與RFID技術(shù)重要相關(guān)的五大問題

1、與RFID技術(shù)重要相關(guān)的五大問題目前，RFID所涉及的主要技術(shù)方向雖然都在快速發(fā)展，但仍然存在方方面面的瓶頸，從目前來看主要存在五個問題。RFIDRFID的標(biāo)準(zhǔn)化工作最早始于1995年，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)組織聯(lián)合技術(shù)委員會開展此項(xiàng)工作dSO/IEC出臺的一系列RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四大類，另外還包含一些規(guī)范。從ISO/IEC制訂的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來說，是在RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議等基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)之上，定義了使用條件、標(biāo)簽尺寸、標(biāo)簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內(nèi)容格式、使用頻段等具體性能要求，根

2、據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域在包括數(shù)據(jù)完整性、人工識別等其他功能方面制定了應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC所制訂的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大意義在于通用性，它提供了一個基本框架，在保證互通與互操作性的原則之上兼顧不同應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求。對RFID技術(shù)發(fā)展具有重要影響的五大問題EPCGlobal是美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(UCC)和國際物品編碼協(xié)會(EAN)組建的全球第二大RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織，該中心與眾多企業(yè)成員共同制訂了EPCGlobal技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注點(diǎn)在于物聯(lián)網(wǎng)自動識別基礎(chǔ)架構(gòu)和標(biāo)識的數(shù)據(jù)載體及其內(nèi)容，在開放技術(shù)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)的基礎(chǔ)體系上，實(shí)現(xiàn)商品信息的交換與共享，面向物流供應(yīng)鏈解決透明性和追蹤性。EP

3、CGlobal致力于建立面向全球電子標(biāo)簽用戶的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)界成為事實(shí)上的最大標(biāo)準(zhǔn)而得到了廣泛的應(yīng)用。目前，EPCGlobal也將自身的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提交給ISO以期成為國際標(biāo)準(zhǔn)，從而使自身技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系具備更強(qiáng)的競爭力。世界第三大RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭成立的泛在中心負(fù)責(zé)起草的，其技術(shù)聯(lián)盟成員主要是日本廠商。泛在中心組織及其成員拒絕EPCGlobal技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該組織制定的RFID相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也構(gòu)建了一個完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，擁有自己的ucode編碼系統(tǒng)，保持自主獨(dú)立又不失兼容性。該體系的關(guān)注點(diǎn)更加重視網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用體系的安全性能。除了這三大RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織，國際上還有AIM-globa

4、l即全球自動識別組織和第三世界標(biāo)準(zhǔn)組織IP-X共同推進(jìn)未來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。電子標(biāo)簽的成本對于RFID技術(shù)的推廣具有極其重要的影響，一旦擁有價格低廉的電子標(biāo)簽，將可以迅速推廣應(yīng)用。在RFID系統(tǒng)中使用的電子標(biāo)簽分為主動式電子標(biāo)簽（即有源電子標(biāo)簽）和被動式電子標(biāo)簽（即無源電子標(biāo)簽）。主動式電子標(biāo)簽一般配有電池作為電源，所存數(shù)據(jù)內(nèi)容較多，因而包含更多信息以實(shí)現(xiàn)較多功能且識別的空間范圍也相對較大;缺點(diǎn)在于體積較大、價格較高，且電池壽命由標(biāo)簽功耗決定。被動式電子標(biāo)簽體積小、成本低、便于使用，但功能有限，包含信息量較小，識別距離較短。受成本因素的制約，目前實(shí)際所用電子標(biāo)簽以被動式無源電子標(biāo)簽居多。影響電

5、子標(biāo)簽價格的因素很多，但最主要的是材料及電子元器件，電子標(biāo)簽的體積和功耗也是影響價格的重要因素，一般而言，技術(shù)體系相同且兼容性好的電子標(biāo)簽因批量較大，往往可以降低單個電子標(biāo)簽的價格。RFID技術(shù)使用多種頻段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，完成電子標(biāo)簽的識別及其數(shù)據(jù)的讀寫功能。因其使用非接觸的通信方式，以電磁波作為傳輸媒介并將自由空間作為傳輸信道，所以一般運(yùn)用電感耦合原理或反向散射工作原理，具體采用的頻段和運(yùn)用的原理依據(jù)應(yīng)用需求及應(yīng)用領(lǐng)域而決定。電磁波在空間傳播時，由于反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致?lián)p耗而引起信號的衰減，又因存在多徑效應(yīng)而產(chǎn)生時延，并且室內(nèi)空間環(huán)境和室外空間環(huán)境都具有很大的隨機(jī)性，使得數(shù)據(jù)

6、傳輸?shù)母蓴_很難在固定條件的模型里進(jìn)行分析。另外，由于空間的開放性，實(shí)際存在的各種電磁波信號也對空間傳輸信道產(chǎn)生各類干擾。在RFID系統(tǒng)中，由于標(biāo)簽數(shù)量眾多，閱讀器發(fā)送信號后，來自不同標(biāo)簽的應(yīng)答信號也互相干擾，甚至運(yùn)用多個閱讀器時，閱讀器相互之間也存在干擾，理論上說越龐大的RFID系統(tǒng)，自身存在的干擾問題就越復(fù)雜和突出?；谶@些原因，最終在數(shù)據(jù)讀寫的傳輸過程中會出現(xiàn)漏讀、無法識別等種種故障現(xiàn)象。在很多RFID系統(tǒng)的應(yīng)用場合里，往往需要在極短的時間片段(秒級)里對數(shù)十個甚至上百個標(biāo)簽進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)操作，信號傳輸在時間域上存在著重疊，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞問題。數(shù)據(jù)碰撞問題本質(zhì)上是信道共享問題，在信道共享問

7、題上，一般采用時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、碼分多址(CDMA)四種方式解決，但在RFID系統(tǒng)中受制于功耗及其他因素影響，F(xiàn)DMA、SDMA、CDMA三種方式并不適用。目前廣泛使用的是基于TDMA方式的防沖突算法來解決數(shù)據(jù)碰撞問題：一種是基于二進(jìn)制數(shù)的確定性算法，還有一種是基于ALOHA的不確定性算法。RFID系統(tǒng)大量使用電子標(biāo)簽，在這種環(huán)境下企業(yè)的商業(yè)機(jī)密有可能泄露，安全威脅主要來自標(biāo)簽威脅、網(wǎng)絡(luò)威脅和數(shù)據(jù)威脅。RFID標(biāo)簽的計(jì)算能力、存儲空間和電源供給都比較有限，越便宜的電子標(biāo)簽計(jì)算能力越弱，對安全威脅的防護(hù)也越差。由于采用無線通信的方式，在某些介質(zhì)可穿

8、透的狀態(tài)下，對于長達(dá)50米以上的通信信道，不法分子可以利用技術(shù)手段盜取標(biāo)簽信息，通過隱蔽方式對電子標(biāo)簽或者是讀取電子標(biāo)簽信息的閱讀器發(fā)動攻擊以截獲信息。對于電子標(biāo)簽本身而言，具有多次讀寫功能的電子標(biāo)簽相對應(yīng)用便捷，但也存在更大隱患，安全保護(hù)策略顯得尤為重要;對于無線通信信道而言，容易遭受非法截取通信數(shù)據(jù)的風(fēng)險;對于網(wǎng)絡(luò)連接而言，易遭受來自互聯(lián)網(wǎng)的各種攻擊。RFID系統(tǒng)在數(shù)據(jù)安全方面應(yīng)當(dāng)保證機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、防欺騙的真實(shí)性和通信信息的私密性。目前，RFID所涉及的主要技術(shù)方向雖然都在快速發(fā)展，但仍然存在方方面面的瓶頸，從目前來看主要存在五個問題。RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化RFID的標(biāo)準(zhǔn)化工作最早始於

9、1995年，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)組織聯(lián)合技術(shù)委員會開展此項(xiàng)工作dSO/IEC出臺的一系列RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四大類，另外還包含一些規(guī)范。從ISO/IEC制訂的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來說，是在RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議等基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)之上，定義瞭使用條件、標(biāo)簽尺寸、標(biāo)簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內(nèi)容格式、使用頻段等具體性能要求，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域在包括數(shù)據(jù)完整性、人工識別等其他功能方面制定瞭應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC所制訂的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大意義在於通用性，它提供瞭一個基本框架，在保證互通與互操作性的原則之

10、上兼顧不同應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求。對RFID技術(shù)發(fā)展具有重要影響的五大問題EPCGlobal是美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(UCC)和國際物品編碼協(xié)會(EAN)組建的全球第二大RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織，該中心與眾多企業(yè)成員共同制訂瞭EPCGlobal技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)註點(diǎn)在於物聯(lián)網(wǎng)自動識別基礎(chǔ)架構(gòu)和標(biāo)識的數(shù)據(jù)載體及其內(nèi)容，在開放技術(shù)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)的基礎(chǔ)體系上，實(shí)現(xiàn)商品信息的交換與共享，面向物流供應(yīng)鏈解決透明性和追蹤性。EPCGlobal致力於建立面向全球電子標(biāo)簽用戶的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)界成為事實(shí)上的最大標(biāo)準(zhǔn)而得到瞭廣泛的應(yīng)用。目前，EPCGlobal也將自身的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提交給ISO以期成為

11、國際標(biāo)準(zhǔn)，從而使自身技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系具備更強(qiáng)的競爭力。世界第三大RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省牽頭成立的泛在中心負(fù)責(zé)起草的，其技術(shù)聯(lián)盟成員主要是日本廠商。泛在中心組織及其成員拒絕EPCGlobal技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該組織制定的RFID相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也構(gòu)建瞭一個完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，擁有自己的ucode編碼系統(tǒng)，保持自主獨(dú)立又不失兼容性。該體系的關(guān)註點(diǎn)更加重視網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用體系的安全性能。除瞭這三大RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織，國際上還有AIM-global即全球自動識別組織和第三世界標(biāo)準(zhǔn)組織IP-X共同推進(jìn)未來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。電子標(biāo)簽的成本電子標(biāo)簽的成本對於RFID技術(shù)的推廣具有極其重要的影響，一旦擁有價格低廉的電子標(biāo)簽，

12、將可以迅速推廣應(yīng)用。在RFID系統(tǒng)中使用的電子標(biāo)簽分為主動式電子標(biāo)簽（即有源電子標(biāo)簽）和被動式電子標(biāo)簽（即無源電子標(biāo)簽）。主動式電子標(biāo)簽一般配有電池作為電源，所存數(shù)據(jù)內(nèi)容較多，因而包含更多信息以實(shí)現(xiàn)較多功能且識別的空間范圍也相對較大;缺點(diǎn)在於體積較大、價格較高，且電池壽命由標(biāo)簽功耗決定。被動式電子標(biāo)簽體積小、成本低、便於使用，但功能有限，包含信息量較小，識別距離較短。受成本因素的制約，目前實(shí)際所用電子標(biāo)簽以被動式無源電子標(biāo)簽居多。影響電子標(biāo)簽價格的因素很多，但最主要的是材料及電子元器件，電子標(biāo)簽的體積和功耗也是影響價格的重要因素，一般而言，技術(shù)體系相同且兼容性好的電子標(biāo)簽因批量較大，往往可以降

13、低單個電子標(biāo)簽的價格。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幹?jǐn)_RFID技術(shù)使用多種頻段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，完成電子標(biāo)簽的識別及其數(shù)據(jù)的讀寫功能。因其使用非接觸的通信方式，以電磁波作為傳輸媒介並將自由空間作為傳輸信道，所以一般運(yùn)用電感耦合原理或反向散射工作原理，具體采用的頻段和運(yùn)用的原理依據(jù)應(yīng)用需求及應(yīng)用領(lǐng)域而決定。電磁波在空間傳播時，由於反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致?lián)p耗而引起信號的衰減，又因存在多徑效應(yīng)而產(chǎn)生時延，並且室內(nèi)空間環(huán)境和室外空間環(huán)境都具有很大的隨機(jī)性，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸謹(jǐn)_很難在固定條件的模型裡進(jìn)行分析。另外，由於空間的開放性，實(shí)際存在的各種電磁波信號也對空間傳輸信道產(chǎn)生各類幹?jǐn)_。在RFID系統(tǒng)中，由於標(biāo)簽

14、數(shù)量眾多，閱讀器發(fā)送信號後，來自不同標(biāo)簽的應(yīng)答信號也互相幹?jǐn)_，甚至運(yùn)用多個閱讀器時，閱讀器相互之間也存在幹?jǐn)_，理論上說越龐大的RFID系統(tǒng)，自身存在的幹?jǐn)_問題就越復(fù)雜和突出?；哆@些原因，最終在數(shù)據(jù)讀寫的傳輸過程中會出現(xiàn)漏讀、無法識別等種種故障現(xiàn)象。數(shù)據(jù)碰撞在很多RFID系統(tǒng)的應(yīng)用場合裡，往往需要在極短的時間片段（秒級）裡對數(shù)十個甚至上百個標(biāo)簽進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)操作，信號傳輸在時間域上存在著重疊，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞問題。數(shù)據(jù)碰撞問題本質(zhì)上是信道共享問題，在信道共享問題上，一般采用時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、碼分多址(CDMA)四種方式解決，但在RFID系統(tǒng)中受制於功耗及其他因素影響，F(xiàn)DMA、SDMA、CDMA三種方式並不適用。目前廣泛使用的是基於TDMA方式的防沖突算法來解決數(shù)據(jù)碰撞問題：一種是基於二進(jìn)制數(shù)的確定性算法，還有一種是基於ALOHA的不確定性算法。數(shù)據(jù)安全RFID系統(tǒng)大量使用電子標(biāo)簽，在這種環(huán)境下企業(yè)的商業(yè)機(jī)密有可能泄露，安全威脅主要來自標(biāo)簽威脅、網(wǎng)絡(luò)威脅和數(shù)據(jù)威脅。RFID標(biāo)簽的計(jì)算能力、存儲空間和電源供給都比較有限，越便宜的電子標(biāo)簽計(jì)算能力越弱，對安全威脅的防護(hù)也越差。由於采用無線通信的方