《射频识别技术及应用》课件RFID的ISO IEC标准-1

RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准

RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准标

准

标准是对重复性事物和概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，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。标准的作用确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实施的安全性以及其他许多方面。RFID标准化的主要目的在于通过制定、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，最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用。标准采用过早，有可能会制约技术的发展和进步；采用过晚，可能会限制技术的应用范围。RFID标准涉及的主要内容包括：技术（接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术、通信协议）一致性（数据结构、编码格式及内存分配）电池辅助及与传感器的融合应用（如不停车收费系统、身份识别、动物识别、物流、追踪、门禁等）ISO/IEC概述

国际标准化组织（ISO）的宗旨是在世界范围内促进国际标准的制定，协调世界范围内的标准化工作，组织各成员国和技术委员会进行情报交流，共同研究有关标准化的问题。国际电工委员会（IEC）成立于1906年，至今已有100多年的历史，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构。ISO和IEC是RFID国际标准的主要制定机构，目前大部分RFID标准是由ISO/IEC组织下属的技术委员会（TC）或分委员会（SC）制定的。

ISO/IEC制定的RFID标准（P146

表6.1）技术标准（ISO/IEC10536、ISO/IEC14443、ISO/IEC18000系列标准等）数据结构标准（ISO/IEC15424、ISO/IEC15418、ISO/IEC15434等）性能标准（ISO/IEC18046、ISO/IEC18047、ISO/IEC10373-6等）应用标准（ISO/IEC10374、ISO/IEC18185、ISO/IEC11784等）和RFID技术相关的标准无线通信管理（频谱分布、功率、电磁兼容等内容）人类健康的有关标准和规范（国际非电离辐射保护委员会（ICNIRP）所提出的标准和规范)数据安全的有关标准和规范（经济合作与发展组织（OECD））隐私问题（目前，很多用于物品识别的应答器（电子标签）都能支持KILL命令）

RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：非接触式IC卡标准动物识别标准物品识别标准ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：非接触式IC卡标准动物识别标准物品识别标准非接触式IC卡由于作用距离不同有三种不同的标准。密耦合IC卡及系统至今几乎没有得到应用。近耦合和疏耦合非接触式IC卡标准可用于身份证和各种智能卡，工作频率为13.56MHz。标准卡的类型阅读器作用距离ISO/IEC10536密耦合（CICC）CCD紧靠ISO/IEC14443近耦合（PICC）PCD<10cmISO/IEC15693疏耦合（VICC）VCD约50cmISO/IEC的RFID标准常用的有三种：非接触式IC卡标准动物识别标准物品识别标准嵌入宠物、牧畜身上的RFID芯片可用于动物识别。动物识别的国际标准为ISO/IEC11784，ISO/IEC11785和ISO/IEC14223。ISO/IEC11784规定动物识别的代码结构，动物识别代码由64位（8字节）组成。国内识别代码由各国自行管理。27-64位码也可分配用于区别不同动物类型、品种、区域和饲养者等。位序号说明11表示动物应用，0表示非动物应用2-15为未来应用保留161表示有附加数据接着传输，0表示没有17-26根据国际标准ISO3166的国家代码，999代码是测试应答器27-64国内识别代码ISO/IEC11785规定相关的技术准则，包括应答器数据的传输方法和阅读器的规范。阅读器的工作频率134.2kHz±1.8kHz。应答器的工作方式可以是全双工/半双工方式或时序方式。ISO/IEC11785规定相关的技术准则，包括应答器数据的传输方法和阅读器的规范。阅读器的工作频率134.2kHz±1.8kHz。应答器的工作方式可以是全双工/半双工方式或时序方式。全双工：收发可以同时的。半双工：收和发不能同时。ISO/IEC11785规定相关的技术准则，包括应答器数据的传输方法和阅读器的规范。阅读器的工作频率134.2kHz±1.8kHz。应答器的工作方式可以是全双工/半双工方式或时序方式。全双工：收发可以同时的。手机，可以同时说话。半双工：收和发不能同时。对讲机，要么说要么听。全双工/半双工方式应答器在从阅读器获得能量，建立起工作电源后，立即开始传输存储的识别数据。数据以差分曼切斯特码为数字基带信号，数据时钟频率为阅读器载波频率的32分频。

全双工/半双工方式应答器在从阅读器获得能量，建立起工作电源后，立即开始传输存储的识别数据。数据以差分曼切斯特码为数字基带信号，数据时钟频率为阅读器载波频率的32分频。数据的帧结构包括11位的起始域（头标）、64位识别代码、16位的CRC和24位终止域（尾标）。每传输8位后，插入一个具有逻辑1电平的填充位。头标字节填充位1。。。字节填充位1字节填充位1字节填充位1。。。识别代码CRC终止域时序方式应答器应答器在阅读器50ms的持续载波场中充入能量，载波在持续50ms后暂停3ms，应答器在暂停载波后大约1-2ms内开始传输存储的识别数据。时序方式应答器应答器在阅读器50ms的持续载波场中充入能量，载波在持续50ms后暂停3ms，应答器在暂停载波后大约1-2ms内开始传输存储的识别数据。采用NRZ码的2FSK数字脉冲调制，逻辑0的频率为134.2kHz，逻辑1的频率为124.2kHz。时序方式应答器应答器在阅读器50ms的持续载波场中充入能量，载波在持续50ms后暂停3ms，应答器在暂停载波后大约1-2ms内开始传输存储的识别数据。采用NRZ码的2FSK数字脉冲调制，逻辑0的频率为134.2kHz，逻辑1的频率为124.2kHz。数据帧的结构包括8为起始（01111110）、64位识别代码、16位CRC和3字节的终止域，但没有插入填充位阅读器对于全双工/半双工应答器，应答数据如果在50ms内没有全部传输完，则载波可延迟至100ms。对于时序应答器，为保证时序应答器可把识别数据全部传输完，停顿时间可以最多延长到20ms。ISO/IEC14223为读取动物应答器内的特殊数字提供了协议，这些数字被存储在集中所有动物数据的中央数据库内。符合ISO/IEC14223标准的读取设备应具备抗干扰能力，保证动物的识别的持续性。ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：非接触式IC卡标准动物识别标准物品识别标准物品识别标准ISO/IEC18000：空中接口的重要标准，无线频段（频率）有6个，即低于135kHz，13.56MHz，433MHz，860~960MHz，2.45GHz和5.8GHz。作用距离从数厘米至十多米不等。物品识别标准ISO/IEC18000ISO/IEC18001：给出了应答器的外形要求。ISO/IEC10374：物品识别标准ISO/IEC18000ISO/IEC18001ISO/IEC10374：微波应答器的集装箱识别标准，工作频率范围为850~950MHz以及2.4~2.5GHz，应答器的灵敏度以最大电场强度150mV/m定义，最大可阅读距离为13m。

应答器在由未调制的载波信号形成的场中被激活，以变形的FSK副载波通过反向散射调制方式进行应答。物品识别标准ISO/IEC18000ISO/IEC18001ISO/IEC10374：微波应答器的集装箱识别标准，工作频率范围为850~950MHz以及2.4~2.5GHz，应答器的灵敏度以最大电场强度150mV/m定义，最大可阅读距离为13m。

应答器中可存储的信息包括：货主编码、序列号和检测数据；集装箱的几何尺寸；集装箱的类别；总重量和空箱重量；等等。

RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准1.物理特性

ISO/IEC

14443-1近耦合非接触式IC卡的国际标准，可用于身份证和各种智能卡、存储卡。其尺寸85.72mm*54.03mm*0.76mm±容差。

ISO/IEC14443标准由四部分组成，即ISO/IEC14443-1/2/3/4。2.ISO/IEC14443-2射频能量阅读器产生耦合到应答器的射频电磁场，用以传送能量。PICC通过耦合获取能量，并转换成芯片工作直流电压。PCD和PICC间通过调制与解调实现通信。射频频率为13.56MHz±7kHz，阅读器产生的磁场强度为1.5A/m，PICC在距离PCD为10cm时应能正常不间断地工作。信号接口有两种：TYPEA和TYPEB。2.ISO/IEC14443-2射频能量阅读器产生耦合到应答器的射频电磁场，用以传送能量。PICC通过耦合获取能量，并转换成芯片工作直流电压。PCD和PICC间通过调制与解调实现通信。射频频率为13.56MHz±7kHz，阅读器产生的磁场强度为1.5A/m，PICC在距离PCD为10cm时应能正常不间断地工作。信号接口有两种：TYPEA和TYPEB。TYPEA型PCD向PICC通信：载波频率为13.56MHz，采用修正密勒码的100%ASK调制。载波间隙的时间约为2-3us。PICC向PCD通信：PICC向PCD通信以负载调制方式实现，用数据曼切斯特码的副载波调制(ASK)信号进行负载调制。TYPEB型PCD向PICC通信：用数据的NRZ码对载波进行ASK调制，调制度为10%（8%-14%）。逻辑1时，载波高幅度（无调制）；逻辑0时，载波低幅度。PICC向PCD通信：用数据的NRZ码对副载波进行BPSK调制，然后再用副载波调制信号进行负载调制实现通信。（P154图6.6）3.ISO/IEC14443-4传输协议用于非接触环境的半双工分组传输协议。TYPEA型TYPEB型半双工分组传输协议3.ISO/IEC14443-4传输协议用于非接触环境的半双工分组传输协议。TYPEA型TYPEB型半双工分组传输协议PICC的状态Power-off（断电）状态Idle（休闲）状态Ready（就绪）状态Active（激活）状态Halt（停止）状态406

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICC416

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介REQA命令的编码为26H426

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介当PICC发回SAK后，PCD必须检查SAK字节，以核实PICC是否支持对ATS(AnswertoSelect)的使用。436

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICCPCD发出REQA命令后，处于休闲状态的PICC都应同步地以ATQA应答PCD。位b16-b13b12-b9b8b7b6b5-b1说明RFU经营者编码UID大小RFU比特帧防碰撞方式RFU（备用）位都设置为0。b8b7编码：00时UID级长为1（CL1）,01时级长为2（CL2）,10时级长为3（CL3）,11为备用。b5-b1中仅有1位设置为1，表示采用的是比特帧防碰撞方式。456

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICCPCD发出ATQA应答，PCD和PICC进入防碰撞循环。ANTICOLLISION和SELECT命令：位SELNVBUIDCLnBCC说明1字节1字节0-4字节1字节SEL的代码为93H，95H或97H，分别对应于UIDCL1，UIDCL2，UIDCL3。NVB域的编码。高4位为字节数编码，是PCD发送的字节数，包括SEL和NVB，值为2-7，编码范围为0010-0111.低4位表示命令的非完整字节最后一位的位数，编码0000-0111，位数为0表示没有非完整字节。SEL和NVB的值制定了在防碰撞循环中分裂的位。若NVB指示其后有40个有效位（NVB=70H）,则应添加CRC-A(2字节)。PCD发出ATQA应答，PCD和PICC进入防碰撞循环。ANTICOLLISION和SELECT命令：位SELNVBUIDCLnBCC说明1字节1字节0-4字节1字节SEL和NVB的值制定了在防碰撞循环中分裂的位。若NVB指示其后有40个有效位（NVB=70H）,则应添加CRC-A(2字节),且该命令为SELECT命令。若NVB指定其后有效位小于40位，则为ANTICOLLISION命令。ANTICOLLISION命令是比特防碰撞帧。PCD选定防碰撞命令SEL的代码为93H，95H或97H，分别对应于UIDCL1，UIDCL2，UIDCL3，即确定UIDCLn的n值。PCD指定NVB=20H，表示PCD不发出UIDCLn的任一部分，而迫使所有在场的PICC发回完整的UIDCLn作为应答。所有在场的PICC发回完整的UIDCLn作为应答。如果多于1个PICC发回应答，则说明发生了碰撞；反之不发生碰撞。PCD应认出发生第1个碰撞的位置。PCD指示NVB值以说明UIDCLn的有效位数目，这些有效位是接收到的UIDCLn发生碰撞之前的部分，后面再由PCD决定加一位“1”或一位“0”。只有PICC的UIDCLn部分与PCD发送的有效数据位内容相等，才发送出UIDCLn的其余位。如果还有碰撞发生，则重复，最大循环次数为32.如果没有再发生碰撞，则PCD指定NVB=70H，表示PCD将发送完整的UIDCLn。与40位UIDCLn匹配的PICC，以SAK作为应答。SAK为1字节。它的结构如下：SAKCRC-Ab1b2b3b4b5b6b7b82字节b3位为Cascade位；b3=1表示UID不完整，还有未被确认部分；b3=0时，b6=1表示PICC依照ISO/IEC14443-4标准的传输协议。SAK的其他位为RFU备用，置0。626

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICCTLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符长度字节TL

长度字节TL用于给出ATS响应的长度，包括TL字节，但不包含两个CRC字节。TLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符格式字节T0

只要它出现，长度字节TL的值大于1.FSCI的默认值为2H（FSC=32字节）b8b7b6b5b4b3b2b101:传送TA(1)1:传送TB(1)1:传送TC(1)FSCITLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符接口字节TA(1)

用于决定参数因子D，确定PCD至PICC和PICC至PCD的数据传输速率。b8b7b6b5b4b3b2b11:DS=81:DS=41:DS=201:DR=81:DR=41:DR=2D=2时比特率为212kbps。DR表示PCD向PICC通信时，PICC的数据传输速率能力。b7b6b5和b3b2b1的默认值为000，相应的D=1.TLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符接口字节TB(1)

高半字节为FWI，用于定义PCD发送的帧和PICC发送的应答帧之间的最大延迟时间。默认值为4，相当于4.8ms。PCD可用FWT值来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，则可重发帧。TLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符接口字节TB(1)

低半字节为SFGI，定义PICC在发送ATS以后到准备接收下一帧之前所需要的特殊保护时间。默认值为0.TLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符接口字节TC(1)b8-b3置为0，其他值作为RFU。b2位为1时支持CID，b1位为1时支持NAD。b2b1位默认值为10。TLT0TA(1)TB(1)TC(1)T1TKCRC-1CRC-2长度字节格式字节编码DS和DR编码FWI和SFGI编码协议选择历史字符T1至TK是可选项，历史字符的大小取决于ATS的最大长度706

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介若SAK说明不支持ISO/IEC14443-4协议，则PCD应发送HALT命令使PICC进入Halt状态。若PICC发送SAK字节说明支持ISO/IEC14443-4协议，即表明可以回应ATS，则PCD发出RATS命令，PICC接收到RATS后以ATS回应。716

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICC第一字节是命令开始，编码为E0H。第二个字节是参数字节。高4位称为FSDI，用于编码PCD可接收的FSD。低4位编码CID，定义了对PICC寻址的逻辑号，编码值为0-14，值15为备用。RATS组成字节第一字节第二字节第三、四字节编码及含义E0HFSDICIDCRC736

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介若PICC在ATS中表明支持PPS并且参数可变，则PCD发送PPS请求命令，PICC以PPS响应应答。PICC不需要一定支持PPS.746

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICCPPS请求由一个起始字节后跟两个参数字节加上两字节CRC组成。PPSS起始字节PPS0参数0PPS1参数1CRC-1CRC-2PPSS的高4位编码为(1101)b，其他为RFU。低4位定义CID，即对PICC寻址的逻辑号。PPS请求由一个起始字节后跟两个参数字节加上两字节CRC组成。PPSS起始字节PPS0参数0PPS1参数1CRC-1CRC-2PPS0用于表明可选字节PPS1是否出现，b8b7b6为(000)b,b4b3b2b1为(0001)b,b5=1表示后面出现PPS1字节。PPS请求由一个起始字节后跟两个参数字节加上两字节CRC组成。PPSS起始字节PPS0参数0PPS1参数1CRC-1CRC-2PPS1字节b8b7b6b5为(0000)b,b4b3为DSI(设置发送因子DS的值)，b2b1为DRI(设置接收因子DR的值)。DSI和DRI的两位编码00,01,10,11对应的D值为1，2,4,8.786

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介PCD激活TYPEA型PICC为PICC接收PPS请求后的应答，由3字节组成，第1字节为PPSS，后两字节为CRC字节796

RFID的ISOIEC标准ISO/IEC的RFID标准简介3.ISO/IEC14443-4传输协议用于非接触环境的半双工分组传输协议。TYPEA型TYPEB型半双工分组传输协议组成域ApfAFIPARAMCRC-B说明05H1字节RFUREQB/WUPBM2字节组成域ApfAFIPARAMCRC-B说明05H1字节RFUREQB/WUPBM2字节前缀Apf=05H=00000101b组成域ApfAFIPARAMCRC-B说明05H1字节RFUREQB/WUPBM2字节作用是在PICC应答ATQB之前预选PICC。（编码见P117表4.8）组成域ApfAFIPARAMCRC-B说明05H1字节RFUREQB/WUPBM2字节b4=0时，PICC在Idle状态和Ready状态应处理应答REQB命令；b4=1时，PICC在Idle状态和Ready状态和Halt状态应处理应答WUPB命令。组成域ApfAFIPARAMCRC-B说明05H1字节RFUREQB/WUPBM2字节当AFI=00H，所有PICC满足AFI匹配条件；当AFI匹配且PARAM域中M编码的Nmax=1，PICC应答REQB/WUPB命令；当AFI匹配但M编码的Nmax≠1，PICC要选择随机时间片N，若N=1则立即应答，若N>1则要等待SLOT-MARKER命令来匹配时间片。时间片命令，PCD给出命令为第nnnn个时间片，当PICC产生的随机时间片N等于nnnn定义的时间片时才应答。PICC对REQB/WUPB命令和SLOT-MARKER命令的应答都是ATQB.组成域ApaPUPI应用数据协议信息CRC-B说明50H4字节AFICRC-B应用数量3字节2字节组成域ApaPUPI应用数据协议信息CRC-B说明50H4字节AFICRC-B应用数量3字节2字节用于在防碰撞期间区别PICC，由PICC动态产生的数或各种固定的数。可在Idle状态改变其值。组成域ApaPUPI应用数据协议信息CRC-B说明50H4字节AFICRC-B应用数量3字节2字节用来告知PCD在PICC上已装有哪些应用。0表示没有应用，FH表示应用数为15或更多。组成域ApaPUPI应用数据协议信息CRC-B说明50H4字节AFICRC-B应用数量3字节2字节给出PICC所支持的参数。参数比特率最大帧长协议类型FWIADCFO位数1字节4位4位4位2位2位组成域ApaPUPI应用数据协议信息CRC-B说明50H4字节AFICRC-B应用数量3字节2字节给出PICC所支持的参数。参数比特率最大帧长协议类型FWIADCFO位数1字节4位4位4位2位2位FO:编码为1X时，PICC支持结点地址；编码为X1时，PICC支持卡标识符。NAD是在第一条高层命令期间由PCD分配的信道标识符，用于会话期间。PCD接收到正确的ATQB应答后发出的命令用于将PICC置于Halt状态。命令结构：50H+PUPI+CRC-B构成。PICC收到HLTB命令后应答帧结构为：00H+CRC-B。TYPEB防碰撞过程示例3.ISO/IEC14443-4传输协议用于非接触环境的