射频识别技术与设计_第三章 RFID标准化 7-8

1、1熟悉熟悉RFIDRFID标准化组织，重点理解标准化组织，重点理解RFIDRFID标标准化的体系结构准化的体系结构；掌握高频掌握高频ISO/IEC 15693ISO/IEC 15693、ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443、ISO/IEC 18000-6B/CISO/IEC 18000-6B/C标准；标准；了解中国了解中国RFIDRFID标准的体系框架和主要内容。标准的体系框架和主要内容。3.1RFID标准化组织标准化组织3.2 RFID标准的体系结构标准的体系结构3.3 ISO/IEC标准标准3.4 EPC global标准标准3.5 UID标准标准3.6 其他常用标准其他常

2、用标准3.7中国中国RFID标准标准2 RFIDRFID标准化原因标准化原因 RFIDRFID标准化组织标准化组织34n 数据格式不统一。数据格式不统一。 每个每个RFIDRFID标签都会有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有标签都会有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多种且互不兼容，那么在闭环的情况下，对企业的影响不大；但很多种且互不兼容，那么在闭环的情况下，对企业的影响不大；但是在开环的情况下，使用不同标准的是在开环的情况下，使用不同标准的RFIDRFID产品将不能通用，这对全产品将不能通用，这对全球化下的物品流通十分不利球化下的物品流通十分不利。n 产品互不兼容产品互不兼容 各个国家

3、分配给各个国家分配给RFID使用的频段也各不相同，造成了使用的频段也各不相同，造成了RFID产产品在不同市场和应用上的混乱和孤立。尤其在品在不同市场和应用上的混乱和孤立。尤其在UHF频段，美国选用频段，美国选用902MHz928 MHz，欧盟选用，欧盟选用865MHz868 MHz，日本选用，日本选用950MHz956 MHz，这样当，这样当RFID技术用于全球开放式应用（如物流技术用于全球开放式应用（如物流等领域）时，就难以满足跨地区、跨国家的操作，这对经济全球化等领域）时，就难以满足跨地区、跨国家的操作，这对经济全球化的物品流通非常不利的物品流通非常不利。5 标准化是指对产品、过程或服务中

4、的现实和潜在的问标准化是指对产品、过程或服务中的现实和潜在的问题做出规定，提供可以共同遵守的工作语言题做出规定，提供可以共同遵守的工作语言。 RFID标准化主要目标在于通过制定、发布和实施标准，标准化主要目标在于通过制定、发布和实施标准，解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题，最大程度解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题，最大程度地促进地促进RFID技术及相关系统的应用技术及相关系统的应用。由于射频识别技术。由于射频识别技术主要用于物流管理等行业，一般都需要通过射频标签来实主要用于物流管理等行业，一般都需要通过射频标签来实现数据共享，因而射频识别技术中的数据编码结构、数据现数据共享，因而

5、射频识别技术中的数据编码结构、数据的读取都需要通过标准来进行规范，以保证射频标签能够的读取都需要通过标准来进行规范，以保证射频标签能够在全世界范围内跨地域、跨行业、跨平台使用。在全世界范围内跨地域、跨行业、跨平台使用。 标准体系的实质就是知识产权，是打包出售知识产权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方式。的高级方式。RFIDRFID标准之争实质上就是物品信息控制权之标准之争实质上就是物品信息控制权之争，关系着国家安全、争，关系着国家安全、RFIDRFID战略实施和战略实施和RFIDRFID产业发展的根产业发展的根本利益。本利益。 目前还没有全球统一的目前还没有全球统一的RFI

6、DRFID标准体系，处于各个标准标准体系，处于各个标准体系共存的阶段。体系共存的阶段。RFIDRFID标准的社会影响标准的社会影响因素因素n 无线通信无线通信管理管理ETSIETSI欧洲电信标准协会、欧洲电信标准协会、FCCFCC美国联邦通信委员会对美国联邦通信委员会对RFIDRFID要求要求n 人类人类健康健康规定无线电波的频率、功率对人类健康的影响规定无线电波的频率、功率对人类健康的影响n 个人隐私个人隐私需用户或消费者同意需用户或消费者同意n 数据安全数据安全需保证信息系统和网络安全需保证信息系统和网络安全6RFIDRFID标准标准的对象的对象n 电子标签与读写器的空中接口电子标签与读写

7、器的空中接口n 读写器与计算机之间的数据交换协议读写器与计算机之间的数据交换协议n RFIDRFID标签与读写器的性能和一致性测试规范标签与读写器的性能和一致性测试规范n RFIDRFID标签的数据内容和编码标准标签的数据内容和编码标准7推动推动RFIDRFID标准化进程的主要实体标准化进程的主要实体n 大零售商大零售商 沃尔玛、麦德龙、沃尔玛、麦德龙、TescoTesco等等n 美国国防部美国国防部 采用采用EPCEPC编码作为供应商军需物资的唯一标识编码作为供应商军需物资的唯一标识n ETSIETSI 发布发布EN302208EN302208等标准，规定等标准，规定UHF RFIDUHF

8、RFID设备的技术要求和测试方法设备的技术要求和测试方法n AIMAIM射频识别专家组射频识别专家组 AIMAIM（国际自动识别技术协会）的射频识别专家组已开始提供物理硬（国际自动识别技术协会）的射频识别专家组已开始提供物理硬件安装和现有业务整合的认证和件安装和现有业务整合的认证和培训培训8n EPCglobal 由由美国统一代码协会美国统一代码协会UCC和和欧洲物品编码协会欧洲物品编码协会EAN于于2003年年9月共月共同成立的一同成立的一个个中立中立性非性非盈利性标准化盈利性标准化组织组织。 EPCglobal授权授权EAN/UCC在各国的编码组织成员负责本国的在各国的编码组织成员负责本国

9、的EPC工作工作，各国编码组织的主要，各国编码组织的主要职责是管理职责是管理EPC注册和标准化工作，在当地注册和标准化工作，在当地推广推广EPC系统，提供技术支持以及培训系统，提供技术支持以及培训EPC系统用户系统用户。 EPCglobal的主要职责是在全球范围内对各个行业建立和维护的主要职责是在全球范围内对各个行业建立和维护EPC网络，保证供应链中各个环节信息的自动实时识别采用全球统一标准。网络，保证供应链中各个环节信息的自动实时识别采用全球统一标准。通过发展和管理通过发展和管理EPC网络标准来提高供应链上贸易单元信息的透明度和网络标准来提高供应链上贸易单元信息的透明度和可视性，以此来提高全

10、球供应链的运作效率可视性，以此来提高全球供应链的运作效率。9n EPCglobal EPCglobal系统是一种基于系统是一种基于EANUCC编码的系统编码的系统。作为产品与服。作为产品与服务流通过程信息的代码化表示，务流通过程信息的代码化表示，EANUCC编码具有一整套涵盖了贸易编码具有一整套涵盖了贸易流通过程各种有形或无形的产品所需的流通过程各种有形或无形的产品所需的全球唯一的标识代码全球唯一的标识代码，包括贸易，包括贸易项目、物流单元、位置、资产、服务关系等标识代码。项目、物流单元、位置、资产、服务关系等标识代码。 EANUCC标识代码随着产品或服务的产生在流通源头建立，并伴标识代码随着

11、产品或服务的产生在流通源头建立，并伴随着该产品或服务的流通贯穿全过程。随着该产品或服务的流通贯穿全过程。EANUCC标识代码是固定结构标识代码是固定结构、无含义、全球唯一的数字型代码，在、无含义、全球唯一的数字型代码，在EPC标签信息规范标签信息规范1.1中采用中采用64-96位的电子产品编码；在位的电子产品编码；在EPC标签标签2.0规范中采用规范中采用96-256位的电子产品位的电子产品编码。编码。10n 泛泛在在ID（UID）中心中心 泛泛在在ID中心于中心于2003年年3月成立月成立，并得到了日本经产省和总务省的支，并得到了日本经产省和总务省的支持，目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电

12、、东芝、夏普、富士通、持，目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电、东芝、夏普、富士通、NTT DoCoMo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等重量级企业理光等重量级企业。 日本日本泛在泛在ID中心目前已经公布了射频标签超微芯片部分规格中心目前已经公布了射频标签超微芯片部分规格。日。日本本的的RFID频段为频段为高频、超高频、微波高频、超高频、微波等频段等频段，其标准其标准可用于库存管理可用于库存管理、信息的发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等、信息的发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等。 UID的核心是赋予现实世界中任何物理对象的核心

13、是赋予现实世界中任何物理对象唯一的泛在识别号唯一的泛在识别号（Ucode）。11n ISO/IEC 国际化国际化标准组织（标准组织（ISO）/国际电工委员会（国际电工委员会（IEC）是是RFID国际标国际标准的主要制定机构。大部分准的主要制定机构。大部分RFID标准都是由标准都是由ISO（或与（或与IEC联合组成）联合组成）的技术委员会（的技术委员会（TC）或分委员会（）或分委员会（SC）制定的）制定的。 ISO的的主要活动主要活动是制定国际标准，协调世界范围的标准化工作，组是制定国际标准，协调世界范围的标准化工作，组织各成员国和技术委员会进行情报交流，以及与其他国际组织进行合作织各成员国和技

14、术委员会进行情报交流，以及与其他国际组织进行合作，共同研究有关标准化问题。，共同研究有关标准化问题。IEC的的宗旨宗旨是，是，通过各成员国的共同工作通过各成员国的共同工作，促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作，增进国际，促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作，增进国际间的相互了解。间的相互了解。 ISO/IEC通过制定和发布相关标准，对国际交换环境中应用的各种通过制定和发布相关标准，对国际交换环境中应用的各种识别卡（磁卡、识别卡（磁卡、IC卡和光卡）技术的发展提供了极大的帮助。该组织卡和光卡）技术的发展提供了极大的帮助。该组织在制定国际标准过程中，尤其是制定在制定国际

15、标准过程中，尤其是制定IC卡国际标准过程中充分考虑了卡国际标准过程中充分考虑了市场的需求，积极吸收了各国际行业协会的意见，所形成的国际标准得市场的需求，积极吸收了各国际行业协会的意见，所形成的国际标准得到了广泛的产品支持，是到了广泛的产品支持，是目前国际化标准组织的标准体系中实现最好的目前国际化标准组织的标准体系中实现最好的国际标准国际标准，已经成为直接影响本行业技术和产品发展方向的重要国际标，已经成为直接影响本行业技术和产品发展方向的重要国际标准。准。12n AIM global 自动自动识别与数据采集（识别与数据采集（AIDC）组织主要组织主要负责制定通行全球的条形负责制定通行全球的条形码

16、标准，码标准，1999年该组织另外成立了全球自动识别制造商协会（年该组织另外成立了全球自动识别制造商协会（AIM global），目的在于推出，目的在于推出RFID标准标准。 AIM的主要的主要研究方向包括条形码、研究方向包括条形码、RFID以及企业移动计算以及企业移动计算。经过。经过多年的努力，多年的努力，AIM与制造商一起提出并发展了许多新兴的技术。在与制造商一起提出并发展了许多新兴的技术。在AIM内部组织内部组织TSC（Technical Symbology Committee）、全球标准咨询）、全球标准咨询小组、以及小组、以及REG（RFID Experts Group）的支持下，）的

17、支持下，AIM创立了许多创立了许多新的标准新的标准。AIMglobal有有13个国家与地区性的分支，且目前其全球会员个国家与地区性的分支，且目前其全球会员数已快速升至数已快速升至1000多个。多个。13n IP-X IP-X是以南美、澳大利亚和瑞士等为中性主权国的第三世界标准是以南美、澳大利亚和瑞士等为中性主权国的第三世界标准组织，其标准主要在南非等国家推行组织，其标准主要在南非等国家推行。 IP-X标准能使芯片设计在多种应用环境下达到广泛的技术可行性标准能使芯片设计在多种应用环境下达到广泛的技术可行性，它自行设计生产，它自行设计生产OEM全套生产线，包括各种射频识别接口、（单频全套生产线，包

18、括各种射频识别接口、（单频/双频）标签、（单频双频）标签、（单频/双频）读取器、设备管理中间件和射频识别基础双频）读取器、设备管理中间件和射频识别基础设施。这些产品经过优化，可以兼容设施。这些产品经过优化，可以兼容IP-X芯片和芯片和EPC标准产品。标准产品。IP-X的芯片产品目前由瑞士的芯片产品目前由瑞士EM微电子制造。微电子制造。14 RFIDRFID标准体系标准体系15n技术技术标准标准定义不同种类的硬件和软件该如何设计定义不同种类的硬件和软件该如何设计；提供；提供了读写器和电子标签了读写器和电子标签之间的之间的通信协议；通信协议；定义读写器和主机系统之间的接口以及数据的语定义读写器和主

19、机系统之间的接口以及数据的语法、结构和内容。法、结构和内容。n一致性标准一致性标准定义电子标签和读写器是否遵循某个定义电子标签和读写器是否遵循某个特定标准的测试特定标准的测试方法方法。如印刷。如印刷质量、测试规范等标准。质量、测试规范等标准。16按内容进行分类按内容进行分类n 数据内容标准数据内容标准定义电子定义电子标签输出的数据流的含义标签输出的数据流的含义；说明传输数据的指令提供数据；说明传输数据的指令提供数据标识符、应用标识符和数据语法的细节。如编码格式、语法标准。标识符、应用标识符和数据语法的细节。如编码格式、语法标准。n 应用标准应用标准定义实现某个定义实现某个特定应用的技术方法特定

20、应用的技术方法。如船运标准、产品包装标准。如船运标准、产品包装标准。例如，集装箱装箱识别系统定义例如，集装箱装箱识别系统定义RFID标签应该所处的位置和如何附标签应该所处的位置和如何附着到箱体上；提供标签、产品封装和编号方式的详细资料。着到箱体上；提供标签、产品封装和编号方式的详细资料。17按频率进行分类按频率进行分类n 低频段低频段 低频段的频率范围为低频段的频率范围为30kHz 300kHz，典型工作频率有：，典型工作频率有：125kHz、133kHz。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。从

21、阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。 与低频相关的国际标准有：与低频相关的国际标准有：ISO11784/11785、ISO18000-2（125-135 kHz），主要应用在动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防），主要应用在动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等方面。盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等方面。18按频率进行分类按频率进行分类n 高频段高频段 高频段的工作频率一般为高频段的工作频率一般为3MHz 30MHz，典型工作频率为：，典型工作频率为：13.56MHz。相关的国际标准有：。相关的国际标准有：ISO14443、ISO15693、ISO18000-

22、3（13.56MHz）等，典型应用包括：电子车票、电子身份证、电子闭锁防）等，典型应用包括：电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。盗（电子遥控门锁控制器）等。19按频率进行分类按频率进行分类n 超高频超高频与微波与微波 超高频与微波的典型工作频率为：超高频与微波的典型工作频率为：433.92MHz、862（902）928MHz、2.45GHz、5.8GHz。 相关的国际标准有：相关的国际标准有：ISO10374、ISO18000-4（2.45GHz）、）、-5（5.8GHz）、）、-6（860-930 MHz）、）、-7（433.92 MHz）、）、ANSI NCITS2

23、56-1999等，典型应用包括：移动车辆识别、电子身份证、仓储等，典型应用包括：移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。2021n RFIDRFID技术标准技术标准22 主要定义了不主要定义了不同频段的空中接口同频段的空中接口及相关参数，包括及相关参数，包括基本术语、物理参基本术语、物理参数、通信协议和相数、通信协议和相关设备等。关设备等。n RFIDRFID数据内容标准数据内容标准23 主要涉及数据协主要涉及数据协议、数据编码规则及议、数据编码规则及语法等。包括编码格语法等。包括编码格式、语法标准、数据式、

24、语法标准、数据符号、数据对象、数符号、数据对象、数据结构和数据安全等，据结构和数据安全等，同时能够支持多种编同时能够支持多种编码格式。码格式。n RFIDRFID性能标准性能标准24 主要涉及 设 备主要涉及 设 备性能及一致性测试性能及一致性测试方法。主要包括印方法。主要包括印刷质量、设计工艺、刷质量、设计工艺、测试规范和试验流测试规范和试验流程等。程等。n RFIDRFID应用标准应用标准25 主要涉及特定应用领域或特定环境中主要涉及特定应用领域或特定环境中RFIDRFID的构的构建规则，其中包括建规则，其中包括RFIDRFID在物流配送、仓储管理、在物流配送、仓储管理、交通运输、信息管理

25、、动物识别、矿井安全、工交通运输、信息管理、动物识别、矿井安全、工业制造和休闲娱乐等领域的应用标准与规范。业制造和休闲娱乐等领域的应用标准与规范。26ISO/IECISO/IEC概述概述空中接口通信协议标准空中接口通信协议标准数据内容标准行业应用标准数据内容标准行业应用标准性能测试和一致性测试标准性能测试和一致性测试标准应用标准应用标准 27 国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）是世界上最大、最具）是世界上最大、最具权威的非政府性国际标准化专门机构。宗旨是促权威的非政府性国际标准化专门机构。宗旨是促进国际标准的制定，开展有关标准化的活动，便进国际标准的制定，开展有关标准化的活动，便于国际物

26、资和服务的交流。于国际物资和服务的交流。 国际电工委员会（国际电工委员会（IEC）是世界上成立最早）是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，工作领域由单纯电气的国际性电工标准化机构，工作领域由单纯电气设备标准的研究，扩展到电子、电磁、电工、电设备标准的研究，扩展到电子、电磁、电工、电气、电信、能源生产和分配等有电工技术的标准气、电信、能源生产和分配等有电工技术的标准。 28 根据根据1976年年ISO和和IEC的新协议，这两个组织都是法律的新协议，这两个组织都是法律上独立的组织，上独立的组织，IEC负责有关电工和电子领域的国际化标准负责有关电工和电子领域的国际化标准，其他工作由，其他工作由IS

27、O负责。随着负责。随着RFID在全球的普及，在全球的普及，ISO与与IEC协商决定，信息技术标准化工作（如协商决定，信息技术标准化工作（如RFID标准）标准）由由ISO和和IEC共同负责制定共同负责制定。 ISO/IEC已出台的已出台的RFID标准主要关注基本的标准主要关注基本的模块构建模块构建、空中接口、空中接口、涉及到的、涉及到的数据结构数据结构及其及其实施实施问题。问题。RFID技术技术作为一种信息技术，与其有关的标准可以分为作为一种信息技术，与其有关的标准可以分为技术标准、技术标准、数据内容标准、性能标准数据内容标准、性能标准和和应用标准应用标准四个方面。四个方面。29 电子标签和读写

28、器之间通过相应的空中接口协议电子标签和读写器之间通过相应的空中接口协议才能进行相互通信。空中接口协议定义了才能进行相互通信。空中接口协议定义了读写器与标读写器与标签之间进行命令和数据双向交换的机制签之间进行命令和数据双向交换的机制，即读写器发，即读写器发给标签的命令和标签发给读写器的响应。给标签的命令和标签发给读写器的响应。30 ISO/IEC18000系列标准是由系列标准是由ISO/IEC JTC1 SC31负责制定的负责制定的RFID空中接口通信协议标准，涵括了有源和无源空中接口通信协议标准，涵括了有源和无源RFID技术标准，技术标准，同时包括同时包括125kHz到到2.45GHz的通信频

29、率，识读距离由几里面到几的通信频率，识读距离由几里面到几十米，主要适用于射频识别技术在单品管理中的应用。十米，主要适用于射频识别技术在单品管理中的应用。31n ISO/IEC18000-1 ISO/IEC18000-1 全球全球认可频率空中接口的一般变量认可频率空中接口的一般变量。1800018000系列标准的系列标准的第一部分，提供了第一部分，提供了RFIDRFID全球可用频率的全球可用频率的通用通信的框架通用通信的框架，同，同时也给出了时也给出了1800018000系列中系列中空中接口定义的一般参数空中接口定义的一般参数。该标准。该标准建立了一个通用系统管理、控制和信息交换的框架，可以用建

30、立了一个通用系统管理、控制和信息交换的框架，可以用于不同的频率于不同的频率。32n ISO/IEC18000-2 ISO/IEC18000-2 针对针对频率频率125-134.2kHz125-134.2kHz。规定了。规定了时序参数时序参数，信号特征信号特征，标签和读写，标签和读写器之间通信的器之间通信的物理层架构物理层架构、协议和指令协议和指令，多标签读取时的，多标签读取时的防碰撞方法防碰撞方法。分为类型分为类型A A和类型和类型B B两种标签，物理层两种标签，物理层上不同，上不同，但支持但支持同样的协议和防碰同样的协议和防碰撞机制撞机制。 类型类型A A工作在工作在125kHz125kHz

31、全双工模式下全双工模式下，使用，使用同一个信道进行读写器和同一个信道进行读写器和标签之间的双向传输（标签之间的双向传输（FDXFDX）。）。FDXFDX标签始终由读写器提供能量，包括从标签始终由读写器提供能量，包括从标签到读写器的传输。标签到读写器的传输。类型类型B B的标签工作在半双工模式下，工作频率为的标签工作在半双工模式下，工作频率为134.2kHz134.2kHz，使用，使用两个不同的单向信道用于读写器到标签和标签到读写器两个不同的单向信道用于读写器到标签和标签到读写器的单向数据传输（的单向数据传输（HDXHDX）。）。HDXHDX标签除了标签到读写器的传输，其它均由标签除了标签到读写

32、器的传输，其它均由读写器供电。读写器供电。读写器须读写器须同时支持类型同时支持类型A A和类型和类型B B。33n ISO/IEC18000-3 ISO/IEC18000-3 针对针对频率频率13.56MHz13.56MHz，该标准定义，该标准定义了了物理层物理层、碰撞管理系碰撞管理系统统和符合和符合ISO/IEC18000-1ISO/IEC18000-1要求的要求的物体识别协议值物体识别协议值。该标准有。该标准有非干扰和非互操作两种模式，可用于不同的场合。模式非干扰和非互操作两种模式，可用于不同的场合。模式1 1基基于于ISO/IEC15963ISO/IEC15963，修订了物品管理，试图改

33、进供货商之间货，修订了物品管理，试图改进供货商之间货品管理和兼容。模式品管理和兼容。模式2 2允许比模式允许比模式1 1更高的数据传输速率和内更高的数据传输速率和内存。读写器必须支持模式存。读写器必须支持模式1 1或模式或模式2 2，或者能够支持两者，或者能够支持两者。34n ISO/IEC18000-4 ISO/IEC18000-4 针对针对频率频率2.45GHz2.45GHz，该标准，该标准主要应用于主要应用于货品管理货品管理领域，同时还定义领域，同时还定义了了前向和反向链路参数前向和反向链路参数。该标准定义了两种模式，模式。该标准定义了两种模式，模式1 1用于用于被动标签被动标签，工作方

34、式为读写器先说（，工作方式为读写器先说（ITFITF）；模式；模式2 2定义定义电池辅助标签电池辅助标签，工作方式，工作方式为标签先说（为标签先说（TTFTTF）。 模式模式1 1的特点为：应用于被动反射的特点为：应用于被动反射RFIDRFID系统；系统使用系统；系统使用IFTIFT技术；读技术；读取范围内有一个或多个标签，范围可大于取范围内有一个或多个标签，范围可大于1m1m；应用于很多商业活动。模；应用于很多商业活动。模式式2 2有以下特点：在大范围、高速数据传输的有以下特点：在大范围、高速数据传输的RFIDRFID系统中使用；标签使系统中使用；标签使用电池辅助但可以像用电池辅助但可以像T

35、TFTTF一样操作；空中接口描述对标签电池辅助没有一样操作；空中接口描述对标签电池辅助没有做到明确说明；可读写标签在空中的总数据传输速率达做到明确说明；可读写标签在空中的总数据传输速率达284Kbps284Kbps，只读，只读标签的传输速率为标签的传输速率为76.8kbps76.8kbps。35n ISO/IEC18000-5 ISO/IEC18000-5 针对针对频率频率5.8GHz5.8GHz，用于单品管理应用。由于该频段缺乏，用于单品管理应用。由于该频段缺乏商业应用前景，这个标准已经终止商业应用前景，这个标准已经终止。36n ISO/IEC18000-6 ISO/IEC18000-6 针

36、对针对频率频率860MHz-930MHz860MHz-930MHz。该。该标准中有三个类型标准中有三个类型。类型类型A A的的特点：特点： 在在前向链路使用脉冲间隔编码；读写器先工作方式；前向链路使用脉冲间隔编码；读写器先工作方式；AlohaAloha防碰撞算法；在反向链路使用双相间隔码编码防碰撞算法；在反向链路使用双相间隔码编码。类型类型B B特点：特点： 在在前向链路中使用双相间隔码编码模式和前向链路中使用双相间隔码编码模式和曼彻斯特编曼彻斯特编码；码；读写器首先工作；二叉树防碰撞算法读写器首先工作；二叉树防碰撞算法。类型类型C C特点特点： 类型类型A A与类型与类型B B的优点综合，与

37、的优点综合，与EPC EPC Class1 Gen2Class1 Gen2标准相标准相同同。37n ISO/IEC18000-7 ISO/IEC18000-7 定义定义了了433.92MHz433.92MHz空中接口通信协议，用于单品管理应空中接口通信协议，用于单品管理应用方面，典型的读取距离超过用方面，典型的读取距离超过1m1m。规定。规定了了时序参数时序参数、标签与、标签与读写器之间通信的读写器之间通信的物理层协议物理层协议、多标签同时读取时、多标签同时读取时的的防碰撞防碰撞、数据编码数据编码、工作周期工作周期等，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

38、电子标签。这些标签被美国国防部和万国邮政联盟使写有源电子标签。这些标签被美国国防部和万国邮政联盟使用，读写范围超过用，读写范围超过300ft300ft，约合，约合90m90m。ISO/IEC18000-7ISO/IEC18000-7有可能有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”。38 由于由于UHFUHF（860860960MHz960MHz）频段具有）频段具有读写速率快、识别距读写速率快、识别距离远、抗干扰能力强、标签小离远、抗干扰能力强、标签小等优点，因此等优点，因此UHFUHF频段的相关频段的相关的协议标准已成为全球的协议标准已成为全

39、球RFIDRFID产业和研究部门关注的热点产业和研究部门关注的热点。 UHF UHF频段频段ISO/IEC18000-6ISO/IEC18000-6系列标准系列标准包括包括ISO/IEC 18000-6 ISO/IEC 18000-6 Type AType A、ISO/IEC 18000-6 Type BISO/IEC 18000-6 Type B和和ISO/IEC 18000-6 Type ISO/IEC 18000-6 Type C 3C 3种协议种协议标准。标准。Type CType C由由EPC Class1 Gen2EPC Class1 Gen2适当修改适当修改而来。而来。 Type

40、 Type A A标准相对来说出现较早，从读写速率、性能、准标准相对来说出现较早，从读写速率、性能、准确性和安全性等方面都不如确性和安全性等方面都不如Type BType B和和Type CType C，在实际的生产，在实际的生产和应用当中，已经逐渐被和应用当中，已经逐渐被Type BType B和和Type CType C所所取代取代。39a)a) Type BType B与与Type CType C协议标准基本参数比较协议标准基本参数比较40 Type Type C C在在数据速率、调制方式数据速率、调制方式等多方面都优于等多方面都优于Type Type B B，但是从，但是从标签容量标签

41、容量来看，来看，Type BType B存储数据的能力多于存储数据的能力多于Type CType C。Type BType B的的自适应二进制树算法自适应二进制树算法和和Type CType C的的时隙时隙随机防碰撞随机防碰撞算法算法则各有其特点。则各有其特点。Type BType B一般用在闭环的一般用在闭环的领域，领域，Type CType C一般用于开环的领域。对于不同的应用对一般用于开环的领域。对于不同的应用对象和环境，需要使用不同的协议标准。象和环境，需要使用不同的协议标准。41b) Type B与Type C协议编码与命令类型 Type B Type B和和Type CType C

42、协议都是基于协议都是基于“读写器先发言读写器先发言”的的通信机制，即读写器发出命令帧，标签收到后解码读写通信机制，即读写器发出命令帧，标签收到后解码读写器的命令，然后由标签应答，从而实现数据的传输。器的命令，然后由标签应答，从而实现数据的传输。链路与编码链路与编码 读写器到标签的通信（即前向链路）使用读写器到标签的通信（即前向链路）使用开关控制开关控制方方式发送数据。射频场开代表式发送数据。射频场开代表“1 1”，射频场关代表，射频场关代表“0 0”。 Type B Type B协议前向链路采用协议前向链路采用曼彻斯特编码曼彻斯特编码的方式，高电的方式，高电平由逻辑平由逻辑“1”1”到逻辑到逻

43、辑“0”0”的转换（下降沿）来表示，低的转换（下降沿）来表示，低电平由逻辑电平由逻辑“0”0”到逻辑到逻辑“1”1”的转换（上升沿）来表示的转换（上升沿）来表示42b) Type B与Type C协议编码与命令类型链路与编码链路与编码 Type CType C采用具有唯一性解码的采用具有唯一性解码的PIEPIE编码编码，通过脉冲，通过脉冲间隔（间隔（Pulse IntervalPulse Interval）长度的不同来区分逻辑）长度的不同来区分逻辑“0 0”和和“1 1”，并且在任意一个符合数据的中间产生一次相，并且在任意一个符合数据的中间产生一次相位翻转位翻转, ,脉冲宽度大于参考脉冲宽度判

44、为逻辑脉冲宽度大于参考脉冲宽度判为逻辑“1”1”小小于参考脉冲宽度判为逻辑于参考脉冲宽度判为逻辑“0”0”。参考脉冲宽度为逻辑。参考脉冲宽度为逻辑“0”0”和和“1”1”脉冲宽度之和的一半。脉冲宽度之和的一半。43b) Type B与Type C协议编码与命令类型链路与编码链路与编码 Type BType B与与Type CType C的的返向链路都采用返向链路都采用FM0FM0编码编码，也称，也称之为双相间隔编码。如果电平从位窗的起始处发生翻转，之为双相间隔编码。如果电平从位窗的起始处发生翻转，则表示逻辑则表示逻辑“1 1”。如果电平除了在位窗的起始处翻转，。如果电平除了在位窗的起始处翻转，

45、还在中间发生翻转，则表示逻辑还在中间发生翻转，则表示逻辑“0 0”。44b) Type B与Type C协议编码与命令类型命令类型与格式命令类型与格式 Type B Type B与与Type CType C协议标准的命令集划分方式不同，协议标准的命令集划分方式不同，但本质上没有很大区别。但本质上没有很大区别。Type BType B的命令可以分为的命令可以分为4 4个功能个功能组：组：选择命令、识别命令、数据传输命令和多卡处理命选择命令、识别命令、数据传输命令和多卡处理命令令。Type CType C的命令可以分为的命令可以分为3 3个功能组：个功能组：选择命令、清点选择命令、清点命令和访问命

46、令命令和访问命令。由于命令有很多，只分析常用的具有。由于命令有很多，只分析常用的具有代表性的强制命令。强制命令即符合代表性的强制命令。强制命令即符合ISO/IEC18000-6ISO/IEC18000-6标标准所规定的所有标签和读写器应支持的命令。准所规定的所有标签和读写器应支持的命令。45b) Type B与Type C协议编码与命令类型命令类型与格式命令类型与格式Type BType B的的GROUP SELECTGROUP SELECT命令格式命令格式 Type BType B的的GROUP SELECTGROUP SELECT命令根据某种条件在射命令根据某种条件在射频场中选择一组标签，

47、进行识别或读写数据。频场中选择一组标签，进行识别或读写数据。 Type Type B B的所有命令位数都为的所有命令位数都为8 8位，数据字段固定为位，数据字段固定为6464位。位。46b) Type B与Type C协议编码与命令类型命令类型与格式命令类型与格式Type CType C的的SelectSelect命令格式命令格式 Type CType C的的SelectSelect命令用于选择标签群以便对标签进命令用于选择标签群以便对标签进行清点和访问，该命令可以确认或取消适用于行清点和访问，该命令可以确认或取消适用于4 4个通话的个通话的标签的标签的SLSL标记。标记。 Type CTyp

48、e C命令位数采用命令位数采用HuffmanHuffman编码的方编码的方式，式， 采用指针和长度的方式操作数据，这样可以提高传采用指针和长度的方式操作数据，这样可以提高传输效率。输效率。47b) Type B与Type C协议编码与命令类型命令与编码评价命令与编码评价 曼彻斯特编码是早期的编码标准，实现起来较为容易，但是编曼彻斯特编码是早期的编码标准，实现起来较为容易，但是编码效率较低，一般情况下脉冲量是数据量的两倍，具有唯一性。码效率较低，一般情况下脉冲量是数据量的两倍，具有唯一性。PIEPIE编码具有极性翻转特性，使得编码数据同曼彻斯特编码一样无编码具有极性翻转特性，使得编码数据同曼彻斯

49、特编码一样无二义性，且物理上实现容易，传输效率高。二义性，且物理上实现容易，传输效率高。 命令是读写器和标签之间通信的手段，所以在命令的传输过程命令是读写器和标签之间通信的手段，所以在命令的传输过程中尽量的缩短命令的长度，但是又不能改变命令的功能。中尽量的缩短命令的长度，但是又不能改变命令的功能。Type BType B的的所有命令位数都所有命令位数都8 8位，而位，而Type CType C命令位数采用可变字长前缀编码，命令位数采用可变字长前缀编码，这样使用频率较高的命令的命令码位数较少。另外，这样使用频率较高的命令的命令码位数较少。另外，Type CType C的数据的数据传输采用指针和长

50、度的方式，优于固定长度方式，它以最短的长度传输采用指针和长度的方式，优于固定长度方式，它以最短的长度传输最多的有效数据，提高了传输效率。传输最多的有效数据，提高了传输效率。48c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制 当标签进入射频场时，从当标签进入射频场时，从POWER-OFFPOWER-OFF状态进入状态进入READYREADY状态，状态，读写器用读写器用GROUP SELECTGROUP SELECT命令使部分或所有在射频场中的标签参命令使部分或所有在射频场中的标签参与冲突仲裁。这时标签由与冲突仲裁。这时标签由READY READY 状态进入状态进入IDID状态，同时把内部状

51、态，同时把内部计数器清计数器清“0 0”。这时，所有处于。这时，所有处于IDID状态的标签执行下列流程进状态的标签执行下列流程进行冲突仲裁。行冲突仲裁。Type B自适应二进制树防冲突机制49c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制1 1）、所有处于、所有处于IDID状态并且内部计数器为状态并且内部计数器为“0 0”的标签将发送它们的标签将发送它们的的UIDUID给读写器。给读写器。2 2）、如果有一个以上的标签发送、如果有一个以上的标签发送UIDUID，读写器将收到错误的响应，读写器将收到错误的响应，然后发送然后发送FAILFAIL命令。命令。3 3）、当标签接收到、当标签接收到

52、FAILFAIL命令后，首先查看自己的内部计数器，命令后，首先查看自己的内部计数器，如果计数器不为如果计数器不为“0 0”，则把计数器加，则把计数器加“1 1”。如果计数器为。如果计数器为“0 0”，标签将生成一个，标签将生成一个“1 1”或或“0 0”的随机数，随机数是的随机数，随机数是“1 1”，则计数器加则计数器加“1 1”；随机数是；随机数是“0 0”，则计数器不变，并再次发送，则计数器不变，并再次发送它们的它们的UIDUID。这时可能会出现以下四种可能情况。这时可能会出现以下四种可能情况。4 4）、如果有一个以上的标签发送它们的、如果有一个以上的标签发送它们的UIDUID，则重复，则

53、重复2 2）操作。操作。50c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制5 5）、如果所有的标签都随机产生）、如果所有的标签都随机产生“1”1”，这时读写器就接收不到，这时读写器就接收不到任何响应，它就会发送任何响应，它就会发送SUCCESSSUCCESS命令。所有标签的计数器减命令。所有标签的计数器减“1”1”，然后计数器为然后计数器为“0”0”的标签继续发送的标签继续发送UIDUID，接着重复，接着重复2 2）操作。）操作。6 6）、如果只有一个标签发送它的）、如果只有一个标签发送它的UIDUID，那么读写器将发送包含此，那么读写器将发送包含此UIDUID的的DATA READDA

54、TA READ命令。标签正确接收后，就从命令。标签正确接收后，就从IDID状态进入状态进入DATA DATA EXCHANGEEXCHANGE状态，并发送数据。然后读写器将发送状态，并发送数据。然后读写器将发送SUCCESSSUCCESS命令。命令。如果这时只剩一个标签，则重复如果这时只剩一个标签，则重复5 5）操作。如果这时还有多个标）操作。如果这时还有多个标签，则重复签，则重复2 2）操作。）操作。7 7）、如果只有一个标签发送）、如果只有一个标签发送UIDUID，但是没有被正确接收，那么读，但是没有被正确接收，那么读写器将发送写器将发送RESENDRESEND命令。这时标签就会重新发送它

55、的命令。这时标签就会重新发送它的UIDUID，如果，如果正确接收，则重复正确接收，则重复6)6)操作；如果若干次错误，就假定有多个标签，操作；如果若干次错误，就假定有多个标签，则重复则重复2 2）操作。）操作。51c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制 Type B Type B的自适应二进制树防冲突机制把标签作为二进制树的结的自适应二进制树防冲突机制把标签作为二进制树的结点，经过点，经过FAILFAIL命令后，随机产生器产生二进制树的命令后，随机产生器产生二进制树的“0”0”、“1”1”分分支，而标签内部计数器的值则为结点在树中的层数。支，而标签内部计数器的值则为结点在树中的层

56、数。 整个冲突仲裁过程其实是：整个冲突仲裁过程其实是：1 1）、通过）、通过FAILFAIL命令和标签的随机数产生器构建一棵二进制树；命令和标签的随机数产生器构建一棵二进制树；2 2）、在随机数产生器为）、在随机数产生器为“1”1”的分支中，用内部计数器来标识标签的分支中，用内部计数器来标识标签结点的层数；结点的层数；3 3）、从层数最小的标签结点开始遍历，当获得标签结点的）、从层数最小的标签结点开始遍历，当获得标签结点的UIDUID后，后，就从二进制树删除该结点；就从二进制树删除该结点；4 4）、通过）、通过SUCCESSSUCCESS命令把标签结点的层数减命令把标签结点的层数减“1”1”，

57、然后就构成一棵，然后就构成一棵新的二进制树；新的二进制树；5 5）、直到所有的结点都识别完，也就完成了冲突仲裁。）、直到所有的结点都识别完，也就完成了冲突仲裁。52c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制 Type C Type C标准提出一种新的随机时隙防冲突机制（标准提出一种新的随机时隙防冲突机制（SRSR），其），其本质上跟本质上跟Type AType A采用的帧时隙采用的帧时隙AlohaAloha机制一样，帧长度为机制一样，帧长度为2 2Q Q，但，但是是Type CType C可以根据可以根据Q Q值动态的操作当前的识别周期。值动态的操作当前的识别周期。Type C随机时

58、隙防冲突防冲突机制53c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制随机时隙防冲突机制的标签识别过程如下：随机时隙防冲突机制的标签识别过程如下：1 1）、读写器选择）、读写器选择4 4个会话（个会话（S1S1、S2S2、S3S3、S4S4）中的一个来清点）中的一个来清点标签。在清点周期范围内，有且只有一个会话。标签。在清点周期范围内，有且只有一个会话。2 2）、读写器发送）、读写器发送QueryQuery命令来启动清点周期，参数命令来启动清点周期，参数Q Q包含于包含于QueryQuery命令中。命令中。3 3）、标签收到）、标签收到QueryQuery命令后，在（命令后，在（0 0 2

59、 2Q Q 1 1）范围内挑选一）范围内挑选一个随机值，将该值载入时隙计数器，如果随机数为个随机值，将该值载入时隙计数器，如果随机数为“0”0”，它将，它将用用RN16RN16（1616位随机数）响应。位随机数）响应。54c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制4 4）、如果只有一个标签响应读写器，说明当前）、如果只有一个标签响应读写器，说明当前Q Q的值设置比较合理，的值设置比较合理，则该标签被读写器识别，接着执行操作则该标签被读写器识别，接着执行操作5 5）。如果没有标签响应或者）。如果没有标签响应或者冲突，则执行操作冲突，则执行操作6 6）。）。5 5）、读写器发送）、读写器

60、发送ACKACK命令，标签用命令，标签用EPCEPC等数据响应读写器。等数据响应读写器。6 6）、根据不同的情况去调整）、根据不同的情况去调整Q Q的值，然后发出的值，然后发出QueryQuery或或QueryAdjustQueryAdjust命令去识别剩下的标签。命令去识别剩下的标签。55c) Type B与Type C协议标准的防冲突机制 Type C Type C的随机时隙防冲突的机制本质上是采用的随机时隙防冲突的机制本质上是采用划分时隙划分时隙的手段的手段来实现标签的防冲突。在每个清点周期内，通过来实现标签的防冲突。在每个清点周期内，通过多次尝试调整多次尝试调整Q Q值值的的大小，使标