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RFID标准的问答（二） Q1 中国国内RFID设备主要涉及的标准是什么？ A1 目前国内RFID设备使用的主要频率为高频，即13.56MHz。例如，身份证、门襟卡、停车计费卡、公交一卡通、地铁/城铁用的电子乘车券等等，这些用途的设备在RFID应用的整体数量上占有绝对优势。另外，低频（125KHz/135KHz）用在宠物管理上，而超高频（860MHz-960MHz）实验性地用在物流集装箱、托盘等方面。称之为微波的频率（2.45GHz）也有所应用。但低频、超高频、微波这三种频率的使用在数量上远不及高频用的多。上述使用频率所对应的国际标准如下：低频执行ISO 18000-2；高频执行ISO 15693和ISO 14443；超高频执行ISO18000-6；微波执行ISO 18000-4。因此，对于中国实用的任何RFID频率都有国际标准可以参照。 Q2 既然各种频率都有国际标准，还有什么值得争议的呢？ A2 上述各种频率中除超高频外，都没有什么争议。除了执行国际标准之外，标准工作组和部分地方省市还分别制定了一些标准对国际标准进行了一定程度的补充。这些频段多数只能用于封闭环境。所以没有什么争议。唯独UHF频段，由于对于某些重要的应用领域，例如物流、交通等需要识读范围大的情况来说与其他频率相比，其性能最为优越，而且适用于开放环境，需要与网络连接。用途甚至包括国际间的物流、军事等等。于是围绕国家利益等问题，争论不休。例如，使用EPC主导的ISO 18000-6C将损害国家利益等是一种较为典型的议论，但是若不采用这个标准，很难适应全球经济的需要，反倒对国家利益不利，这是一种典型的相反意见。争议的结果使得超高频的RFID的频段迟迟不予开放，使得我国在这个频率上应用的发展受到极大限制。 Q3 开放RFID使用的超高频频段有什么困难？ A3 中国是RFID主要RFID应用国家中唯一没有为RFID开放超高频段的国家。到底在开放这个频段上有什么困难吗？当前国际上在UHF频段的RFID技术主要使用860-960MHz两个频段，860-960MHz频段的主要业务为固定和移动电话，次要业务为无线电定位。国家无线电管理局频率规划处负责人解释说“中国在这个频段上已经没有空闲的频率直接规划给RFID使用，我们在考虑这一频段的RFID频率规划时，必须慎重考虑RFID业务与现有的无线电业务频率的供应问题”。由于RFID对超高频的利用是后来者，所以对于所涉及的频段必须对其他频率进行清理。其他国家都能做到，唯独中国还没能做到，这是一个很难从技术上能够解释得通的问题。现在，有关部门开始加快了开放频率的进程，希望在不久的将来开放超高频的RFID专用频段，改变中国的落后局面。 Q4 外国有哪些国际标准化组织 A4 代表性的国际标准组织主要有5家，分别是EPC global（全球电子物品编码），ISO/IEC（国际标准组织/国际电工委员会），UID（Ubiquitous ID Center，泛在识别中心），AIM（Automatic Identification Manufacturers）和IP-X。简单介绍如下：1 EPC global EPC global是以欧美企业为主要阵营的RFID标准组织，拥有533家会员，其中终端用户234家，高级会员299家，拥有沃尔玛、思科、敦豪快递、麦德龙和吉列等核心会员。 EPC global利用Internet、RFID和全球统一识别系统编码技术给每一个实体对象唯一的代码，构造实现全球物品信息实时共享的实物信息互联网(物联网)。目前EPC global已经发布了一系列技术规范，包括电子产品代码(EPC)、电子标签规范和互操作性、识读器-电子标签通信协议、中间件软件系统接口、PML数据库服务器接口、对象名称服务、和PML产品元数据规范等。 2 ISO/IEC 与EPC global只专注于860-960 MHz频段不同，ISO/IEC在各个频段的RFID都颁布了标准。ISO/IEC组织下面有多个分技术委员会从事RFID标准研究。ISO/IEC JTC1/SC31，即AIDC自动识别和数据采集分技术委员会，正在制定或已颁布的标准有不同频率下自动识别和数据采集通讯接口的参数标准，即ISO/IEC18000系列标准。ISO/IEC JTC1/SC17是识别卡与身份识别分技术委员会，正在制定或者已经颁布的标准主要有ISO/IEC14443系列，我国的二代身份证采用的就是该标准。此外，ISO TC104/SC4识别和通信分技术委员会制定了集装箱电子封装标准等。 3 UIDC（Ubiquitous ID Center） 日本泛在技术核心组织UID（Ubiquitous ID Center）目前已经公布了电子标签超微芯片部分规格，但正式标准尚未推出；支持这一RFID标准的有300多家日本电子厂商、IT企业。日本和欧美的RFID标准在使用的无线频段、信息位数和应用领域等有许多不同点。日本的电子标签采用的频段为2.45GHz和13.56MHz，欧美的EPC标准采用UHF频段；日本的电子标签的信息位数为128位，EPC标准的位数为96位。日本的电子标签标准可用于库存管理、信息发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等；EPC标准侧重于物流管理、库存管理等。 4 AIM和IP-XAIM和IP-X的势力则相对弱小。AIDC(Automatic Identification and Data Collection) 组织原先制定通行全球的条形码标准，于 1999 年另成立AIM(Auto ID Manufacturers) 组织，目的是推出 RFID 标准。不过由于原先条形码的运用程度将远不及 RFID ，亦即 AIDC 未来是否有足够能力影响 RFID 标准之制定，将是一个变量。 AIM 全球有 13 个国家与地区性的分支，且目前的全球会员数已快速累积至一千多个。IP-X为南美、澳大利亚,瑞士为中性主权国的第三世界标准组织。 Q5 RFID标准包括哪些内容？A5 RFID标准大致包含两类：一是技术标准如物理参数、通信 接口、数据编码、协议、测试规范等标准；二是应用行业标准如船运标签、产品包装标准等。其中编码标准和通信协议(通讯接口)是争夺得比较激烈的部分，它们也构成了RFID标准的核心。 图3 射频应用技术标准基本结构Q6 各种标准体系有哪些内容，它们之间的关系如何？A6 ISO/IEC、EPC和UID成三足鼎立之势，但ISO/IEC和EPC合作趋势越来越紧密。下面首先介绍ISO/IEC制定的相关标准。ISO/IEC标准体系目前在我国常用的两个RFID标准为用于非接触智能卡两个ISO标准：ISO 14443，ISO 15693。ISO 14443和ISO 15693标准在1995年开始操作，其完成则是在2000年之后，二者皆以13.56MHz交变信号为载波频率。ISO 15693读写距离较远，而ISO 14443读写距离稍近，但应用较广泛。ISO 15693采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制。防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能，既方便了操作，也提高了操作的速度。 ISO/IEC制定了很多标准，如下图所示。 图4 ISO/IEC已制定的RFID相关标准（资料来源：RFID射频快报）其中，ISO18000系列含括了有源和无源RFID技术标准，主要是基于物品管理的RFID空中接口参数。ISO技术委员会及联合工作组TC104/SC4主要处理有关ISO/IEC贸易应用方面，如货运集装箱及包装，制定了 RFID电子封条 (ISO 18185)、集装箱标签(ISO 10374)和供应链标签 (ISO 17363)等标准。ISO 17363 至17364 是一系列物流容器识别的规范，它们还未被认定为标准。该系列内的每种规范都用于不同的包装等级，比如货盘、货箱、纸盒与个别物品。ISO18000系列标准。ISO18000是一系列标准，此标准是目前较新的标准，有的部分与EPC 二代标准兼容。ISO18000-1 第一部分 全球通用频率非接触接口通信的参数定义。ISO18000-2 第二部分135kHz以下非接触接口通信参数。ISO18000-3 第三部分13.56MHz频率通讯接口参数 。ISO18000-4 第四部分2.45GHz非接触通讯接口参数。ISO18000-5 第五部分5.8GHz非接触接口通信参数。ISO18000-6 第六部分860-930MHz频率通讯接口参数。ISO18000-7 第七部分433MHz频率通讯接口参数。 ISO/IEC 15693标准简介。ISO 15693标准规定的载波频率亦为13.56MHz，VCD和VICC全部都用ASK调制原理，调制深度为10%和100%，VICC必须对两种调制深度正确解码。 从VCD向VICC传送信号时，编码方式为两种：“256出1”和“4出1”。二者皆以固定时间段内以位置编码。这两种编码方式的选择与调制深度无关。当“256出1”编码时，10%的ASK调制优先在长距离模式中使用，在这种组合中，与载波信号的场强相比，调制波边带较低的场强允许充分利用许可的磁场强度对IC卡提供能量。与此相反，阅读器的“4出1”编码可和100%的ASK调制的组合在作用距离变短或在阅读器的附近被屏蔽时使用。从VICC向VCD传送信号时，用负载调制副载波。电阻或电容调制阻抗在副载波频率的时钟中接通和断开。而副载波本身在Manchester编码数据流的时钟中进行调制，使用ASK或FSK调制。调制方法的选择是由阅读器发送的传输协议中FLAG字节的标记位来标明，因此，VICC总是支持两种方法：ASK(副载波频率为424KHz)和FSK(副载波频率为424/484KHz）。由于篇幅有限，ISO/IEC 15693标准详细内容略。共有四种指令类型：强制性的、可选的、自定义的和专用的。如下表示： 表1 ISO/IEC 15693标准的指令类型 ISO/IEC14443标准简介ISO 14443适用的工作频率为13.56MHz。 ISO 14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议，通信速率为106kbit/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。TYPE A采用开关键控（On-Off keying）的曼切斯特编码，TYPE B采用NRZ-L的BPSK编码。TYPE B与TYPE A相比，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力强的优点。RFID的核心是防冲撞技术，这也是和接触式IC卡的主要区别。ISO 14443-3规定了TYPE A和TYPE B的防冲撞机制。二者防冲撞机制的原理不同，前者是基于位冲撞检测协议，而TYPE B通信系列命令序列完成防冲撞。当一个A型卡到达了阅读器的作用范围内，并且有足够的供应电能，卡就开始执行一些预置的程序后，IC卡进入闲置状态。处于闲置状态的IC卡不能对阅读器传输给其它IC卡的数据起响应。IC卡在闲置状态接收到有效的REQA命令，则回送到对请求的应答字ATQA。当IC卡对REQA命令作了应答后，IC卡处于READY状态。阅读器识别出在作用范围内至少有一张IC卡存在。通过发送SELECT命令启动“二进制检索树”防碰撞算法，选出一张IC卡，对其进行操作。目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B协议。 表2 ISO 14443标准A、B型卡比较其他国际标准简介ISO 10374 ：ISO 10374标准说明了基于微波应答器的集装箱自动识别系统。 应答器为有源设备，工作频率为850MHz950Mhz及2.4GHz2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz和20kHz之间被调制。 此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别，ISO 6346规定了光学识别，ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。ISO11784标准ISO 11785：工作频率：134.2KHz 应用动物识别。ISO 11784和11785分别规定了动物识别的代码结构和技术准则，标准中没有对应答器样式尺寸加以规定，因此可以设计成适合于所涉及的动物的各种形式，如玻璃管状、耳标或项圈等。技术准则规定了应答器的数据传输方法和阅读器规范。工作频率为134.2KHz，数据传输方式有全双工和半双工两种，阅读器数据以差分双相代码表示。应答器采用FSK调制，NRZ（反向不归零制）编码。 由于存在较长的应答器充电时间和工作频率的限制，通信速率较低。 Q7 EPC标准是怎么回事？A7 EPC系统包括射频标签、识读器、Savant软件、ONS对象名解析服务、PML语言等软硬件组件，系统复杂，涉及RFID、计算机软件、计算机网络等各领域技术。现在权威的EPC标准还没有出台，但随着研究的不断深入，EPC global先后发布了一些EPC系统相关技术规范或草案，有可能成为将来的标准。事实上EPC 标准也是最有竞争力的标准。EPC规范1.0版本目前包括EPC Tag数据规范、Class 0（900MHz）标签规范、Class 1（860MHz930MHz）标签射频与逻辑通讯接口规范、物理标识语言（Physical Markup Language，PML）。Class 0 无线射频识别标签协议规范草案此规范分五部分，A部分计划实施标准。B部分提供空气接口和指令集的定义，它包括信号的波形，并扩展了详细的指令结构和操作的描述。C部分描述了此说明书的程序方面，并包含对成功的操作运算法则的推荐，此说明书支持这些算法。D部分将提供测试说明。它的内容和范围仍正在定义。E部分列出了未解决的问题。Class 1 标准Class 1(R/W) 本规范规定了运行在860MHz-930MHz频率范围内的自动识别中心class 1射频识别(RFID)标签的射频通信接口和解读器控制的功能性需求。在通信过程中，class 1标签仅用于传送标识符及用以获取标识符的相关信息。class 1标签只适用采用反向散射调制时的通信。UHF Generation 2空中接口协议 (R/W) 简称GEN2标准，经ISO核准并入ISO/IEC180006修订标准1。GEN2规范的几个主要要点如下:1. 标准必须能够在860MHz到960MHz之间的任何频率上通信。为了符合不同地区的无线电法规，阅读器应当能够使用这个范围内的任何许可频率进行工作。 2. 标准必须能够支持三种不同的调制方案: 双边带振幅移位键控法（DB-ASK）、单边带振幅移位键控法（SS-ASK）和反相振幅移位键控法（PR-ASK）。阅读器将根据政府无线电法规，确定使用哪种调制方案。3.标准必须能够具有几种不同的传输速率即数据速率:80kbits、160kbits、320kbits和640kbits。阅读器负责决定使用哪种速度。相比之下，第一代协议的传输速率在70kbits到149kbits之间。从理论上来说，数据速率较高的第二代技术有望加快标签读取速度。但实际上，原始传输速率以外的其他众多因素影响着实际读取速率。数据速率较高有时会导致可靠性较低。4.第二代标签支持长达256位的电子产品编码（EPC），而第一代标签支持最多96位的电子产品编码。5.第二代包括了支持“密集询问器信道化信令（dense-interrogator channelized signaling）的方法。密集询问器信道化信令有时名为“密集阅读器模式”（dense reader mode），该方法通过减小阅读器信号“淹没”标签响应信号的可能性，从而竭力减少EPC阅读器之间的干扰。ONS规范ONS（Object Name Service），即对象名解析服务，AutoID中心设计的一种系统，用来查询唯一产品电子代码并根据此码把计算机指向与商品有关的信息。运行在本地服务器中的ONS解析服务帮助本地服务器吸收用标签读写器侦测到的EPC标签的全球信息。在一个局域网内的标签识读器在物理空间上分布在多个地方，用于识读不同环境的EPC标签，识读器再将读到的EPC编码信息通过局域网上传到本地服务器，由服务器所带Savant软件对这些数据进行集中处理，然后，再由本地服务器通过查找本地ONS服务或通过路由器到达远程ONS服务器查找所需EPC编码对应的PML服务器地址，本地服务器就可以与找到的PML服务器建立通讯了。这篇文档描述了利用ONS服务架构来定位带有射频标签对象的网络服务模式。介绍了ONS系统架构、ONS工作过程、解析前运算法则、ONS解算器、管理功效等内容。PML规范PML可广泛应用在存货跟踪、事务自动处理、供应链管理、机器操纵和物对物通讯等方面。毫无疑问的是，很难详细描述整个现实世界以满足每个企业、每个行业的需要。每一个物品都有其物理属性，这包括体积和质量。而且它们经常是有内部结构的。此外它们为不同公司和个人所拥有，并在这些公司和个人之间进行交易。总之，它们存在于时间和空间中。物理标记语言的核心组件就是要捕获这些物品和环境最基本的物理属性。物理标记语言（PML）将成为一种通用的、标准的方法来描述我们所在的真实世界。Q8 UID是怎么回事？A8 日本电子标签标准的特征是赋予现实世界中任何物理对象(物体)惟一的泛在识别号码(Ucode)。其具备128位(128-bit)的较为充裕的容量，可提供340x 1036编码空间，并且还能够以128位为单元进一步将信息容量扩展至256、384及512位。此外，Ucode的优势是能包容现有编码体系的元编码设计，可以兼容多种编码，包括JAN、UPC、ISBN、IPv6地址、甚至电话号码。Ucode标签具有多种形式，包括条码、射频标签、智能卡、有源芯片等。普适识别中心将电子标签进行了分类，并确立了不同的认证标准。Ucode标签UID中国中心从安全策略的角度对这些标准标签进行分区，在每个区设定作为标准ID标签的认定基准，将满足该基准的标签作为标准ID标签认定。有以下几种：1. Class 0：光学性ID标签，是可通过光学性手段读取的ID标签，条形码、二维条形码等相当于此。2. Class 1：低级RFID标签，是代码已在工厂烧制在商品上，不可改变，因受其形状大小等限制而生产困难，是可耐复制的标签。例)muChip、T-Junction。3. Class 2：高级RFID标签，是通过简易认证方式、具有防止识别协议的标签。代码为通过了认证的状态，是可写入的。而且，通过控制命令，保持控制用的状态。4. Class 3：低级 智能标签具有抗破坏性，是与秘密键密码认证通信的网络对应的、具有end to end 的访问保护功能的标签。5. Class 4：高级智能标签具有抗破坏性，它是与公开键密码认证通信网络对应的、具有end to end 的访问保护功能的标签。6. Class 5：低级主动性标签可通过不可识别的简易认证通信访问，其代码是通过了认证的状态，是可写入的标签。而且，带有长寿命电池或自我发电功能，在被访问时以外也可运行。7. Class 6：高级主动性标签具有抗破坏性，是与公开键密码认证通信网络对应的、具有end to end 的访问保护功能的标签。而且，带有长寿命电池或自我发电功能，在被访问时以外也可运行。此外，可进行编程。8. C