RFID的標準體系

1、1,7.1概述 7.2 UID泛在識別中心標準體系 7.3 EPCglobal標準體系 7.4 ISO/IEC標準體系 7.5 三大編碼體系的區(qū)別,第7 章 RFID的標準體系,2,第7 章 RFID的標準體系,7.1概述 目前，國際上RFID技術發(fā)展迅速，并且已經在很多國際大公司中開始進入實用階段。如同條形碼一樣，射頻識別技術的應用是全球性的，因而標準化工作非常重要。相關的標準包括電氣特性部分、通信頻率、數據格式和元數據等?？梢灶A見，射頻標簽國家標準的制定和實施將會引導新興的射頻識別產業(yè)走標準化、規(guī)范化、產業(yè)化的道路。,3,7.1.1 RFID標準的推動力 1. RFID相關標準的社會影響因

2、素 標準能夠確保協同工作的進行、規(guī)模經濟的實現、工作實施的安全性以及其他諸多方面。但是，如果標準采用過早，有可能會制約技術的發(fā)展進步；如果采用太晚的話，則可能會限制技術的應用范圍，導致危險事件的發(fā)生以及不必要的開銷。RFID相關標準的社會影響因素包括無線通信管理、人類健康、個人隱私和數據安全等方面。 2. RFID相關標準的推動力 推動RFID標準化進程的主要實體包括大零售商、美國國防部、ETSI和AIM射頻識別專家組。,4,7.1.2 RFID標準化組織 由于RFID的應用涉及眾多行業(yè)，因此其相關的標準盤根錯節(jié)，非常復雜。 RFID標準爭奪的核心主要集中在RFID標簽的數據內容和編碼標準這一

3、領域。目前，國際上已經形成了五大標準組織，分別代表了不同團體或國家的利益。EPCglobal在全球擁有上百家成員，得到零售巨頭沃爾瑪，制造業(yè)巨頭強生、寶潔等跨國公司的支持。AIM、ISO、UID則代表了歐美國家和日本；IP-X的成員則以非洲、大洋洲、亞洲等國家為主。比較而言，EPCglobal由于綜合了美國和歐洲廠商，實力相對占上風。,5,7.1.3 RFID標準體系結構 RFID標準體系主要包括RFID技術標準、RFID應用標準、RFID數據內容標準和RFID性能標準。其中，編碼標準和通信協議（通信接口）是爭奪比較激烈的部分，兩者也構成了RFID標準的核心。 1. RFID技術標準 RFID

4、技術標準主要定義了不同頻段的空中接口及相關參數，包括基本術語、物理參數、通信協議和相關設備等。 2. RFID應用標準 RFID應用標準主要涉及特定應用領域或環(huán)境中RFID的構建規(guī)則，包括RFID在物流配送、倉儲管理、交通運輸、信息管理、動物識別、礦井安全、工業(yè)制造和休閑娛樂等領域的應用標準與規(guī)范,6,3.RFID數據內容標準 RFID數據內容標準主要涉及數據協議、數據編碼規(guī)則及語法，包括編碼格式、語法標準、數據符號、數據對象、數據結構和數據安全等。RFID數據內容標準能夠支持多種編碼格式，比如支持EPCglobal和DOD等規(guī)定的編碼格式，也包括EPCglobal所規(guī)定的標簽數據格式標準。

5、4. RFID性能標準 RFID性能標準主要涉及設備性能及一致性測試方法，尤其是數據結構和數據內容（即數據編碼格式及其內存分配），主要包括印制質量、設計工藝、測試規(guī)范和試驗流程等。,7,7.2 UID泛在識別中心標準體系,泛在識別中心的技術體系架構由泛在識別碼（ucode）、泛在通信器、信息系統服務器和ucode解析服務器等4部分組成。 UID規(guī)范由日本泛在識別中心負責制定。日本泛在識別中心由T-engine論壇發(fā)起成立，其目標是建立和推廣物品自動識別技術并最終構建一個無處不在的計算環(huán)境。該規(guī)范對頻段沒有強制要求，標簽和讀寫器都是多頻段設備。能同時支持13.56MHz或2.45GHz頻段。,8

6、,7.2.1泛在識別碼 ucode是識別對象不可缺少的要素，ID則是識別對象身份的基礎。ucode是在大規(guī)模泛在計算模式中識別對象的一種手段。eTRON ID在全過程都能得到很好的安全保證，并能支持接觸/非接觸等多種通信方式，從嵌入泛在技術的機器到智能卡、RFID等。所有與泛在計算相關的要素都包含于泛在網絡中。 1.賦予每一個“物品”固有的ID 最基本的泛在識別技術，就是為現實世界中的各種物品賦予固有的號碼ucode，且通過計算機極易從物品中讀取，即計算機可以自動識別現實世界中的物品，并能夠進行適當的數據處理。,9,2. ucode的結構 ucode的基本代碼長度128B，視需要能夠以128B

7、為單位進行擴充，最終形成256B、384B、512B的結構。,ucode的最大特點是可兼容各種已有ID代碼的編碼體系。例如，通過使用ucode的128字節(jié)這樣一個龐大的號碼空間,可將使用條形碼的JAN代碼、UPC代碼、EAN代碼、書籍的ISBN和ISSN、在因特網上使用的IP地址、分配在語音終端上的電話號碼等各種號碼或ID，均包含在其中。,10,3. ucode標準的特點 ucode標準的主要特點包括確保廠商獨立的可用性、確保安全的對策、ucode標識的可讀性和使用頻率不做強制性規(guī)定。 確保廠商獨立的可用性 確保安全的對策 ucode標識的可讀性 使用頻率不做強制性規(guī)定,11,7.2.2泛在通

8、信器 泛在通信器主要由IC標簽、讀寫器和無線廣域通信設備等部分構成，主要用于將讀取的ucode碼信息傳送到ucode解析服務器，并從信息系統服務器獲取有關信息,12,泛在通信器作為重要的泛在識別技術之一，是泛在計算環(huán)境與人進行交流所需的終端，簡稱為泛在通（Ubiquitous Communication，UC）。顧名思義，它是隨時隨地進行交流所需的終端，具有豐富的多元通信功能。 多元通信接口 無縫通信 安全性,13,7.2.3信息系統服務器 信息系統服務器存儲并提供與ucode相關的各種信息。出于安全考慮，采用eTRON，從而保證具有防復制、防偽造特性的電子數據能夠在分散的系統框架中安全地流通

9、和工作。信息系統服務器具有專業(yè)的抗破壞性，使用基于PKI技術的虛擬專用網（Virtual Private Network，VPN），具有只允許數據移動而無法復制等特點。通過設備自帶的eTRON ID，信息系統服務器能夠接入多種網絡建立通信連接。利用eTRON，信息系統服務器能實現電子票務和電子貨幣等有價信息的安全流通，以及離線狀態(tài)下的小額付款機制費用的征收，同時還能保證各泛在設備間安全可靠的通信。,14,7.2.4 ucode解析服務器 ucode解析服務器確定與ucode相關的信息存放在哪個信息系統服務器上，其通信協議為ucode RP和實體傳輸協議（entity Transfer Prot

10、ocol，eTP），其中eTP是基于eTRON（PKI）的密碼認證通信協議。 ucode解析服務器是以ucode碼為主要線索，具有對提供泛在識別相關信息服務的系統地址檢索功能的、分散型輕量級目錄服務系統。 ucode解析服務器的主要特征如下： 分散管理 與已有的ID服務的統一 安全協議 支持多重協議 匿名代理訪問機制,15,7.2.5 ucode標簽分級 ucode標簽分級的前提條件是，沒有超級芯片可以支持所有的應用，因為有些應用需要成本低廉，有些應用需要犧牲成本來保證較高的安全性。ucode標簽有多個性能參數，包括成本、安全性能、傳輸距離、可粘貼材料、可改寫數據空間的工作狀態(tài)（活化或失效）等

11、。 ucode標簽分級主要是根據標簽的安全性進行分類，以便于進行標準化。目前主要分為9類（Class 0至Class 8)。,16,17,7.3 EPCglobal標準體系,EPCglobal是由UCC和EAN聯合發(fā)起并成立的非盈利性機構。EPC系統是一種基于EAN/UCC編碼的系統，作為產品與服務流通過程信息的代碼化表示，EAN/UCC編碼具有一整套涵蓋貿易流通過程各種有形或無形產品所需的全球唯一標識代碼，包括貿易項目、物流單元、服務關系、商品位置和相關資產等標識代碼。EAN/UCC標識代碼隨著產品或服務的產生在流通源頭建立，并伴隨著該產品或服務的流動貫穿全過程。,18,7.3.1 EPC系

12、統的特點 EPC系統的主要特點包括 開放的結構體系 獨立的平臺與高度的互動性 靈活的可持續(xù)發(fā)展的體系 7.3.2 EPCglobal標準總覽 1.體系框架活動 EPCglobal體系框架包含三種主要的活動，每種活動都是由EPCglobal體系框架內相應的標準支撐的。,19,20,在理解整個組織和EPCglobal體系框架時，對活動進行分類是有益的，但不要規(guī)定得過于嚴格。EPCglobal體系框架設計用來為EPCglobal用戶提供多種選擇，通過應用這些標準滿足其特定的商業(yè)運作。 2. EPCglobal體系框架標準 所有的EPCglobal體系框架的標準如表7-1所示，這些標準與EPC物理對象

13、交換、EPC基礎設施和EPC數據交換三種活動密切相關。表7-1主要是對于目前EPCglobal體系框架中所有的部件進行規(guī)范，而不是未來工作的路標。,21,22,（1）900MHz Class 0射頻識別標簽規(guī)范。 （2）13.56MHz ISM頻段Class 1射頻識別標簽接口規(guī)范。 （3）860930MHz Class 1射頻識別標簽射頻與邏輯通信接口規(guī)范。 （4）Class 1 Gen2超高頻RFID一致性要求規(guī)范 （5）EPCglobal體系框架。 （6）EPC標簽數據標準。 （7）Class1 Gen2超高頻空中接口協議標準 （8）應用水平事件規(guī)范。 （9）對象名解析業(yè)務規(guī)范。,23,

14、7.3.3 EPC編碼體系 EPC編碼是EPC系統的重要組成部分，是對實體及實體的相關信息進行代碼化，通過統一、規(guī)范化的編碼建立全球通用的信息交換語言。EPC編碼是EAN/UCC在原有全球統一編碼體系基礎上提出的，是新一代全球統一標識的編碼體系，是對現行編碼體系的拓展和延伸。 1. EPC編碼規(guī)則 （1）唯一性。（2）永久性。（3）簡單性。 （4）可擴展性。（5）保密性與安全性。 （6）無含義。,24,2. EPC編碼關注的問題 （1）生產廠商和產品。（2）內嵌信息。 （3）分類。（4）批量產品編碼。（5）載體。 3. EPC編碼結構 EPC代碼是由一個版本號加上另外三段數據（依次為域名管理、

15、對象分類、序列號）組成的一組數字。其中，版本號用于標識EPC編碼的版本次序，使得EPC隨后的碼段可以有不同的長度；域名管理是描述與此EPC相關的生產廠商的信息，如可口可樂公司；對象分類記錄產品精確類型的信息，如美國生產的330ml罐裝減肥可樂（可口可樂的一種新產品）；序列號唯一標識貨品，會明確EPC代碼標識的是哪一罐330ml減肥可樂。,25,EPC代碼是由EPC global組織和各應用方協調制定的編碼標準，具有以下特性： （1）科學性。（2）兼容性。（3）全面性。 （4）合理性。（5）國際性。（6）無歧視性。,26,4. EPC編碼類型 目前，EPC代碼有64位、96位和256位3種。為了

16、保證所有物品都有一個EPC代碼并使其載體標簽成本盡可能降低，建議采用96位，選樣其數目可以為2.68億個公司提供唯一標識，每個生產廠商可以有1600萬個對象種類，并且每個對象種類可以有680億個序列號，這對未來世界所有產品已經非常夠用了。 鑒于當前不用那么多序列號，因而可采用64位EPC，這樣會進一步降低標簽成本。但是隨著EPC-64和EPC-96版本的不斷發(fā)展，EPC代碼作為一種世界通用的標識方案已經不足以長期使用，因而出現了256位編碼。迄今已經推出EPC-96I型，EPC-64 I型、II型、III型，EPC-256 I型、II型、III型等編碼方案。,27,7.3.4 EPC標簽分類

17、EPC標簽中存儲的唯一信息是96位或64位產品電子代碼。為了降低成本，EPC標簽通常是被動式射頻標簽。 （1）Class 0 EPC標簽。滿足物流、供應鏈管理（如超市的結賬付款、超市貨架掃描、集裝箱貨物識別、貨物運輸通道以及倉庫管理等）基本應用功能的標簽。Class 0 EPC標簽的主要功能包括：必須包含EPC 代碼、24位自毀代碼以及CRC代碼；可以被讀寫器讀??；可以被重疊讀??；可以自毀；存儲器不可以由讀寫器進行寫入。 （2）Class 1 EPC標簽。Class1 EPC標簽又稱身份標簽，是一種無源、反向散射式標簽。除了具備Class 0 EPC標簽的所有特征外，還具有一個電子產品代碼標識

18、符和一個標簽標識符。Class1 EPC標簽具有自毀功能，能夠使得標簽永久失效。此外，還有可選的密碼保護訪問控制和可選的用戶內存等特性。,28,（3）Class2 EPC標簽。Class2 EPC標簽也是一種無源、反向散射式標簽。它除了具備Class1 EPC標簽的所有特征外，還包括擴展的標簽標識符（Tag Identifier，TID）、擴展的用戶內存、選擇性識讀功能。Class 2 EPC標簽在訪問控制中加入了身份認證機制，并將定義其他附加功能。 （4）Class 3 EPC標簽。Class3 EPC標簽是一種半有源的、反向散射式標簽。它除了具備Class 2 EPC標簽的所有特征外，還具

19、有完整的電源系統和綜合的傳感電路。其中，片上電源用來為標簽芯片提供部分邏輯功能。 （5）Class 4 EPC標簽。Class4 EPC 標簽是一種有源的、主動式標簽，除了具備Class 3 EPC標簽的所有特征外，還具有標簽到標簽的通信功能、主動式通信功能和特別組網功能。,29,7.3.5 EPC系統 EPC系統是一個非常先進的、綜合性的、復雜的系統，其最終目標是為每一單品建立全球的、開放的標識體系。它由全球電子產品代碼（EPC）編碼體系、射頻識別系統及信息網絡系統三部分組成,30,EPC 編碼提供對物理世界對象的唯一標識，通過計算機網絡來標識和訪問單個物體，就如在互聯網中使用IP地址來標識

20、、組織和通信一樣。通過EPC系統的發(fā)展，能夠推動自動識別技術的快速發(fā)展；通過整個供應鏈對貨品進行實時跟蹤；通過優(yōu)化供應鏈給用戶提供支持，從而大大提高供應鏈的效率。 信息網絡系統由本地網絡和全球互聯網組成，是實現信息管理和信息流通的功能模塊。EPC信息網絡系統是在全球互聯網的基礎上，通過Savant管理軟件以及對象命名解析系統（Object Numbering System，ONS）和物理標識語言（Physical Markup Language PML），實現全球“實物互聯”。,31,32,1. EPC編碼標準 EPC編碼標準與現行的GTIN相結合，可以在EPC網絡中兼容EAN/UCC系統。E

21、PC編碼是由4個部分組成的一串數字，依次為版本號、域名管理者、對象分類和序列號，可以為物理世界的每個對象提供唯一標識。其編碼的分配由EPCglobal和各國的EPC管理機構分段管理，共同維護。 2.射頻識別系統 EPC射頻識別系統是實現EPC代碼自動采集的功能模塊，主要由EPC射頻標簽和EPC射頻讀寫器組成。,33,3. EPC信息網絡系統 信息網絡系統由本地網絡和全球互聯網組成，是實現信息管理、信息流通的功能模塊。EPC系統的信息網絡系統是在全球互聯網的基礎上，通過EPC中間件、對象解析服務（ONS）和EPC信息服務（EPCIS）來實現全球“實物互聯”。 （1）EPC中間件。 EPC中間件具

22、有一系列特定屬性的“程序模塊”或“服務”，并被用戶集成以滿足他們的特定需求，EPC中間件被稱為Savant。Savant是連接閱讀器和應用程序的軟件，是物聯網中的核心技術，可認為是該網絡的神經系統，故稱為Savant。其核心功能是屏蔽不同廠家的RFID閱讀器等硬件設備、應用軟件系統以及數據傳輸格式之間的異構性，從而可以實現不同的硬件（閱讀器等）與不同應用軟件系統間的無縫連接與實時動態(tài)集成。,34,（2）對象名解析服務。 對象名解析服務是一個自動的網絡服務系統，類似于域名解析服務，ONS則為Savant系統指明了存儲產品相關信息的服務器。ONS服務是聯系Savant管理軟件和EPC信息服務的網絡

23、樞紐，并且ONS設計與架構都以Internet域名解析服務為基礎,35,（3）EPC信息服務。 EPC信息服務作為網絡數據庫來實現的，EPC被用作數據庫的查詢指針，EPCIS提供信息查詢的接口，可與已有的數據庫、應用程序及信息系統相連接。EPCIS有兩種數據流方式：一是閱讀器發(fā)送原始數據至EPCIS以供存儲；二是應用程序發(fā)送查詢至EPCIS以獲取信息。EPCIS也曾稱為PML服務，但現在并不是必須用PML來進行存儲和標記。,36,7.4 ISO/IEC標準體系,7.4.1 ISO/IEC標準總覽 ISO/IEC已出臺的RFID標準主要關注基本的模塊構建、空中接口、涉及的數據結構及其實施問題。有

24、關的標準可以分為技術標準、數據內容標準、性能標準和應用標準4個方面。 ISO/IEC技術標準規(guī)定了RFID的有關技術特性、技術參數和技術規(guī)范等，是有關組織專門針對RFID制定的專業(yè)技術標準，主要包括ISO/IEC 18000（空中接口參數）、ISO/IEC 10536（密耦臺非接觸集成電路卡）、ISO/IEC 15693（疏耦合非接觸集成電路卡）和ISO/IEC 14443（近耦合非接觸集成電路卡）。,37,ISO/IEC數據結構標準包括ISO/IEC 15424（數據載體，特征標識符）、ISO/IEC 15418（EAN/UCC應用標識符）、ISO/IEC 15434（大高容量ADC媒體用的

25、傳送語法）、ISO/IEC 15459（物理管理唯一標識符）、ISO/IEC l5961（數據協議/應用接口）、ISO/IEC l5962（數據編碼規(guī)則和邏輯存儲功能協議）和ISO/IEC 15963（射頻標簽的唯一標識）。 ISO/IEC性能標準包括ISO/IEC 10373（IC卡的測試方法）、ISO/IEC 18046（RFID設備性能測試方法）和ISO/IEC 18047（RFID設備一致性測試方法）,38,ISO/IEC應用標準主要包括RFID在動物識別、交通管理、集裝箱運輸和項目管理領域的相關標準。 7.4.2 ISO/IEC 18000-6 ISO/IEC 18000作為是目前相

26、對較新的一系列標準，可用于商品的供應鏈，其中的部分標準也正在形成之中。其中，ISO/IEC 18000系列包含了有源和無源RFID技術標準，主要規(guī)定了基于物品管理的RFID空中接口參數。ISO/IEC 18000只規(guī)定了空中接口協議，對數據內容和數據結構無限制，因而可用于EPC。,39,在目前已有的RFID技術標準中，ISO/IEC 18000-6是最受關注的一個標準系列，包括了ISO/IEC 18000-6A、ISO/IEC 18000-6B和ISO/IEC 18000-6C三種類型。,40,1物理接口 標準ISO/IEC 18000-6規(guī)定，讀寫器需要同時支持Type A和Type B兩種

27、類型，而且能夠在這兩種類型之間進行切換；電子標簽則需要支持至少一種類型。 （1）Type A協議的物理接口。 TypeA協議是一種基于“讀寫器先發(fā)言”的通信機制，是讀寫器的命令與電子標簽的回答交替發(fā)送的機制。Type A協議將整個通信過程的數據信號定義為4種，即0、1、幀開始SOF和幀結束EOF,41, 讀寫器到電子標簽之間的數據傳輸。 讀寫器發(fā)送的數據采用載波振幅調制，調制深度是30（誤差不超過3）。數據編碼采用脈沖間隔編碼（Pulse Interval Encoding，PIE），即通過定義下降沿之間的不同寬度來表示不同的數據信號。,42, 電子標簽到讀寫器之間的數據傳輸。 電子標簽通過反

28、向散射給讀寫器傳輸信息，數據速率是40kb/s，數據采用FM0編碼。 （2）Type B協議的物理接口。 Type B是基于“讀寫器”先發(fā)言的傳輸機制，是讀寫器的命令與電子標簽的回答相互交換的機制。 讀寫器到電子標簽之間的數據傳輸。 采用ASK調制，調制深度是11或99，位速率規(guī)定為l0kb/s或40kb/s，采用曼徹斯特編碼。 電子標簽到讀寫器之間的數據傳輸。 同Type A一樣采用FM0編碼，通過調制入射并反向散射給讀寫器傳輸信息。數據速率是40kb/s。,43,2協議和命令 （1）Type A的協議和命令。 TypeA的協議和命令包括命令格式、數據和參數、存儲器尋址和通信中的時序規(guī)定。

29、命令格式。 讀寫器發(fā)給電子標簽的數據幀結構如圖7-16所示，命令包含的各部分區(qū)域如圖7-17所示。,44,l 命令中的RFU位作為協議的擴展。 l 命令碼的長度是6位。 l 命令標志的長度是4位。 使用CRC-16編碼或者CRC-5編碼取決于命令的位數 電子標簽的回答格式如圖7-18所示，回答包括幀頭區(qū)、標志位區(qū)、一個或更多的參數區(qū)、數據區(qū)和采用16位的CRC編碼區(qū)。,45, 數據和參數。 命令標志段是一個4位的數據標志，用來規(guī)定電子標簽各數據段的有效性。其中，一位的標志用來定義命令是否在下面的防碰撞過程中使用，其他3位標志根據具體的情況有不同的定義。 數據段中定義了電子標簽的識別碼和數據結構

30、，另外為了加快識別過程，還定義了一個較短的識別碼。 存儲器尋址。 Type A的尋址最多可達256個block，每個block最多可達256b的容量。所以，整個電子標簽的容量最多可達64kb 。 通信中的一些時序規(guī)定。 電子標簽應該在無線電或電源不足的情況下保持它的狀態(tài)至少300s，特別是當電子標簽處于靜默狀態(tài)時，電子標簽必須保持狀態(tài)至少2s，以便可以用復位（Reset to ready）命令退出該狀態(tài)。,46,電子標簽從讀寫器收到一個幀結束（EOF）后，需要等待從幀結束的下降沿開始的一段時間后開始回發(fā)，等待的時間根據時隙延遲標志確定，一般在150s以上。 讀寫器對于一個特定電子標簽的回答必須

31、在一個特定的時間窗口里發(fā)送，這個時間從電子標簽最后一個傳輸位結束后的第2和第3位時的邊界開始，持續(xù)時間為電子標簽發(fā)送數據比特時間的2.75倍。 電子標簽在發(fā)送命令前至少3位時內不得停止發(fā)送未調制載波。讀寫器在電子標簽最后一個傳輸位結束后的第4個位時內發(fā)送命令幀的第一個下降沿。,47,（2）Type B的協議和命令。 Type B與Type A一樣，協議和命令包括命令格式、數據和參數、存儲器尋址和通信中的時序規(guī)定。 命令格式。 TypeB的命令包含的區(qū)域如圖7-19所示，電子標簽的回答格式如圖7-20所示。,48, 數據和參數。 在Type B協議的通信中可能用到以下的數據內容和參數信號。 電子

32、標簽有一個唯一獨立的UID號，包含一個8位的標志段，低4位分別代表4個標志，高4位是保留位（RFU），通常為0。 存儲器尋址。 電子標簽通過一個8位的地址區(qū)來尋址，因此它共可以尋址256個存儲器塊，每個存儲器塊包含1字節(jié)數據，整個存儲器最多可以保存2K比特的數據。 存儲器的017塊被保留用作存儲系統信息。18塊以上的存儲器用作電子標簽中普通的應用數據存儲區(qū)。,49, 通信中的一些時序規(guī)定。 在電子標簽向存儲器寫操作的等待階段，讀寫器需要向電子標簽提供至少15s的穩(wěn)定無調制載波。在寫操作結束后，讀寫器需要發(fā)送10個01信號。同時在讀寫器的命令之間發(fā)生頻率跳變，或在讀寫器的命令和電子標簽的回答之間

33、發(fā)生跳變，在跳變結束后也需要讀寫器發(fā)送10個01信號。 電子標簽將使用反向調制技術回發(fā)數據給讀寫器，需要在整個回發(fā)過程中讀寫器必須向電子標簽提供穩(wěn)定的能量，同時檢測電子標簽的回答。 在電子標簽發(fā)送完回答后，至少需要等待400us才能再次接收讀寫器的命令。,50,7.4.3 ISO/IEC 15693 國際標準ISO/IEC 15693的全稱是疏耦合非接觸集成電路卡，主要定義了疏耦合卡（Vicinity Integrated Circuit Card，VICC）的作用原理和工作參數。VICC卡是指作用距離為O1m的非接觸IC卡，這種IC卡可廣泛應用于門禁管理等領域。 1. 信號接口部分的性能 I

34、SO/IEC l5693標準規(guī)定的工作頻率為13.56MKz7kHz；工作場強的最小值為0.5A/m，最大場強為5A/m。疏耦合設備（Vicinity Coupling Device，VCD）和VICC全部采用ASK調制原理，調制深度為10和100，VICC必須能夠針對兩種調制深度進行正確解碼。,51,從VCD向VICC傳輸信號時，編碼方式為兩種：“256選l”和“4選1”。兩者皆在固定時間段內進行脈沖位置編碼（PPM）。這兩種編碼方式的選擇與調制深度無關。 從VICC向VCD傳送信號時，用負載調制副載波。電阻或電容調制阻抗在副載波頻率的時鐘控制下接通和斷開。而副載波本身在曼徹斯特編碼數據流的

35、時鐘控制下使用ASK或FSK進行調制。調制方法的選擇通常是由讀寫器發(fā)送的傳輸協議中Flag字節(jié)的標記位來規(guī)定的。因此，VICC支持兩種調制方式：ASK（副載波頻率為424kHz）和FSK（副載波頻率為424/484kHz）。,52,2. 防碰撞和傳輸協議 符合ISO/IEC 15693標準的防碰撞和傳輸協議主要包括數據元素、存儲組織、射頻標簽狀態(tài)和防碰撞等部分。 數據元素包括唯一標識符（Unique Identifier，UID）和應用標識符（Application Faintly Identifier，AFI）。UID是64位的唯一標識符，在讀寫器與射頻標簽之間的信息交換過程中用來標識唯一的

36、射頻標簽；應用標識符指明由讀寫器鎖定的應用類型，在讀寫器工作時，僅選取符合應用類型的射頻標簽。 數據存儲格式標識符（Data Storage Family Identifier，DSFID）指明了數據在VICC內存中的結構，它被相應的命令編程和鎖定，其編碼為1個字節(jié)。假如VICC不支持DSFID的編程，則VICC以值0作為應答。,53,存儲組織最多有256個塊，最大塊的尺寸為256b，最大的存儲容量為64Kb。射頻標簽狀態(tài)包括斷電、就緒、退出和選擇4種狀態(tài)。 防碰撞序列的目的是使用唯一標識符（UID）來確定工作場中的唯一的射頻標簽。讀寫器通過設置槽數目標識來完成防碰撞功能。掩碼的長度是指掩碼值

37、信號位的長度，當使用16槽時，為060之間的值；當使用1槽時，為O64之間的任何值。 ISO/IEC 15693標準共有4種指令類型：強制性的、可選的、自定義的和專用的。,54,55,如果在同一時間段內有多個的VICC或PICC同時響應，則說明系統發(fā)生碰撞。RFID的核心內容之一就是防碰撞技術，這也是它與接觸式IC卡的主要區(qū)別。 ISO/IEC14443-3規(guī)定了TYPE A和TYPE B兩種防碰撞機制。兩者防碰撞機制的原理不同：TYPE A采用位檢測防碰撞協議，碰撞算法采用基于序列號的二進制樹形搜索算法；TYPE B則是通過一組命令來管理防碰撞過程，防碰撞方案以時隙為基礎，防碰撞算法采用動態(tài)

38、時隙ALOHA算法。ISO/IEC 15693采用輪詢機制和分時查詢的方式達成防碰撞的目標，防碰撞算法采用時隙ALOHA算法。 防碰撞機制能夠保證同時處于讀寫區(qū)域的多張射頻卡正常工作。使用算法編程，讀寫器可以自動選取其中一張卡進行讀寫操作，這樣既方便了操作，又能提高工作效率。 如果與硬件配合，可采用一些算法快速實現多卡識別。,56,7.4.4 ISO/IEC 14443 國際標準ISO/IEC 14443的全稱是近耦合集成電路卡，主要定義了近耦合卡（Proximity Integrated Circuit Card，PICC）的作用原理和工作參數。PICC是指作用距離大約為015cm的非接觸I

39、C卡，主要應用于售票領域。PICC作為數據載體，通常包含有一個微處理器，另外還可能有附加的觸點供使用。 ISO/IEC 14443標準由物理特性、射頻界面、初始化和防碰撞、傳輸協議四部分組成。 1. ISO/IEC 14443-1物理特性 ISO/IEC 14443的這一部分規(guī)定了近耦合卡的物理特性。PICC是一種ID-l型卡，通常在其卡面上有集成電路和耦合工具。PICC與集成電路之間的通信是通過與近耦合設備（Proximity Coupling Device，PCD）進行電感耦合完成的。,57,近耦合卡應具有ISO/IEC 7810中規(guī)定的ID-l型卡的規(guī)格和物理特性，其尺寸與國際標準ISO

40、/IEC 7810中的規(guī)定相符，即85.72mm57-03mm0.76mm容差。此外，IS014443-1還包括對彎曲和扭曲試驗的附加說明，以及使用紫外線、X射線和電磁射線進行輻射試驗的附加說明。 2. ISO/IEC 14443-2頻譜能量和信號接口 ISO/IEC 14443的這一部分規(guī)定了耦合場的性質與特征，以及PCD和PICC之間的雙向通信，該耦合場需要外界提供能量。PCD是指通過電感耦合為PICC提供能量，并控制數據交換進程的讀寫設備。 ISO/IEC 14443的這部分并未規(guī)定產生耦合場的方法，也未規(guī)定如何使耦合場符合各國的電磁場輻射和人體輻射安全條例的方法。,58,PCD和PIC

41、C之間的初始化對話通過如下連續(xù)操作進行：PCD的射頻工作場激活PICC；PICC等待來自PCD的指令；PCD傳輸相關指令；PICC回送響應。 國際標準ISO 14443定義了存在于PCD和PICC之間的兩種完全不同的數據傳輸方式（TYPE A和TYPE B），PICC只須支持一種傳輸方式即可。 （1）TYPE A通信界面。 PCD向PICC通信時，載波頻率為13.56MHz，數據傳輸速率為106kb/s（13.56MHz/128），采用修正密勒碼的100 ASK調制。為了保證對PICC不間斷地進行能量供應，載波間隙（Pause）的時間約為23s,59,60,61,（2）TYPE B通信界面。

42、對PICC來說，規(guī)定采用10的ASK調制作為從PCD到PICC傳輸數據的調制方法。標準詳細規(guī)定了高頻信號在起振和停振時進入0/1的過渡狀態(tài)，進而得出對發(fā)送天線的質量要求。 從PICC向PCD傳輸數據時，PICC也使用了有副載波的負載調制。副載波頻率為fH=847kHz （13.56MHz/16）；副載波的調制是通過對NRZ編碼數據流的副載波進行二進制相移鍵控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）完成的。 在兩個傳輸方向上，波特率fBd =106kb/s（13.56MHz/128）。,62,3. ISO/IEC 14443-3初始化和防碰撞 如果一個PICC處于某PCD

43、的作用范圍內，則PCD和PICC之間就可以建立起通信關系。此外，還必須考慮到其他情況，如在PCD的作用范圍內有多個PICC存在，或PCD已與另外的PICC建立起通信關系。因此，ISO/IEC 14443-3規(guī)定了協議（幀）的結構。該協議由數據位、幀起始標記和幀結束標記等基本要素構成。ISO/IEC 14443-3還規(guī)定了為選擇某個單獨PICC而采取的防碰撞機制。由于對TYPE A和TYPE B來說，不同的調制方法是以不同的協議和防碰撞方法為前提的，因而ISO/IEC 14443-3將TYPE A和TYPE B分別進行了規(guī)定。 為檢測是否有PICC進入到PCD的有效作用區(qū)域，PCD將重復發(fā)出請求信號，并判斷是否有響應。TYPE A卡和TYPE B卡的命令和響應不能相互干擾。,63,（1）A類卡。如果某個A類卡位于讀寫器的作用范圍內，且有足夠的電能可供使用，則卡中的微