第十章RFID标准

1、第十章 物联网RFID标准 Internet Internet之所以能够在全球范围内实现软之所以能够在全球范围内实现软硬件以及信息资源共享，是因为实现了各种网硬件以及信息资源共享，是因为实现了各种网络设备的软硬件及数据交换标准的统一。随着络设备的软硬件及数据交换标准的统一。随着物联网的迅猛全球化和国际射频识别日趋激烈物联网的迅猛全球化和国际射频识别日趋激烈的竞争，物联网的竞争，物联网RFIDRFID标准体系已经成为各个企标准体系已经成为各个企业和国家参与国际竞争的重要手段。业和国家参与国际竞争的重要手段。三流的企业卖产品二流的企业卖 一流的企业卖技术标准 国家标准GB/T3935.11996标

2、准化基本术语第一部分对标准进行了如下定义：“标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。”标准体系的实质就是知识产权，是打包出售知识产权的高级形式。 1999年6月，6C(由日立、松下、JVC、三菱、东芝、时代华纳6大掌握DVD核心专利技术巨头组成的专利联盟组织)宣布“DVD专利联合许可”声明，要求世界上所有生产DVD的厂商必须向他们购买“专利许可”。2002年4月19日，6C与中国电子音响工业协会达成协议，我国公司每出口1台DVD，将支付4美元专

3、利使用费。据不完全统计，中国每生产一台DVD机所要交纳的专利费已超20美元，每年DVD专利费交纳近20亿美元（2007年）。 MPEG专利技术管理公司旗下的MPEG-4、H.264、DVB-T等专利组合也都将展开对中国家电产品的专利收费谈判，这些专利组合覆盖范围很广，涉及数字电视、CRT电视、MP3、影音传输等各个领域。标准之争 2007年3月，Lucent、Zenith、汤姆逊、索尼在内的多家ATSC专利所有人也开始向中国彩电企业发出了具体的ATSC专利清单，根据当时的计算，每台彩电出口要交纳的专利费用将超过23美元。同一年，欧洲DVB-T标准的专利权人陆续发函给数字电视制造商长虹、康佳、C

4、oship、DVN等，要求这些企业就每个使用DVB-T专利的产品支付2.5美元的专利费，付费周期要回溯年，即从2000年开始制造的产品都要支付专利使用费。 1991 年ARM ARM 公司公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。 ARM自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权给其他公司，由它们来生产，每个厂商得到的都是一套独一无二的 ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）标准的缔造者。 标准之争 对于一个国家来说，没有完备的技术标准体系，就如同一座不设防的城，根本没有技

5、术壁垒可言！10.1 RFID标准概述 RFIDRFID标准化标准化是指对产品、过程或者服务中是指对产品、过程或者服务中现实和潜在的问题做出规定，提供可共同遵守现实和潜在的问题做出规定，提供可共同遵守的工作语言，以利于技术合作，同时防止贸易的工作语言，以利于技术合作，同时防止贸易壁垒。通过制定、发布和实施壁垒。通过制定、发布和实施RFIDRFID标准，可以标准，可以解决编码通信、空中接口和数据共享等问题，解决编码通信、空中接口和数据共享等问题，以最大程度地促进以最大程度地促进RFIDRFID技术及相关系统的应用。技术及相关系统的应用。10.1 RFID标准概述nRFID国际标准化机构1.ISO

6、/IEC RFIDRFID技术在国际标准化组织的分类中技术在国际标准化组织的分类中属于信息技术中的自动识别与数据采集属于信息技术中的自动识别与数据采集领域（领域（AIDCAIDC），由国际标准化组织），由国际标准化组织ISOISO和和国际电工委员会国际电工委员会IECIEC负责制定。负责制定。10.1 RFID标准概述1.ISO/IEC RFID RFID技术在国际标准化组织的分类中属于信息技术中的自动识技术在国际标准化组织的分类中属于信息技术中的自动识别与数据采集领域（别与数据采集领域（AIDCAIDC），由国际标准化组织），由国际标准化组织ISOISO和国际电工委和国际电工委员会员会IEC

7、IEC负责制定。负责制定。 ISOISO和和IECIEC专门为专门为AIDCAIDC技术成立了技术标准组（技术成立了技术标准组（JTC-1JTC-1），），19961996年又成立了年又成立了SC31SC31分委员会，负责自动识别和数据采集技术的标准化分委员会，负责自动识别和数据采集技术的标准化制定工作制定工作，SO/IECSO/IEC目前已下设目前已下设6 6个工作组：个工作组：WG1WG1负责数据载体，负责数据载体，WG2WG2负责数据结构，负责数据结构，WG4WG4负责物品管理的负责物品管理的RFIDRFID技术，技术，WG5WG5负责实时定位系负责实时定位系统，统，WG6WG6负责移动

8、物品识别和管理，负责移动物品识别和管理，WG7WG7负责物品管理的安全性。负责物品管理的安全性。 还有一些其他的还有一些其他的ISOISO技术委员会也涉及到部分技术委员会也涉及到部分RFIDRFID的相关标准，的相关标准，如如ISO/IEC TC-104ISO/IEC TC-104货运集装箱标准化技术委员会公布了一个货运集装箱标准化技术委员会公布了一个RFIDRFID用用于海运集装箱的标准，于海运集装箱的标准，ISO TC-122ISO TC-122包装标准化技术委员会和包装标准化技术委员会和TC-04yTC-04y的联合工作组也正在开发一系列的联合工作组也正在开发一系列RFIDRFID供应链

9、管理的应用标准。和其供应链管理的应用标准。和其他非强制的标准一样，他非强制的标准一样，ISOISO标准是否被采用也取决于市场的需求。标准是否被采用也取决于市场的需求。nRFID国际标准化机构10.1 RFID标准概述2.EPCglobal EPCglobal EPCglobal是由美国统一代码协会（是由美国统一代码协会（UCCUCC）和国际物品编码协会）和国际物品编码协会（EANEAN）共同成立的非营利性组织，其主要职责是在全球范围内对）共同成立的非营利性组织，其主要职责是在全球范围内对各各个行业建立和维护个行业建立和维护EPCglobalEPCglobal网络，保证物联网各环节信息的自动网络

10、，保证物联网各环节信息的自动识识别，并采用全球统一标准。别，并采用全球统一标准。 EPCglobalEPCglobal制定了标准开发过程规范，规范了制定了标准开发过程规范，规范了EPCglobalEPCglobal各部门各部门的职责以及标准开发的业务流程，对递交的标准草案进行多方审的职责以及标准开发的业务流程，对递交的标准草案进行多方审核，确保制定的标准具有很强的竞争力。核，确保制定的标准具有很强的竞争力。 目前目前EPCglobalEPCglobal提供的服务主要有：提供的服务主要有： 1) 1) 分配、维护和注册分配、维护和注册EPCEPC管理者代码；管理者代码； 2) 2) 对用户提供对

11、用户提供EPCEPC技术和技术和EPCEPC网络相关内容的教育和培训；网络相关内容的教育和培训； 3) 3) 参与参与EPCEPC商业应用案例实施和商业应用案例实施和EPCglobalEPCglobal网络标准的制定；网络标准的制定； 4) 4) 参与参与EPCglobalEPCglobal网络、网络组成、研究开发和软件系统等网络、网络组成、研究开发和软件系统等的的规范的制定和实施；规范的制定和实施；10.1 RFID标准概述3.其他组织 其它其它RFIDRFID标准化组织还包括各种区域、国家、行业等标准组织。标准化组织还包括各种区域、国家、行业等标准组织。 日本的泛在中心制定日本的泛在中心制

12、定RFID UIDRFID UID标准的思路类似标准的思路类似EPCglobalEPCglobal，目标，目标也是构建一个完整的标准体系，即从编码体系、空中接口协议到泛在也是构建一个完整的标准体系，即从编码体系、空中接口协议到泛在网络体系结构，但在很多细节方面与网络体系结构，但在很多细节方面与EPCEPC系统还是有差异。系统还是有差异。 韩国利用国内移动通信的发展优势，把韩国利用国内移动通信的发展优势，把RFIDRFID和移动通信结合起和移动通信结合起来，并从来，并从20002000年开始在系统架构、编码格式、空中接口、安全隐私等年开始在系统架构、编码格式、空中接口、安全隐私等方面开展相关的标

13、准化工作，以此为突破口，主导国际标准的制定。方面开展相关的标准化工作，以此为突破口，主导国际标准的制定。 与与RFIDRFID应用相关的国际标准化机构：国际电信联盟（应用相关的国际标准化机构：国际电信联盟（ITU)ITU)、世界邮联（世界邮联（UPUUPU）等；区域性标准化机构，如欧洲标准化委员会（）等；区域性标准化机构，如欧洲标准化委员会（CENCEN）等；国家标准化机构，如等；国家标准化机构，如BSIBSI（英国标准协会）等；行业组织，如（英国标准协会）等；行业组织，如ATAATA（世界海关组织暂准进口协议）等。（世界海关组织暂准进口协议）等。10.1 RFID标准概述nRFID标准体系1

14、0.1 RFID标准概述RFIDRFID标准的主要内容包括以下几个方面标准的主要内容包括以下几个方面: :1）技术标准 主要包括接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件主要包括接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术和传输协议等，例如：技术和传输协议等，例如： ISO 18000:ISO 18000:定义了询问者与标签之间在不同频率上的空中接口。定义了询问者与标签之间在不同频率上的空中接口。 PC Gen2:PC Gen2:定义了频率在定义了频率在860860960960MHzMHz之间的空中接口标准。之间的空中接口标准。2）数据内容标准 主要指数据结构、编码格式和数据安全等相

15、关内容。主要指数据结构、编码格式和数据安全等相关内容。ISO/IEC ISO/IEC 1596115961、1596215962与与1596315963标准规定了信息交换过程中的数据协议，它们标准规定了信息交换过程中的数据协议，它们独立于独立于ISO 18000ISO 18000系列空中接口通信协议。系列空中接口通信协议。10.1 RFID标准概述3）性能标准 狭义的狭义的RFIDRFID系统系统是指由承载了唯一编码的是指由承载了唯一编码的RFIDRFID标签通过天线与标签通过天线与读写器实现通信，因此读写器实现通信，因此RFIDRFID标签、读写器和天线就构成了完成自动标签、读写器和天线就构

16、成了完成自动识别与数据采集的有机整体。要实现系统的目标功能，系统各部分识别与数据采集的有机整体。要实现系统的目标功能，系统各部分之间必须满足一致性要求，从而实现不同厂家生产设备之间的互通之间必须满足一致性要求，从而实现不同厂家生产设备之间的互通性和互操作性。因此，性和互操作性。因此，SC31 WG3SC31 WG3制定了性能测试和一致性测试的方制定了性能测试和一致性测试的方法及标准，并作为法及标准，并作为RFIDRFID测试工作的基础。测试工作的基础。 ISO/IEC 18046ISO/IEC 18046定义了定义了RFIDRFID设备的性能检测方法，包括对标签参设备的性能检测方法，包括对标签

17、参数、速度、标签阵列、方向、单标签检测及多标签检测等标签性能数、速度、标签阵列、方向、单标签检测及多标签检测等标签性能的检测方法，以及对读取距离、读取率、单标签和多标签读取等读的检测方法，以及对读取距离、读取率、单标签和多标签读取等读写器性能的检测方法。写器性能的检测方法。 IS0/IEC 18047IS0/IEC 18047定义了定义了RFIDRFID设备的一致性测试方法，也称空中接设备的一致性测试方法，也称空中接口通信协议测试方法。口通信协议测试方法。10.1 RFID标准概述IS0/IEC 18047IS0/IEC 18047分为以下几个部分分为以下几个部分: : ISO/IEC 180

18、472 ISO/IEC 180472：125125134134kHzkHz，对应，对应ISO 180002ISO 180002； ISO/IEC 180473ISO/IEC 180473：13.5613.56MHzMHz，对应，对应ISO 180003ISO 180003； ISO/IEC 180474ISO/IEC 180474：2.452.45GHzGHz，对应，对应ISO 180004ISO 180004； ISO/IEC 180476ISO/IEC 180476：860860960960MHzMHz，对应，对应ISO 18000-6ISO 18000-6； ISO/IEC 180477

19、ISO/IEC 180477：433433MHzMHz，对应，对应ISO 180007ISO 180007。10.1 RFID标准概述4）应用标准 RFIDRFID涉及了众多的具体应用，各种不同的应用涉及不同的行涉及了众多的具体应用，各种不同的应用涉及不同的行业，因此标准还需要涉及有关行业的规范，典型标准包括有：业，因此标准还需要涉及有关行业的规范，典型标准包括有： ISO 10374ISO 10374：货运集装箱标准（自动识别）。：货运集装箱标准（自动识别）。 ISO 18185ISO 18185：货运集装箱的电子封条的射频通信协议。：货运集装箱的电子封条的射频通信协议。 ISO 11784

20、ISO 11784：动物的射频识别：动物的射频识别编码结构。编码结构。 ISO 11785ISO 11785：动物的射频识别：动物的射频识别技术准则。技术准则。 ISO 142231ISO 142231：动物的射频识别：动物的射频识别高级标签的空中接口。高级标签的空中接口。 ANSI MH 10.8.4ANSI MH 10.8.4：可回收容器的：可回收容器的RFIDRFID标准。标准。 AIAGB11AIAGB11：轮胎电子标签标准（汽车工业性动组）。：轮胎电子标签标准（汽车工业性动组）。 ISO 122/104 JWGISO 122/104 JWG：RFIDRFID的供应链应用。的供应链应用

21、。目前，RFID还未形成统一的全球化标准还未形成统一的全球化标准，市场为多种标准并存的局面，但随着全球物流行业RFID大规模应用的开始，RFID标准的统一已经得到业界的广泛认同。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。目前已经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关的，其中包括电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范、以及RFID标签的数据内容编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断演变中。RFID标准争夺的核心主要在RFIDR

22、FID标签的数据内容编码标标签的数据内容编码标准准这一领域。目前，形成了五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。 10.1 RFID标准概述nRFID标准多元化的原因 RFIDRFID的国际标准比较多，主要基于技术因素和利益因素两方面的国际标准比较多，主要基于技术因素和利益因素两方面. .1.技术因素1）RFID的工作频率和信息传输方式 RFIDRFID的工作频率分布在低频至微波的各个频段中，技术差异很的工作频率分布在低频至微波的各个频段中，技术差异很大。例如，大。例如，125125kHzkHz的电路、天线设计与的电路、天线设计与2.452.45GHzGHz的电路、天线设计的电路

23、、天线设计就有很大的不同。即使对于相同的频率，由于基带信号和调制方式就有很大的不同。即使对于相同的频率，由于基带信号和调制方式的不同，也会形成不同的技术标准。例如，对于的不同，也会形成不同的技术标准。例如，对于13.5613.56MHzMHz的工作频的工作频率，率，ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443标准有标准有TYPE ATYPE A和和TYPE BTYPE B两种方式。两种方式。10.1 RFID标准概述2）作用距离 作用距离的差异也是标准不同的主要原因。作用距离不同产生作用距离的差异也是标准不同的主要原因。作用距离不同产生的差异主要表现在以下几个方面：应答器的工作方式分有

24、源工作方的差异主要表现在以下几个方面：应答器的工作方式分有源工作方式和无源工作方式两种；式和无源工作方式两种；RFIDRFID系统的工作原理不同，近距离采用电系统的工作原理不同，近距离采用电感耦合方式，远距离采用基于微波的反射散射耦合方式；载波功率感耦合方式，远距离采用基于微波的反射散射耦合方式；载波功率的差异。例如，同为的差异。例如，同为13.5613.56MHzMHz工作频率的工作频率的ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443标准和标准和ISO/IEC 15693ISO/IEC 15693标准，由于后者作用距离较远，所以其阅读器输出的标准，由于后者作用距离较远，所以其阅读器输出

25、的载波功率较大（但不能超出载波功率较大（但不能超出EMIEMI有关标准的规定）。有关标准的规定）。3）应用目标的不同 RFIDRFID的应用很广泛，针对不同应用，其存储的数据代码、的应用很广泛，针对不同应用，其存储的数据代码、外形需求、频率选择、作用距离以及复杂度等都会有很大的差异。外形需求、频率选择、作用距离以及复杂度等都会有很大的差异。例如，动物识别和货物识别、高速公路的车辆识别计费和超市货物例如，动物识别和货物识别、高速公路的车辆识别计费和超市货物的识别计费等，它们之间都存在较大的不同。的识别计费等，它们之间都存在较大的不同。10.1 RFID标准概述4）技术的发展 随着信息技术的进步和

26、制造业的进步，随着信息技术的进步和制造业的进步，RFIDRFID标准需要不断融入标准需要不断融入这些新进展，以形成与时俱进的标准。这些新进展，以形成与时俱进的标准。2.利益因素 尽管标准是开放的，但标准中的技术专利会给相应的国家、集团尽管标准是开放的，但标准中的技术专利会给相应的国家、集团以及企业等带来巨大的市场效应和经济效益，因此标准的多元化之以及企业等带来巨大的市场效应和经济效益，因此标准的多元化之争也是这些利益之争的必然反映。争也是这些利益之争的必然反映。标准化还不健全会影响到射频技术的采用吗？ 这并没有影响到射频技术项目的进行，不过，标准化的进一步完善将对射频技术的使用推广发挥更大的作

27、用。 主要的标准之一：ISO/IEC RFID标准体系10.2 ISO/IEC的相关标准nISO/IEC的标准体系 ISO/IECISO/IEC对各个频段的对各个频段的RFIDRFID都颁布了标准。都颁布了标准。 ISO/IECISO/IEC已出台的已出台的RFIDRFID标准主要关注基本的模块构建、空中接口标准主要关注基本的模块构建、空中接口和涉及的数据结构以及它们的实施问题。具体可以分为技术标准、和涉及的数据结构以及它们的实施问题。具体可以分为技术标准、数据结构标准、性能标准及应用标准四个方面。数据结构标准、性能标准及应用标准四个方面。l数据标准数据标准（如编码标准（如编码标准ISO/IE

28、C15691ISO/IEC15691、数据协议、数据协议ISO/IEC 15692ISO/IEC 15692、ISO/IEC 15693ISO/IEC 15693，解决了应用程序、标签和空中接口的多样性要，解决了应用程序、标签和空中接口的多样性要求，提供一套通用的通信机制）求，提供一套通用的通信机制）l空中接口标准空中接口标准（ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000系列）系列）l测试标准测试标准（性能测试（性能测试ISO/IEC 18047ISO/IEC 18047和一致性测试标准和一致性测试标准ISO/IEC ISO/IEC 1804618046）l实时定位实时定位（RTLS)

29、RTLS)（ISO/IEC 24730ISO/IEC 24730系列应用接口与空中接口通信系列应用接口与空中接口通信标准）方面的标准。标准）方面的标准。10.2 ISO/IEC的相关标准10.2 ISO/IEC的相关标准n非接触式IC卡国际标准（ISO/IEC 14443） 目前目前RFIDRFID非接触式智能卡常用的三个非接触式智能卡常用的三个ISOISO标准：标准：ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693ISO/IEC 15693和和ISO/IEC 10536ISO/IEC 10536。目前。目前ISO 14443ISO 14443以以13.5613

30、.56MHzMHz交变交变信号为载波频率，应用较为广泛。信号为载波频率，应用较为广泛。 ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443是近耦合非接触式是近耦合非接触式ICIC卡的国际标准，可用于身份卡的国际标准，可用于身份证和各种智能卡、存储卡等。证和各种智能卡、存储卡等。ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443标准由四部分组成，即标准由四部分组成，即ISO/IEC 144431/2/3/4ISO/IEC 144431/2/3/4。 标准卡的类型阅读器作用距离ISO/IEC 10536密耦合（CICC）CCD紧靠ISO/IEC 14443近耦合（PICC）PCD6464T T

31、s s（T Ts s为副载波周期）。然后，在为副载波周期）。然后，在TR1TR1时间内，时间内，PICCPICC产生产生相位为相位为q q0 0的副载波（在此期间相位不变），的副载波（在此期间相位不变），TRTR0 08080T Ts s。副载波的初始。副载波的初始相位定义为逻辑相位定义为逻辑1 1，所以第一次相位转变（相位为，所以第一次相位转变（相位为0 0+180+180）表示从）表示从逻辑逻辑1 1转变到逻辑转变到逻辑0 0。副载波相位变化和数位表示如图所示。副载波相位变化和数位表示如图所示。副载波相位变化和数位表示 TypeA：以PHILIPS公司为代表，包括SIEMENS、HITAC

32、HI、GEMPLUS、G&D和Schlumberger等公司 TypeB：以ST（意法半导体）、MOTOROLA、ATMEL、韩国SAMSUNG和日本的NEC等公司为代表。 10.2 ISO/IEC的相关标准10.2 ISO/IEC的相关标准3ISO/IEC 144433防初始化和防冲突 ISO/IEC 144433ISO/IEC 144433标准中提供了标准中提供了A A型和型和B B型型两种不同的防碰撞协议。两种不同的防碰撞协议。TYPE ATYPE A采用位检测防采用位检测防碰撞协议，碰撞协议，TYPE BTYPE B通过一组命令来管理防碰撞通过一组命令来管理防碰撞过程，防碰撞方案是以时

33、隙为基础的。过程，防碰撞方案是以时隙为基础的。39TYPE A （位检测防碰撞协议）n帧有3种类型：短帧、标准帧和面向比特的防碰撞帧。 短帧短帧标准帧标准帧起始位结束位7位数据奇校验位面向比特防碰撞帧面向比特防碰撞帧加校验位不加校验位不加校验位l命令集命令集 lREQA/WUPAREQA/WUPA命令命令PCD给PICC发送查询信息。这两个命令为短帧。REQA编码为26H（高半字节取3位），WUPA编码为52H （高半字节取3位）， lATQAATQA应答应答 PCD发出REQA命令后，处于休闲状态的PICC都应同步地以ATQA应答PCD，PCD检查是否有碰撞备用经营者编码UID大小00：UI

34、D级长为101：UID级长为210：UID级长为3比特帧防碰撞方式，仅有1位设置成1UID结构定义注：UID可以是一个固定的唯一序列号，也可以使由PICC动态产生的随机数。CT：级联标志，编码为88HBCC：校验字节，是前四个字节的异或l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 组成域SELNVBUID CLnBCC说明1字节1字节04字节1字节l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 组成域SELNVBUID CLnBCC说明1字节1字节04字节1字节PCD发送的

35、字节数命令的非完整字节最后一位的位数l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 组成域SELNVBUID CLnBCC说明1字节1字节04字节1字节BCC：是UID CLn的校验位，是UID CLn的4个字节的异或。l命令集命令集 lANTICOLLISIONANTICOLLISION和和SELECTSELECT命令命令 组成域SELNVBUID CLnBCC说明1字节1字节04字节1字节若NVB=70H，即指示其后有40个有效位，则应添加CRC-A（2字节），此时为SELECT命令。若NVB指示其后少于40个有效位，则为ANTI

36、COLLISION命令。l命令集命令集 lSAKSAK应答应答 PCD发送SELECT命令后，与40位UID匹配的PICC以SAK作为应答。UID不完整，还有未被确认部分UID完整，PICC遵守ISO-14443-4标准的传输协议l命令集命令集 lHALTHALT命令命令49nPICC的状态nPower-off（断电）状态 没有足够的载波能量，PICC没有工作，也不能发送反射波。 nIdle（休闲）状态 PICC已经上电，能够解调信号，并能够识别有效的REQA和WAKE-UP命令。 nReady（就绪）状态 实现位帧的防碰撞算法或其它可行的防碰撞算法。 nActive（激活）状态 PCD通过防

37、碰撞已经选出了单一的卡。nHalt（停止）状态 50n防碰撞流程 表示PCD不发出UID CLn的任一部分，而迫使所有的在场的PICC发回完整的UID CLn作为应答注：未简单起见，图中未表示出起始位、结束位和奇偶校验位。另：PICC到PCD先发送低位，如：防碰撞协议采用ISO/IEC 14443标准中的TYPE A。设阅读器（PCD）射频能量场内有两个应答器PICC#1和PICC#2，其中UID CLn分别为CL1和CL2。请解释图示的防碰撞过程。52nTYPE B的防碰撞协议（时隙ALOHA算法）nREQB/WUPB命令 前缀APf=05H应用簇标识符，代表由PCD指定的应用类型。如00表

38、示各类应用簇及子簇，10表示响应的应答器类别是交通类，50表示响应的应答器类别是医疗类，等等=0为REQB命令=1为WUPB命令当AFI匹配且N=1时，PICC应答REQB/WUPB命令当AFI匹配但N1时，PICC要选择随机时间片（在1N之间），若N=1立即应答；若N1等待SLOT-MARKER命令来匹配时间片。53nTYPE B的防碰撞协议nSLOT-MARKER命令 若多个PICC在同一时间进行应答发生碰撞时，PCD应发出时间片SLOT-MARKER命令 。PCD给出命令为第nnnn个时间片，当PICC产生的随机时间片等于nnnn时才应答。54nTYPE B的防碰撞协议nATQB应答 用

39、于防碰撞期间区分PICC，它由PICC动态产生的数或各种固定的数，仅在Idle状态改变其值协议信息：比特率、最大帧长、协议类型等AFI（1个字节）CRC-B（2个字节）应用数量（1个字节）：指示在PICC中有关应用的出现情况，高4位指示匹配AFI的应用数量，低4位指示总的应用数PICC对REQB/WUPB命令和SLOT-MARKER命令的应答都是ATQB55nTYPE B的防碰撞协议nATTRIB命令 PICC在ATQB应答中PUPI值PCD接收到正确的ATQB应答后发出ATTRIB命令。PICC发送副载波之前的最小延迟时间、PICC向PCD通信时是否需要SOF（帧开始）或EOF（帧结束）、最

40、大帧长度、比特率等信息注：通过ATTRIB命令，PCD可以实现对某个PICC的选择，使其进入active状态。高层信息，长度可为0字节，选用时用于传送高层信息。nTYPE B的防碰撞协议n对ATTRIB命令的应答 对高层命令的响应，长度可为0字节最大缓冲器容量索引。PICC通过该编码告知PCD，PICC能够接收的链接链的最大值。返回CID值，若PICC不支持CID，则其编码为000057nTYPE B的防碰撞协议nHLTB命令及应答 HLTB命令用于将PICC置于Halt状态，此时PICC除了接受WUPB命令外，其它命令对它没有影响。TYPE B型PICC状态转换图 PCD PICC 启 动

41、防 碰 撞 过 程 ： 交 通 应 用 ，AFI=10H；Nmax=1；发送 REQB Param AFI Apf CRC-B 00 10 05 XXXX 交通应用 PICC，AFI 匹配，Nmax=1，发送ATQB。 PICC1 医药应用 PICC，AFI 不匹配，等待下一个REQB/WUPB。 PICC2 多应用 PICC，AFI 匹配，Nmax=1，发送ATQB。 PICC3 检测到碰撞，改变 Nmax4，发送 REQB Param AFI Apf CRC-B 02 10 05 XXXX 医药应用 PICC，AFI 不匹配，等待下一个REQB/WUPB。 PCD 可已根据应用进行选择：选

42、择了PICC3，PCD 可不发送更多时隙；或继续发送时隙；或其他。此例，PCD 将继续发送时隙。发送时隙 2 Apn CRC-B 15 XXXX 多应用 PICC，AFI 匹配，在 1Nmax间随机选择 N=1，所以在时隙 1 发送 ATQB。 PICC3 此例中有 2 个 PICC 应答，PCD 继续发时隙 3， 没有应答后继续发时隙 4， 仍无应答。 交通应用 PICC，AFI 匹配，在 1Nmax间随机选择 N=2，因此需等待时隙 2。 PICC1 PCD 应用决定选择 PICC1，因此给 PICC1发送 ATTRIB 命令， 与此同时， 可用 HLTB命令暂停 PICC3。 PICC2

43、 交通应用 PICC，AFI 匹配， N=2，所以在时隙 2 发送 ATQB。 PICC1 医药应用PICC， 等待下一个REQB/WUPB。 PICC2 多应用PICC， 等待 HLTB 或 ATTRIB 命令。 PICC3 SLOT-MAKER 命令 TYPE B防碰撞过程示例 60 4.ISO/IEC 14443-4传输协议 规定了非接触的半双工的块传输协议并定义了激活和停止协议的步骤。这部分传输协议同时适用于A型卡和B型卡。uTYPE A型PICC激活过程uTYPE B型PICC激活过程u半双工分组传输协议u解除激活10.2 ISO/IEC的相关标准616 RFID的ISO IEC标准

44、nISO/IEC的RFID标准简介 PCD激活TYPE A 型PICC RATS（请求ATS）PCD可接收的FSD（最大帧长）CID（卡标识符），即对PICC寻址的逻辑号高4位：FSDI低4位：CIDATSATS响应的长度，包括TL，但不包括CRC。ATS的最大长度不能超过FSD的大小。接收因子DR=2时，比特率为212kbps DR=4时，比特率为424kbps 高4位：帧等待时间FWT，即PCD发送的帧和PICC发送的应答帧之间的最大延时。PCD可用FWT检测协议错误或未应答的PICC。若在FWT时间内，PCD未从PICC接收到响应，则重发帧。低4位：启动帧的保护时间SFGI，即PICC在

45、发送ATS后，到准备接受下一帧之前所需要的特殊保护时间。可选项，大小取决于ATS的最大长度FSC为PICC可接收的最大帧长，FSCI和FSDI定义的最大帧长相同。确定PCD至PICC和PICC至PCD的传输速率。PPS（协议和参数选择）表明可选字节PPS1是否出现。B5=1表示后面出现PPS1字节PPS响应PICC接收到PPS请求后的应答同PPS请求的PPSS字节相同PCD激活TYPE B型PICC TYPE B类型卡片具有使用更少的命令，更快的响应速度来实现防冲突和选择卡片的能力。TYPE A的防冲突需要卡片上较高和较精确的时序，因此需要在卡和读写器中分别加更多硬件，而TYPE B的防冲突更

46、容易实现。目前TYPE A和TYPE B孰优孰劣尚在争议中。TYPE A的产品(Mifare卡)具有更高的市场普及率；但是TYPE B应该在安全性、高速率和适应性方面有更好的前景，代表产品如二代身份证。补充：ISO14443 标准中的非接触型智能卡Type C Type C由日本索尼公司研制。其Feilica非接触式智能卡（也称“八达卡”）及RC-S 系列读写器成功地应用于香港的地铁运营系统。新加坡MRT（地铁）/LRT（轻轨）/BUS 等公共交通系统（EasyLink）等也将/正在使用SONY 公司的非接触式智能卡技术，作为交通一卡通使用。SONY 公司的非接触智能卡技术在整个非接触式智能卡

47、技术领域中独树一帜。其独特的天线结构和技术，使其读写器的卡片读写距离可以非常稳定地达到10cm 以上。其天线结构中镶嵌的特殊材料（铁氧体等材料）使其整个天线电磁场的读写距离非常均匀，没有“死区”现象出现。SONY 非接触智能卡还有一个非常重要的特性，即数据写操作挫败时的数据忧恢复功能。在对卡片读写操作时，为了保证在同一时间内，多个数据块的写入操作仅用一个写操作命令，因此当写入这些数据块时，写入数据块中任何一小部分如果出现写入失败的话，所有的数据块内容将会自动返回到以前的状态，也即数据被写入之前的状态（内容）。此时所有旧的数据仍然保留，新的准备写入的数据（已经出错的数据）将被丢弃。ISO/IEC

48、1800010.2 ISO/IEC的相关标准n空中接口通信协议标准（ISO/IEC 18000） ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000系列标准定义了系列标准定义了RFIDRFID标签和读写器之间的信号形标签和读写器之间的信号形式、编式、编/ /解码规范、多标签碰撞协议以及命令格式等内容，为所有解码规范、多标签碰撞协议以及命令格式等内容，为所有RFIDRFID设备的空中接口通信提供了全面的指导。该标准具有广泛的通用性，设备的空中接口通信提供了全面的指导。该标准具有广泛的通用性，覆盖了覆盖了RFIDRFID应用的常用频段，如应用的常用频段，如125125134.2kHz134.2k

49、Hz、13.56MHz13.56MHz、433MHz433MHz、860860960MHz960MHz、2.45GHz2.45GHz、5.8GHz5.8GHz等，据前面介绍可知，等，据前面介绍可知，ISO/IEC ISO/IEC 1800018000标准系列包括标准系列包括ISO/IEC 180001ISO/IEC 1800017 7共共7 7个部分。个部分。 （1 1）ISO/IEC 180001ISO/IEC 180001提供基本的信息定义和系统描述，定义了提供基本的信息定义和系统描述，定义了所有所有ISO/IEC 18000 ISO/IEC 18000 系列标准中空中接口定义所要用到的参

50、数，同系列标准中空中接口定义所要用到的参数，同时还列出了所有相关的技术参数及各种通信模式，如工作跳频速率、时还列出了所有相关的技术参数及各种通信模式，如工作跳频速率、占用频道带宽、最大发射功率、杂散发射、调制方式、调制指数、占用频道带宽、最大发射功率、杂散发射、调制方式、调制指数、数据编码、比特速率、标签唯一标识符（数据编码、比特速率、标签唯一标识符（UIDUID）、读写处理时间、错）、读写处理时间、错误检测、存储容量、防冲突类型等。误检测、存储容量、防冲突类型等。 10.2 ISO/IEC的相关标准 同时，它还为标准的其他六个部分详细给出了该通信频率和模同时，它还为标准的其他六个部分详细给出

51、了该通信频率和模式下的具体参数值，为后续的各部分标准设定了一个框架与规则。式下的具体参数值，为后续的各部分标准设定了一个框架与规则。 （2 2）ISO/IEC 180002ISO/IEC 180002定义了定义了125125134.2134.2kHzkHz的空中接口通信的空中接口通信协议参数，规定时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物协议参数，规定时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法。此标准理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法。此标准的标签分为两个类型的标签分为两个类型Type-AType-A和和Type-BType

52、-B，它们在物理层上存在不同，它们在物理层上存在不同，但是支持相同的协议和防碰撞机制。但是支持相同的协议和防碰撞机制。 Type-AType-A标签工作在标签工作在125125kHzkHz的双工通信模式下，使用同一信道进的双工通信模式下，使用同一信道进行读写器和标签之间的双向传输；行读写器和标签之间的双向传输； Type-BType-B标签工作在半双工模式下，其工作频率为标签工作在半双工模式下，其工作频率为134.2134.2kHzkHz，它，它使用两个不同的单向信道进行读写器到标签的和标签到读写器的单使用两个不同的单向信道进行读写器到标签的和标签到读写器的单向数据传输，这些协议保证读写器能与

53、向数据传输，这些协议保证读写器能与Type-AType-A和和Type-BType-B电子标签进电子标签进行通信的能力，并使得兼容的读写器和标签之间也能够实现通信。行通信的能力，并使得兼容的读写器和标签之间也能够实现通信。10.2 ISO/IEC的相关标准 （3 3）ISO/IEC 180003ISO/IEC 180003定义了定义了13.5613.56MHzMHz空中接口通信协议参空中接口通信协议参数，它定义了物理层、防碰撞管理系统和符合数，它定义了物理层、防碰撞管理系统和符合ISO/IEC 180001ISO/IEC 180001要要求的物体识别协议值，规定了时序参数、信号特性、标签与读写

54、器求的物体识别协议值，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法方法, ,这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。 （4 4）ISO/IEC 180004ISO/IEC 180004定义了定义了2.452.45GHzGHz的空中接口通信协议参的空中接口通信协议参数，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层数，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法，这

55、些协议保架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法，这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。同时它还定义了前向和证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。同时它还定义了前向和反向链路参数，包括工作频率、信道带宽、最大功率、数据编码、反向链路参数，包括工作频率、信道带宽、最大功率、数据编码、数据传输速率、跳频速度、跳频、扩频序列和码片传输速率。它主数据传输速率、跳频速度、跳频、扩频序列和码片传输速率。它主要应用于货品管理领域。要应用于货品管理领域。10.2 ISO/IEC的相关标准 （5 5）ISO/IEC 180006ISO/IEC 180006定义了定义了860860960960MH

56、zMHz的空中接口通信的空中接口通信协议协议参数，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的参数，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法，这些物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法，这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。目前该协议中包协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。目前该协议中包括括Type-AType-A、Type-BType-B和和Type-CType-C三种方案设计。从技术上说，这三个方三种方案设计。从技术上说，这三个方案的差别主要体现在案的差别主要体现在RFIDRFID标签的逻辑设计

57、中，在读写器端可以比较标签的逻辑设计中，在读写器端可以比较容易地实现多协议兼容。容易地实现多协议兼容。该方案支持的存该方案支持的存储容量较大，但储容量较大，但是防碰撞能力较是防碰撞能力较弱，且数据结构弱，且数据结构较复杂，指令类较复杂，指令类型多。型多。该方案支持的存该方案支持的存储容量较小，但储容量较小，但是防碰撞能力较是防碰撞能力较强，数据结构和强，数据结构和指令简单。指令简单。来源于来源于EPCglobal的的UHF Class 1 Gen 2 RFID标签标签规范，该方案的规范，该方案的性能特性处于性能特性处于Type-A和和Type-B二者之间，具有二者之间，具有较好的普适性，较好的

58、普适性，因此目前所占的因此目前所占的市场份额也最大。市场份额也最大。10.2 ISO/IEC的相关标准 （6 6）ISO/IEC 180007ISO/IEC 180007定义了有源定义了有源433433MHzMHz的空中接口通信协议的空中接口通信协议参数，用于单品应用管理方面，其典型读取距离超过参数，用于单品应用管理方面，其典型读取距离超过1 1m m。它规定了。它规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法、数据编码和工作周期和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法、数据编码和工作周

59、期等，可用于开发能获得等，可用于开发能获得FCCFCC许可的读许可的读/ /写有源电子标签，这些协议保写有源电子标签，这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。ISO/IEC 180007ISO/IEC 180007可能可能成为远洋运输集装箱追踪管理的全球性成为远洋运输集装箱追踪管理的全球性“事实标准事实标准”。 ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000系列标准中并没有规定相关频段读写器的具体工作系列标准中并没有规定相关频段读写器的具体工作频率、发射功率、频道占有带宽、信道数量、杂散发射、跳频速率频率、发射功率、频道占有带宽、信道数量、杂

60、散发射、跳频速率等技术指标，这完全取决于各国的无线电管理政策。等技术指标，这完全取决于各国的无线电管理政策。主要的标准之二：EPCglobal RFID标准体系l EPCglobal以欧美跨国列强为阵营，是当今世界最大的RFID标准组织。该组织的前身为北美UCC产品统一编码组织和欧洲EAN产品标准组织，合并后称为EPCglobal，其核心成员包括美国的沃尔玛、德国的麦德龙、硅谷的思科、欧洲的吉列公司等世界500强企业。l EPCglobal标准体系是面向物流供应链领域面向物流供应链领域，可以看成是一个应用标准。EPCglobal的目标是解决供应链的透明性和追踪性。 l 在空中接口协议方面，目前