RIFD的各种标准.ppt

1、3.1 RFID的各種標準,目前有以下主要標準派系： EPCglobal 條碼界的正宗自居。美國的Wal-Mart以及英國的Tesco大型零售企業都在大約兩年前開始以EPC的系統進行現場測試。 Ubiquitous ID Center 是由日本東京大學的坂村健教授率領的TRON專案為中心，日本對各種應用進行實驗。 ISO/IEC 沒對RFIDx提出ISO組織，主要是規範使用13.56Mhz至2.45GHz以及UHF頻帶的RFID標準。,3.1 RFID的各種標準,其他幾種標準派系： 中國 自動識別和行動技術協會(Association for Automatic Identification

2、and Mobility; AIM) 美國國家標準學會(American National Standards Institute; ANSI) 美國汽車工業行動集團(Automotive Industry Action Group; AIAG) IPICO,3.2 RFID標準的制定,而標準的制定的好處有： 技術規格的統一 RFID目前在技術規格上並沒有統一。 象徵技術轉為成熟 成本降低 標準將使得RFID讀寫器以及晶片製造商能夠大量生產。,3.3 RFID的趨勢,RFID技術規格要統一的有三大部份： 應用系統連結的技術有標準化的介面 RFID晶片ID有唯一的識別碼 Tag與讀寫器間的應用技

3、術使用開放的標準,3.4 電子產品碼,EPC (Electronic Product Code) 中文為電子產品碼，是一組數字，他可以當作產品的身分證號碼一樣，這個號碼被儲存在Tag中，藉由 RFID的Reader來與後端應用系統來互動。 EPC 是由 EPCglobal 來主導開發訂定的標準 ， 旨在進行與 RFID 相關技術規格的制定。 它的前身就是美國Auto-ID Center，現已改名為Auto-ID Labs並納入EPCglobal旗下。表3-1EPC(Electronic Product Code)標準,表3-1EPC(Electronic Product Code)標準,EPC

4、global,標準介紹 產品電子碼(Electronic Product Code; EPC) 1999年麻省理工學院成立Auto-ID中心 2003年由統一編碼協會與歐洲商品條碼協會所成立的非營利組織接替Auto-ID中心的工作，負責產品電子的研發與管理，目標是將產品電子碼發展成全球通用標準 EPCglobal系統是一種基於EAN/UCC編碼的系統 採用的公司：零售巨頭渥爾瑪、強生、寶僑、特易購等,EPCglobal所制定的標準,EPCglobal標準,藍色區塊部分定義資料的結構。 如資料呈現方式、如何相容其他編碼系統. 綠色區塊部份是相關通訊介面之標準。 如讀取器與標籤溝通介面、應用系統與

5、讀取器溝通介面以及之間的通訊協定. 灰色區塊部分則是預定要制定但尚未完成的標準,已發布的EPCglobal標準 1/2,已發布的EPCglobal標準 2/2,標籤的分類,Class-0：身分識別用標籤 (Identity Tags) 被動式標籤，製造時即寫入晶片無法更改 Class-1：身分識別用標籤 (Identity Tags) 顧客在購買後透過編譯器植入數據一次，做為商品識別 Class-2：多功能標籤 (Higher-Functionality Tags) 重覆讀寫，記憶容量達65KB，可存產品資訊，具可驗證存取控制 Class-3：半被動式標籤(Battery-Assisted P

6、assive Tags (called Semi-Passive Tags in UHF Gen2) 內建電池，讀取距離達30公尺，具可讀寫記憶體如class 2，可結合感測器,標籤的分類,Class-4：主動式標籤 (Active Tags) 主動發送訊號，可與相同頻段的主動式標籤傳訊 Class-5 ：主動式標籤 (Active Tags)基本讀取器 具讀取器功能的標籤，能供電給class-0, 1, 2標籤，能和class-4, 5標籤進行通訊，應用於遠距無線網路系統,標籤與讀取器間之通訊協定,UHF Class 1 Gen1 UHF Class 1 Gen2 更高的安全性與隱私保護，加

7、強標籤基本與支援功能，標籤傳輸數率為40-640Kbps 頻率：860960 MHz 讀取速度：880 tags (USA), 450 tags (Eur.)，可調整速度 寫入速度(96位元EPC)(每秒)：5個tags，可重複寫入 ID長度：512位元 安全性：read, write, lock與kill皆有32-bits的密碼保護，支援亂數產生器,標籤與讀取器間之通訊協定,UHF Class 1 Gen2 又稱為標籤協定 (Tag Protocol) Physical Layer（實體層）：資料的調變與傳輸 Tag-identification Layer（標籤識別層）：對標籤下達的命令,

8、讀取器的操作方式與標籤的狀態,讀取器操作的指令,Select 選取 (Select) Inventory 查詢 (Query) 調節查詢 (Query Adjust) 重複查詢 (QueryRep) EPC答覆 (ACK) NAK,Access 亂數請求 (Req_RN) 讀取 (Read) 寫入 (Write) 銷毀 (Kill) 鎖定 (Lock) Access（選擇性操作） BlockWrite（選擇性操作） BlockErase（選擇性操作）,標籤的狀態,準備 (Ready) 不在目前進行的盤點操作中 調停 (Arbitrate) 屬於某一盤點操作等待中 回應 (Reply) 產生16

9、位元亂數傳給讀取器 收到ACK就進入應答狀態，否則回到調停狀態 應答 (Acknowledged) 從這狀態進入到除銷毀狀態之外的任何狀態,標籤的狀態,開啟 (Open) 密碼不為零的標籤處於應答狀態，如果從讀取器收到亂數請求的指令，就進入這狀態。 保護 (Secured) 密碼為零的標籤處於應答狀態，如果從讀取器收到亂數請求的指令，就進入這狀態。 如果標籤處於開啟狀態下收到讀取器送來存取指令，就會進入這狀態。 銷毀 (Killed) 當標籤進入這狀態，會傳給讀取器一個回應，之後就永久無法使用。,標籤的狀態圖,標籤與讀取器間之通訊協定,防碰撞機制 對標籤進行搜尋來得知標籤的所在 若兩者以上同時

10、傳送資料，電波就會發生干擾 讀取多個標籤，必須有機制讓標籤能夠個別的進行回應，即標籤在不同的時間片段(Time-Slice)，進行回應,標籤與讀取器間之通訊協定,UHF Class 1 Gen1 防碰撞：Binary Tree演算法Tree Walking 讀取器送第一個指令查詢標籤，如有多個回應，可能會產生碰撞。因此讀取器將標籤分群，並對群組分別送出查詢指令，對標籤進行分群的動作，會一直重複進行直到該群只剩一個標籤，而此標籤可成功地進行識別，且不會造成碰撞為止。 2. 錯誤偵測 - 只在讀取時,標籤與讀取器間之通訊協定,UHF Class 1 Gen2 防碰撞：Query Tree Prot

11、ocol (“Q” Protocol) 類似Slotted Aloha演算法，把時間切成固定間隔，哪一段輪到該標籤送資料時才進行傳送。查詢與確認在讀取器和標籤間進行交替，一個標籤只在某一個片刻擁有電力而被讀取。 讀取器送“查詢”，此查詢包含一時槽數的參數Q，收到訊息的標籤會從(0, 2Q-1)這區間以及包含頭尾兩個數當中，隨意選取一個值，並將這個值放入他們的時槽計數器中。 標籤選到0，它就進入回應狀態，如果不是0，就進入調停狀態，並等待讀取器發送調節查詢及重複查詢的指令。 選取到的標籤回應16位元亂數，之後讀取器送一個ACK，這訊息包含標籤的亂數，而這標籤收到後回應讀取器相關資料，如EPC碼等

12、。 2. 錯誤偵測 - 在讀取和寫入時,UHF Class 1 Gen1 vs. UHF Class 1 Gen2,3.5 ISO,ISO18000 如ISO18000-3為13.56MHz的標準、ISO 18000-6則為UHF的通訊協定。 ISO 15693短距離RFID卡 規範最遠至1.5米讀取距離之非觸式RFID卡類。 ISO 14443A超短距RFID卡 規範最遠讀取距離在7-15mm範圍內的標準。 ISO 14443B 但ISO 14443B比ISO 14443A有更多好處，日本、中國、美國等地採用的標準。,非接觸式智慧卡標準,非接觸式智慧卡 (Contactless Smartc

13、ard)分為四種 ISO 10536：近耦合卡 (Close Coupling Card) ISO 14443：近傍型卡 (Proximity Card) ISO 15693：近距型卡 (Vicinity Card) ISO 18092、ISO 21481：近場通訊 (Near Field Communication, NFC),這些標準定義了智慧卡的特性與測試方法，以及訊號調變的結構與射頻的介面，另外也包含資料的處理。,非接觸式智慧卡標準,ISO 10536 此標準主要發展於1992到1995年間 特性：允許標籤與讀取器之間在兩公分內使用電容耦合或感應耦合進行資料的存取 缺點 智慧卡成本高

14、與接觸式IC卡相比優點很少 存在共鳴或無線電干擾的問題 ISO 14443與ISO 15693擁有更進階的技術 業者較少以此標準來開發產品,非接觸式智慧卡標準,ISO 14443 特性：表面可進行印刷；尺寸為長8.56公分，寬5.4公分，厚0.076公分；可抗應力、防紫外線與X光 操作頻率：13.56MHz7KHz 讀取距離：010 cm 缺點為易受周遭磁場的影響 依調變、編碼，以及防碰撞機制之差異分為兩種 ISO 14443A：Philips、Siemens和Hitachi ISO 14443B：Motorola與NEC,非接觸式智慧卡標準,符合ISO 14443A：如Phillips所推出

15、的Mifare卡 如：國內悠遊卡 具有較高的安全性 具有多個獨立的儲存區與金錀,Mifare卡和讀取器之間的通訊流程,非接觸式智慧卡標準,ISO 14443A與ISO 14443B的比較 兩者用途相似 ISO 14443B比ISO 14443A有更多好處,非接觸式智慧卡標準,ISO 15693智慧卡 尺寸大小：長8.56公分，寬5.4公分，厚0.076公分 操作頻率：13.56MHz7KHz 讀取距離：1.5公尺 防碰撞 應用：如門禁卡,ISO 14443與ISO 15693比較,非接觸式智慧卡標準,近場通訊 (Near Field Communication, NFC) NFC的開發和推廣是由NFC Forum所負責，2004年發起，2008年前NFC Forum已有100多名會員 ISO 18092：規定通訊介面的調變、編碼、傳輸速度和訊框格式，也定義了傳輸協定資料交換標準 ISO 21481：提供NFC通訊模式的選擇機制，可根據不同的標準請求提供實做的方式 能與其他非接觸式智慧卡ISO 14443、ISO 15693、Mifare和Sony