RFID原理及應(yīng)用：第6章 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)

1、國標(biāo)GB/T3935.1-1996 標(biāo)準(zhǔn)化基本術(shù)語定義標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化：在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、科學(xué)及管理等社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)重復(fù)性事物和概念通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會(huì)效益。6 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)26 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的作用確保協(xié)同工作的進(jìn)行，規(guī)模經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，工作實(shí)施的安全性以及其他許多方面RFID標(biāo)準(zhǔn)化的主要目的在于通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，解決編碼、通信、空中接口和數(shù)據(jù)共享等問題，最大程度的促進(jìn)RFI

2、D技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)采用過早，有可能會(huì)制約技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步；采用過晚，可能會(huì)限制技術(shù)的應(yīng)用范圍。RFID標(biāo)準(zhǔn)涉及的主要內(nèi)容包括技術(shù)（接口和通信技術(shù)，如空中接口、防碰撞方法、中間件技術(shù)、通信協(xié)議）一致性（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼格式及內(nèi)存分配 ）電池輔助及與傳感器的融合應(yīng)用（如不停車收費(fèi)系統(tǒng)、身份識(shí)別、動(dòng)物識(shí)別、物流、追蹤、門禁等 ）RFID標(biāo)準(zhǔn)的分類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：定義不同種類的硬件和軟件應(yīng)該如何設(shè)計(jì)。這些標(biāo)準(zhǔn)提供了讀寫器和電子標(biāo)簽之間通信的細(xì)節(jié)、模擬信號(hào)的調(diào)制、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼、讀寫器的命令以及標(biāo)簽的響應(yīng)；定義讀寫器和主機(jī)系統(tǒng)間的接口；定義數(shù)據(jù)的語法、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：定義從電子標(biāo)簽輸出的數(shù)據(jù)流

3、的含義，提供數(shù)據(jù)如何在應(yīng)用系統(tǒng)中表達(dá)的指導(dǎo)方法；詳細(xì)說明應(yīng)用系統(tǒng)和標(biāo)簽傳輸數(shù)據(jù)的指令；提供數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符、應(yīng)用標(biāo)識(shí)符和數(shù)據(jù)語法的細(xì)節(jié)。一致性標(biāo)準(zhǔn)：定義電子標(biāo)簽和讀寫器是否遵循某個(gè)特定標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)：定義實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定應(yīng)用的技術(shù)方法。6 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)無線射頻識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)體系基本結(jié)構(gòu)76 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC制定的RFID標(biāo)準(zhǔn)概況 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 10536 、ISO/IEC 14443 、ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn) 等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 15424 、ISO/IEC 15418 、ISO/IEC 15434 等性能標(biāo)準(zhǔn) ISO/I

4、EC 18046 、ISO/IEC 18047 、ISO/IEC 10373-6 等應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 10374 、ISO/IEC 18185 、ISO/IEC 11784 等ISO/IEC 18000Part1：全球通用頻率非接觸接口通信一般參數(shù) Part2：135kHz以下的非接觸接口通信參數(shù) Part3：13.56MHz非接觸接口通信參數(shù) Part4：2.45GHz非接觸接口通信參數(shù) Part5：5.8GHz非接觸接口通信參數(shù) Part6：860930MHz非接觸接口通信參數(shù)Part7：433MHz主動(dòng)RFID非接觸接口通信參數(shù)C/R協(xié)議響應(yīng)指令標(biāo)簽物理存儲(chǔ)應(yīng)用響應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)讀寫器

5、電子標(biāo)簽應(yīng)用指令指令 /響應(yīng)單元物理讀寫器數(shù)據(jù)協(xié)議處理器ISO/IEC 15961ISO/IEC 18000編碼器邏輯存儲(chǔ)ISO/IEC 15962ISO/IEC 15962附錄邏輯 存儲(chǔ)表Note: The Logical Memory Map in the Tag Physical Memory is defined by the Tag architecture and the mapping rules in the Tag Driver. All the information in the Logical Memory is represented in the Logical M

6、emory Map 解碼器標(biāo)簽驅(qū)動(dòng)程序和映射規(guī)則應(yīng)用程序接口空氣介面無線射頻識(shí)別系統(tǒng)架構(gòu)106 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)和RFID技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 無線通信管理 頻譜分布、功率、電磁兼容等內(nèi)容 人類健康的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 國際非電離輻射保護(hù)委員會(huì)（ICNIRP）所提出的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 數(shù)據(jù)安全的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）隱私問題 目前，很多用于物品識(shí)別的應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）都能支持KILL命令 116 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)簡介非接觸式IC卡 三種非接觸式IC卡標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)卡的類型閱讀器作用距離ISO/IEC 10536密耦合（CICC）CCD緊靠I

7、SO/IEC 14443近耦合（PICC）PCD10 cmISO/IEC 15693疏耦合（VICC）VCD約50 cm126 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)簡介動(dòng)物識(shí)別標(biāo)準(zhǔn) ISO /IEC 11784 規(guī)定動(dòng)物識(shí)別的代碼結(jié)構(gòu) ISO/IEC 11785規(guī)定相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)則ISO/IEC 14223 為讀取動(dòng)物應(yīng)答器內(nèi)的特殊數(shù)字提供了協(xié)議，這些數(shù)字被存儲(chǔ)在集中所有動(dòng)物數(shù)據(jù)的中央數(shù)據(jù)庫內(nèi) 136 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)簡介物品識(shí)別標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 18000 ：空中接口的重要標(biāo)準(zhǔn) ，無線頻段（頻率）有6個(gè)，即低于135 kHz，13

8、.56 MHz，433 MHz，860960 MHz，2.45 GHz和5.8 GHz。作用距離從數(shù)厘米至十多米不等 ISO/IEC 18001 ：給出了應(yīng)答器的外形要求ISO/IEC 10374 ：微波應(yīng)答器的集裝箱識(shí)別標(biāo)準(zhǔn) ，工作頻率范圍為850950 MHz以及2.42.5 GHz，應(yīng)答器的靈敏度以最大電場(chǎng)強(qiáng)度150 mV/m定義，最大可閱讀距離為13 m 146 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)簡介國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14443 近耦合非接觸式IC卡的國際標(biāo)準(zhǔn)用于身份證和各種智能卡、存儲(chǔ)卡ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)由四部分組成，即ISO/IEC 1444

9、3-1/2/3/4ISO/IEC 14443-2射頻能量 156 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)簡介 ISO/IEC 14443-4傳輸協(xié)議TYPE A 型 PICC激活過程 RATS ATS PPS（協(xié)議和參數(shù)選擇）請(qǐng)求 166 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)簡介 PCD激活TYPE A 型PICC 176 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 15693 疏耦合射頻卡（VICC）的國際標(biāo)準(zhǔn)物理特性（機(jī)械特性，物理尺寸，抗紫外線、X射線和電磁射線能力，彎曲和扭曲性能 ）空中接口與初始化防碰撞和傳輸協(xié)議命令擴(kuò)展安全特性186 RFID的

10、ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 15693空中接口和初始化 VCD到VICC的通信 196 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 15693空中接口和初始化副載波：單副載波時(shí)，副載波的頻率423.75 kHz；在使用雙副載波時(shí)，頻率484.28 kHz數(shù)據(jù)速率位表示和編碼 ：采用曼徹斯特碼編碼方式 SOF VICC到VCD的通信 206 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)SOFEOF216 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議 唯一標(biāo)識(shí)符（UID） ：由制造商永久地設(shè)定 應(yīng)用族標(biāo)識(shí)符（AFI） ：由VCD鎖定的應(yīng)用類型 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式標(biāo)識(shí)符（DSFID） ：指出了數(shù)據(jù)在VICC內(nèi)存中的結(jié)構(gòu) C

11、RC ：初始值為FFH VICC內(nèi)存結(jié)構(gòu) ：可尋址塊達(dá)256個(gè)，塊大小可至256位，最大內(nèi)存容量可達(dá)64 kb（8 kB）。 塊安全狀態(tài) ：由VICC作為對(duì)VCD請(qǐng)求的響應(yīng)參數(shù)返回 226 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)VICC狀態(tài) 斷電（Power-Off）、就緒（Ready）、靜默（Quiet）、選擇（Selected）4種狀態(tài) 236 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)防碰撞 時(shí)隙數(shù)為16的典型防碰撞處理過程 246 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)防碰撞VCD發(fā)送目錄命令的請(qǐng)求幀，時(shí)隙數(shù)設(shè)置為16。VICC1在時(shí)隙0返回應(yīng)答，因只有這一個(gè)VICC應(yīng)答，故不存在碰撞，它的UID被VCD接收存儲(chǔ)。VC

12、D發(fā)送EOF，指示下一個(gè)時(shí)隙開始。在時(shí)隙1，VICC2和VICC3進(jìn)行應(yīng)答，發(fā)生了碰撞。VCD檢測(cè)到碰撞，并記錄該時(shí)隙發(fā)生了碰撞。VCD再發(fā)送EOF，進(jìn)入時(shí)隙2。在時(shí)隙2，無VICC應(yīng)答，VCD未檢測(cè)到VICC的應(yīng)答的SOF，因此VCD通過發(fā)送EOF，進(jìn)入時(shí)隙3。在時(shí)隙3，VICC4和VICC5應(yīng)答，產(chǎn)生了碰撞。VCD決定發(fā)送尋址請(qǐng)求（例如讀塊請(qǐng)求）給VICC1（VICC1的UID已被UCD正確接收）。所有VICC都檢測(cè)到對(duì)VICC1請(qǐng)求的SOF，它們都處理這個(gè)請(qǐng)求，但只有UID匹配的VICC1才返回應(yīng)答，其他的VICC則退出防碰撞序列。所有VICC準(zhǔn)備接收下一個(gè)請(qǐng)求。如果又是一個(gè)目錄命令的請(qǐng)

13、求，則又從時(shí)隙0開始按上面步序執(zhí)行。256 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 18000-6標(biāo)準(zhǔn) 定義了閱讀器和應(yīng)答器之間的物理接口、協(xié)議、命令及防碰撞機(jī)制。標(biāo)準(zhǔn)包含兩種通信模式：TYPE A和TEPE B。 TYPE A模式 ：數(shù)據(jù)編碼幀格式調(diào)制 266 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)答器向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)編碼幀格式 前同步碼、標(biāo)志、參數(shù)、數(shù)據(jù)、CRC 276 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制命令及狀態(tài)轉(zhuǎn)換 INIT ROUND命令 NEXT SLOT命令 ：確認(rèn)已被識(shí)別的應(yīng)答器；指示所有處于循環(huán)激活狀態(tài)的應(yīng)答器對(duì)它們的時(shí)隙計(jì)數(shù)器加1并進(jìn)入下一個(gè)時(shí)隙 CLOSE SLOT命令

14、 ：STANDBY ROUND 命令 ：確認(rèn)來自一個(gè)應(yīng)答器的有效應(yīng)答，并指示該應(yīng)答器進(jìn)入選擇狀態(tài)，閱讀器可以發(fā)送選擇標(biāo)志為1的讀寫命令等對(duì)此應(yīng)答器進(jìn)行操作；指示所有處于循環(huán)激活狀態(tài)的應(yīng)答器進(jìn)入循環(huán)準(zhǔn)備狀態(tài)，等待NEXT SLOT，NEW SLOT或CLOSE SLOT命令的到來，重新進(jìn)入循環(huán)激活狀態(tài)進(jìn)入新的循環(huán) NEW ROUND命令 ：指示在循環(huán)準(zhǔn)備和循環(huán)激活狀態(tài)的應(yīng)答器進(jìn)入循環(huán)激活狀態(tài)，復(fù)位它們的時(shí)隙計(jì)數(shù)器為1，進(jìn)入新的循環(huán)；指示在選擇狀態(tài)的應(yīng)答器變遷到靜默狀態(tài)，在靜默和就緒狀態(tài)的應(yīng)答器仍維持它的狀態(tài) 286 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制命令及狀態(tài)轉(zhuǎn)換 SELECT（by SUID）命

15、令 ：無論應(yīng)答器原先處于場(chǎng)內(nèi)哪個(gè)狀態(tài)（不含離場(chǎng)狀態(tài)），接收到該命令且SUID匹配時(shí)進(jìn)入選擇狀態(tài)，并發(fā)回應(yīng)答幀；SUID不匹配的應(yīng)答器不發(fā)回應(yīng)答幀，當(dāng)它處于循環(huán)激活狀態(tài)時(shí)變遷到循環(huán)準(zhǔn)備狀態(tài)，處于選擇狀態(tài)時(shí)變遷到靜默狀態(tài)，處于就緒、靜默或循環(huán)準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)保持狀態(tài)不變 READ BLOCKS命令 ：GET SYSTEM INFORMATION命令 ：獲取應(yīng)答器的有關(guān)系統(tǒng)信息 296 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)TYPE A的防碰撞過程 1啟動(dòng)防碰撞過程 ：閱讀器發(fā)出INIT ROUND命令啟動(dòng)防碰撞過程，在命令中給出循環(huán)空間大小 2參與防碰撞過程的應(yīng)答器對(duì)命令的處理 3閱讀器發(fā)出INIT ROUND命

16、令后出現(xiàn)的三種可能情況 閱讀器在一個(gè)時(shí)隙中沒有檢測(cè)到應(yīng)答幀時(shí)，它發(fā)出CLOSE SLOT命令。閱讀器檢測(cè)到碰撞或錯(cuò)誤的CRC時(shí)，在確認(rèn)無應(yīng)答器仍在傳輸應(yīng)答的情況下，發(fā)出CLOSE SLOT命令。閱讀器接收到一個(gè)應(yīng)答器無差錯(cuò)的應(yīng)答幀時(shí)，它發(fā)送NEXT SLOT命令，命令中包括該應(yīng)答器的簽名，對(duì)此已被識(shí)別的應(yīng)答器進(jìn)行確認(rèn)，使它進(jìn)入靜默狀態(tài)以便循環(huán)的繼續(xù) 4接收到CLOSE SLOT命令或NEXT SLOT而簽名不匹配的參與循環(huán)的應(yīng)答器將自己的時(shí)隙計(jì)數(shù)器加1并和所選擇的隨機(jī)數(shù)比較以決定該時(shí)隙是否發(fā)回應(yīng)答幀，并根據(jù)本次循環(huán)時(shí)的時(shí)隙延遲標(biāo)志決定發(fā)回應(yīng)答幀的時(shí)延 306 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)TYP

17、E A的防碰撞過程5閱讀器按第（3）步中的三種情況處理，直至該循環(huán)結(jié)束（達(dá)到了循環(huán)空間預(yù)置值） 6一個(gè)循環(huán)結(jié)束后，如果在INIT ROUND命令或CLOSE SLOT命令中重復(fù)循環(huán)標(biāo)志位置為1，則自動(dòng)開始一個(gè)新的循環(huán)。如果重復(fù)循環(huán)標(biāo)志位為0，閱讀器可以決定用新的INIT ROUND命令或NEW ROUND命令繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)以完成防碰撞過程 7在一次循環(huán)中，閱讀器可以通過發(fā)送STANDBY ROUND命令來確認(rèn)簽名匹配的應(yīng)答器的有效應(yīng)答，并指示該應(yīng)答器進(jìn)入選擇狀態(tài)，同時(shí)讓簽名不匹配的應(yīng)答器進(jìn)入循環(huán)準(zhǔn)備狀態(tài)，以便在后續(xù)命令來到時(shí)將循環(huán)繼續(xù)。 316 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)TYPE B （與TY

18、PE A相類比）物理接口 命令和應(yīng)答的幀格式 數(shù)據(jù)元素 應(yīng)答器的存儲(chǔ)器 應(yīng)答器的狀態(tài) 命令 強(qiáng)制和推薦的命令 防碰撞算法 326 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)TYPE BTYPE B防碰撞流程 336 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 18000-7標(biāo)準(zhǔn) 物理層 使用窄帶UHF頻段。載波頻率為433.92 MHz20 ppm采用FSK調(diào)制方式，頻率偏移為35 kHz，邏輯0的頻率為fc（載波頻率）35 kHz，邏輯1的頻率為fc35 kHz。數(shù)據(jù)位采用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)速率為27.7 kbps 閱讀器和應(yīng)答器之間的通信采用主從方式 數(shù)據(jù)鏈路層 346 RFID的ISO IEC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)鏈路層前同步碼 ：包含20個(gè)周期為60 s的脈沖，高電平30 s，低電平30 s 數(shù)據(jù)字節(jié) ：包括8個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)停止位，采用曼徹斯特編碼，位持續(xù)時(shí)間為36 s，字節(jié)周期（含停止位）為324 s