《射频识别技术及应用》第2章 RFID标准

RFID射频识别技术及应用第2章：RFID技术标准江南大学物联网工程学院内容提要:本章就RFID技术及其应用的相关标准做一结构化梳理，分析了RFID相关标准在中国的发展、RFID标准的社会影响因素、标准的推动力等。知识要点:ISO/ETCRFID标准体系EPCglobalRFID标准体系UIDRFID标准体系2/79第2章RFID相关技术标准2.1

RFID相关技术标准江总南大览学物联网工程学院3/79三大RFID标准体系ISO（InternationalOrganizationforStandardizatio准化组织） EPCglobal(以美国为首的国际物品编码协会和美国统一代码委员会的一个合资公司) UID(UbiquitousID,日本泛在中心)等标准化组织纷纷制定RFID相关标准,并在全球积极推广这些标准。(2)RFID与标准的关系处理以下问题③性能。尤其是指数据结构和内容，即数据编码格式及其内存分配。③电池辅助及传感器的融合。RFID同传感器逐步相融合。物品定位采用RFID三角定位法以及更多复杂的技术一些RFID技术中用传感器代替芯片。实现温度和应变传感的声表面波标签用于RFID技术中。□特点:几乎所有的传感器系统，包括有源RFID等，都需要从电池获取能量。5/792.1

RFID相关技术标准江总南览大学物联网工程学院2.1

RFID相关技术标准江总南大览学物联网工程学院6/79(3)RFID相关标准的社会影响因素①RFID无线通信管理欧洲电信标准协会（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,E美国联邦通信委员会（FederalCommunicationsCommission,FCC）等相关要求。②人类健康主要是国际非电离辐射保护委员会(InternationalCommissiononNon-ionizingRadiationProtection,ICNIRP）,一个为世界卫生组织及其他提供有关非电离放射保护建议的独立机构的相关要求。目前许多国家使用ICNIRP推荐的标准作为该国的放射规范标准,主要是有关工作频率、功率、无线电波辐射等对健康的影响标准。2.1

RFID相关技术标准江总南大览学物联网工程学院7/79(3)RFID相关标准的社会影响因素③隐私隐私问题的解决基于同意原则,即用户或消费者是否能够容忍的程度。④数据安全经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment,OECD)曾发布有关文件,规定了信息系统和网络安全指导方针。□与ISO17799(信息安全管理的实践代码)相似,并不强制要求遵从这些指导方针。2.1

RFID相关技术标准江总南大览学物联网工程学院8/79标准制定的目的:标准能够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:通过制定、发布和实施标准解决编码、通信、空气接口和数据共享等问题，最大程度地促进RFID技术及相关系统的应用。但是，如果标准采用过早，有可能会制约技术的发展进步；如果采用太晚的话，则可能会限制技术的应用范围，导致危险事件的发生以及不必要的开销。2.2

ISO/IEC

RFID标准江体南系大学物联网工程学院9/79ISO/IEC组织ISO/IEC是信息技术领域最重要的标准化组织之一。1995:ISO/IEC联合技术委员会JTCl设立子委员会SC31,负责

RFID通用技术标准的制定工作。ISOTCl04SC4负责制定集装箱系列RFID标准ISOTC23SCl9负责制定动物管理系列RFID标准

ISOTCl22和ISOTCl04联合工作组制定物流与供应链系列应用标准2.2

ISO/IEC

RFID标准江体南系大学物联网工程学院图2-1

RFID系统关系图10

/792.2

ISO/IEC

RFID标准江体南系大学物联网工程学院11

/79C31子委员会负责RFID标准可以分为四个方面:数据标准：编码标准ISO/IEC15691、数据协议ISO/IEC15692.ISO/IEC15693,解决了应用程序、标签和空中接口多样性要求,提供了一套通用的通信机制。空中接口标准：ISO/IEC18000系列测试标准：性能测试ISO/IEC18047和一致性测试标准ISO/IEC18046实时定位标准:TSO/IEC24730系列应用接口与空中接口通信标准。□这些标准涉及到RFID标签、空中接口、测试标准、读写器与到应用程序之间的数据协议,考虑的是所有应用领域的共性要求。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院ISO/IEC通用技术标准分类分数据采集和信息共享两大类-数据采集类技术标准涉及标签、读写器、应用程序等,可以理解为本地单个读写器构成的简单系统,也可以理解为大系统中的一部分.-信息共享类为RFID应用系统之间实现信息共享所必须的技术标准,如软件体系架构标准等。通用技术标准提供的是一个基本框架,而应用标准是对它的补充和具体规定12

/792.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院图2.2

ISO/RFID标准体系架构13

/792.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院14

/79数据内容标准——定义主要规定数据在标签、读写器到主机各个环节的表现形式。由于标签能力(存储能力、通信能力)限制,在各个环节数据表现形式必须充分考虑各自的特点,采取不同形式。主机对标签的访问可以独立于读写器和空中接口协议,即读写器和空中接口协议对应用程序来说是透明的。RFID数据协议的应用接口基于ASN.1（AbstractSyntaxNotationOne,抽象语法标记）,提供一套独立于应用程序、操作系统和编程语言,也独立于标签读写器与标签驱动之间的命令结构。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院15

/79数据内容标准——系列标准

ISO/IEC15961规定读写器与应用程序之间接口,侧重于应用命令与数据协议加工器交换数据的标准方式,这样应用程序可以完成对电子标签数据读取、写入、修改、删除等操作功能。协议也定义了错误响应消息。

ISO/IEC15962规定数据编码、压缩、逻辑内存映射格式,以及如何将电子标签中数据转化为应用程序有意义的方式。该协议提供一套数据压缩机制,能够充分利用电子标签中有限数据存储空间以及空中通信能力。

ISO/IEC24753扩展了ISO/IEC15962数据处理能力,适用于具有辅助电源和传感器功能的电子标签。规定了电池状态监视、传感器设置与复位、传感器处理等功能。√图2.2表明ISO/IEC24753与ISO/IEC15962一起,规范带辅助电源和传感器功能电子标签的数据处理与命令交互；其作用使得ISO/IEC15961独立于电子标签和空中接口协议。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院16

/79数据内容标准：系列标准 ISO/IEC15963规定电子标签唯一标识编码标准,该标准兼容ISO/IEC7816-6.ISO/TS14816.EAN.UCC标准编码体系、INCITS256以及保留对未来扩展。注意与物品编码的区别,后者是对标签所贴附物品的编码,而该标准标识标签自身。2.2.1通用RFID技术标准江（南大续学）物联网工程学院（2）空中接口通信协议17

/79空中接口通信协议规范读写器与电子标签之间信息交互。 ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议,主要由于不同频段的RFID标签在识读速度、识读距离、适用环境等方面存在较大差异,单一频段的标准不能满足各种应用的需求。□这种思想充分体现了标准统一的相对性:一个标准是对相当广泛的应用系统的共同需求，但不是所有应用系统的需求,一组标准可以满足更大范围的应用需求。2.2.1通用RFID技术标准江（南续大学）物联网工程学院（2）空中接口通信协议18

/79ISO/IEC18000-I信息技术－－参考结构和标准化的参数定义。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。ISO/IEC18000-2信息技术－－适用125~134KHz,规定在标签和读写器之间通信的物理接口,读写器应具有与TypeA(FDX)和TypeB(HDX)标签通信的能力;规定了协议和指令以及多标签通信的防碰撞方法。ISO/IEC18000-3信息技术－－适用于13.56MHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令以及防碰撞方法。防碰撞协议分两种模式:模式l又分为基本型与两种扩展型协议(无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议)。模式2采用时频复用FTDMA协议,共有8个信道,适用于标签数量较多的情形。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（2）中接口通信协议（续）19

/79ISO/IEC18000-4信息技术－－适于2.45GHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令以及防碰撞方法。包括两种模式:模式1是无源标签,工作方式是读写器先讲;模式2是有源标签,工作方式是标签先讲。ISO/IEC18000-6信息技术－－适用于超高频段860~960MHz,规定读写器与标签之间物理接口、协议和命令以及防碰撞方法。包含TypeA.TypeB和TypeC三种无源标签的接口协议,通信距离最远可以达到l0m。其中TypeC是由EPCglobal起草。ISO/IEC18000-7－－适用于433.92MHz,属于有源电子标签。规定读写器与标之间物理接口、协议和命令以及防碰撞方法。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（3）测试标准20

/79ISO/IECRFID标准体系中包括设备性能测试方法和一致性测试方法。ISO/IEC18046:射频识别设备性能测试方法标签性能参数及其检测方法:标签检测参数、检测速度、标签形状、标签检测方向、单个标签检测及多个标签检测方法等;读写器性能参数及其检测方法:读写器检测参数、识读范围、识读速率、读数据速率、写数据速率等检测方法。√形成了性能评估的基本架构,可根据RFID系统应用要求,扩展测试内容。√应用标准或者应用系统测试规范可以引用ISO/IEC18046性能测试方法,并在此基础上根据应用标准和应用系统具体要求进行扩展。□测试条件:全电波暗室、半电波暗室以及开阔场三种测试场。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（3）测试标准（续）21

/792)SO/IEC18047对确定射频识别设备(标签和读写器)一致性方法进行定义,也称空中接口通信测试方法。

一致性测试是确保系统各部分之间相互作用达到的技术要求,即系统的一致性要求。只有符合一致性要求,才能实现不同厂家生产设备在同一个RFID网络内互连互通互操作。□一致性测试标准体现了通用技术标准的范围,也即实现互联互通互操作所必须的技术内容。□测试方法只要求那些被实现和被检测的命令功能以及任何功能选项。□它与ISO/IEC18000系列标准相对应。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（4）实时定位系统(RTLS)22

/79

实时定位系统（RealTimeLocationSystem,RTLS）可以改善供应链透明性。RFID标签可以解决短距离尤其是室内物体的定位,弥补GPS

等定位系统只能适用于室外大范围的不足。目前正在制定的标准有:ISO/IEC24730-1应用编程接口API,规范RTLS服务功能及访问方法,目的是应用程序可方便访问RTLS系统,它独立于RTLS低层空中接口协议。ISO/IEC24730-2适用于2450MHz的RTLS空中接口协议。规范一个网络定位系统,该系统利用RTLS发射机发射无线电信标,接收机根据收到的几个信标信号解算位置。ISO/IEC24730-3适用于433MHz的RTLS空中接口协议。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（5）软件系统基本架构23

/79ISO/IEC24791制定RFID应用系统标准化.对RFID应用系统提供一种框架,并规范数据安全和多种接口,便于RFID系统间信息共享;使得应用程序不再关心多种设备和不同类型设备之间差异;能够支持设备分布式协调控制和集中管理等功能,优化密集读写器组网性能。解决读写器之间以及应用程序之间共享数据信息。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（5）软件系统基本架构（续）24

/79标准具体内容:(1)ISO/IEC24791-1体系架构:给出软件体系的总体框架和各部分标的基本定位。将体系架构分成:数据平面、控制平面和管理平面。√数据面侧重数据的传输与处理，控制平面侧重于运动过程中对读写器中空中接口协议参数的配置，管理平面侧重于运动状态的监视和设备管理。√三个平面的划分可以使得软件架构体系的描述得以简化，每一个平面包含的功能将减少，在复杂协议的描述中经常采用这种方法。√每个平面包括数据管理、设备管理、应用接口、设备接口和数据安全五个方面的部分内容。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（5）软件系统基本架构（续）25

/79(2)

ISO/IEC24791-2数据管理:主要功能包括读、写、采集、过滤、分组、事件通告、事件订阅等功能；支持ISO/IEC15962提供的接口,也支持其他标准的标签数据格式。该标准位于数据平面。(2)

ISO/IEC24791-3设备管理:能够支持设备的运行参数设置、读写器运行性能监视和故障诊断；设置包括初始化运行参数、动态

改变的运行参数以及软件升级等；性能监视包括历史运行数据

收集和统计等功能；故障诊断包括故障的检测和诊断等功能。

该标准位于管理平面。2.2.1通用RFID技术标江准南大学物联网工程学院（5）软件系统基本架构（续）26

/79(4)ISO/IEC24791-4应用接口:位于最高层,提供读、写功能的调用格式和交互流程。该标准位于数据平面。(4)ISO/IEC24791-5设备接口:类似于EPC-globalLLRP低层读写器协议,它为客户控制和协调读写器的空中接口协议参数提供通用接口规范,它与空中接口协议相关。该标准位于控制平面。(4)ISO/IEC24791-6数据安全:正在制定中。江南大学物联网工程学院2.2.1通用RFID技术标准（6）实施指南27

/79ISO/IEC24729-实施指南,包含三个部分:ISO/IEC24729-1RFID使能标签标识与包装;ISO/IEC24729--2RFID可回收标签;ISO/IEC24729-3RFID读写器/天线安装。□

应该注意的是以上RFID系列标准中包含了大量专利,如

ISO/IEC18000系列中列出了部分专利。2.2.2

ISO/IEC

RFID应用技江术南标大学准物联网工程学院28

/79

应用技术标准是在通用技术标准基础上,根据各个行业自身特点而制定,它针对行业应用领域所涉及的共同要求和属性。

应用技术标准与用户应用系统的区别:应用技术标准针对一大类应用系统的共同属性,而用户应用系统针对具体的一个应用。

如果用面向对象分析思想来比喻的话,把通用技术标准看成是一个基础类,则应用技术标准就是一个派生类。2.2.2

ISO/IEC

RFID应用技江术南大标学准物联网工程学院（1）货运集装箱系列标准29

/79ISOTC104技术委员会专门负责集装箱标准制定,是集装箱制造和操作的最高权威机构。与RFID相关的标准,由第四子委员会(SC4)负责制定。1）ISO6346集装箱一编码、ID和标识符号,1995年制定√该标准提供了集装箱标识系统。集装箱标识系统用途很广泛,比如在文件、控制和通信(包括自动数据处理),象集装箱本身显示一样。在集装箱标识中的强制标识以及在自动设备标识AEI和电子数据交换EDI应用的可选特征。√该标准规定了集装箱尺寸、类型等数据的编码系统以及相应标记方法,操作标记和集装箱标记的物理展示。2.2.2

ISO/IEC

RFID应用技术江南标大准学物联网工程学院（1）货运集装箱系列标准（续）30

/79ISO10374集装箱自动识别标准,1991年制定,1995年修订。√该标准基于微波应答器集装箱自动识别系统。应答器为有源设备,工作频率为850MHz~950MHz及2.4GHz~2.5GHz。√此标准和ISO6346共同应用于集装箱的识别。ISO6346规定了光学识别,ISO10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。ISO18185集装箱电子关封标准草案(陆、海、空)√海关用于监控集装箱装卸状况,包含:空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换的消息集、物理层特性要求7个方面。＊＊以上两个标准涉及到的空中接口协议并没有引用ISO/IEC18000系列空中接口协议,主要原因它们的制定时间早于ISO/IEC18000系列空中接口协议。/792.2.2

ISO/IECa

RFID应用技江术南大标学准物联网工程学院（2）物流供应链系列标准ISOTC122包装技术委员会和ISOTC104货运集装箱技术委员会成立了联合工作组JWG负责制定。按照应用要求、货运集装箱、装载单元、运输单元、产品包装、单品五级物流单元,制定了六个应用标准。1)ISO17358应用要求√供应链REID的应用要求标准,由TC122技术委员会主持。该标准定义了供应链物流单元各个层次的参数,定义了环境标识和数据流程。2)ISO17363~17367系列标准√为物流容器识别规范。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。分别对货运集装箱、可回收运输单元、运输单元、产品包装、产品标签的REID应用进行了规范。√系列标准内容基本类同,在空中接口协议采用ISO/IEC18000系列标准2.2.2

ISO/IEC

RFID应用技江术南标大学准物联网工程学院（2）物流供应链系列标准32

/79√另外还要考虑数据的完整性、可视识读标识等。可回收单元在数据容量、安全性、通信距离要求较高。ISO10374.ISO18185和ISO17363之间的关系,它们都针对集装箱：√ISO10374是针对集装箱本身的管理,√ISO18185是海关为了监视集装箱,√ISO17363是针对供应链管理目的而在货运集装箱上使用可读写的REID标识标签和货运标签。（3）动物管理系列标准ISOTC23/SC19负责制定动物管理REID方面标准,包括ISO11784/11785和ISO14223三个标准。2.3EPCglobalRFIC标准江体南大系学物联网工程学院33

/79

EPCglobal是由美国统一代码委员会和国际物品编码协会共同组建的RFID标准研究机构。

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。

EPCglobal致力于建立一套全球中立的、开放的、透明的标准。EPCglobal的目标是解决供应链的透明性和追踪性。江南大学物联网工程学院 EPC—global制定了EPC编码标准,实现对所有物品提供单件惟一标识;也制定了空中接口协议、读写器协议,这些协议与ISO标准体系类似。 在空中接口协议方面,EPCglobal的策略尽量与ISO兼容。但EPCglobal空中接口协议有它的局限范围,仅仅关注UHF860~930MHz。 EPCglobal非常强调供应链各方之间的信息共享,为此制定了信息共享的物联网相关标准,从信息的发布、信息资源的组织管理、信息服务的发现以及大量访问之间的协调等方面作出规定。包括:EPC中间件规范对象名解析服务(ObjectNamingService,ONS)物理标记语言(PhysicalMarkupLanguage,PML)。34

/792.3.1

EPC简介江南大学物联网工程学院在EPC系统中,涉及到的标准包括:标签数据标准:主要是关注不同编码系统标准如何在EPC标签上应用;第二代(Gen2)空中接口标准:主要涉及读写器与标签之间的通信;读写器协议:主要是关注中间件和读写器之间的通信协议读写器管理:主要涉及多个读写器如何协同工作；数据传输协议:主要关注读写器如何将标签数据转换到网络兼容格式;应用水平事件:主要关注多个读写器采集的EPC信息统计汇总;电子产品代码信息协议:主要关注如何存储和恢复EPC信息;安全规范则:主要关注如何保证EPC信息的安全；ONS应用层接口:主要关注EPC代码所涉及的信息;应用接口(ApplicationProgrammingInterface,API)网络架构:主要关注怎样发现某个EPC在哪里及曾经到过哪里等。35

/792.3.1

EPC简介36

/79EPCglobalRFIC标准体江南系大学物联网工程学院体系框架活动包含三种主要的活动,每种活动都是由

EPCglobal体系框架内相应的标准支撑的。图2.3EPCglobal体系框架37

/79EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院体系框架活动（1）EPC物理交换对象交换。EPCdobM体系框架定义了EPC物理对象交换标准,保证当用户将一种物理对象提交给另一个用户时,后者将能够确定该物理对象有EPC代码并能较好地对其进行说明。EPC基础设施。EPCglobal体系框架定义了用来收集和记录

EPC数据的主要设施部件接口标准,因而允许用户使用互操作部件来构建其内部系统。EPC数据交换。EPCglobal体系框架定义了EPC数据交换标准,为用户提供了一种点对点共享EPC数据的方法,并提供了用户访问EPCglobal核心业务和其他相关共享业务的机会。江南大学物联网工程学院/79表1-1EPCglobal体系框架的标准制定情况2.3EPCglobalRFIC标准体系2.3.2体系框架标准382.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院2.3.3体系框架标准39

/79900MHzClass0射频识别标签规范。定义900MHzClass0操作所采用的通信协议和通信接口,它指明了该频段的射频通信要求和标签要求,并给出了该频段通信所需的基本算法。13.56MHzISM频段Classl射频识别标签接口规范。定义了13.56MHzISM频段

Classl操作所采用的通信协议和通信接口,它指明了该频段的射频通信要求和标签要求,并给出该频段通信所需的基本算法。860~930MHzClassl射频识别标签射频与逻辑通信接口规范。本规范定义了

860.930MHzClassl操作所采用的通信协议和通信接口,它指明了该频段的射频通信要求和标签要求,并给出了该频段通信所需的基本算法。ClasslGen2超高频RFID一致性要求规范。本规范给出了EPCglobal在860—960MHz频段内的ClasslGen2超高频RFID协议,包括读写器和标签之间在物理

交互上协同要求,以及读写器和标签操作流程与命令上的协同要求。2.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院40

/79EPCglobal体系框架。定义和描述了EPCglobal体系框架。EPCglobal体系框架是由硬件、软件和数据接口的交互标准以及EPCglobal核心业务组成的集合,它代表了所有通过使用EPC代码来提升供应链运行效率的业务。EPC标签数据标准。这项由EPCglobal管理委员会通过的标准给出了系列编码方案,包括

EAN/UCC全球贸易项目代码(GlobalTradeItemNumber,GTIN)、EAN/UCC系列货运包装箱代码

(SerialShippingContainerCode,SSCC)、EAN/UCC全球位置码(GlobalLocationNumber。GLN

EAN/UCC全球可回收资产标识(GlobalReturnableAssetIdentifier,GRAI)、EAN/UCC全球单个资产标识(GlobalIndividualAssetIdentifier,GIAI)、EAN/UCC全球服务关系代码

(GlobalServiceRelationNumber,GSRN)和通用标识符(GeneralIdentifier,GID)。通用标识加了美国国防部结构头和URI(UniformResourceIdentifier,统一资源标识)的十六进制表示方法。ClasslGen2超高频空中接口协议标准。这项由EPCglobal管理委员会通过的标准定义了被动式反向散射、读写器先激励(InterrogatorTalksFirst,ITF)、工作在860—960MHz频段内的射频识别系统的物理与逻辑要求。该系统包含读写器与标签两大部分。2.3.3体系框架标准2.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院2.3.3体系框架标准41

/79 EPCgtobal有三个工作组介入了Gen2的开发工作。商业工作组负责收集用户对新标准的要求,软件工作组从事Gen2读写器软件的工作,硬件工作组负责Gen2标准的技术方面。另外,IP委员会负责调查与标准有关的IP问题。Gen2有几个特点:开放的标准,符合全球各国超高频段的规范;可靠性强,标签具有高识别率,在较远的距离测试具有将近100%的读取率;Gen2标签在芯片中有96字节的存储空间;可在密集的读写器环境里工作;安全性和保密性强,协议允许两个32比特的密码;实时性好,这是Genl所不能达到的;抗干扰性强,更广泛的频谱与射频分布提高了UHF的频率调制性能,以减少与其它无线电设备的干扰；延伸性存储空间,原则上用户可有无限的内存;识读速率大大提高,Gen2标签的识读速率是现有标签的10倍。2.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院2.3.3体系框架标准42

/79（8）应用水平事件规范。这项由EPCglobal管理委员会通过的标准定义了某种接口的参数与功能,通过该接口,用户可以获取过滤后的、整理过的电子产品代码数据。(9)对象名解析业务规范。本规范指明了域名服务系统如何用来定位与给定电子产品码GTIN部分相关的权威数据和业务。其目标群体是对象名解析业务系统的开发者和应用者。2.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院43

/792.3.4EPC编码体系EPC的目标是为物理世界的对象提供惟一的标识,从而达到通过计算机网络来标识和访问单个物体的目标,就如在互联网中使用IP地址来标识和通信一样。EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一的、规范化的编码来建立全球通用的信息交换语言。EAN/UCC标识代码是固定结构、无含义、全球惟一的全数字型代码,EPC编码体系是EAN/UCC在原有全球统一编码体系基础上提出的新一代全球统一标识的编码体系,是新一代与全球贸易项目代码GTIN兼容的编码标准,是对现行编码体系的拓展和延伸,也是EPC系统的核心与关键。2.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院44

/792.3.4EPC编码体系EPC编码规则EPC是存储在射频标签中的惟一信息EPC编码是与EAN/UCC编码兼容的新一代编码标准,已经得到UCC和EAN两个主要国际标准监督机构的支持。在EPC系统中,EPC编码与现行GTIN相结合,由现行的条形码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN/UCC系统共存。EPC中码段的分配由EAN/UCC管理,在我国,EAN/UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。2.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院2.3.4EPC编码体系（1）EPC编码规则惟一性。EPC提供对物理对象的惟一标识:一个EPC编码仅仅分配给一个物品使用。采取基本措施:足够的编码容量。EPC编码冗余度见表2-2。从世界人口总数(大约60亿)到大米总粒数(粗略估计1亿亿粒),EPC有足够大的地址空间来标识所有这些对象。组织保证。EPCglobal通过全球各国编码组织来负责分配本国的EPC代码,并建立相应的管理制度。使用周期。对一般实体对象,使用周期和实体对象的生命周期一致。对特殊的产品,EPC代码的使用周期是永久的表2-2冗余编码45

/792.3EPCglobalRFIC标准江体南系大学物联网工程学院46

/792.3.4

EPC编码体系（1）EPC编码规则永久性。产品代码一经分配,终身不再更改。简单性。编码既简单同时又能提供实体对象的惟一标识。可扩展性。地址空间可扩展,具有足够冗余。保密性与安全性。与安全和加密技术相结合。无含义。为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁更新换代的需要,最好采用无含义的顺序码。2.3EPCglobalRFIC标准江体南大系学物联网工程学院2.3.3EPC编码体系（2）EPC编码关注的问题1)生产厂商和产品。EPC编码中厂商代码必须具有一定的容量。对厂商来讲,产品数量的变化范围很大,如表2-3所示。通常,一个企业产品类型数均不超过l0万种。47

/792.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（2）EPC编码关注的问题48

/792）内嵌信息。在EPC编码中不嵌入有关产品的其他信息,如货品重量等。3)分类。分类是指对具有相同特征和属性的实体进行管理与命名,不涉及实体的固有特征与属性,通常是管理者的行为。4)批量产品编码。给批次内的每一样产品分配惟一的EPC代码,同时也可将该批次产品视为单一的实体对象,为其分配一个批次的EPC代码。5)载体。EPC标签是EPC代码存储的物理媒介。对所有的载体来讲,其成本与数量成反比。EPC标签要广泛采用,必须尽最大可能地降低成本。2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（3）EPC编码结构EPC代码EPC代码是由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理、对象分类、序列号)组成的一组数字。:版本号标识:EPC编码的版本次序,它使得EPC随后码段可以有不同的长度;域名管理:描述与此EPC相关的生产厂家的信息，负责在其范围内维护对象分类代码和序列号,必须保证对ONS可靠的操作,并负责维护和公布相关的产品信息;表2-4EPC编码结构对象分类:记录产品精确类型信息,例如美国生产的330ml罐装减肥可乐;序列号:是单一货品识别的编码。49

/792.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（3）EPC编码结构50

/79EPC代码特性EPC代码具有科学性:结构明确,易于使用、维护。兼容性:兼容了其它贸易流通过程的标识代码。全面性:可在贸易结算、单品跟踪等各环节全面应用。

合理性:由EPCglobal、各国EPC管理机构、标识物品的管理者分段管理、共同维护、统一应用,具有合理性。国际性:不以具体国家、企业为核心,编码标准全球协商一致。

无歧视性:编码采用全数字形式,不受地方色彩、语言、经济水平、政治观点的限制。2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（4）EPC编码类型51

/79EPC代码分类EPC代码有64位、96位和256位3种编码类型。至今已经推出EPC-64I型、II型、III型,EPC-96I型,EPC一型、II型、III型等编码方案。在EPC标签信息规范1.0中采用64~96位的电子产品编码,在EPC标签2.0规范中采用96~256位的电子产品编码。2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（4）EPC编码类型52

/79编码类型版本号域名管理对象分类序列号EPC-64

I型221位:允许二百万个企业使用17位：容纳131,072个库存单元24位：16,000,000件产品EPC-64II型215位：13位：34位;EPC-64III型226位：13位：23位：EPC-64 II 型:13位对象分类区与34位序列号结合,每一个工厂可以为超过140万亿不同的单品编号。EPC-64III 型:每个公司允许超过680亿(236=68,719,476,736)的不同产采用此方案进行编码。1)EPC-64码2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（4）EPC编码类型53

/792)EPC-96码编码类型版本号域名管理对象分类序列号EPC-96型码828位:24位：36位① 域名管理28位,允许大约2.68亿家制造商,超出了UPC-12的十万个和EAN-13的一百万个的制造商容量。② 对象分类24位,能容纳当前所有的UPC库存单元的编码。③ 序列号36位,其容量为228=68,719,476,736。——超出了当前所有已标识产品的总容量。2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（4）EPC编码类型54

/79编码类型版本号域名管理对象分类序列号EPC-256

I型83

256160EPC-256

II型86456128EPC-256III型81285664EPC-256码是为满足未来使用EPC代码的应用需求而设计的。□EPC-96和EPC-64是作为物理实体标识符的短期使用而设计的。√为保证所有物品都有一个EPC代码并使其载体——标签成本尽可能降低,建议采用96位:可以为2.68亿个公司提供惟一标识,每个生产厂商可以有1600万个对象种类并且每个对象种类可以有680亿个序列号。√鉴于当前不用那么多序列号，因而可以采用64位EPC。3)EPC-256码2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（5）EPC标签分类55

/79EPC标签通常是被动式射频标签。根据其功能级别的不同,EPC标签可分为5类。1)Class0

EPC标签。满足物流,供应链管理中基本应用功能的标签。√Class0

EPC标签的主要功能包括:必须包含EPC代码、24位自毁代码以及循环冗余校验码（Cyclic

Redundancy

Check,CRC）代码;√可以被读写器读取;√可以被重叠读取;√可以自毁;√存储器不可以由读写器进行写入。2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（5）EPC标签分类56

/792)ClasslEPC标签。又称身份标签,它是一种无源的、反向散射式标签√具备Class0EPC标签的所有特征外√具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符√具有自毁功能√还有可选的密码保护访问控制和可选的用户内存等特性。

3)Class2EPC标签。是一种无源的、反向散射式标签√具备Classl

EPC标签的所有特征外√包括扩展的TID(Tag

Identifier,标签标识符)、扩展的用户内存、选择性识功能√在访问控制中加入了身份认证机制,并将定义其他附加功能。2.3.3EPC编码体系江南大学物联网工程学院（5）EPC标签分类57

/79Class3EPC标签。是一种半有源、反向散射式标签√具备Class2EPC标签的所有特征外√具有完整的电源系统和综合的传感电路,其中,片上电源用来为标签芯片提供部分逻辑功能。Class4EPC标签。一种有源的、主动式标签√具备Class3EPC标签的所有特征√具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。2.4

UID

RFID标准体江系南大学物联网工程学院58

/79泛在中心制定RFID相关标准的思路类似于EPCglobal√在编码方面制定了ucode编码体系,能够兼容日本已有的编码体系,同时也能兼容国际其他的编码体系。√在空中接口方面积极参与ISO的标准制定工作,也尽量考虑与ISO相关标准兼容。√在信息共享方面主要依赖于日本的泛在网络,可以独立于因特网实现信息的共享。

泛在网络与EPCglobal的物联网还是有区别的。EPC采用业务链

的方式,面向企业,面向产品信息的流动(物联网),强调与互联网的结合。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。2.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院（1）T-Engine论坛机构组成日本在射频标签方面的发展,始于20世纪80年代中期的实时操作系统(TRON)。T-Engine是其中核心的体系架构。T-Engine论坛机构组成在T-Engine论坛领导下,泛在识别（UID）中心于2003年3月成立,并得到日本政府经产省和总务省以及大企业的支持,目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电、东芝、夏普、富士通、NTTDoCoMo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等重量级企业。T-Engine论坛包括六个由A类会员构成的工作组图2.4

T-Engine论坛机构组成59

/792.1.3UID

RFID标准体江系南大学物联网工程学院(2)泛在识别中心标准体系

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组成,如图2.5所示。图2.5泛在识别技术体系架构60

/792.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院2）泛在通信器泛在通信器主要由IC标签、读写器和无线广域通信设备等部

分构成,主要用于将读取的ucode码信息传送到u-code解析服务器,并从信息系统服务器获取有关信息。泛在通信器将读取到的ucode信息发送到UID中心的ucode解析服务器,即可获得附有该ucode码的物品相关信息的存储位置,即宽带通信网上(例如因特网)的地址。在泛在通信器检索对应地址,即可访问产品信息数据库,从而得到该物品的相关信息,如图2.6所示。(2)泛在识别中心标准体系图2.6泛在通信器62

/792.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院63

/793）信息系统服务器信息系统服务器存储并提供与ucode相关的各种信息。出于安全考虑,采用了eTRON,从而保证了具有防复制、防伪造特性的电子数据能够在分散的系统框架中安全地流通和工作。信息系统服务器具有专业的抗破坏性,它使用基于PKI技术的虚拟专用网,具有只允许数据移动而无法复制等特点。通过设备自带eTRONID,信息系统服务器能够接入多种网络建立通信连接。利用eTRON,信息系统服务器能实现电子票务和电子货币等有价信息的安全流通,以及离线状态下的小额付款机制费用的征收,同时还能保证各泛在设备间安全可靠的通信。(2)泛在识别中心标准体系2.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院64

/79(2)泛在识别中心标准体系4）ucode解析服务器ucode解析服务器确定与ucode相关的信息存放在哪个信息系统服

务器上,其通信协议为ucodeRPeT(Pentity

Transfer

Protocol,实体输协议),其中eTP是基于eTRON(PKI)的密码认证通信协议。ucode解析服务器是以ucode码为主要线索,对提供泛在识别相关信息服务的系统地址进行检索的、分散型轻量级目录服务系统。2.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院(3)UID编码规则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。泛在识别中心把标签进行分类，设立了9个级别的不同认证标准。UID编码结构 ucode采用128位记录信息，提供了340×1036编码空间，并能够以128位为单元进一步扩展到256.384或512位。如图2.6所示。若使用128字节代码长度ucode，则其包含的号码数量约为340000000000000000000000000000000000000个。图2.6

UID编码规范65

/792.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院66

/79(3)UID编码规则ucode的最大特点是可兼容各种已有ID代码的编码体系。√例如,通过使用ucode的128字节这样一个庞大的号码空间,可将使用条形码的JAN代码、UPC代码、EAN代码、书籍的ISBN和ISSN、在因特网上使用的IP地址、分配在语音终端上的电话号码等各种号码或ID,均包含在其中。2.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院67

/79(3)UID编码规则2）UID编码特点ucode标准的主要特点: 确保厂商独立可用性:在有多个厂商提供的多个ucode标签的环境下，使用任意厂商的ucode标准进行读写，都能保证获取正确的信息。 确保安全的对策:在泛在计算和泛在网络的应用中，能够提供确保用户安全的技术和对策。 ucode标识的可读性:接受过ucode标准认定的标签和读写器，都能够通过ucode标识来确认。 使用频率不做强制性规定:日本R/W（Read/Write，读/写）标准可使用13.56MHz、950MHz、2.45GHz等多种频率，在其他国家，可根据该国情况决定使用频率。 关于读写距离，输出电波的影响较大；关于空中协议，基本上是独自开发；关于健康问题等，是否可输出高电波，尚存疑问。2.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院（4）ucode标签分级68

/79ucode标签分级主要是根据标签的安全性进行分类，以便于进行标准化。目前主要分为9类:光学性ID标签（Class0）低级RFID标签（Class1）高级RFID标签（Class2）低级智能标签（Class3）高级智能标签（Class4）低级主动性标签（Class5）高级主动性标签（Class6）安全盒（Class7）安全服务器（Class8）。2.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院（4）ucoade标签分级 光学性ID标签（Class0）:光学性ID标签,是指可通过光学性手段读取的ID标签,相当于目前在用的条形码、二维条形码等。低级RFID标签（Class1）:低 级RFID标签的代码在制造时已 经嵌入在商品内，不可改变， 因受其形状大小等限制而生产 困难，是不可复制的标签。69

/792.4

UID

RFID标准体系江南大学物联网工程学院（4）ucode标签分级 高级RFID标签（Class2）:高级RFID标签是具有简易认证功能和访问控制功能的标签。ucode代码已通过认证，具有可写入功能，且可以通过指令控制工作状态。•低级智能标签（Class3）:低级智能标签具有抗破坏性，它通过身份认证和数据加密来提升通信的安全性等级