常用RFID標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)述.

1、常用 RFID 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)述RFID 技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點(diǎn) :實(shí)現(xiàn)了無(wú)源和免接觸操作，應(yīng)用便利，無(wú)機(jī)械磨損，壽 命長(zhǎng)， 機(jī)具無(wú)直接對(duì)最終用戶(hù)開(kāi)放的物理接口， 能更好地保證機(jī)具的安全性; 數(shù)據(jù)安全方面 除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，數(shù)據(jù)部分可用一些算法實(shí)現(xiàn)安全管理，如DES、 RSA、 DSA 、 MD5等，讀寫(xiě)機(jī)具與卡之間也可相互認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)安全通信和存儲(chǔ);總體成本一直處于下降之中， 越來(lái)越接近接觸式 IC 卡的成本， 甚至更低， 為其大量應(yīng)用奠定了基礎(chǔ); 應(yīng)用領(lǐng)域也非常寬， RFID 技術(shù)已經(jīng)在物流管理、生產(chǎn)線(xiàn)工位識(shí)別、綠色畜牧業(yè)養(yǎng)殖個(gè)體記錄跟蹤、汽車(chē)安全控 制、身份證、公交等領(lǐng)域大量成功應(yīng)用。世界排名第

2、一的零售商沃爾瑪在 2003年宣布，到 2005年1月份時(shí)要求它前 100大的 供應(yīng)商采用 RFID 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨品自動(dòng)識(shí)別，以繼續(xù)提高其供應(yīng)鏈的管理能力。這也威脅到 我國(guó)的零售商是否能繼續(xù)銷(xiāo)售自己的產(chǎn)品，因?yàn)橛?0%的貨品都是由中國(guó)廠(chǎng)商生產(chǎn)的，可見(jiàn) RFID 識(shí)別技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)自下而上地被推動(dòng)。另外，還有諸如 Target、Tesco、 FDA 等也宣布了其使用計(jì)劃。RFID 推廣受標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題困擾 目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，表現(xiàn)在頻 段和數(shù)據(jù)格式上的差異，這也給 RFID 的大范圍應(yīng)用帶來(lái)了困難。目前全球有兩大 RFID 標(biāo)準(zhǔn)陣營(yíng)：歐美的 Auto-ID

3、 Center 與日本的 Ubiquitous ID Center (UID )。前者的領(lǐng)導(dǎo)組織是美國(guó)的EPC環(huán)球協(xié)會(huì)，旗下有沃爾瑪集團(tuán)、英國(guó)Tesco等企業(yè),同時(shí)有 IBM 、微軟、 飛利浦、 Auto-ID Lab 等公司提供技術(shù)支持。 后者主要由日系廠(chǎng)商組成。歐美的EPC標(biāo)準(zhǔn)采用UHF頻段，為860MHz930MHz ,日本RFID標(biāo)準(zhǔn)采用的頻段為2.45GHz和13.56MHz ;日本標(biāo)準(zhǔn)電子標(biāo)簽的信息位數(shù)為128位，EPC標(biāo)準(zhǔn)的位數(shù)則為 96位。如讀寫(xiě)設(shè)備的可靠性、數(shù)據(jù)的同步等等，成本、 不解決好 RFID 技RFID 載(300MHz 433Mhz、將 RFID 應(yīng)用到供應(yīng)鏈中還存

4、在另外一些需要解決的問(wèn)題， 數(shù)據(jù)的安全性、 個(gè)人隱私的保護(hù)和與系統(tǒng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)的可靠性、 以上問(wèn)題，肯定會(huì)制約 RFID 的進(jìn)步，不過(guò)最近 RFID 相關(guān)的高層會(huì)議接連不斷， 術(shù)的快速發(fā)展已呈燎原之勢(shì)。RFID 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面面觀(guān)通常情況下， RFID 閱讀器發(fā)送的頻率稱(chēng)為 RFID 系統(tǒng)的工作頻率或載波頻率。波頻率基本上有 3個(gè)范圍：低頻(30kHz300kHz)、高頻(3MHz30MHz)和超高頻 3GHz)。常見(jiàn)的工作頻率有低頻 125kHz與134.2kHz、高頻13.56MHz、超高頻 860MHz 930MHz 、 2.45GHz 等。RFID 的低頻系統(tǒng)主要用于短距離、 低成本的應(yīng)用中

5、，如多數(shù)的門(mén)禁控制、校園卡、煤氣表、 水表等; 高頻系統(tǒng)則用于需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng); 超高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距 離和高讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合， 其天線(xiàn)波束方向較窄且價(jià)格較高， 在火車(chē)監(jiān)控、 高速公路收費(fèi)等系 統(tǒng)中應(yīng)用。另外值得一提的是在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用，EPC Global規(guī)定用于EPC的載波頻率為13.56MHz 和 860MHz 930MHz 兩個(gè)頻段，其中 13.56MHz 頻率采用的標(biāo)準(zhǔn)原型是 ISO/IEC15693，已經(jīng)收入到ISO/IEC18000-3中。這個(gè)頻點(diǎn)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。而860930MHz頻段的應(yīng)用則較復(fù)雜，國(guó)際上各國(guó)家采用的頻率不同：美國(guó)為915MHz，歐洲為8

6、69MHz ，而我國(guó)由于被 GSM、 CDMA 等占用，目前仍然待定目前常用的 RFID 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有用于對(duì)動(dòng)物識(shí)別的 ISO 11784 和11785，用于非接觸 智能卡的 ISO 10536（Close coupled cards） 、 ISO 15693（Vicinity cards） 、 ISO 14443 （Proximity cards），用于集裝箱識(shí)別的ISO 10374等。有些標(biāo)準(zhǔn)正在形成和完善之中，比如用于供應(yīng)鏈 的ISO 18000無(wú)源超高頻（860Mhz930Mhz載波頻率）部分的C1G2標(biāo)準(zhǔn)不久會(huì)正式推出， 我國(guó)自己的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)最快在今年年末會(huì)出臺(tái)。下面對(duì)這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)加以

7、簡(jiǎn)述。ISO 11784 和 ISO 11785如玻璃管狀、 耳標(biāo)或ISO 11784 和 11785分別規(guī)定了動(dòng)物識(shí)別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有對(duì)應(yīng)答器 樣式尺寸加以規(guī)定， 因此可以設(shè)計(jì)成適合于所涉及的動(dòng)物的各種形式， 項(xiàng)圈等。134.2KHZ，數(shù)據(jù)傳FSK 調(diào)制，技術(shù)準(zhǔn)則規(guī)定了應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸方法和閱讀器規(guī)范。工作頻率為 輸方式有全雙工和半雙工兩種，閱讀器數(shù)據(jù)以差分雙相代碼表示。應(yīng)答器采用NRZ 編碼。由于存在較長(zhǎng)的應(yīng)答器充電時(shí)間和工作頻率的限制，通信速率較低。ISO 10536、 ISO 15693 和 ISO 14443ISO 10536 標(biāo)準(zhǔn)主要發(fā)展于 1992 到 1995年

8、間，由于這種卡的成本高，與接觸式 IC 卡 相比優(yōu)點(diǎn)很少，因此這種卡從未在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。ISO 14443 和 ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)在 1995年開(kāi)始操作，單個(gè)系統(tǒng)于 1999 年進(jìn)入市場(chǎng)，兩項(xiàng) 標(biāo)準(zhǔn)的完成則是在 2000年之后。二者皆以 13.56MHz 交變信號(hào)為載波頻率： ISO15693 讀寫(xiě) 距離較遠(yuǎn)，當(dāng)然這也與應(yīng)用系統(tǒng)的天線(xiàn)形狀和發(fā)射功率有關(guān)；而ISO 14443 讀寫(xiě)距離稍近，但應(yīng)用較廣泛，目前的第二代電子身份證采用的標(biāo)準(zhǔn)是 ISO 14443 TYPE B 協(xié)議。ISO14443定義了 TYPE A、TYPE B兩種類(lèi)型協(xié)議。通信速率為106kbits/s，它們的不同主要在于

9、載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。從PCD（讀卡器）向PICC（卡）傳送信號(hào)時(shí)，TYPE A采用改進(jìn)的Miller編碼方式，調(diào)制深 度為 100%的 ASK 信號(hào)； TYPE B 則采用 NRZ 編碼方式 ，調(diào)制深度為 10%的 ASK 信號(hào)。從PICC （卡）向PCD（讀卡器）傳送信號(hào)時(shí)，二者均通過(guò) 調(diào)制載波傳送信號(hào)，副載波頻率皆 為 847KHZ oTYPE A 采用開(kāi)關(guān)鍵控（On-Off keying ）的 Manchester 編碼；TYPE B 采用 NRZ-L 的 BPSK 編碼。TYPE B 與 TYPE A 相比，由于調(diào)制深度和編碼方式的不同，具有傳輸能量不中斷、速率更 高、抗干擾

10、能力更強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載波頻率亦為 13.56MHz ，VCD 和 VICC 全部都用 ASK 調(diào)制原理 ， 調(diào)制深度為 10%和 100% ，VICC 必須對(duì)兩種調(diào)制深度正確解碼。從VCD（讀卡器）向Vice （卡）傳送信號(hào)時(shí)，編碼方式為兩種：256出1 ”和“4出1 ”。二者皆以固定時(shí)間段內(nèi)以位置編碼。這兩種編碼方式的選擇與調(diào)制深度無(wú)關(guān)。當(dāng)“256出 1”編碼時(shí)， 10%的 ASK 調(diào)制優(yōu)先在長(zhǎng)距離模式中使用，在這種組合中，與載波信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)相比， 調(diào)制波邊帶較低的場(chǎng)強(qiáng)允許充分利用許可的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì) IC 卡提供能量。與此相反，閱讀器 的“4出 1”編碼可和 100%的

11、 ASK 調(diào)制的組合在作用距離變短或在閱讀器的附近被屏蔽時(shí)使 用。從VICC（卡）向VCD（讀卡器）傳送信號(hào)時(shí)，用 負(fù)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(shí)鐘中接通和斷開(kāi)。而副載波本身在 Manchester 編碼數(shù)據(jù)流的時(shí)鐘中進(jìn)行調(diào) 制，使用 ASK 或 FSK 調(diào)制。 調(diào)制方法的選擇是由閱讀器發(fā)送的傳輸協(xié)議中 FLAG 字節(jié)的標(biāo) 記位來(lái)標(biāo)明，因此，VICC總是支持兩種方法：ASK（副載波頻率為424KHZ）和FSK（副載波頻率為 424/484KHz ）。數(shù)據(jù)傳輸速率的選擇同樣由 FLAG 中的位來(lái)表明， 而且必須兩種速率 都支持： 高速和低速。 這兩種速率根據(jù)采用的副載波速率

12、不同而略有不同， 采用單副載波時(shí) 低速為6.62kbits/s，高速為28kbits/s;采用雙副載波時(shí)則分別為6.67kbits/s和26.69kbits/s?？梢?jiàn)， ISO 15693 應(yīng)用更加靈活，操作距離又遠(yuǎn)，更重要的是它與 ISO 18000-3 兼容， 了解 ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)將來(lái)了解我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是有助益的， 因?yàn)槲覈?guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)肯定會(huì)與 ISO 18000 大部分兼容。如果在同一時(shí)間段內(nèi)有多于一個(gè)的 VICC 或 PICC 同時(shí)響應(yīng)，則說(shuō)明發(fā)生沖撞。 RFID 的核心是防沖撞技術(shù)，這也是和接觸式 IC 卡的主要區(qū)別。 ISO 14443-3 規(guī)定了 TYPE A 和 TY

13、PE B 的防沖撞機(jī)制。二者防沖撞機(jī)制的原理不同:前者是基于 位沖撞 檢測(cè)協(xié)議，而 TYPEB通過(guò)系列命令序列 完成防沖撞；ISO 15693采用輪尋機(jī)制、分時(shí)查詢(xún)的方式完成防沖撞機(jī) 制，在標(biāo)準(zhǔn)的第三部分有詳細(xì)規(guī)定。防沖撞機(jī)制使得同時(shí)處于讀寫(xiě)區(qū)內(nèi)的多張卡的正確操作成為可能，只用算法編程，讀頭即可自動(dòng)選取其中一張卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作。這樣既方便了操作，也提高了操作的速度。如果與硬件配合，可用一些算法快速實(shí)現(xiàn)多卡識(shí)別，比如TI 公司的 R6C 接口芯片有一個(gè)解碼出錯(cuò)指示引腳， 利用它可以快速識(shí)別多卡： 當(dāng)沖撞產(chǎn)生時(shí)引腳電平發(fā)生變化， 此時(shí) 記錄下用來(lái)查詢(xún)的低 UID 位，然后在此低位基礎(chǔ)上增加查詢(xún)位數(shù)，

14、直到?jīng)]有沖撞發(fā)生，這 樣就可以識(shí)別出所有卡片。ISO 10374ISO 10374 標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明了基于微波應(yīng)答器的集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。應(yīng)答器為有源設(shè)備， 工作頻率為850MHz950Mhz及2.4GHz2.5GHz。只要應(yīng)答器處 于此場(chǎng)內(nèi)就會(huì)被活化并采用變形的 FSK 副載波通過(guò)反向散射調(diào)制做出應(yīng)答。信號(hào)在兩個(gè)副 載波頻率 40kHz 和 20kHz 之間被調(diào)制。此標(biāo)準(zhǔn)和 ISO 6346 共同應(yīng)用于集裝箱的識(shí)別， ISO 6346 規(guī)定了光學(xué)識(shí)別， ISO 10374 則用微波的方式來(lái)表征光學(xué)識(shí)別的信息。ISO 18000ISO 18000 是一系列標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)是目前最新的也是最熱門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)，原因是它可用于商 品的供應(yīng)鏈，其中的部分標(biāo)準(zhǔn)也正在形成之中。表2 是 ISO 18000 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。其中 ISO 18000-6 基本上是整合了一些現(xiàn)有 RFID 廠(chǎng)商的產(chǎn)品規(guī)格和 EAN-UCC 所提出 的標(biāo)簽架構(gòu)要求而訂出的規(guī)范。它只規(guī)定了空氣接口協(xié)議，對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無(wú)限制， 因此可用于 EPC。實(shí)際上，若采用 ISO 18000-6 對(duì)空氣接口的規(guī)定加上 EPC 系統(tǒng)的編碼結(jié)構(gòu)再加上 ONS 架構(gòu)，就可以構(gòu)成一個(gè)完整的供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)?；ê眠€需綠葉扶應(yīng)用好 RFID 技術(shù)，除了