RFID标准.ppt

3 1RFID技术 3 1 1RFID定义与发展进程 3 1 2RFID技术原理与分类 3 1 3RFID电子标签 3 1 4RFID读写器 3 1 5RFID的应用 3 1 6RFID标准化现状 3 1 6RFID标准化现状 标准化概况目前为止 RFID还未形成统一的全球化标准 市场表现为多种标准并存的局面 随着RFID在全球物流 交通行业的大规模商用 RFID标准的统一已经成为业界认同的趋势 RFID系统构成 1 数据采集系统 1 RFID读写器与RFID电子标签之间的空中接口 2 读写器与计算机之间的数据交换协议 3 RFID电子标签与读写器的性能和一致性测试规范 4 RFID电子标签的数据内容编码标准 3 1 6RFID标准化现状 2 后台数据库网络应用系统目前还没有形成正式的国际标准 3 1 6RFID标准化现状 RFID相关标准 1 电气特性部分2 通信频率3 数据格式4 元数据 3 1 6RFID标准化现状 RFID标准体系 1 ISO IEC2 以美国为首的EPCglobal3 日本UID 3 1 6RFID标准化现状 ISO IEC的RFID标准体系 ISO IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建 空中接口 涉及的数据结构以及其实施问题 目前制定的RFID标准可以分为四个方面 1 数据标准2 空中接口标准3 测试标准4 应用标准 3 1 6RFID标准化现状 ISO有关RFID协议 按照信息流向可以表述为以下层次关系 如图所示 ISO IEC18000是一系列空中协议 此标准是目前最新的也是最热门的标准 原因是它可用于商品的供应链 其中ISO IEC18000 6基本上是整合了一些现有RFID厂商的产品规格和EAN UCC所提出的标签架构要求而订出的规范 3 1 6RFID标准化现状 ISO IEC的RFID标准体系 ISO IEC18000标准组成 3 1 6RFID标准化现状 ISO IEC的RFID标准制订思想 既保证了RFID技术具有互通与互操作性 又兼顾了应用领域的特点 能够很好地满足应用领域的具体要求 3 1 6RFID标准化现状 ISO IEC的RFID标准体系 EPCglobal的RFID标准体系 EPCglobal是由美国统一代码协会 UCC 和国际物品编码协会 EAN 于2003年9月共同成立的非营利性组织 EPCglobal以推广RFID电子标签的网络化应用为宗旨 继承了Auto ID中心的行业内企业的技术标准制订工作 统一研究标准并推动商业应用 此外还负责EPCglobal号码注册管理 3 1 6RFID标准化现状 EPC概念的提出源于射频识别技术的发展和计算机网络技术的发展 EPC的标准是由EPCglobal建立和推动 主要面向物流供应链领域 EPC系统最终目标是为每一商品建立全球的 开放的标识标准 EPCglobal的RFID标准体系 3 1 6RFID标准化现状 EPC系统的构成表 3 1 6RFID标准化现状 EPC系统构成1 EPC编码体系 EPC编码是存储在射频标签中的唯一信息 2 射频识别系统 射频识别 RFID 系统由EPC标签和EPC标签读写器组成 3 EPC信息网络系统 在全球互联网的基础上 通过EPC中间件 对象名称解析服务和EPC信息服务来实现全球 实物互联 或是 物联网 3 1 6RFID标准化现状 EPCglobal的RFID标准体系 EPC系统的工作流程 3 1 6RFID标准化现状 与ISO通用性RFID标准相比 EPCglobal标准体系是面向物流供应链领域 可以看成是一个应用标准 物联网标准是EPCglobal所特有的 ISO仅仅考虑自动身份识别与数据采集的相关标准 数据采集以后如何处理 共享并没有做规定 物联网是未来的一个目标 对当前RFID应用系统建设来说具有长远的指导意义 3 1 6RFID标准化现状 EPCglobal的RFID标准体系 UID的RFID标准体系 UID的泛在识别技术体系架构由泛在识别码 Ucode 信息系统服务器 泛在通信器和Ucode解析服务器等四部分构成 UID的核心是赋予现实世界中任何物理对象唯一的泛在识别码Ucode UID采用扁平式信息采集分析方式 强调信息的获取与分析 比较强调前端的微型化与集成 3 1 6RFID标准化现状 3 2ZigBee技术 3 2 1ZigBee技术概述 3 2 2ZigBee协议 3 2 3ZigBee技术的应用 3 2 1ZigBee技术概述 ZigBee技术模拟蜂群使用飞翔和嗡嗡 zig 的抖动翅膀的 舞蹈 来与同伴传递花粉所在方位信息的通信方式 ZigBee技术则是物联网的热门技术 ZigBee是一种低数据传输速率的短距离无线通信技术 ZigBee技术来源 2002年英国Invensys公司 日本三菱电气 美国摩托罗拉公司宣布组成ZigBee技术联盟 IEEE于2003年制定了针对ZigBee技术的IEEE802 15 4 2003无线规范 定义了一种新的无线设备的物理层和MAC层 致力于开发一种可以应用在固定或移动设备上的低成本 低功耗 低速率的无线连接技术 ZigBee是基于IEEE802 15 4无线标准研制开发的 802 15 4仅仅定义了物理层和MAC层 并不足以保证不同的设备之间可以对话 于是便有了ZigBee 3 2 1ZigBee技术概述 ZigBee技术来源 近距离无线通信技术一览 3 2 1ZigBee技术概述 1 低功耗ZigBee主要通过降低传输的数据量 降低收发信机的忙闲比及数据传输的频率 降低帧开销以及实行严格的功率管理机制来降低设备的功耗 2 工作可靠ZigBee采用了载波侦听多址 冲突避免 CSMA CA 的信道接入方式和完全握手协议 MAC层采用了回复确认的数据传输机制 提高了可靠性 3 2 1ZigBee技术概述 ZigBee技术优势 3 成本低主机芯片成本低 其他终端成本低 4 网络容量大每个ZigBee网络最多可支持65000个节点 5 有效范围大可多级拓展 6 时延短对时延敏感的应用做了优化 3 2 1ZigBee技术概述 ZigBee技术优势 7 优良的拓扑能力ZigBee具有组成星 网和簇树网络结构能力 还具有无线网络自愈能力 8 安全性较好ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权能力 加密算法采用通用的AES 128 9 工作频段灵活使用的频段分别为2 4GHz 868MHz 欧洲 及915MHz 美国 均为免执照频段 ZigBee技术优势 3 2 1ZigBee技术概述 ZigBee网络结构 1 ZigBee的网络组成基于ZigBee技术的无线个人局域网 WPAN 是一种低速率的无线个人区域网 LR WPAN LR WPAN网状结构简单 成本低廉 具有有限的功率和灵活的吞吐量 3 2 2ZigBee协议 2 ZigBee网络设备在一个LR WPAN网络中 可同时存在两种不同类型的设备 全功能设备 FullFunctionalDevice FFD 精简功能设备 ReducedFunctionDevice RFD ZigBee网络结构 3 2 2ZigBee协议 FFD通常有3种状态 作为一个主协调器 作为一个协调器 作为一个终端设备 一个FFD可以同时和多个RFD或多个其他的FFD通信 3 2 2ZigBee协议 ZigBee网络结构 RFD的应用非常简单 容易实现 且RFD仅需要使用较小的资源和存储空间 这样就可非常容易地组建一个低成本 低功耗的无线通信网络 RFD只能和一个FFD进行通信 ZigBee网络结构 3 2 2ZigBee协议 3 ZigBee网络拓扑 3 2 2ZigBee协议 ZigBee网络结构 ZigBee支持3种拓扑结构 星形 网状形 簇树形星形网络拓扑是一种常用且适用于长期运行使用操作的网络 整个网络由一个网络协调器来控制 网状型拓扑结构的网络具有强大的功能 可以通过 多级跳 的方式来通信 还可以组成极为复杂的网络 而且这种网络还具备自组织 自愈功能 ZigBee网络结构 3 2 2ZigBee协议 簇树形网络是星形和网状形的混合型拓扑网络 结合了上述两种拓扑的优点 星型和树型网络适合多点 距离相对较近的应用 可以根据实际应用需要来选择合适的网络结构 ZigBee网络结构 3 2 2ZigBee协议 3 2 2ZigBee协议 ZigBee协议自下而上包括物理层 MAC层 网络层 安全层和应用层 物理层和MAC层由IEEE802 15 4定义网络层 应用层和安全服务由ZigBee联盟定义 ZigBee协议架构 ZigBee协议架构 3 2 2ZigBee协议 1 IEEE802 15 4协议IEEE802 15 4标准定义了ZigBee物理层和MAC子层 符合开放系统互联模型 OSI IEEE802 15 4的物理层提供两类服务 物理层数据服务和物理层管理服务 物理层功能包括无线收发信机的开启和关闭 能量检测 ED 链路质量指示 LQI 信道评估 CCA 和通过物理媒体收发数据包 ZigBee协议架构 3 2 2ZigBee协议 IEEE802 15 4中两个不同的物理层 3 2 2ZigBee协议 ZigBee协议架构 1 IEEE802 15 4协议 IEEE802 15 4定义了两种不同工作频段的物理层 868 915MHz和2450MHz 下表给出了各国对ZigBee频率工作范围的划分 ZigBee协议架构 3 2 2ZigBee协议 1 IEEE802 15 4协议 由于各个国家和地区采用的工作频率范围不同 为了提高数据传输速率 IEEE802 15 4对于不同的频率范围 规定了不同的调制方式 1 IEEE802 15 4协议 ZigBee协议架构 3 2 2ZigBee协议 2 ZigBee的上层协议应用层 网络层 安全服务 应用层包括3个组成部分 应用支持子层 APS 应用框架ZigBee设备对象 ZDO ZigBee协议架构 3 2 2ZigBee协议 2 ZigBee的上层协议 网络层实现节点加入或离开网络接收或抛弃其