RFID的標準體系.ppt

1、a,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,a,2,第7 章 RFID的標準體系,7.1概述 目前，國際上RFID技術(shù)發(fā)展迅速，并且已經(jīng)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(shù)的應(yīng)用是全球性的，因而標準化工作非常重要。相關(guān)的標準包括電氣特性部分、通信頻率、數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)等?？梢灶A(yù)見，射頻標簽國家標準的制定和實施將會引導(dǎo)新興的射頻識別產(chǎn)業(yè)走標準化、規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化的道路。,a,3,7.1.1 RFID標準的推動力 1. RFID相關(guān)標準

2、的社會影響因素 標準能夠確保協(xié)同工作的進行、規(guī)模經(jīng)濟的實現(xiàn)、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(shù)的發(fā)展進步；如果采用太晚的話，則可能會限制技術(shù)的應(yīng)用范圍，導(dǎo)致危險事件的發(fā)生以及不必要的開銷。RFID相關(guān)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(shù)據(jù)安全等方面。 2. RFID相關(guān)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。,a,4,7.1.2 RFID標準化組織 由于RFID的應(yīng)用涉及眾多行業(yè)，因此其相關(guān)的標準盤根錯節(jié)，非常復(fù)雜。 RFID標準爭奪的核心主要集中在RFID標簽的數(shù)據(jù)內(nèi)

3、容和編碼標準這一領(lǐng)域。目前，國際上已經(jīng)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(fēng)。,a,5,7.1.3 RFID標準體系結(jié)構(gòu) RFID標準體系主要包括RFID技術(shù)標準、RFID應(yīng)用標準、RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標準和RFID性能標準。其中，編碼標準和通信協(xié)議（通信接口）是爭奪比較激烈的部分，兩者也構(gòu)成了RFID標準的核心。 1. RFI

4、D技術(shù)標準 RFID技術(shù)標準主要定義了不同頻段的空中接口及相關(guān)參數(shù)，包括基本術(shù)語、物理參數(shù)、通信協(xié)議和相關(guān)設(shè)備等。 2. RFID應(yīng)用標準 RFID應(yīng)用標準主要涉及特定應(yīng)用領(lǐng)域或環(huán)境中RFID的構(gòu)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(lǐng)域的應(yīng)用標準與規(guī)范,a,6,3.RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標準 RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標準主要涉及數(shù)據(jù)協(xié)議、數(shù)據(jù)編碼規(guī)則及語法，包括編碼格式、語法標準、數(shù)據(jù)符號、數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)安全等。RFID數(shù)據(jù)內(nèi)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)

5、定的標簽數(shù)據(jù)格式標準。 4. RFID性能標準 RFID性能標準主要涉及設(shè)備性能及一致性測試方法，尤其是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)內(nèi)容（即數(shù)據(jù)編碼格式及其內(nèi)存分配），主要包括印制質(zhì)量、設(shè)計工藝、測試規(guī)范和試驗流程等。,a,7,7.2 UID泛在識別中心標準體系,泛在識別中心的技術(shù)體系架構(gòu)由泛在識別碼（ucode）、泛在通信器、信息系統(tǒng)服務(wù)器和ucode解析服務(wù)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(shù)并最終構(gòu)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(shè)備。能同時支持13.56MH

6、z或2.45GHz頻段。,a,8,7.2.1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(chǔ)。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(shù)的機器到智能卡、RFID等。所有與泛在計算相關(guān)的要素都包含于泛在網(wǎng)絡(luò)中。 1.賦予每一個“物品”固有的ID 最基本的泛在識別技術(shù)，就是為現(xiàn)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(xiàn)實世界中的物品，并能夠進行適當?shù)臄?shù)據(jù)處理。,a,9,2. ucode的結(jié)構(gòu) ucode的基本代

7、碼長度128B，視需要能夠以128B為單位進行擴充，最終形成256B、384B、512B的結(jié)構(gòu)。,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(wǎng)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。,a,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

8、率不做強制性規(guī)定,a,11,7.2.2泛在通信器 泛在通信器主要由IC標簽、讀寫器和無線廣域通信設(shè)備等部分構(gòu)成，主要用于將讀取的ucode碼信息傳送到ucode解析服務(wù)器，并從信息系統(tǒng)服務(wù)器獲取有關(guān)信息,a,12,泛在通信器作為重要的泛在識別技術(shù)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,a,13,7.2.3信息系統(tǒng)服務(wù)器 信息系統(tǒng)服務(wù)器存儲并提供與ucode相關(guān)的各種信息。出于安全考慮，采用eTRON，從而保證具有防復(fù)制、

9、防偽造特性的電子數(shù)據(jù)能夠在分散的系統(tǒng)框架中安全地流通和工作。信息系統(tǒng)服務(wù)器具有專業(yè)的抗破壞性，使用基于PKI技術(shù)的虛擬專用網(wǎng)（Virtual Private Network，VPN），具有只允許數(shù)據(jù)移動而無法復(fù)制等特點。通過設(shè)備自帶的eTRON ID，信息系統(tǒng)服務(wù)器能夠接入多種網(wǎng)絡(luò)建立通信連接。利用eTRON，信息系統(tǒng)服務(wù)器能實現(xiàn)電子票務(wù)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(shè)備間安全可靠的通信。,a,14,7.2.4 ucode解析服務(wù)器 ucode解析服務(wù)器確定與ucode相關(guān)的信息存放在哪個信息系統(tǒng)服務(wù)器上，其通信協(xié)議為ucode RP

10、和實體傳輸協(xié)議（entity Transfer Protocol，eTP），其中eTP是基于eTRON（PKI）的密碼認證通信協(xié)議。 ucode解析服務(wù)器是以ucode碼為主要線索，具有對提供泛在識別相關(guān)信息服務(wù)的系統(tǒng)地址檢索功能的、分散型輕量級目錄服務(wù)系統(tǒng)。 ucode解析服務(wù)器的主要特征如下： 分散管理 與已有的ID服務(wù)的統(tǒng)一 安全協(xié)議 支持多重協(xié)議 匿名代理訪問機制,a,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(yīng)用，因為有些應(yīng)用需要成本低廉，有些應(yīng)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(shù)，包括成本、安全性能、傳

11、輸距離、可粘貼材料、可改寫數(shù)據(jù)空間的工作狀態(tài)（活化或失效）等。 ucode標簽分級主要是根據(jù)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)。,a,16,a,17,7.3 EPCglobal標準體系,EPCglobal是由UCC和EAN聯(lián)合發(fā)起并成立的非盈利性機構(gòu)。EPC系統(tǒng)是一種基于EAN/UCC編碼的系統(tǒng)，作為產(chǎn)品與服務(wù)流通過程信息的代碼化表示，EAN/UCC編碼具有一整套涵蓋貿(mào)易流通過程各種有形或無形產(chǎn)品所需的全球唯一標識代碼，包括貿(mào)易項目、物流單元、服務(wù)關(guān)系、商品位置和相關(guān)資產(chǎn)等標識代碼。EAN/UCC標識代碼隨著產(chǎn)品或服務(wù)的產(chǎn)生在流通源頭建立

12、，并伴隨著該產(chǎn)品或服務(wù)的流動貫穿全過程。,a,18,7.3.1 EPC系統(tǒng)的特點 EPC系統(tǒng)的主要特點包括 開放的結(jié)構(gòu)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(nèi)相應(yīng)的標準支撐的。,a,19,a,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(shè)計用來為EPCglobal用戶提供多種選擇，通過應(yīng)用這些標準滿足其特定的商業(yè)運作。 2. EPCglobal體系框架標準

13、 所有的EPCglobal體系框架的標準如表7-1所示，這些標準與EPC物理對象交換、EPC基礎(chǔ)設(shè)施和EPC數(shù)據(jù)交換三種活動密切相關(guān)。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。,a,21,a,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(shù)據(jù)標準。 （7）Class1 Ge

14、n2超高頻空中接口協(xié)議標準 （8）應(yīng)用水平事件規(guī)范。 （9）對象名解析業(yè)務(wù)規(guī)范。,a,23,7.3.3 EPC編碼體系 EPC編碼是EPC系統(tǒng)的重要組成部分，是對實體及實體的相關(guān)信息進行代碼化，通過統(tǒng)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(tǒng)一編碼體系基礎(chǔ)上提出的，是新一代全球統(tǒng)一標識的編碼體系，是對現(xiàn)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。,a,24,2. EPC編碼關(guān)注的問題 （1）生產(chǎn)廠商和產(chǎn)品。（2）內(nèi)嵌信息。 （3）分類。（4）批量產(chǎn)品編碼

15、。（5）載體。 3. EPC編碼結(jié)構(gòu) EPC代碼是由一個版本號加上另外三段數(shù)據(jù)（依次為域名管理、對象分類、序列號）組成的一組數(shù)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(guān)的生產(chǎn)廠商的信息，如可口可樂公司；對象分類記錄產(chǎn)品精確類型的信息，如美國生產(chǎn)的330ml罐裝減肥可樂（可口可樂的一種新產(chǎn)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。,a,25,EPC代碼是由EPC global組織和各應(yīng)用方協(xié)調(diào)制定的編碼標準，具有以下特性： （1）科學(xué)性。（2）兼容性。（3）全面性。 （4）合理性。（5）國際性

16、。（6）無歧視性。,a,26,4. EPC編碼類型 目前，EPC代碼有64位、96位和256位3種。為了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(shù)目可以為2.68億個公司提供唯一標識，每個生產(chǎn)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(chǎn)品已經(jīng)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(jīng)不足以長期使用，因而出現(xiàn)了256位編碼。迄今已經(jīng)推出EPC-96I型，EPC-64 I型、

17、II型、III型，EPC-256 I型、II型、III型等編碼方案。,a,27,7.3.4 EPC標簽分類 EPC標簽中存儲的唯一信息是96位或64位產(chǎn)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(yīng)鏈管理（如超市的結(jié)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(yīng)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；可以被讀寫器讀取；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

18、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(chǎn)品代碼標識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(nèi)存等特性。,a,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(nèi)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

19、。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，還具有完整的電源系統(tǒng)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(wǎng)功能。,a,29,7.3.5 EPC系統(tǒng) EPC系統(tǒng)是一個非常先進的、綜合性的、復(fù)雜的系統(tǒng)，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(chǎn)品代碼（EPC）編碼體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成,

20、a,30,EPC 編碼提供對物理世界對象的唯一標識，通過計算機網(wǎng)絡(luò)來標識和訪問單個物體，就如在互聯(lián)網(wǎng)中使用IP地址來標識、組織和通信一樣。通過EPC系統(tǒng)的發(fā)展，能夠推動自動識別技術(shù)的快速發(fā)展；通過整個供應(yīng)鏈對貨品進行實時跟蹤；通過優(yōu)化供應(yīng)鏈給用戶提供支持，從而大大提高供應(yīng)鏈的效率。 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由本地網(wǎng)絡(luò)和全球互聯(lián)網(wǎng)組成，是實現(xiàn)信息管理和信息流通的功能模塊。EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過Savant管理軟件以及對象命名解析系統(tǒng)（Object Numbering System，ONS）和物理標識語言（Physical Markup Language PML），實現(xiàn)全球“實物互聯(lián)”

21、。,a,31,a,32,1. EPC編碼標準 EPC編碼標準與現(xiàn)行的GTIN相結(jié)合，可以在EPC網(wǎng)絡(luò)中兼容EAN/UCC系統(tǒng)。EPC編碼是由4個部分組成的一串數(shù)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(gòu)分段管理，共同維護。 2.射頻識別系統(tǒng) EPC射頻識別系統(tǒng)是實現(xiàn)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。,a,33,3. EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由本地網(wǎng)絡(luò)和全球互聯(lián)網(wǎng)組成，是實現(xiàn)信息管理、信息流通的功能模塊。EPC系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，

22、通過EPC中間件、對象解析服務(wù)（ONS）和EPC信息服務(wù)（EPCIS）來實現(xiàn)全球“實物互聯(lián)”。 （1）EPC中間件。 EPC中間件具有一系列特定屬性的“程序模塊”或“服務(wù)”，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(yīng)用程序的軟件，是物聯(lián)網(wǎng)中的核心技術(shù)，可認為是該網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，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(shè)備、應(yīng)用軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸格式之間的異構(gòu)性，從而可以實現(xiàn)不同的硬件（閱讀器等）與不同應(yīng)用軟件系統(tǒng)間的無縫連接與實時動態(tài)集成。,a,34,（2）對象名解析服務(wù)。 對象名解析服務(wù)是一個自動的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，

23、類似于域名解析服務(wù)，ONS則為Savant系統(tǒng)指明了存儲產(chǎn)品相關(guān)信息的服務(wù)器。ONS服務(wù)是聯(lián)系Savant管理軟件和EPC信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)樞紐，并且ONS設(shè)計與架構(gòu)都以Internet域名解析服務(wù)為基礎(chǔ),a,35,（3）EPC信息服務(wù)。 EPC信息服務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的，EPC被用作數(shù)據(jù)庫的查詢指針，EPCIS提供信息查詢的接口，可與已有的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序及信息系統(tǒng)相連接。EPCIS有兩種數(shù)據(jù)流方式：一是閱讀器發(fā)送原始數(shù)據(jù)至EPCIS以供存儲；二是應(yīng)用程序發(fā)送查詢至EPCIS以獲取信息。EPCIS也曾稱為PML服務(wù)，但現(xiàn)在并不是必須用PML來進行存儲和標記。,a,36,7.4 ISO/IEC

24、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(guān)注基本的模塊構(gòu)建、空中接口、涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其實施問題。有關(guān)的標準可以分為技術(shù)標準、數(shù)據(jù)內(nèi)容標準、性能標準和應(yīng)用標準4個方面。 ISO/IEC技術(shù)標準規(guī)定了RFID的有關(guān)技術(shù)特性、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)規(guī)范等，是有關(guān)組織專門針對RFID制定的專業(yè)技術(shù)標準，主要包括ISO/IEC 18000（空中接口參數(shù)）、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）。,a,37,ISO/IEC數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標準包括ISO/I

25、EC 15424（數(shù)據(jù)載體，特征標識符）、ISO/IEC 15418（EAN/UCC應(yīng)用標識符）、ISO/IEC 15434（大高容量ADC媒體用的傳送語法）、ISO/IEC 15459（物理管理唯一標識符）、ISO/IEC l5961（數(shù)據(jù)協(xié)議/應(yīng)用接口）、ISO/IEC l5962（數(shù)據(jù)編碼規(guī)則和邏輯存儲功能協(xié)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(shè)備性能測試方法）和ISO/IEC 18047（RFID設(shè)備一致性測試方法）,a,38,ISO/IEC應(yīng)用標準主要包

26、括RFID在動物識別、交通管理、集裝箱運輸和項目管理領(lǐng)域的相關(guān)標準。 7.4.2 ISO/IEC 18000-6 ISO/IEC 18000作為是目前相對較新的一系列標準，可用于商品的供應(yīng)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(shù)標準，主要規(guī)定了基于物品管理的RFID空中接口參數(shù)。ISO/IEC 18000只規(guī)定了空中接口協(xié)議，對數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無限制，因而可用于EPC。,a,39,在目前已有的RFID技術(shù)標準中，ISO/IEC 18000-6是最受關(guān)注的一個標準系列，包括了ISO/IEC 18000-6A、ISO/IEC 18000-

27、6B和ISO/IEC 18000-6C三種類型。,a,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(xié)議的物理接口。 TypeA協(xié)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(xié)議將整個通信過程的數(shù)據(jù)信號定義為4種，即0、1、幀開始SOF和幀結(jié)束EOF,a,41, 讀寫器到電子標簽之間的數(shù)據(jù)傳輸。 讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)采用載波振幅調(diào)制，調(diào)制深度是30（誤差不超過3）。數(shù)據(jù)編碼采用脈沖間隔編碼（Pu

28、lse 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(shù)據(jù)信號。,a,42, 電子標簽到讀寫器之間的數(shù)據(jù)傳輸。 電子標簽通過反向散射給讀寫器傳輸信息，數(shù)據(jù)速率是40kb/s，數(shù)據(jù)采用FM0編碼。 （2）Type B協(xié)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(shù)據(jù)傳輸。 采用ASK調(diào)制，調(diào)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(shù)據(jù)傳輸。 同Type A一樣采用FM0編碼，通過調(diào)制入射并反向散射給讀寫器傳

29、輸信息。數(shù)據(jù)速率是40kb/s。,a,43,2協(xié)議和命令 （1）Type A的協(xié)議和命令。 TypeA的協(xié)議和命令包括命令格式、數(shù)據(jù)和參數(shù)、存儲器尋址和通信中的時序規(guī)定。 命令格式。 讀寫器發(fā)給電子標簽的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如圖7-16所示，命令包含的各部分區(qū)域如圖7-17所示。,a,44,l 命令中的RFU位作為協(xié)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(shù) 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(shù)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)和采用16位的CRC編碼區(qū)。,a,45, 數(shù)據(jù)和參數(shù)。 命令標志段是一個4位的數(shù)據(jù)

30、標志，用來規(guī)定電子標簽各數(shù)據(jù)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(jù)具體的情況有不同的定義。 數(shù)據(jù)段中定義了電子標簽的識別碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，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(yīng)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(fù)位（Reset to ready）命令退出該狀態(tài)。,a,46,

31、電子標簽從讀寫器收到一個幀結(jié)束（EOF）后，需要等待從幀結(jié)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(jù)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(jié)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(shù)據(jù)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(nèi)不得停止發(fā)送未調(diào)制載波。讀寫器在電子標簽最后一個傳輸位結(jié)束后的第4個位時內(nèi)發(fā)送命令幀的第一個下降沿。,a,47,（2）Type B的協(xié)議和命令。 Type B與Type A一樣，協(xié)議和命令包括命令格式、數(shù)據(jù)和參數(shù)、存儲器尋址和通信中的時序規(guī)

32、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。,a,48, 數(shù)據(jù)和參數(shù)。 在Type B協(xié)議的通信中可能用到以下的數(shù)據(jù)內(nèi)容和參數(shù)信號。 電子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(shù)據(jù)，整個存儲器最多可以保存2K比特的數(shù)據(jù)。 存儲器的017塊被保留用作存儲系統(tǒng)信息。18塊以上的存儲器用作電子標簽中普通的應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲區(qū)。,a,49, 通信中的一些時序規(guī)定。 在電子標簽

33、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(diào)制載波。在寫操作結(jié)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發(fā)生跳變，在跳變結(jié)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(diào)制技術(shù)回發(fā)數(shù)據(jù)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。,a,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（Vicini

34、ty Integrated Circuit Card，VICC）的作用原理和工作參數(shù)。VICC卡是指作用距離為O1m的非接觸IC卡，這種IC卡可廣泛應(yīng)用于門禁管理等領(lǐng)域。 1. 信號接口部分的性能 ISO/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(shè)備（Vicinity Coupling Device，VCD）和VICC全部采用ASK調(diào)制原理，調(diào)制深度為10和100，VICC必須能夠針對兩種調(diào)制深度進行正確解碼。,a,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

35、內(nèi)進行脈沖位置編碼（PPM）。這兩種編碼方式的選擇與調(diào)制深度無關(guān)。 從VICC向VCD傳送信號時，用負載調(diào)制副載波。電阻或電容調(diào)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(shù)據(jù)流的時鐘控制下使用ASK或FSK進行調(diào)制。調(diào)制方法的選擇通常是由讀寫器發(fā)送的傳輸協(xié)議中Flag字節(jié)的標記位來規(guī)定的。因此，VICC支持兩種調(diào)制方式：ASK（副載波頻率為424kHz）和FSK（副載波頻率為424/484kHz）。,a,52,2. 防碰撞和傳輸協(xié)議 符合ISO/IEC 15693標準的防碰撞和傳輸協(xié)議主要包括數(shù)據(jù)元素、存儲組織、射頻標簽狀態(tài)和防碰撞等部分。 數(shù)據(jù)元素包括唯一標識符（U

36、nique Identifier，UID）和應(yīng)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射頻標簽；應(yīng)用標識符指明由讀寫器鎖定的應(yīng)用類型，在讀寫器工作時，僅選取符合應(yīng)用類型的射頻標簽。 數(shù)據(jù)存儲格式標識符（Data Storage Family Identifier，DSFID）指明了數(shù)據(jù)在VICC內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)，它被相應(yīng)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(yīng)答。,a,53,存儲組織最多有256個塊，最大塊的尺寸為256b，

37、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(shè)置槽數(shù)目標識來完成防碰撞功能。掩碼的長度是指掩碼值信號位的長度，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。,a,54,a,55,如果在同一時間段內(nèi)有多個的VICC或PICC同時響應(yīng)，則說明系統(tǒng)發(fā)生碰撞。RFID的核心內(nèi)容之一就是防碰撞技術(shù)，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

38、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(xié)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(chǔ)，防碰撞算法采用動態(tài)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(xiàn)多卡識別。,a,56,7.4.4 ISO/IEC 14443 國

39、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(shù)。PICC是指作用距離大約為015cm的非接觸IC卡，主要應(yīng)用于售票領(lǐng)域。PICC作為數(shù)據(jù)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(xié)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

40、集成電路之間的通信是通過與近耦合設(shè)備（Proximity Coupling Device，PCD）進行電感耦合完成的。,a,57,近耦合卡應(yīng)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/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(zhì)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

41、能量。PCD是指通過電感耦合為PICC提供能量，并控制數(shù)據(jù)交換進程的讀寫設(shè)備。 ISO/IEC 14443的這部分并未規(guī)定產(chǎn)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。,a,58,PCD和PICC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(guān)指令；PICC回送響應(yīng)。 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(shù)據(jù)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13.5

42、6MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率為106kb/s（13.56MHz/128），采用修正密勒碼的100 ASK調(diào)制。為了保證對PICC不間斷地進行能量供應(yīng)，載波間隙（Pause）的時間約為23s,a,59,a,60,a,61,（2）TYPE B通信界面。 對PICC來說，規(guī)定采用10的ASK調(diào)制作為從PCD到PICC傳輸數(shù)據(jù)的調(diào)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(zhì)量要求。 從PICC向PCD傳輸數(shù)據(jù)時，PICC也使用了有副載波的負載調(diào)制。副載波頻率為fH=847kHz （13.56MHz/16）；副載波的調(diào)制是通過對NRZ編碼數(shù)據(jù)流的副載波進行二進制相移

43、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）。,a,62,3. ISO/IEC 14443-3初始化和防碰撞 如果一個PICC處于某PCD的作用范圍內(nèi)，則PCD和PICC之間就可以建立起通信關(guān)系。此外，還必須考慮到其他情況，如在PCD的作用范圍內(nèi)有多個PICC存在，或PCD已與另外的PICC建立起通信關(guān)系。因此，ISO/IEC 14443-3規(guī)定了協(xié)議（幀）的結(jié)構(gòu)。該協(xié)議由數(shù)據(jù)位、幀起始標記和幀結(jié)束標記等基本要素構(gòu)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(diào)制方法是以不同的協(xié)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(fù)發(fā)出請求信號，并判斷是否有響應(yīng)。TYPE A卡和TYPE B卡的命令和響應(yīng)不能相互干擾。,a,63,（1）A類卡。如果某個A類卡位于讀寫器的作用范圍內(nèi)，且有足夠的電能可供使用，則卡中的微