GB/T30996.3-2018
信息技术实时定位系统第3部分：433MHz空中接口协议
Informationtechnology—Real-timelocatingsystems—Part3:433MHzairinterfaceprotocol
- 中国标准分类号（CCS）L70
- 国际标准分类号（ICS）35.240
- 实施日期2019-01-01
- 文件格式PDF
- 文本页数14页
- 文件大小941.24KB
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信息技术实时定位系统第3部分：433MHz空中接口协议
国家标准 GB/30996.3一2018 信息技术实时定位系统 第3部分:433MHz空中接口协议 nformationtechnology一Real-timeoeatingsystems- Part3:433MHzairinterfaceprotocol 2018-06-07发布 2019-01-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T30996.3一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 缩略语 4 物理层 5.1工作频段 5.2物理层参数表 数据链路层 6.1 般要求 前导码 6.2 .3同步码 数据长皮 6,4 6.5帧选项 数据内容 6.6 6.7CRC校验 标签状态 7.1概述 7.2标签状态转移 7.3休眠状态 7.！侦听状态 就绪状态 7.5 7.6发送数据状态 命令、消息包和状态字 8.1命令代码表 8.2消息包 8.3标签状态字 附录A规范性附录唤醒方式 附录B(资料性附录标签防碰撞 0 参考文献
GB;/T30996.3一2018 前 言 GB/T30996《信息技术实时定位系统》分为3个部分 -第1部分:应用程序接口; 第2部分;2.45GHz空中接口协议 -第3部分:433MHz空中接口协议
本部分为GB/T30996的第3部分
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任
本部分由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口
本部分起草单位电子技术标准化研究院、北京烽火联拓科技有限公司、北京天地方元科技有 限公司、科学院计算技术研究所,西安邮电大学、,苏州工业园区优频科技有眼公司、科学院自动 化研究所、电子科技集团公司第七研究所、河北工业大学 本部分主要起草人;曹国顺、吕丰训、罗海勇,王宏刚、赵方,朱宇红、赵红胜、腾潢龙,张磊
GB;/T30996.3一2018 信息技术实时定位系统 第3部分:433MHz空中接口协议 范围 GB/T3096的本部分规定了433MHa有源射频识别实时定位系统的空中接口协议,包括物理 层、数据链路层、标签状态、标签命令、消息包和状态字等要求
本部分适用于433MHz有源射频识别实时定位系统中标签,读写器和低频唤醒器的设计,生产、检 验和验收
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
第万部分;定位系统 GB/T29261.5一2014信息技术自动识别和数据采集技术词汇 术语和定义 GB/T29261.52014界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 前导码preamble 在读写器和标签之间,每次数据传送开始部分进行同步的一组数据
3.2 前向数据帧forwarldataframe 从读写器到标签进行一次传送的数据内容
3.3 反向数据帧returdataframe 从标签到读写器进行一次传送的数据内容
3.4 定时主动发送模式timingaetivesendingmode 标签按照一定的时间间隔从休眠状态进人就绪状态,发送标签的定位信息和状态信息
3.5 外部触发发送模式externaltriggersendingmodle 标签按照一定的时间间隔从休眠状态进人侦听状态,如果在侦听状态下,有符合协议规定的就绪命 令,标签进人就绪状态,发送标签的定位信息和状态信息,如果超时没有侦听到符合协议规定的就绪命 尽 ,标签进人休眠状态 缩略语 下列缩略语适用于本文件
GB/T30996.3一2018 AsK幅移键控(AmplitudeshifKeying) CRC:循环冗余校验(CyclieRedundaneyCheck) MSB:最高加权位(MostSignificantBit) MSK:最小移频键控(MinimumshiftKeying) PID;包标识符(Packageldentifier) RFID,射频识别(RadioFrequeneyIdentification) RTLS;实时定位系统RealtimeLocatingSystem) TID:标签标识符(TaglIdentifier) 5 物理层 5.1工作频段 本部分规定的RTLS系统的工作频率范围为433.32MHz一434.52MHz,频段内共分3个信道,信 道号分别为0、1和2,每个信道带宽为400kHz
默认工作信道为信道1,默认工作频率为433.92MHz,各 信道的工作频率见表1
信道对应的中心频率 表1 信道中心频率 信道号 MHz" 433.52 433.92 434.32 5.2物理层参数表 5.2.1标签至读写器物理层参数表 标签至读写器物理层参数见表2
表2标签至读写器物理层参数 值 编号 名称 Tag:l 工作频率 433.32MHz434.52MHz 工作信道个数 Tag:la 默认工作频率 Tag:lb 433.92MHz 默认工作信道 T联:le Tag:ld 频率准确度 士20X10" Tag: 信道带宽 400kHz 最大发射功率 Tag:3 0mw Tag:4 杂散发射限值 30dBm Tag:5 调制方式 MSK
GB;/T30996.3一2018 表2(续》 编号 名称 值 Tag;5a 频偏 士35kHz 数据率 250kbps Tag:6 数据率准确度 士40×10- Ta ag:6a Tag:7 发送-接收转换时间 <1004s 5.2.2 读写器至标签物理层参数表 读写器至标签物理层参数见表3
表3读写器至标签物理层参数 值 编号 参数 工作频率 MH一434.52MHn 3.327 Reader:l 工作信道个数 Reader:la" Reader:lb 缺省工作频率 433.92MHz 缺省工作信道 Reader;lc 士20×10- 频率准确度 Reader;ld Reader:;2 信道带宽 400kHz 最大发射功率 Reader;3 10mW s一30dBmm 杂散发射限值 Reader:4 Reader;5 MSK 调制方式 Reader:5a" 频偏 士35kHz 数据率 Reader;6 250kbps 10-" 数据率准确度 Reader;6a 士40X Reader;7 发送-接收转换时间 <1004s Reader:7a 接收-发送转换时间 >1004s 数据链路层 6.1 -般要求 读写器和标签之间采用数据赖进行数据传输
数据赖由前导码同步码、数据长度、赖选项,消息数 据和CRC校验六个数据项组成见表4
数据帧的发送顺序依次为前导码同步码、数据长度、帧选项、 消息数据、校验码
对每个由多个字节构成的数据项,应先发送最高有效字节;对每个字节,应先发送最 低有效位
GB/T30996.3一2018 表4数据帧结构 前导码 同步码 数据长度 顿选项 消息数据 CRC校验 4字节 1字节 1字节 N字节 2字节 2字节 6.2前导码 前向数据帧和反向数据帧的前导码都为32位的二进制数,具体定义见表5
表 5 前导码 b b b b b0 bm b1 b8 b b1 b8 b bm b1a bn b b. b b2 b b ba b2 b b bm 6.3同步码 前向数据和反向数据帧的同步码都为16位的二进制数,具体定义见表6
表6同步码 b b. b b7 0 b b bm b b3 b1a b5 6.4数据长度 数据长度用8位表示其后的数据内容的长度,单位是字节,数据长度不包括CRC校验字段 6.5帧选项 帧选项包括协议类型,顿方向,帧类型,帧选项包含一个字节,定义见表7
表7帧选项 bb b6 O,;读写器到标签帆 O,;广插赖 000;RFID协议 保留,缺省值为00o 1;标签到读写器恢 001;RTLS定位协议 1;点对点赖 6.6数据内容 数据内容最大长度不超过60个字节
GB;/T30996.3一2018 6.7CRC校验 本部分采用CRC-16校验方式,校验结果为两字节,根据多项式r“十r口十.r十1计算,计算的初 始值是0000,
CRC校验计算包括数据长度、帆选项和消息数据
标签状态 7.1概述 标签状态分为休眠、侦听、就绪、发送数据4个状态
7.2标签状态转移 标签各个状态之间的转移条件如图1所示 休眠 醒 花 超 侦听 字 事 我 侦听 发送数据 豆饭 物 部 多 章
真听 能撞 A 就" 确的 者白 延时时 就绪 图1标签状态转移图 7.3休眠状态 标签上电后,缺省进人休眠状态;标签在发送完数据后进人休眠状态;标签在侦听状态下,如果超时 没有收到符合A.2A.4规定的信号,进人休眠状态
在休眠状态下,标签关闭无线收发电路,CPU进 人休眠状态,只保留必要的唤醒功能,以减少标签的功耗
标签休眠时间由产品规范规定,标签在休眠 状态进人侦听状态下,可以使用B.2中的随机时隙的方式实现防碰撞
7.4侦听状态 标签定时被唤醒,进人侦听状态,在侦听状态下,标签打开无线收发电路,可以接收符合A.3规定 的就绪命令,如果就绪命令正确,标签进人就绪状态,如果标签在侦听状态下超时没有收到符合A.3定 义的就绪命令,重新进人到休眠状态
标签也可以在侦听状态下被符合A.2的外部开关信号触发,进 人到就绪状态
标签在侦听状态下可采用B.3载波侦听的方式实现防碰撞
7.5就绪状态 标签在侦听状态下,如果收到符合A.3定义的就绪命令,进人到就绪状态;标签也可以在休眠状态 下被符合A.1的定时信号、A.2的外部开关信号或者A.4的低频唤醒信号唤醒,直接进人到就绪状态
GB/T30996.3一2018 在就绪状态下,标签需要准备要发送的数据,包括PID,TID,标签状态和外部采集的数据,数据采集和 准备完毕后,标签进人发送数据的状态
7.6发送数据状态 标签需要发送的数据准备完毕后,将这些数据通过433MHz无线发送电路发送,发送结束后,标签 直接进人休眠状态
命令,消息包和状态字 8.1命令代码表 命令代码表见表8 表8命令代码列表 命令代码 名称 使用方式 命令类型 40% 标签基本信息 广播 必选 4l 带数据的标签信息 广播 必选 8.2消息包 8.2.1基本消息包 标签在就绪状态下,按照约定规则发送如下消息包,格式见表9 表9标签基本消息包格式 PID TD 数据项 命令代码 标签状态 1字节 字节 1字节 6字节 长度 标签基本消息包中各数据项定义如下: 命令代码 40 a PID b) 为包ID标签每次发出的包具有一个PID,值从1255递增循环 标签状态 指示标签的不同状态例如电池状态,见8.3 c d TID 唯一确定一个标签
8.2.2带数据消息包 当标签有数据需要作为标签的一部分内容一起发送时,消息包格式见表10.
表10标签带数据的消息包格式 数据项 命令代码 PID 标签状态 TID 数据长度 数据 长度 1字节 1字节 1字节 6字节 1字节 N字节 带数据的消息包中各数据项定义如下 41; 命令代码 a
GB;/T30996.3一2018 PID b 为包ID,标签每次发出的包具有一个PID,值从1一255递增循环; 标签状态 指示标签的不同状态例如电池状态,见8.3; c dTID 唯一确定一个标签; 数据长度 数据字段长度,单位为字节; e fD 数据 包含要发送的数据内容 8.3标签状态字 标签信息中的标签状态字段包含信息见表11
表11标签状态信息 数据位 唤醒方式 0000:定时唤醒 损坏 电池 保留 ooo1b;开关唤醒 损坏 电量低 缺省值为0o. 01ob;读写器唤醒 正常 电量正常 010ob;低频唤醒 其他;保留
GB/T30996.3一2018 附 录 A 规范性附录) 唤醒方式 定时唤醒 定时唤醒是指标签设定的休眠超时时间到达,根据标签不同工作状态设置,标签从休眠态状进人到 侦听或者就绪状态
标签在定时主动发送模式下,标签被定时唤醒直接进人到就绪状态
标签在外部触发发送模式下标签状态从休眠和侦听之间循环变化,在侦听状态时,如果接收到正 确的就绪指令或符合条件的外部触发信号,则进人就绪状态
A.2开关唤醒 标签可以被按键或者其他的开关信号(如电平信号)唤醒,唤醒后标签直接进人到就绪状态
A.3读写器就绪命令 在外部触发发送模式下的标签被定时唤醒进人到侦听状态后,可以接收读写器发出的433MHz的 就绪命令进人到就绪状态
当需要查找标签时,通过读写器就绪命令中的标签TID指定标签或全部 标签
就绪命令的调制方式和数据包格式见第5章和第6章的描述
为了保证能够成功地使标签进人就 绪状态,读写器至少需要连续发送一个休眠-侦听周期的就绪命令帧
读写器的就绪命令可以使全部或指定的标签进人就绪状态,命令格式见表A.l 表A.1读写器就绪命令格式 数据项 命令代码 TID 6字节 长度 l字节 读写器就绪命令信息中个数据项定义如下 命令代码 4F; a b) TID 唯一确定一个标签
当标签TID为0时表示使所有标签进人就绪状态,否则使指定标签进人就绪状态
低频唤醒 A.4 125kHz的外部唤醒信号通过唤醒器发出,信号频率为125kHz,信号周期T
=1/125kHz=84s:; 基带数据采用曼彻斯特编码后经过ASK调制在125kHHz的载波信号上发出,基带数据信息速率为 4kbps
唤醒器应该首先发送至少42个T
时间长度的125kHz载波信号;然后以信息速率4kbps曼彻斯 特编码发送一位数据o作为隔离位,再发出前导码1lll,
在发送完上述数据后,即可发送4字节的唤
GB;/T30996.3一2018 醒口令和4字节的用户数据
发送时MSB先发送
波形如图A.1所示
唤醒口令由标签上的唤醒模 块验证
标签低频接收机灵敏度为一50dBm. 隔离位 42个载波周期信号 前导码 数据 125klH唤醒信号波形 图A.1
GB/T30996.3一2018 附 录 B 资料性附录) 标签防碰撞 B.1无防碰撞机制 无防碰撞的情况下,标签1和标签2会在休眠'时刻后立即发射,当两个标签的发射周期正好对齐 时,这两个标签会一直处于数据碰撞的状态,如图B.1所示: 标签1 标签2 图B.1无防碰撞机制的两个标签 B.2随机时隙防碰撞 加人随机时隙防碰撞机制后,标签在休眠/时间后,并不马上发射,而是随机选择一个时隙,根据选 择的时隙继续延时休眠一段时间,在选择的时隙中进人发射状态,发送数据,这样即使两个标签的发射 周期在开始时是对齐的也会在之后的周期中错开发射周期,如图B.2所示
标签1 标签2 图B.2随机时隙防碰撞的两个标签 图中,是标签的发射间隔,li和t:是标签1在不同的发射周期内选择的延时时间,ta和t是标签 2在不同的发射周期内选择的延时时间
B.3载波侦听防碰撞 对于支持载波侦听的标签,即任何标签准备发射之前需要侦听信道内的载波信号,如果信号超过一 定的值,证明信道内此时有其他标签正在发送信息,侦听标签重新选择一个随机时间进行避让后再进 行侦听,如此循环,直至侦听到信道内没有其他标签发送信息后,侦听标签才进行信号发送
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GB;/T30996.3一2018 参 考文献 [1]GB/T29261.3一2012信息技术自动识别和数据采集技术词汇第3部分:射频识别 [[2]GB/T29261.4一2012信息技术自动识别和数据采集技术词汇第4部分:无线电 通信 3]GB/T30996.1一2014信息技术实时定位系统第1部分:;应用程序接口 [4]IsO/IEC15963Information techmo-Radiofreuensy1 identifieationforitemmanage ment Umique" identifieationforRFtags
信息技术实时定位系统第3部分：433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018
一、前言
信息技术实时定位系统（RTLS）是通过无线网络等技术手段实现物体/人员在空间上的定位、追踪和管理。而433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018则是一个关于RTLS无线通讯协议的标准文档，它规范了无线数据传输的格式、通讯距离、功耗控制等方面，为RTLS系统的设计提供了参考。
二、定义
433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018是由中国国家标准化管理委员会发布的标准文档，其中“433MHz”指的是工作频率，而“GB/T”则代表国家标准。该协议规定了RTLS系统中无线通讯的数据格式、通讯距离、功耗控制等方面的内容。
三、应用场景
RTLS系统是一种广泛应用于物流、安防、医疗、环保等领域的信息化管理系统。而433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018则是RTLS系统中无线通讯的重要标准之一，它适用于需要长距离传输数据的场景，如大型仓库、工厂、医院等。
四、主要内容
433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018主要包括以下方面：
- 数据格式：该协议规定了在433MHz频率下无线通讯时所采用的数据格式，包括同步码、帧头、地址码、数据域等。
- 通讯距离：通讯距离是指两台设备之间所能实现的最大通讯距离，在433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018中规定了不同场景下的通讯距离要求。
- 功耗控制：在实际使用过程中，为了延长设备的使用寿命，需要对其功耗进行控制。433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018规定了设备在不同工作状态下的功耗要求。
五、总结
433MHz空中接口协议GB/T30996.3-2018是一份重要的RTLS无线通讯标准文档，它为设计和开发RTLS系统提供了参考。通过遵循该协议，可以实现RTLS系统中设备之间的高效稳定通讯，进而提高其定位、追踪和管理的精确度和可靠性。
