；RS码处理电路，用于响应于控制指令对RFID数据执行RS编码和/或RS解码操作。引入泰勒展开，方便硬件实现与硬件电路复用；引入超时重新连接机制，保证通信的稳定性；采用RS纠错编码机制和应答握手机制保证通信数据的可靠性。

Description

一种RFID标签电路及基于RFID标签电路的数据传输方法
技术领域
本申请涉及RFID通信技术领域，特别地涉及一种RFID标签电路及基于RFID标签电路的数据传输方法、读卡器、RFID标签、数据传输系统以及存储介质。
背景技术
目前基于RFID（无线射频识别即射频识别技术Radio FrequencyIdentification，简称RFID）通信的 IC卡（集成电路卡Integrated Circuit Card，简称IC卡）、CPU（中央处理器central processing unit，简称CPU）卡被广泛应用于金融领域、无线通信领域、身份识别、电话通信、安保系统等各个领域。
当前技术下，在现有的RFID系统中，数据传输的完整性存在以下几方面的缺陷：
（1）外界的各种干扰可能使数据传输产生错误；
（2）多个电子标签同时占用信道，会使发送数据产生碰撞。
虽然在ISO14443协议中，提出了“差错校验和恢复”的机制，可以从物理层和数据链路层在工作时发送数据碰撞造成的数据传输问题。但是在实际使用中，在阅读器和标签上的应用程序通信的过程中，还是经常会出现信息传输出错的情况。
发明内容
针对上述问题，本申请提出一种RFID标签电路及基于RFID标签电路的数据传输方法、读卡器、RFID标签、数据传输系统以及存储介质。引入了ISO14443协议接口，针对运行在ISO14443协议基础上的应用程序，提供了一种包括RS纠错码在内的数据和指令传输的可靠通信机制。
本申请的第一个方面，提供了一种RFID标签电路，所述电路包括：
HandShake电路，用于基于应答握手机制和纠错编码机制进行RFID数据的传输；其中，所述HandShake电路包括：
控制电路，分别与发送组帧电路和RFID数据接收缓存电路以及RS码处理电路电连接，用于对所述RFID数据进行协议解析，以及发送控制指令以控制RS码处理电路执行相应的编码和/或解码操作；
发送组帧电路，分别与所述控制电路和RFID数据发送缓存电路电连接，用于将所述RFID数据发送给PCD的数据组帧；
RS码处理电路，用于响应于所述控制指令通过预设处理模型对所述RFID数据执行RS编码和/或RS解码操作；
RFID数据接收缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行接收数据的交换；
RFID数据发送缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行发送数据的交换。
在一些实施例中，针对不同信息码长采用不同的RS纠错码长。
本申请的第二个方面，提供了一种数据传输方法，应用于读卡器，所述方法包括：
发出激活指令，以使RFID标签执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作；
发出控制指令，以使所述RFID标签响应于所述控制指令反馈应答消息；
在预设时长内接收到所述应答消息的情况下，判断所述应答消息是否满足第一预设条件；
在所述应答消息满足第一预设条件的情况下，根据所述RFID标签反馈的执行结果执行相应的动作。
在一些实施例中，还包括：
在预设时长内未收到所述应答消息的情况下重新发出控制指令，以使所述RFID标签再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
在一些实施例中，还包括：
在所述应答消息不满足第一预设条件的情况下重新发出控制指令，以使所述RFID标签再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
在一些实施例中，在所述发出控制指令之前，还包括：
获取所述控制指令对应的数据帧；
根据所述数据帧中的数据编码，确定所述数据帧RS码的纠错码；
将所述纠错码加入到所述数据帧的结尾处，得到更新后的数据帧；
根据所述更新后的数据帧更新所述控制指令。
本申请的第三个方面，提供了一种数据传输方法，应用于RFID标签，所述方法包括：
响应于读卡器发出的激活指令，执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作；
响应于读卡器发出的控制指令，校验所述控制指令是否满足第二预设条件，以根据校验结果反馈相应的应答消息；
在所述控制指令满足第二预设条件的情况下，响应于所述控制指令执行相应的操作并将执行结果反馈至所述读卡器。
在一些实施例中，还包括：
在所述控制指令不满足第二预设条件的情况下反馈应答失败消息，以使所述读卡器重新发出控制指令。
在一些实施例中，所述校验所述控制指令是否满足第二预设条件，包括：
根据纠错码校验所述控制指令是否满足第二预设条件。
本申请的第四个方面，提供了一种读卡器，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述一个或多个处理器之间互相通信连接，当所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，执行如上所述的应用于读卡器中的数据传输方法。
本申请的第五个方面，提供了一种RFID标签，包括：
如上所述的RFID标签电路，存储器，一个或多个处理器；其中，
所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述一个或多个处理器之间互相通信连接，当所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，执行如上所述的应用于RFID标签中的数据传输方法。
本申请的第六个方面，提供了一种数据传输系统，包括：
如上所述的读卡器，如上所述的RFID标签，上位机；其中，
所述读卡器分别与所述上位机和所述RFID标签通信连接，在所述读卡器获取到所述上位机授权的情况下，通过所述读卡器对所述RFID标签执行预设写操作。
本申请的第七个方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储的计算机程序，可被一个或多个处理器执行，用以实现如上所述的数据传输方法。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下优点或有益效果：
本申请所公开的RFID标签电路包含有RS码的硬件实现，引入了泰勒展开，方便硬件实现与硬件电路复用；引入超时重新连接机制，保证通信的稳定性；采用RS纠错编码机制和应答握手机制，来保证通信数据的可靠性；通过指令执行应答，可以确保获知指令执行状态，保证指令得到正确执行；高效率的信息码可变长，对于不同信息码长，可以采用不同的RS纠错码长。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于所属领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种RFID应用场景示意图。
图2为本申请实施例提供的一种HandShake电路的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种RFID标签电路的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种数据传输方法的流程图。
图5为本申请实施例提供的一种读卡器的工作流程图。
图6为本申请实施例提供的另一种数据传输方法的流程图。
图7为本申请实施例提供的一种RFID标签的工作流程图。
图8为本申请实施例提供的一种RS码处理电路的结构示意图。
图9为本申请实施例提供的一种命令执行应答码定义的示意图。
图10为本申请实施例提供的一种多系统通用的RFID通信帧格式的示意图。
图11为本申请实施例提供的一种多系统通用的RFID指令执行码帧格式的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突的前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。
为了使本申请实施例的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本申请实施例中的技术方案进行详细的说明。
以下，先对本申请实施例和现有技术中的部分技术用语进行解释说明，以便于所属领域技术人员理解本申请的技术方案。
RFID：无线射频识别即射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID），是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。
IC卡：（集成电路卡Integrated Circuit Card，简称IC卡），也称智能卡（Smartcard）、智慧卡（Intelligent card）、微电路卡（Microcircuit card）或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形式。IC卡与读写器之间的通讯方式可以是接触式也可以是非接触式。由于IC卡具有体积小便于携带、存储容量大、可靠性高、使用寿命长、保密性强安全性高等特点，IC卡的概念是在20世纪70年代初提出来的，法国的布尔公司于1976年首先创造出了IC卡产品，并将这项技术应用于金融、交通、医疗、身份证明等行业，它将微电子技术和计算机技术结合在一起，提高了人们工作、生活的现代化程度。
CPU卡：也称智能卡，带有CPU的IC卡才是真正的智能卡。CPU卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元（包括随机存储器RAM、程序存储器ROM（FLASH）、用户数据存储器EEPROM）以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有指令处理和数据安全保护等功能。CPU卡可适用于金融、保险、交警、政府行业等多个领域，具有用户空间大、读取速度快、支持一卡多用等特点，并已经通过中国人民银行和国家商秘委的认证。
ISO14443协议：ISO14443协议是Contactless card standards（非接触式IC卡标准）协议。RFID的底层通信协议，定义了PCD读卡器与PICC卡的物理结构，以及如何实现通信的，主要由4个部分组成：第一部分：物理特性，第二部分：频谱功率和信号接口，第三部分：初始化和防冲突算法，第四部分：通讯协议。ISO14443是RFID的通信标准，在本申请中在实现这个通信标准的接口的基础上，实现了电子标签与标准的RFID读写设备的交互。
PCD读卡器（接近式耦合设备Proximity Coupling Device，简称PCD）：也就是读卡器。读卡的芯片通过天线发出寻卡信号，并与相关卡片进行通信。
PICC卡（接近式感应卡Proximity card）：ISO14443定义了两种卡片：TYPE A和TYPE B型卡片，主要的区别在于载波调制深度及二进制数的编码方式。
BCH码：BCH code，是循环码的一个重要子类，用于纠错，特别适用于随机差错校正的循环检验码。BCH码有严密的代数理论，是目前研究最透彻的一类码。它的生成多项式与最小码距之间有密切的关系，人们可以根据所要求的纠错能力t很容易构造出BCH码，它们的译码器也容易实现，是线性分组码中应用最普遍的一类码。由R. C. Bose、D. K.Chaudhuri和A.Hocquenghem共同提出，从而命名为BCH码。
RS码：即Reed-Solomon码，是用其发明人的名字Reed和Solomom命名的，他是一种多进制BCH码，具有很强的纠错能力，适用于多进制调制的场合，适合在衰落信道中纠正突发性错码。RS码的基本思想就是选择一个合适的生成多项式g(x)，并且使得对每个信息字段计算得到码字多项式都是g(x)的倍式。如果接收到的码字多项式除以生成多项式的余式不是0，则可知道接收的码字中存在错误，经过进一步计算可以实现纠错。
实施例一
本实施例提供一种RFID标签电路。
目前基于RFID通信的 IC卡、CPU卡已被广泛应用于金融领域、无线通信领域、身份识别、电话通信以及安保系统等各个领域。
其中，一种常见的RFID应用的场景结构图可参考图1，图1为本申请实施例提供的一种RFID应用场景示意图。
本申请实施例实施例提供的HandShake电路可参考图2，图2为本申请实施例提供的一种HandShake电路的结构示意图；本申请实施例还提供了一种包含有HandShake电路的RFID标签电路，RFID标签电路可参考图3。本实施例提供的RFID标签电路包括：
HandShake电路，用于基于应答握手机制和纠错编码机制进行RFID数据的传输；其中，所述HandShake电路包括：
控制电路，分别与发送组帧电路和RFID数据接收缓存电路以及RS码处理电路电连接，用于对所述RFID数据进行协议解析，以及发送控制指令以控制RS码处理电路执行相应的编码和/或解码操作；
发送组帧电路，分别与所述控制电路和RFID数据发送缓存电路电连接，用于将所述RFID数据发送给PCD的数据组帧；
RS码处理电路，用于响应于所述控制指令通过预设处理模型对所述RFID数据执行RS编码和/或RS解码操作；
RFID数据接收缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行接收数据的交换；
RFID数据发送缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行发送数据的交换。
可选的，HandShake电路属于一种安全传输处理电路，支持通信消息握手应答机制，HandShake电路构建了数据可靠传输机制，内置RS码处理电路，该电路的主要作用是，为数据通过RFID通信时提供稳定的可靠传输，通过增加应答握手机制，纠错编码机制，可保证大量数据通信时的数据安全，且不易丢失。
在本申请实施例中，应答握手机制可包括：PCD读卡器发出一个请求，PICC标签卡回复一个接收相应，或者，PICC标签卡发出一组数据，PCD回复一个收到响应，即完成一次握手；纠错编码机制可包括：在数据传输的过程中发生错误的情况下能在收端自行发现或进行纠正的编码机制。
RFID数据接收缓存电路、RFID数据发送缓存电路：主要作用是与ISO14443协议处理电路和内部控制逻辑的数据交换，同时也用于数据的暂时存放，最大分别可以存放1024bit数据。
发送组帧电路：用于内部数据，相应数据发送给PCD的数据组帧。
控制电路：内部带有状态机对可靠数据传输机制进行逻辑控制，对接收数据帧进行协议解析，在协议解析的同时会调用RS码处理电路，可保证因信道干扰造成传输错误的数据得以恢复。
RS码处理电路：主要作用是RS编解码的实现，RS码处理电路对传统的一个电路只能实现一种编码方式的电路进行了改进，本申请实施例提供了一种RS码处理电路，具体可参考图8，图8为本申请实施例提供的一种RS码处理电路的结构示意图。
需要说明的是，预设处理模型可包括泰勒展开式、柯西矩阵以及范德蒙德矩阵中的一项或多项。由于RS码处理电路通过预设处理模型对所述RFID数据执行RS编码和/或RS解码操作，进而便于硬件实现以及使得电路的复用性高。
需要说明的是，RS码处理电路可通过ecclen[2:0]（即图8中示出的密码长度）和rs6or8_sel（即图8中示出的编码类型选择）信号的选择同时实现以下8种编码方式：
RS(N=48,K=36,T=6)；
RS(N=40,K=30,T=5)；
RS(N=32,K=24,T=4)；
RS(N=24,K=18,T=3)；
RS(N=16,K=12,T=2)；
RS(N=8 ,K= 6,T=1)；
RS(N=255,K=239,T=8)；
RS(N=255,K=247,T=4)；
RS码处理电路可灵活适用于不同数据长度的应用场景需求，电路的复用性增加，可大大减少电路的实现面积。
进一步需要说明的是，在有限域GF(
Figure 961907DEST_PATH_IMAGE001
)中，RS(n,k)各符号所表示的含义如下：
m 表示每一个码元由m位二进制数组成；
n 表示一个码块共有n个码元；
k 表示一个码块有k个信息码元；
K=n-k=2t表示一个码块中有K个校验码元；
t 表示能纠正的码元数目。
可选的，在有限域GF(26)的截短码编码中字长度6 bits，六种RS(N,K)编码方式：T=6,5,4,3,2,1，其中T为能纠错能纠正的连续出错的最大二进制位数。
RS(n,k)的6种编码方式：
RS(N=48,K=36,T=6)；
RS(N=40,K=30,T=5)；
RS(N=32,K=24,T=4)；
RS(N=24,K=18,T=3)；
RS(N=16,K=12,T=2)；
RS(N=8 ,K= 6,T=1)；
其中，编码时会优先选择(n,k)较大的码字，码率为3/4；编码生成器多项式（Code Generator Polynomial）：
Figure 122761DEST_PATH_IMAGE002
；有限域生成器多项式（Field Generator Polynomial）：
Figure 656510DEST_PATH_IMAGE003
。
可选的，在有限域GF(28)编码中字长度8 bits，两种RS(N,K)编码方式：T=8,4，其中T为能纠错能纠正的连续出错的最大二进制位数。
RS(n,k)的2种编码方式：
RS(N=255,K=239,T=8)；
RS(N=255,K=247,T=4)；
其中，编码生成器多项式（Code Generator Polynomial）：
Figure 605661DEST_PATH_IMAGE002
；有限 域生成器多项式（Field Generator Polynomial）：
Figure 707610DEST_PATH_IMAGE004
；如果设信息 码
Figure 480393DEST_PATH_IMAGE005
，那么码元多项式则可表示为：
Figure 676888DEST_PATH_IMAGE006
，编出的码组为：
Figure 726884DEST_PATH_IMAGE007
，对应电路 可参考图8，该电路主要可分为两部分：信息码移位部分和
Figure 858788DEST_PATH_IMAGE008
部分。data_out(i)为data_ out输出的第i个数据，则在i=K之前保持信息码输出，在i=K~(N-1）时，输出监督码元。i从0 开始计数。所以i=0~（K-1）为信息码元，i=K~(N-1)为监督码元。再使用有限域GF(26)输入和 输出的有效位数为6bit。
在RS码处理电路中使用了泰勒展开公式，将有限域上的乘法、除法运算转换为多项式乘积，再累加，这样做可以带来以下有益效果：
（1）实现简单：如果正常实现，直接使用硬件计算有限域上的乘法和除法运算，会很复杂，而且涉及大量的乘法器和除法运算。直接实现方式，可能需要几十万个门电路才能实现。而改进后的算法，用一个多项式乘法的编码，只需要几十行Verilog代码（代码主要由两部分组成：信息码的移位、乘和除的部分）即可实现；
（2）电路模块复用性比较强：有限域上的操作，基本一个公式就是一个电路，硬件复用性很低。而转换后的多项式乘积，再累加的方式，电路的复用性非常好。通过截取计算得到的码元输出的位，从而实现不同精度下的计算，实现复用。
进一步的，在电路模块复用性很高的基础上，进而可以以很少的电路规模实现多种码长的RS码方案。
在一些实施例中，针对不同信息码长采用不同的RS纠错码长。
在本申请实施例中，RS码处理电路可通过ecclen[2:0]（即图8中示出的密码长度）和rs6or8_sel（即图8中示出的编码类型选择）信号来选择data_out在foutn的输出位置（foutn包括图8中所示的变量0~变量15），来对不同长度的信息码进行编码。另外，信息码的长度是不确定的，具体可以根据用户的需求来设定。对于比较短的信息码，因为出错的概率比较小，出错的码长也可能会比较短，也可以采用比较短的校验码；而比对于比较长的信息码，因为出错的概率比较大，出错的码长也可能会比较长，则可以采用比较长的校验码。
所属领域技术人员可以理解的是，HandShake电路可以和其他的一些电路（比如，ISO14443协议处理电路等）相组合使用以构成一套完整的RFID标签电路。
可选的，本申请实施例还提供了一种包含有HandShake电路的RFID标签电路，RFID标签电路具体可参考图3，图3为本申请实施例提供的一种RFID标签电路的结构示意图。如图3所示：
整个RFID标签电路，主要由两大部分组成：
（1）Analog Circuit：模拟电路部分，该部分主要功能是处理RFID信号；从信号中获取能量转换为电信号为整芯片供电，对信号进行调制解调，从信号中恢复时钟为系统提供时钟以及产生复位信号；
（2）Digital Core：数字电路部分，该部分的主要功能是处理RFID通信接口，提供密码处理电路以及带有CPU的MCU最小系统，主要有以下几个部分组成：
MCU（微控制单元Microcontroller Unit，简称MCU）最小系统，由CPU、Flash（FlashEEPROM Memory）、SRAM（静态随机存取存储器Static Random-Access Memory，SRAM）以及AHB总线构成的MCU最小系统，可运行嵌入式软件；
Crypto密码模块，柔性可重构加密电路，该电路的主要作用是在安全通信身份认证时提供所需密码算法，为数据加密存放提供动态可切换的加密算法；
CSIU模块：CSIU模块（无接触式安全接口处理单元，Contactless securityinterface unit）包括：ISO14443协议处理电路、AHB总线接口处理电路以及HandShake电路这几部分；
ISO14443协议处理电路，该电路是RFID协议ISO 14443-A标准的处理电路，是通信接口基础单元；
AHB总线接口处理电路，MCU最小系统所有模块需要通过AHB总线进行连接，包括CSIU模块，通过AHB接口CSIU模块可以与密码模块/CPU模块/SRAM模块进行大量高速数据交换；
HandShake电路，构建了数据可靠传输机制，内置RS码处理电路，该电路的主要作用是，为数据通过RFID通信时提供稳定的可靠传输，通过增加应答握手机制，纠错编码机制，可保证大量数据通信时的数据安全，且不易丢失。
需要说明的是，PCD数据存储/读取会先经过身份认证，身份合法后才有权进行操作。
在本申请实施例所公开的RFID标签电路中，RFID数据的流转可包括以下两种形式：
PCD加密存储数据流：PCD-> Analog Circuit(解调) ->picc_logic电路（ISO14443协议解析）->HandShake电路(数据握手+RS纠错) ->AHB 接口->AHB总线(数据传输) ->Crypto密码模块(数据加密) ->flash(存储)；
PCD读取数据流：Flash-> Crypto密码模块(数据解密) ->AHB总线(数据传输) ->HandShake电路(数据组帧+RS编码) ->picc_logic电路（ISO 14443协议处理）->AnalogCircuit(调制) ->PCD。
本申请实施例所公开的RFID标签电路，以极小的实现成本提供可变的信息码长计算，具有较高的灵活性，并且兼顾了校正误码的长度和传输效率。
可选的，一种命令执行应答码的定义可如图9所示，图9为本申请实施例提供的一种命令执行应答码定义的示意图。
本实施例提供的RFID标签电路包括：HandShake电路，用于基于应答握手机制和纠错编码机制进行RFID数据的传输；其中，所述HandShake电路包括：控制电路，分别与发送组帧电路和RFID数据接收缓存电路以及RS码处理电路电连接，用于对所述RFID数据进行协议解析，以及发送控制指令以控制RS码处理电路执行相应的编码和/或解码操作；发送组帧电路，分别与所述控制电路和RFID数据发送缓存电路电连接，用于将所述RFID数据发送给PCD的数据组帧；RS码处理电路，用于响应于所述控制指令通过预设处理模型对所述RFID数据执行RS编码和/或RS解码操作；RFID数据接收缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行接收数据的交换；RFID数据发送缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行发送数据的交换。RFID标签电路包含有RS码的硬件实现，引入了泰勒展开，方便硬件实现与硬件电路复用；引入超时重新连接机制，保证通信的稳定性；采用RS纠错编码机制和应答握手机制，来保证通信数据的可靠性；通过指令执行应答，可以确保获知指令执行状态，保证指令得到正确执行。
实施例二
本实施例提供一种基于实施例一所述的RFID标签电路的数据传输方法，应用于读卡器，图4为本申请实施例提供的一种数据传输方法的流程图，如图4所示，本实施例的方法包括：
S410、发出激活指令，以使RFID标签执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作。
可选的，本实施例所公开的方法用于RFID通信时PCD读卡器与PICC标签卡的数据交互。
首先，读卡器发出激活指令以激活标签卡，标签卡被激活后进行一系列的初始化操作，以做好与读卡器通信的准备。
S420、发出控制指令，以使所述RFID标签响应于所述控制指令反馈应答消息。
可选的，在标签卡被激活之后，读卡器向标签卡发送控制指令，并等待标签卡回复应答消息。
在一些实施例中，还包括：
在预设时长内未收到所述应答消息的情况下重新发出控制指令，以使所述RFID标签再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
在读卡器等待标签卡回复应答消息的过程中，如果等待超时会弹出消息，并提示用户进行确认，比如，当用户确认后读卡器会重新建立与标签卡的连接，并重新发出控制指令。
需要说明的是，预设时长可以根据用户的实际需求进行设定，具体此处不做特殊限定。
在一些实施例中，在所述发出控制指令之前，还包括：
获取所述控制指令对应的数据帧；
根据所述数据帧中的数据编码，确定所述数据帧RS码的纠错码；
将所述纠错码加入到所述数据帧的结尾处，得到更新后的数据帧；
根据所述更新后的数据帧更新所述控制指令。
在一些可能的实施例中，在发出的控制指令中也可预先设置根据相应数据帧RS码生成的纠错码，无需再对控制指令做如上所述的更新操作。
可选的，为保证传输数据正确，会再根据整个数据帧中的数据编码，计算得到其RS码的纠错码，在数据帧中结尾加入带有纠错功能的数据校验码，加入后，通信的帧格式如图10所示，图10为本申请实施例提供的一种多系统通用的RFID通信帧格式的示意图。
所属领域技术人员可以理解的是，握手信号在数字电路中（如计算机），设备甲和设备乙交换信息（通讯），双方采用某个通讯规范（协议）来交换数据，它们的联络过程就叫“握手”，用来联络的信号就叫“握手信号”。单向联络通常用两次通信：请求和应答。握手电路就是命令接收方：多了一个验证纠错码，返回一个“应答确认”的消息。命令发起方：会等待这个“应答确认”消息，在预设规定的时间内返回，才算执行成功。
需要说明的是，在一些可能的实施例中也可使用其他常见的纠错码方案。
进一步需要说明的是，由于各种信号干扰所造成的差错，往往不是单个的而是成串的出现，也就是一个差错的出现，往往引起其前后码组的差错（突发差错），表现为差错之间的相关性，产生这种错码称为突发性错码。RS码是比较适合纠正这种突发性错码的纠错码，具有很强的纠错能力，适用于多进制调制的场合，适合在衰落信道中纠正突发性错码，所以在本实施例中，使用RS码作为纠错码方案。
S430、在预设时长内接收到所述应答消息的情况下，判断所述应答消息是否满足第一预设条件。
在一些实施例中，还包括：
在所述应答消息不满足第一预设条件的情况下重新发出控制指令，以使所述RFID标签再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
可选的，第一预设条件包括数据有误且无法纠正。
可选的，在标签卡反馈的应答消息为校验指令失败的情况下，判断所述应答消息不满足第一预设条件，应答器重新发出控制指令，以使标签卡再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
可选的，RS码的验证结果（应答消息是否满足第一预设条件）可包括三种：
（1）正确：验证结果没有错误，即通信包编码正确，返回通信正确的握手消息；
（2）可校正：验证结果存在可校正的错误，使用RS码的校正方案，得到正确编码的通信包，返回通信正确的握手消息；
（3）无法校正：验证结果存在错误，且无法校正，返回通信错误的握手消息。
S440、在所述应答消息满足第一预设条件的情况下，根据所述RFID标签反馈的执行结果执行相应的动作。
可选的，在标签卡校验指令成功的情况下响应于控制指令执行相应的动作，并将执行结果反馈给应答器，应答器根据标签卡反馈的执行结果执行进一步的操作。
可选的，标签卡执行完相应指令，会回复执行成功或失败应答，一种执行码帧格式可如图11所示，图11为本申请实施例提供的一种多系统通用的RFID指令执行码帧格式的示意图。
为了便于理解本实施例的技术方案也可参考图5，图5为本申请实施例提供的一种读卡器的工作流程图。
本实施例提供的方法包括：发出激活指令，以使RFID标签执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作；发出控制指令，以使所述RFID标签响应于所述控制指令反馈应答消息；在预设时长内接收到所述应答消息的情况下，判断所述应答消息是否满足第一预设条件；在所述应答消息满足第一预设条件的情况下，根据所述RFID标签反馈的执行结果执行相应的动作。引入超时重新连接机制，保证通信的稳定性；采用RS纠错编码机制和应答握手机制，来保证通信数据的可靠性；通过指令执行应答，可以确保获知指令执行状态，保证指令得到正确执行。
实施例三
本实施例提供一种基于实施例一所述的RFID标签电路的数据传输方法，应用于RFID标签，图6为本申请实施例提供的另一种数据传输方法的流程图，如图6所示，本实施例的方法包括：
S610、响应于读卡器发出的激活指令，执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作。
可选的，标签卡响应于读卡器发出的激活指令，执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作，以做好和读卡器通信的准备。
S620、响应于读卡器发出的控制指令，校验所述控制指令是否满足第二预设条件，以根据校验结果反馈相应的应答消息。
在一些实施例中，所述校验所述控制指令是否满足第二预设条件，包括：
根据纠错码校验所述控制指令是否满足第二预设条件。
可选的，第二预设条件包括数据有误且无法纠正。
可选的，标签卡收到控制指令后，利用纠错码进行指令校验，如果数据有误，并且无法纠正，则向读卡器反馈应答失败消息。
在一些实施例中，所述方法还包括：
在所述控制指令不满足第二预设条件的情况下反馈应答失败消息，以使所述读卡器重新发出控制指令。
S630、在所述控制指令满足第二预设条件的情况下，响应于所述控制指令执行相应的操作并将执行结果反馈至所述读卡器。
可选的，指令解析之后，对相应的指令执行具体操作，对于“获取数据指令”，返回数据和执行状态；对于“直接执行指令”，根据接收到的指令直接在标签卡上执行相应的操作。
为了便于理解本实施例的技术方案也可参考图7，图7为本申请实施例提供的一种RFID标签的工作流程图。
本实施例提供的方法包括：响应于读卡器发出的激活指令，执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作；响应于读卡器发出的控制指令，校验所述控制指令是否满足第二预设条件，以根据校验结果反馈相应的应答消息；在所述控制指令满足第二预设条件的情况下，响应于所述控制指令执行相应的操作并将执行结果反馈至所述读卡器。引入超时重新连接机制，保证通信的稳定性；采用RS纠错编码机制和应答握手机制，来保证通信数据的可靠性；通过指令执行应答，可以确保获知指令执行状态，保证指令得到正确执行。
实施例四
本实施例还提供一种读卡器，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述一个或多个处理器之间互相通信连接，当所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，执行如前述实施例二中所述方法的全部或部分步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述读卡器的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，本实施例在此不再进行重复赘述。
实施例五
本实施例还提供一种RFID标签，包括实施例一所述的RFID标签电路，存储器，一个或多个处理器；其中，所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述一个或多个处理器之间互相通信连接，当所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，执行如前述实施例三中所述方法的全部或部分步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述RFID标签的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，本实施例在此不再进行重复赘述。
实施例六
本实施例还提供一种数据传输系统，包括实施例四所述的读卡器，实施例五所述的RFID标签，上位机；其中，所述读卡器分别与所述上位机和所述RFID标签通信连接，在所述读卡器获取到所述上位机授权的情况下，通过所述读卡器对所述RFID标签执行预设写操作。
在一些实施例中，上位机包括个人电脑或搭载智能OS（操作系统OperatingSystem，简称OS）的移动终端。
可选的，上位机中运行有标签管理系统，标签管理系统主要包括授权模块和信息查询模块。其中，授权模块：在PC授权后，手持终端才能成功登录系统，修改电子标签的信息；信息查询模块：可以将标签中的信息（通过手持设备上报/下发），在上位机中进行统一的管理。
可选的，读卡器负责与PC端进行无线通信，以及对RFID标签内存储的信息进行读写。
需要说明的是，预设写操作包括针对一些重要数据的写操作。
可选的，登录标签管理系统后，在读卡器由标签管理系统授权成功后，就可以向RFID标签写入重要的数据。
可选的，RFID标签内会存储我们的重要信息（如：商品信息、物流信息、物权信息）。RFID标签遵守ISO14443协议，并且支持多种可靠通信机制，（如RS纠错码）。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述数据传输系统中各装置/模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，本实施例在此不再进行重复赘述。
实施例七
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可以实现如前述方法实施例中的方法步骤，本实施例在此不再重复赘述。
其中，计算机可读存储介质还可单独包括计算机程序、数据文件、数据结构等，或者包括其组合。计算机可读存储介质或计算机程序可被计算机软件领域的技术人员具体设计和理解，或计算机可读存储介质对计算机软件领域的技术人员而言可以是公知和可用的。计算机可读存储介质的示例包括：磁性介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学介质，例如，CDROM盘和DVD；磁光介质，例如，光盘；和硬件装置，具体被配置以存储和执行计算机程序，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存；或服务器、app应用商城等。计算机程序的示例包括机器代码（例如，由编译器产生的代码）和包含高级代码的文件，可由计算机通过使用解释器来执行高级代码。所描述的硬件装置可被配置为用作一个或多个软件模块，以执行以上描述的操作和方法，反之亦然。另外，计算机可读存储介质可分布在联网的计算机系统中，可以分散的方式存储和执行程序代码或计算机程序。
综上，本申请提供的一种RFID标签电路及基于RFID标签电路的数据传输方法、读卡器、RFID标签、数据传输系统以及存储介质，引入了ISO14443协议接口，针对运行在ISO14443协议基础上的应用程序，提供了一种包括RS纠错码在内的数据和指令传输的可靠通信机制。
本申请所公开的RFID标签电路包含有RS码的硬件实现，引入了泰勒展开，方便硬件实现与硬件电路复用；引入超时重新连接机制，保证通信的稳定性；采用RS纠错编码机制和应答握手机制，来保证通信数据的可靠性；通过指令执行应答，可以确保获知指令执行状态，保证指令得到正确执行。
另外应该理解到，在本申请所提供的实施例中所揭露的方法或系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法或系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的方法和装置的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、计算机程序段或计算机程序的一部分，模块、计算机程序段或计算机程序的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的计算机程序。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生，实际上也可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机程序的组合来实现。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、装置或者设备中还存在另外的相同要素；如果有描述到“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系；在本申请的描述中，除非另有说明，术语“多个”、“多”的含义是指至少两个；如果有描述到服务器，需要说明的是，服务器可以是独立的物理服务器或终端，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群，可以是能够提供云服务器、云数据库、云存储和CDN等基础云计算服务的云服务器；在本申请中如果有描述到智能终端或移动设备，需要说明的是，智能终端或移动设备可以是手机、平板电脑、智能手表、上网本、可穿戴电子设备、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、增强现实技术设备（Augmented Reality，AR）、虚拟现实设备（Virtual Reality，VR）、智能电视、智能音响、个人计算机（Personal Computer，PC）等，但并不局限于此，本申请对智能终端或移动设备的具体形式不做特殊限定。
最后需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“一个示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式进行结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例都是示例性的，所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种RFID标签电路，其特征在于，所述电路包括：
HandShake电路，用于基于应答握手机制和纠错编码机制进行RFID数据的传输；其中，所述HandShake电路包括：
控制电路，分别与发送组帧电路和RFID数据接收缓存电路以及RS码处理电路电连接，用于对所述RFID数据进行协议解析，以及发送控制指令以控制RS码处理电路执行相应的编码和/或解码操作；
发送组帧电路，分别与所述控制电路和RFID数据发送缓存电路电连接，用于将所述RFID数据发送给PCD的数据组帧；
RS码处理电路，用于响应于所述控制指令通过预设处理模型对所述RFID数据执行RS编码和/或RS解码操作；
RFID数据接收缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行接收数据的交换；
RFID数据发送缓存电路，用于所述RFID数据的缓存，以及与ISO14443协议处理电路进行发送数据的交换。
2.根据权利要求1所述的RFID标签电路，其特征在于，针对不同信息码长采用不同的RS纠错码长。
3.一种应用于读卡器的数据传输方法，其特征在于，基于权利要求1~2中任一项所述的RFID标签电路实现，所述方法包括：
发出激活指令，以使RFID标签执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作；
发出控制指令，以使所述RFID标签响应于所述控制指令反馈应答消息；
在预设时长内接收到所述应答消息的情况下，判断所述应答消息是否满足第一预设条件；
在所述应答消息满足第一预设条件的情况下，根据所述RFID标签反馈的执行结果执行相应的动作。
4.根据权利要求3所述的应用于读卡器的数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在预设时长内未收到所述应答消息的情况下重新发出控制指令，以使所述RFID标签再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
5.根据权利要求3所述的应用于读卡器的数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述应答消息不满足第一预设条件的情况下重新发出控制指令，以使所述RFID标签再次响应于所述控制指令反馈应答消息。
6.根据权利要求3所述的应用于读卡器的数据传输方法，其特征在于，在所述发出控制指令之前，还包括：
获取所述控制指令对应的数据帧；
根据所述数据帧中的数据编码，确定所述数据帧RS码的纠错码；
将所述纠错码加入到所述数据帧的结尾处，得到更新后的数据帧；
根据所述更新后的数据帧更新所述控制指令。
7.一种应用于RFID标签的数据传输方法，其特征在于，基于权利要求1~2中任一项所述的RFID标签电路实现，所述方法包括：
响应于读卡器发出的激活指令，执行激活操作以及在激活之后进行初始化操作；
响应于读卡器发出的控制指令，校验所述控制指令是否满足第二预设条件，以根据校验结果反馈相应的应答消息；
在所述控制指令满足第二预设条件的情况下，响应于所述控制指令执行相应的操作并将执行结果反馈至所述读卡器。
8.根据权利要求7所述的应用于RFID标签的数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述控制指令不满足第二预设条件的情况下反馈应答失败消息，以使所述读卡器重新发出控制指令。
9.根据权利要求7所述的应用于RFID标签的数据传输方法，其特征在于，所述校验所述控制指令是否满足第二预设条件，包括：
根据纠错码校验所述控制指令是否满足第二预设条件。
10.一种读卡器，其特征在于，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述一个或多个处理器之间互相通信连接，当所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，执行如权利要求3~6中任一项所述的方法。
11.一种RFID标签，其特征在于，包括：
权利要求1~2中任一项所述的RFID标签电路，存储器，一个或多个处理器；其中，
所述存储器上存储有计算机程序，所述存储器和所述一个或多个处理器之间互相通信连接，当所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时，执行如权利要求7~9中任一项所述的方法。
12.一种数据传输系统，其特征在于，包括：
权利要求10所述的读卡器，权利要求11所述的RFID标签，上位机；其中，
所述读卡器分别与所述上位机和所述RFID标签通信连接，在所述读卡器获取到所述上位机授权的情况下，通过所述读卡器对所述RFID标签执行预设写操作。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储的计算机程序，当被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求3~6或7~9中任一项所述的方法。
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