物聯(lián)網(wǎng)RFID標(biāo)準(zhǔn)ppt課件

1、第十章 物聯(lián)網(wǎng)RFID標(biāo)準(zhǔn),Internet之所以能夠在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟硬件以及信息資源共享，是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟硬件及數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅猛全球化和國際射頻識別日趨激烈的競爭，物聯(lián)網(wǎng)RFID標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)成為各個(gè)企業(yè)和國家參與國際競爭的重要手段,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,標(biāo)準(zhǔn)化是指對產(chǎn)品、過程或者服務(wù)中現(xiàn)實(shí)和潛在的問題做出規(guī) 定，提供可共同遵守的工作語言，以利于技術(shù)合作，同時(shí)防止貿(mào)易 壁壘。通過制定、發(fā)布和實(shí)施RFID標(biāo)準(zhǔn)，可以解決編碼通信、空中 接口和數(shù)據(jù)共享等問題，以最大程度地促進(jìn)RFID技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)的 應(yīng)用。 RFID國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu) 1.ISO/IEC RFID

2、技術(shù)在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的分類中屬于信息技術(shù)中的自動(dòng)識別 與數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域（AIDC），由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和國際電工委員會 IEC 負(fù)責(zé)制定,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,1.ISO/IEC ISO和IEC專門為AIDC技術(shù)成立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組（JTC-1），1996年 又成立了SC31分委員會，負(fù)責(zé)自動(dòng)識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化制 定工作，ISO/IEC目前已下設(shè)6個(gè)工作組： WG1負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)載體，WG2負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，WG4負(fù)責(zé)物品管理的RFID 技術(shù)，WG5負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，WG6負(fù)責(zé)移動(dòng)物品識別和管理，WG7負(fù) 責(zé)物品管理的安全性。 還有一些其他的ISO技術(shù)委員會也涉及到部分RFID的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，

3、如ISO/IEC TC-104貨運(yùn)集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會公布了一個(gè)RFID用 于海運(yùn)集裝箱的標(biāo)準(zhǔn)，ISO TC-122包裝標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會和TC-104y 的聯(lián)合工作組也正在開發(fā)一系列RFID供應(yīng)鏈管理的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。和其 他非強(qiáng)制的標(biāo)準(zhǔn)一樣，ISO標(biāo)準(zhǔn)是否被采用也取決于市場的需求,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,2.EPCglobal EPCglobal是由美國統(tǒng)一代碼協(xié)會（UCC）和國際物品編碼協(xié)會 （EAN）共同成立的非營利性組織，其主要職責(zé)是在全球范圍內(nèi)對各 個(gè)行業(yè)建立和維護(hù)EPCglobal網(wǎng)絡(luò)，保證物聯(lián)網(wǎng)各環(huán)節(jié)信息的自動(dòng)識 別，并采用全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 EPCglobal制定了標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)過程規(guī)范

4、，規(guī)范了EPCglobal各部門 的職責(zé)以及標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的業(yè)務(wù)流程，對遞交的標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行多方審 核，確保制定的標(biāo)準(zhǔn)具有很強(qiáng)的競爭力。 目前EPCglobal提供的服務(wù)主要有： 1) 分配、維護(hù)和注冊EPC管理者代碼； 2) 對用戶提供EPC技術(shù)和EPC網(wǎng)絡(luò)相關(guān)內(nèi)容的教育和培訓(xùn)； 3) 參與EPC商業(yè)應(yīng)用案例實(shí)施和EPCglobal網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的制定； 4) 參與EPCglobal網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)組成、研究開發(fā)和軟件系統(tǒng)等的 規(guī)范的制定和實(shí)施,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,3.其他組織 其它RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織還包括各種區(qū)域、國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)組織。 日本的泛在中心制定RFID UID標(biāo)準(zhǔn)的思路類似EPCgloba

5、l，目標(biāo) 也是構(gòu)建一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，即從編碼體系、空中接口協(xié)議到泛在 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，但在很多細(xì)節(jié)方面與EPC系統(tǒng)還是有差異。 韓國利用國內(nèi)移動(dòng)通信的發(fā)展優(yōu)勢，把RFID和移動(dòng)通信結(jié)合起 來，并從2000年開始在系統(tǒng)架構(gòu)、編碼格式、空中接口、安全隱私等 方面開展相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，以此為突破口，主導(dǎo)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。 與RFID應(yīng)用相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)：國際電信聯(lián)盟（ITU)、 世界郵聯(lián)（UPU）等；區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，如歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CEN）等；國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，如BSI（英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）等；行業(yè)組織，如ATA（世界海關(guān)組織暫準(zhǔn)進(jìn)口協(xié)議）等,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,RFID標(biāo)準(zhǔn)體系,10.1

6、RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,RFID標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面: 1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 主要包括接口和通信技術(shù)，如空中接口、防碰撞方法、中間件 技術(shù)和傳輸協(xié)議等，例如： ISO 18000:定義了詢問者與標(biāo)簽之間在不同頻率上的空中接口。 PC Gen2:定義了頻率在860960MHz之間的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。 2）數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 主要指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼格式和數(shù)據(jù)安全等相關(guān)內(nèi)容。ISO/IEC 15961、15962與15963標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了信息交換過程中的數(shù)據(jù)協(xié)議，它們 獨(dú)立于ISO 18000系列空中接口通信協(xié)議,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,3）性能標(biāo)準(zhǔn) 狹義的RFID系統(tǒng)是指由承載了唯一編碼的RFID標(biāo)簽通過天線與

7、讀寫器實(shí)現(xiàn)通信，因此RFID標(biāo)簽、讀寫器和天線就構(gòu)成了完成自動(dòng) 識別與數(shù)據(jù)采集的有機(jī)整體。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)功能，系統(tǒng)各部分 之間必須滿足一致性要求，從而實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)設(shè)備之間的互通 性和互操作性。因此，SC31 WG3制定了性能測試和一致性測試的方 法及標(biāo)準(zhǔn)，并作為RFID測試工作的基礎(chǔ)。 ISO/IEC 18046定義了RFID設(shè)備的性能檢測方法，包括對標(biāo)簽參 數(shù)、速度、標(biāo)簽陣列、方向、單標(biāo)簽檢測及多標(biāo)簽檢測等標(biāo)簽性能 的檢測方法，以及對讀取距離、讀取率、單標(biāo)簽和多標(biāo)簽讀取等讀 寫器性能的檢測方法。 IS0/IEC 18047定義了RFID設(shè)備的一致性測試方法，也稱空中接 口通信協(xié)議測試方

8、法,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,IS0/IEC 18047分為以下幾個(gè)部分: ISO/IEC 180472：125134kHz，對應(yīng)ISO 180002； ISO/IEC 180473：13.56MHz，對應(yīng)ISO 180003； ISO/IEC 180474：2.45GHz，對應(yīng)ISO 180004； ISO/IEC 180476：860960MHz，對應(yīng)ISO 18000-6； ISO/IEC 180477：433MHz，對應(yīng)ISO 180007,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,4）應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) RFID涉及了眾多的具體應(yīng)用，各種不同的應(yīng)用涉及不同的行 業(yè)，因此標(biāo)準(zhǔn)還需要涉及有關(guān)行業(yè)的規(guī)范，典型標(biāo)

9、準(zhǔn)包括有： ISO 10374：貨運(yùn)集裝箱標(biāo)準(zhǔn)（自動(dòng)識別）。 ISO 18185：貨運(yùn)集裝箱的電子封條的射頻通信協(xié)議。 ISO 11784：動(dòng)物的射頻識別編碼結(jié)構(gòu)。 ISO 11785：動(dòng)物的射頻識別技術(shù)準(zhǔn)則。 ISO 142231：動(dòng)物的射頻識別高級標(biāo)簽的空中接口。 ANSI MH 10.8.4：可回收容器的RFID標(biāo)準(zhǔn)。 AIAGB11：輪胎電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)（汽車工業(yè)性動(dòng)組）。 ISO 122/104 JWG：RFID的供應(yīng)鏈應(yīng)用,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,RFID標(biāo)準(zhǔn)多元化的原因 RFID的國際標(biāo)準(zhǔn)比較多，主要基于技術(shù)因素和利益因素兩方面. 1.技術(shù)因素 1）RFID的工作頻率和信息傳輸方

10、式 RFID的工作頻率分布在低頻至微波的各個(gè)頻段中，技術(shù)差異很 大。例如，125kHz的電路、天線設(shè)計(jì)與2.45GHz的電路、天線設(shè)計(jì) 就有很大的不同。即使對于相同的頻率，由于基帶信號和調(diào)制方式 的不同，也會形成不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如，對于13.56MHz的工作頻 率，ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)有TYPE A和TYPE B兩種方式,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,2）作用距離 作用距離的差異也是標(biāo)準(zhǔn)不同的主要原因。作用距離不同產(chǎn)生 的差異主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：應(yīng)答器的工作方式分有源工作方 式和無源工作方式兩種；RFID系統(tǒng)的工作原理不同，近距離采用電 感耦合方式，遠(yuǎn)距離采用基于微波的反射散射耦

11、合方式；載波功率 的差異。例如，同為13.56MHz工作頻率的ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)和 ISO/IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)，由于后者作用距離較遠(yuǎn)，所以其閱讀器輸出的 載波功率較大（但不能超出EMI有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定）。 3）應(yīng)用目標(biāo)的不同 RFID的應(yīng)用很廣泛，針對不同應(yīng)用，其存儲的數(shù)據(jù)代碼、 外形需求、頻率選擇、作用距離以及復(fù)雜度等都會有很大的差異。 例如，動(dòng)物識別和貨物識別、高速公路的車輛識別計(jì)費(fèi)和超市貨物 的識別計(jì)費(fèi)等，它們之間都存在較大的不同,10.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述,4）技術(shù)的發(fā)展 隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和制造業(yè)的進(jìn)步，RFID標(biāo)準(zhǔn)需要不斷融入 這些新進(jìn)展，以形成與時(shí)俱進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)。 2.

12、利益因素 盡管標(biāo)準(zhǔn)是開放的，但標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)專利會給相應(yīng)的國家、集團(tuán) 以及企業(yè)等帶來巨大的市場效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益，因此標(biāo)準(zhǔn)的多元化之 爭也是這些利益之爭的必然反映,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),ISO/IEC的標(biāo)準(zhǔn)體系 ISO/IEC已出臺的RFID標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注基本的模塊構(gòu)建、空中接口 和涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它們的實(shí)施問題。具體可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)方面。 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（如編碼標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC15691、數(shù)據(jù)協(xié)議ISO/IEC 15692、ISO/IEC 15693，解決了應(yīng)用程序、標(biāo)簽和空中接口的多樣性要求，提供一套通用的通信機(jī)制） 空中接口標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC

13、 18000系列） 測試標(biāo)準(zhǔn)（性能測試ISO/IEC 18047和一致性測試標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 18046） 實(shí)時(shí)定位（RTLS)（ISO/IEC 24730系列應(yīng)用接口與空中接口通信標(biāo)準(zhǔn)）方面的標(biāo)準(zhǔn),10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),非接觸式IC卡國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC 14443） 目前RFID非接觸式智能卡常用的三個(gè)ISO標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC 14443、 ISO/IEC 15693和ISO/IEC 10536。目前ISO 14443以13.56MHz交變 信號為載波頻率，應(yīng)用較為廣泛。 ISO/IEC 14443是近耦合非接觸式IC卡的國際標(biāo)準(zhǔn)，

14、可用于身份 證和各種智能卡、存儲卡等。ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)由四部分組成，即 ISO/IEC 144431/2/3/4,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),1.ISO/IEC 144431物理特性 第一部分物理特性規(guī)定了非接觸式IC卡的機(jī)械性能，其尺寸應(yīng) 滿足ISO 7810中的規(guī)范，即85.72mm54.03mm0.76mm容差。 除此以外，還應(yīng)滿足紫外線、X射線、交流電場、交流磁場、靜電、 靜磁場、工作溫度和動(dòng)態(tài)彎曲等方面提出的要求，其測試方法在 ISO/IEC 10373標(biāo)準(zhǔn)中有相關(guān)描述。 2.ISO/IEC 144432射頻能量和信號接口 閱讀器（PCD）產(chǎn)生耦合到應(yīng)答器（PI

15、CC）的射頻磁場。PICC通 過耦合的方式獲得能量，并轉(zhuǎn)換成芯片工作的直流電壓。PCD和PICC 間通過信號調(diào)制與解調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。射頻頻率13.56MHz7kHz，閱讀 器產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度在1.5A/m 到7.5A/m（有效值）之間，若PICC的 動(dòng)作場強(qiáng)為1.5A/m，PICC在距離PCD為10cm時(shí)應(yīng)能正常不間斷地工 作。在PICC可能處于的任何位置，PCD產(chǎn)生的電磁場都不能超過 ISO/IEC 144431中規(guī)定的數(shù)值,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),信號接口也稱空中接口。本協(xié)議規(guī)定了兩種信號接口：TYPE A （A類）和TYPE B（B類），因而PICC僅需采用兩者之一的方式，而 PC

16、D最好對兩者都能支持并可任意選擇其中之一來適配PICC。 1）TYPE A型 （1）PCD向PICC通信。載波頻率為13.56MHz，在初始化和防沖突 期間，數(shù)據(jù)傳輸率= 13.56MHz/128=106kbit/s，一位數(shù)據(jù)所占的時(shí) 間周期為9.4s。采用修正密勒碼的100%ASK調(diào)制。在RF場中創(chuàng)造一 個(gè)“間隙（Pause）”來傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)，為保證對PICC的不間斷的能 量供給，載波間隙時(shí)間為23s，其實(shí)際波形如下圖所示,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),Pause波形,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),2）PICC向PCD通信。PICC向PCD通信以負(fù)載調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)。PICC 通過

17、電感耦合方式與PCD進(jìn)行通信。用曼徹斯特碼副載波調(diào)（ASK） 信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制。副載波的頻率fs=fc/16，約為847kHz，在初 始化和防沖突期間，一位數(shù)據(jù)的時(shí)間等于8個(gè)副載波時(shí)間。TYPE A接 口信號的波形如圖所示,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),2）TYPE B型 （1）PCD向PICC通信。在初始化和防沖突期間，數(shù)據(jù)傳輸速率為 fc/128，約為106kHz，用數(shù)據(jù)的NRZ碼對載波進(jìn)行ASK 10%調(diào)制，調(diào) 制指數(shù)=(ab)/(a+b)=8%14%，其調(diào)制波形如圖所示。邏輯1時(shí)載波 高幅度（無調(diào)制）；邏輯0時(shí)載波低幅度,TYPE B調(diào)制波形,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),

18、2）PICC向PCD通信。在初始化和防沖突期間，數(shù)據(jù)傳輸速率為 fc/128，約為106kHz，用數(shù)據(jù)的NRZ碼對副載波（847kHz）進(jìn)行 BPSK調(diào)制，然后用副載波調(diào)制信號進(jìn)行負(fù)載調(diào)制實(shí)現(xiàn)通信。在初始 化和防沖突期間，一位時(shí)間等于8個(gè)副載波時(shí)間。TYPE B接口信號的 波形如圖所示,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從PCD發(fā)出任一命令后，在TR0的保護(hù)時(shí)間內(nèi)，PICC不產(chǎn)生副載 波，TR064Ts（Ts為副載波周期）。然后，在TR1時(shí)間內(nèi)，PICC產(chǎn)生 相位為q0的副載波（在此期間相位不變），TR080Ts。副載波的初始 相位定義為邏輯1，所以第一次相位轉(zhuǎn)變（相位為0+180）表示從

19、邏輯1轉(zhuǎn)變到邏輯0。副載波相位變化和數(shù)位表示如圖所示,副載波相位變化和數(shù)位表示,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),3ISO/IEC 144433防初始化和防沖突 ISO/IEC 144433標(biāo)準(zhǔn)中提供了A型和B型兩種不同的防碰撞協(xié) 議。TYPE A采用位檢測防碰撞協(xié)議，TYPE B通過一組命令來管理防 碰撞過程，防碰撞方案是以時(shí)隙為基礎(chǔ)的。 4.ISO/IEC 144434傳輸協(xié)議 ISO/IEC14443的這一部分規(guī)定了非接觸的半雙工的塊傳輸協(xié) 議，并定義了激活和停止協(xié)議的步驟。這部分傳輸協(xié)議同時(shí)適用于A 型卡和B型卡。以TYPE A為例，其PICC激活過程如下圖所示。 當(dāng)系統(tǒng)完成了ISO

20、/IEC 14443-3中定義的請求、防碰撞和選擇操 作，并由PICC發(fā)回SAK應(yīng)答后，PCD檢查SAK字節(jié)，以核實(shí)PICC是否支 持對ATS的使用。若SAK說明不支持ISO/IEC 14443-4協(xié)議，則PCD應(yīng) 發(fā)送HALT命令使PICC進(jìn)入Halt狀態(tài)。若SAK說明支持ISO/IEC 14443- 4協(xié)議，則PCD發(fā)送RATS（請求ATS）命令，PICC接收到RATS后以ATS 回應(yīng)。若PICC在ATS中表明支持PPS并且參數(shù)可變，則PCD發(fā)送PPS請 求命令，PICC以PPS響應(yīng)作為應(yīng)答，然后開始交換傳輸數(shù)據(jù),10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),空中

21、接口通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC 18000） ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)定義了RFID標(biāo)簽和讀寫器之間的信號形 式、編/解碼規(guī)范、多標(biāo)簽碰撞協(xié)議以及命令格式等內(nèi)容，為所有RFID 設(shè)備的空中接口通信提供了全面的指導(dǎo)。該標(biāo)準(zhǔn)具有廣泛的通用性， 覆蓋了RFID應(yīng)用的常用頻段，如125134.2kHz、13.56MHz、433MHz 、860960MHz、2.45GHz、5.8GHz等，據(jù)前面介紹可知，ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)系列包括ISO/IEC 1800017共7個(gè)部分。 （1）ISO/IEC 180001提供基本的信息定義和系統(tǒng)描述，定義了 所有ISO/IEC 18000 系列

22、標(biāo)準(zhǔn)中空中接口定義所要用到的參數(shù)，同 時(shí)還列出了所有相關(guān)的技術(shù)參數(shù)及各種通信模式，如工作跳頻速率、 占用頻道帶寬、最大發(fā)射功率、雜散發(fā)射、調(diào)制方式、調(diào)制指數(shù)、 數(shù)據(jù)編碼、比特速率、標(biāo)簽唯一標(biāo)識符（UID）、讀寫處理時(shí)間、錯(cuò) 誤檢測、存儲容量、防沖突類型等,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)，它還為標(biāo)準(zhǔn)的其他六個(gè)部分詳細(xì)給出了該通信頻率和模 式下的具體參數(shù)值，為后續(xù)的各部分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了一個(gè)框架與規(guī)則。 （2）ISO/IEC 180002定義了125134.2kHz的空中接口通信 協(xié)議參數(shù)，規(guī)定時(shí)序參數(shù)、信號特性、標(biāo)簽與讀寫器之間通信的物 理層架構(gòu)、協(xié)議和指令，以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞方法。此

23、標(biāo)準(zhǔn) 的標(biāo)簽分為兩個(gè)類型Type-A和Type-B，它們在物理層上存在不同， 但是支持相同的協(xié)議和防碰撞機(jī)制。 Type-A標(biāo)簽工作在125kHz的雙工通信模式下，使用同一信道進(jìn) 行讀寫器和標(biāo)簽之間的雙向傳輸； Type-B標(biāo)簽工作在半雙工模式下，其工作頻率為134.2kHz，它 使用兩個(gè)不同的單向信道進(jìn)行讀寫器到標(biāo)簽的和標(biāo)簽到讀寫器的單 向數(shù)據(jù)傳輸，這些協(xié)議保證讀寫器能與Type-A和Type-B電子標(biāo)簽進(jìn) 行通信的能力，并使得兼容的讀寫器和標(biāo)簽之間也能夠?qū)崿F(xiàn)通信,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),3）ISO/IEC 180003定義了13.56MHz空中接口通信協(xié)議參 數(shù)，它定義了物理層

24、、防碰撞管理系統(tǒng)和符合ISO/IEC 180001要 求的物體識別協(xié)議值，規(guī)定了時(shí)序參數(shù)、信號特性、標(biāo)簽與讀寫器 之間通信的物理層架構(gòu)、協(xié)議和指令，以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞 方法,這些協(xié)議保證兼容的讀寫器和標(biāo)簽之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。 （4）ISO/IEC 180004定義了2.45GHz的空中接口通信協(xié)議參 數(shù)，規(guī)定了時(shí)序參數(shù)、信號特性、標(biāo)簽與讀寫器之間通信的物理層 架構(gòu)、協(xié)議和指令，以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞方法，這些協(xié)議保 證兼容的讀寫器和標(biāo)簽之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。同時(shí)它還定義了前向和 反向鏈路參數(shù)，包括工作頻率、信道帶寬、最大功率、數(shù)據(jù)編碼、 數(shù)據(jù)傳輸速率、跳頻速度、跳頻、擴(kuò)頻序列和碼片傳輸速率。

25、它主 要應(yīng)用于貨品管理領(lǐng)域,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),5）ISO/IEC 180006定義了860960MHz的空中接口通信 協(xié)議參數(shù)，規(guī)定了時(shí)序參數(shù)、信號特性、標(biāo)簽與讀寫器之間通信的 物理層架構(gòu)、協(xié)議和指令，以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞方法，這些 協(xié)議保證兼容的讀寫器和標(biāo)簽之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。目前該協(xié)議中包 括Type-A、Type-B和Type-C三種方案設(shè)計(jì)。從技術(shù)上說，這三個(gè)方 案的差別主要體現(xiàn)在RFID標(biāo)簽的邏輯設(shè)計(jì)中，在讀寫器端可以比較 容易地實(shí)現(xiàn)多協(xié)議兼容,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),Type-A、Type-B和Type-C三種方案設(shè)計(jì): Type-A使用脈沖間隔編碼

26、（PIE），讀寫器首先工作，采用 ALOHA防碰撞算法，反向鏈路使用雙相間隔碼編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率為 33/40kbit/s，頻寬為860960MHz，該方案支持的存儲容量較 大，但是防碰撞能力較弱，且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，指令類型多； Type-B的特點(diǎn)是在前向鏈路使用雙向線路編碼模式以及 Manchester加密，讀寫器首先工作，采用二叉樹防碰撞算法，數(shù)據(jù) 傳輸速率為8/4kbps，頻寬為860930MHz，該方案支持的存儲容 量較小，但是防碰撞能力較強(qiáng)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指令簡單； Type-C方案來源于EPCglobal的UHF Class 1 Gen 2 RFID標(biāo)簽規(guī) 范，該方案的性能特性處于Ty

27、pe-A和Type-B二者之間，具有較好的 普適性，因此目前所占的市場份額也最大,10.2 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),6）ISO/IEC 180007定義了有源433MHz的空中接口通信協(xié)議 參數(shù)，用于單品應(yīng)用管理方面，其典型讀取距離超過1m。它規(guī)定了 時(shí)序參數(shù)、信號特性、標(biāo)簽與讀寫器之間通信的物理層架構(gòu)、協(xié)議 和指令，以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞方法、數(shù)據(jù)編碼和工作周期 等，可用于開發(fā)能獲得FCC許可的讀/寫有源電子標(biāo)簽，這些協(xié)議保 證兼容的讀寫器和標(biāo)簽之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。ISO/IEC 180007可能 成為遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集裝箱追蹤管理的全球性“事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)”。 ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)中并沒有

28、規(guī)定相關(guān)頻段讀寫器的具體工作 頻率、發(fā)射功率、頻道占有帶寬、信道數(shù)量、雜散發(fā)射、跳頻速率 等技術(shù)指標(biāo)，這完全取決于各國的無線電管理政策,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),EPCglobal的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系 EPCglobal的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架包含硬件、軟件和數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)， 以及由EPCglobal運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等多個(gè)方面的內(nèi)容。其目 的是從宏觀層面列舉EPCglobal硬件、軟件、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以及它們之間 的聯(lián)系，定義網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)的頂層架構(gòu)，并指導(dǎo)最終用戶和設(shè)備生 產(chǎn)商實(shí)施EPC網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)框架以下三個(gè)層次： 數(shù)據(jù)識別層的標(biāo)準(zhǔn)包括RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，主要關(guān)注

29、 不同編碼系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)如何在EPC標(biāo)簽上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，目的是確保供應(yīng)鏈上 的不同企業(yè)間數(shù)據(jù)格式和說明的統(tǒng)一性,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)獲取層的標(biāo)準(zhǔn)包括讀寫器協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、讀寫器管理標(biāo)準(zhǔn)、讀 寫器組網(wǎng)和初始化標(biāo)準(zhǔn)，以及中間件標(biāo)準(zhǔn)等，定義了收集和記錄EPC 數(shù)據(jù)的主要基礎(chǔ)設(shè)施組件，并允許最終用戶使用具有互操作性的設(shè) 備建立RFID應(yīng)用。其中讀寫器協(xié)議主要注重中間件和讀寫器之間的 通信，而讀寫器管理主要涉及多個(gè)讀寫器如何實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。 數(shù)據(jù)交換層的標(biāo)準(zhǔn)包括EPC信息服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（EPCIS）、核心業(yè)務(wù) 詞匯標(biāo)準(zhǔn)（CBV）、對象名解析服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（ONS）、發(fā)現(xiàn)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、 安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及譜系標(biāo)準(zhǔn)等，提高了廣域環(huán)

30、境下物流信息的可視 性，目的是為最終用戶提供可以共享的EPC數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)EPC網(wǎng)絡(luò)服 務(wù)的接入,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),EPCglobal制定的RFID標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)的采集、信息的發(fā)布、信 息資源的組織管理、信息服務(wù)的發(fā)現(xiàn)等方面，除此之外部分實(shí)體單 元實(shí)際上也可能組成分布式網(wǎng)絡(luò)，如讀寫器、中間件等，為了實(shí)現(xiàn) 讀寫器和中間件的遠(yuǎn)程配置、狀態(tài)監(jiān)視、性能協(xié)調(diào)等功能，便產(chǎn)生 了管理接口。 EPCglobal主要標(biāo)準(zhǔn)如下： 1）EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)規(guī)范 此規(guī)范規(guī)定了EPC編碼結(jié)構(gòu)，包括所有編碼方式的轉(zhuǎn)換機(jī)制等。 2）空中接口協(xié)議 空中接口協(xié)議規(guī)范了電子標(biāo)簽與讀寫器之間命令和數(shù)據(jù)的交 互，它與ISO/IEC

31、 180003、180006標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)，其中UHF G1G2已 經(jīng)成為ISO/IEC 180006C標(biāo)準(zhǔn),10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),3）RP讀寫器數(shù)據(jù)協(xié)議 RP讀寫器數(shù)據(jù)協(xié)議提供讀寫器與主機(jī)（主機(jī)是指中間件或應(yīng)用 程序）間的數(shù)據(jù)與命令交互接口，與ISO/IEC 15961、15962類似。 其目標(biāo)是主機(jī)能夠獨(dú)立于讀寫器、讀寫器與標(biāo)簽之間的接口協(xié)議， 也即適用于智能程度不同的RFID讀寫器、條形碼讀寫器，適用于多 種RFID空中接口協(xié)議和條形碼接口協(xié)議。該協(xié)議定義了一個(gè)通用功 能集合，但并不要求所有的讀寫器實(shí)現(xiàn)這些功能，分為三層功能： 讀寫器層規(guī)定了讀寫器與主計(jì)算機(jī)交換的消息格式和內(nèi)容，它 是讀

32、寫器協(xié)議的核心，并定義了讀寫器所執(zhí)行的功能； 消息層規(guī)定了消息如何組幀、轉(zhuǎn)換以及在專用的傳輸層傳送， 規(guī)定安全服務(wù)（比如身份鑒別、授權(quán)、消息加密及完整性檢驗(yàn)）， 同時(shí)規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)連接的建立、初始化建立同步的消息、初始化安全 服務(wù)等； 傳輸層對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的傳輸層，讀寫器數(shù)據(jù)協(xié)議位于數(shù)據(jù)平 面,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),4）LLRP低層讀寫器協(xié)議 此協(xié)議為用戶控制和協(xié)調(diào)讀寫器的空中接口協(xié)議參數(shù)提供了通 用接口規(guī)范。它與空中接口協(xié)議密切相關(guān)，可以配置和監(jiān)視ISO/IEC 180006 Type-C中防碰撞算法的時(shí)隙幀數(shù)、Q參數(shù)、發(fā)射功率、接 收靈敏度、調(diào)制速率等；可以控制和監(jiān)視選擇命令、識讀過程、會

33、 話過程等；在密集讀寫器環(huán)境下，通過調(diào)整發(fā)射功率、發(fā)射頻率和 調(diào)制速率等參數(shù)，可以大大消除讀寫器之間的干擾。它是讀寫器協(xié) 議的補(bǔ)充，負(fù)責(zé)讀寫器性能的管理和控制，使得讀寫器協(xié)議專注于 數(shù)據(jù)交換。低層讀寫器協(xié)議位于控制平面。 5）RM讀寫器管理協(xié)議 RM讀寫器管理協(xié)議位于讀寫器與讀寫器管理之間的交互接口， 它規(guī)范了訪問讀寫器配置的方式，比如天線數(shù)等；規(guī)范了監(jiān)控讀寫 器運(yùn)行狀態(tài)的方式，如讀到的標(biāo)簽數(shù)、天線的連接狀態(tài)等；還規(guī)范 了RFID設(shè)備的簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP和管理系統(tǒng)庫MIB。讀寫器管理 協(xié)議位于管理平面,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),6）ALE應(yīng)用層事件標(biāo)準(zhǔn) ALE應(yīng)用層事件標(biāo)準(zhǔn)提供一個(gè)或多

34、個(gè)應(yīng)用程序向一臺或多臺讀寫 器發(fā)出對EPC數(shù)據(jù)請求的方式。通過該接口，用戶可以獲取過濾后、 整理過的EPC數(shù)據(jù)。ALE是基于面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA），它可以對 服務(wù)接口進(jìn)行抽象處理，就像SQL對關(guān)系數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部機(jī)制進(jìn)行抽象 處理一樣。應(yīng)用可以通過ALE查詢引擎，而不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或者設(shè) 備的具體情況。 7）EPCIS捕獲接口協(xié)議 EPCIS捕獲接口協(xié)議提供一種傳輸EPCIS事件的方式，包括EPCIS 倉庫、網(wǎng)絡(luò)EPCIS訪問程序以及伙伴EPCIS訪問程序。 8）EPCIS詢問接口協(xié)議 EPCIS詢問接口協(xié)議提供EPCIS訪問程序從EPCIS倉庫或EPCIS 捕 獲的應(yīng)用中得到EPCIS數(shù)據(jù)的方

35、法等,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),9）EPCIS發(fā)現(xiàn)接口協(xié)議 提供鎖定所有可能含有某個(gè)EPC相關(guān)信息的EPCIS服務(wù)的方法。 10）TDT標(biāo)簽數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換框架 提供了一個(gè)可以在EPC編碼之間轉(zhuǎn)換的文件，它可以使終端用戶 的基礎(chǔ)設(shè)施部件自動(dòng)得知新的EPC格式。 11）用戶驗(yàn)證接口協(xié)議 用于驗(yàn)證一個(gè)EPCglobal用戶的身份等，該標(biāo)準(zhǔn)正在制定。 12）物理標(biāo)記語言PML。用來描述物品靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，包括物品位 置信息、環(huán)境信息、組成信息等。PML是基于為人們廣為接受的可擴(kuò) 展標(biāo)識語言（XML）發(fā)展而來的，其目標(biāo)是為物理實(shí)體的遠(yuǎn)程監(jiān)控和 環(huán)境監(jiān)控提供一種簡單通用的描述語言，可廣泛應(yīng)用在存貨跟蹤、 自動(dòng)

36、處理事務(wù)、供應(yīng)鏈管理、機(jī)器控制和物對物通信等方面,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),EPCglobal與ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系 首先，從ISO制訂的RFID標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來說，RFID應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是建立在 RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之上，針對不同 使用對象，確定了使用條件、標(biāo)簽尺寸、標(biāo)簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內(nèi)容 格式、使用頻段等方面特定應(yīng)用要求的具體規(guī)范，同時(shí)也包括數(shù)據(jù) 的完整性、人工識別等其他一些要求。也就是說，RFID在不同的行 業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是不同的，由其下屬不同的子委員會完成的。 與ISO通用性RFID標(biāo)準(zhǔn)相比，EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)體系只是面向物流 供應(yīng)鏈領(lǐng)域，可以看成是一個(gè)單獨(dú)的行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。EPCglobal的目 標(biāo)是解決供應(yīng)鏈的透明性和追蹤性，透明性和追蹤性是指供應(yīng)鏈各 環(huán)節(jié)中所有合作伙伴都能夠了解單件物品的相關(guān)信息，如位置、生 產(chǎn)日期等信息。為此EPCglobal制定了EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)，它可以實(shí)現(xiàn)對 所有物品提供單件惟一標(biāo)識,10.3 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),EPCglobal主要關(guān)注UHF 860930MH頻段，空中接口協(xié)議有它的