物联网RFID标准汇编资料

1、第十章 物联网(lin wn)RFID标准 Internet之所以能够在全球范围内实现软硬件以及信息资源共享，是因为实现了各种网络设备的软硬件及数据交换标准的统一。随着(su zhe)物联网的迅猛全球化和国际射频识别日趋激烈的竞争，物联网RFID标准体系已经成为各个企业和国家参与国际竞争的重要手段。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述 标准化是指对产品、过程或者服务中现实和潜在的问题做出规定，提供可共同遵守的工作语言，以利于技术(jsh)合作，同时防止贸易壁垒。通过制定、发布和实施RFID标准，可以解决编码通信、空中接口和数据共享等问题，以最大程度地促进RFID技术及相关系统的

2、应用。RFID国际标准化机构1.ISO/IEC RFID技术在国际标准化组织的分类中属于信息技术中的自动识别与数据采集领域（AIDC），由国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC 负责制定。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述1.ISO/IEC ISO和IEC专门为AIDC技术成立(chngl)了技术标准组（JTC-1），1996年又成立了SC31分委员会，负责自动识别和数据采集技术的标准化制定工作，ISO/IEC目前已下设6个工作组： WG1负责数据载体，WG2负责数据结构，WG4负责物品管理的RFID技术，WG5负责实时定位系统，WG6负责移动物品识别和管理，WG7负责物

3、品管理的安全性。 还有一些其他的ISO技术委员会也涉及到部分RFID的相关标准，如ISO/IEC TC-104货运集装箱标准化技术委员会公布了一个RFID用于海运集装箱的标准，ISO TC-122包装标准化技术委员会和TC-104y的联合工作组也正在开发一系列RFID供应链管理的应用标准。和其他非强制的标准一样，ISO标准是否被采用也取决于市场的需求。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述2.EPCglobal EPCglobal是由美国统一代码协会（UCC）和国际物品编码协会（EAN）共同成立的非营利性组织，其主要职责是在全球范围内对各个行业建立和维护EPCglobal网络，保

4、证物联网各环节信息的自动识别，并采用全球统一标准。 EPCglobal制定了标准开发过程规范(gufn)，规范(gufn)了EPCglobal各部门的职责以及标准开发的业务流程，对递交的标准草案进行多方审核，确保制定的标准具有很强的竞争力。 目前EPCglobal提供的服务主要有： 1) 分配、维护和注册EPC管理者代码； 2) 对用户提供EPC技术和EPC网络相关内容的教育和培训； 3) 参与EPC商业应用案例实施和EPCglobal网络标准的制定； 4) 参与EPCglobal网络、网络组成、研究开发和软件系统等的规范的制定和实施；共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述3.其

5、他(qt)组织 其它RFID标准化组织还包括各种区域、国家、行业等标准组织。 日本的泛在中心制定RFID UID标准的思路类似EPCglobal，目标也是构建一个完整的标准体系，即从编码体系、空中接口协议到泛在网络体系结构，但在很多细节方面与EPC系统还是有差异。 韩国利用国内移动通信的发展优势，把RFID和移动通信结合起来，并从2000年开始在系统架构、编码格式、空中接口、安全隐私等方面开展相关的标准化工作，以此为突破口，主导国际标准的制定。 与RFID应用相关的国际标准化机构：国际电信联盟（ITU)、世界邮联（UPU）等；区域性标准化机构，如欧洲标准化委员会（CEN）等；国家标准化机构，如

6、BSI（英国标准协会）等；行业组织，如ATA（世界海关组织暂准进口协议）等。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述RFID标准(biozhn)体系共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述RFID标准的主要内容包括以下几个方面:1）技术标准 主要包括接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术和传输协议等，例如： ISO 18000:定义了询问者与标签之间在不同频率上的空中接口。 PC Gen2:定义了频率在860960MHz之间的空中接口标准。2）数据内容标准 主要指数据结构(sh j ji u)、编码格式和数据安全等相关内容。ISO/IEC 15961、159

7、62与15963标准规定了信息交换过程中的数据协议，它们独立于ISO 18000系列空中接口通信协议。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述3）性能标准 狭义的RFID系统(xtng)是指由承载了唯一编码的RFID标签通过天线与读写器实现通信，因此RFID标签、读写器和天线就构成了完成自动识别与数据采集的有机整体。要实现系统的目标功能，系统各部分之间必须满足一致性要求，从而实现不同厂家生产设备之间的互通性和互操作性。因此，SC31 WG3制定了性能测试和一致性测试的方法及标准，并作为RFID测试工作的基础。 ISO/IEC 18046定义了RFID设备的性能检测方法，包括对标签参

8、数、速度、标签阵列、方向、单标签检测及多标签检测等标签性能的检测方法，以及对读取距离、读取率、单标签和多标签读取等读写器性能的检测方法。 IS0/IEC 18047定义了RFID设备的一致性测试方法，也称空中接口通信协议测试方法。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述IS0/IEC 18047分为以下(yxi)几个部分: ISO/IEC 180472：125134kHz，对应ISO 180002； ISO/IEC 180473：13.56MHz，对应ISO 180003； ISO/IEC 180474：2.45GHz，对应ISO 180004； ISO/IEC 180476：86

9、0960MHz，对应ISO 18000-6； ISO/IEC 180477：433MHz，对应ISO 180007。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述4）应用标准 RFID涉及了众多的具体应用，各种不同的应用涉及不同的行业，因此标准还需要涉及有关行业的规范，典型标准包括有： ISO 10374：货运集装箱标准（自动识别）。 ISO 18185：货运集装箱的电子封条的射频通信协议。 ISO 11784：动物的射频识别(shbi)编码结构。 ISO 11785：动物的射频识别技术准则。 ISO 142231：动物的射频识别高级标签的空中接口。 ANSI MH 10.8.4：可回收

10、容器的RFID标准。 AIAGB11：轮胎电子标签标准（汽车工业性动组）。 ISO 122/104 JWG：RFID的供应链应用。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述RFID标准多元化的原因 RFID的国际标准比较多，主要基于技术因素和利益因素两方面.1.技术因素1）RFID的工作频率和信息传输方式 RFID的工作频率分布在低频至微波的各个频段中，技术差异很大。例如，125kHz的电路、天线设计与2.45GHz的电路、天线设计就有很大的不同。即使对于相同的频率，由于基带信号(xnho)和调制方式的不同，也会形成不同的技术标准。例如，对于13.56MHz的工作频率，ISO/IEC

11、 14443标准有TYPE A和TYPE B两种方式。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述2）作用距离 作用距离的差异也是标准不同的主要原因。作用距离不同产生的差异主要表现在以下几个方面：应答器的工作方式分有源工作方式和无源工作方式两种；RFID系统(xtng)的工作原理不同，近距离采用电感耦合方式，远距离采用基于微波的反射散射耦合方式；载波功率的差异。例如，同为13.56MHz工作频率的ISO/IEC 14443标准和ISO/IEC 15693标准，由于后者作用距离较远，所以其阅读器输出的载波功率较大（但不能超出EMI有关标准的规定）。3）应用目标的不同 RFID的应用很广泛

12、，针对不同应用，其存储的数据代码、外形需求、频率选择、作用距离以及复杂度等都会有很大的差异。例如，动物识别和货物识别、高速公路的车辆识别计费和超市货物的识别计费等，它们之间都存在较大的不同。共四十三页10.1 RFID标准(biozhn)概述4）技术的发展 随着信息技术的进步和制造业的进步，RFID标准需要不断融入这些新进展，以形成与时俱进的标准。2.利益因素 尽管标准是开放的，但标准中的技术专利会给相应的国家、集团以及企业等带来巨大的市场(shchng)效应和经济效益，因此标准的多元化之争也是这些利益之争的必然反映。共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准ISO/IEC

13、的标准体系 ISO/IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建、空中接口(ji ku)和涉及的数据结构以及它们的实施问题。具体可以分为技术标准、数据结构标准、性能标准及应用标准四个方面。数据标准（如编码标准ISO/IEC15691、数据协议ISO/IEC 15692、ISO/IEC 15693，解决了应用程序、标签和空中接口的多样性要求，提供一套通用的通信机制）空中接口标准（ISO/IEC 18000系列）测试标准（性能测试ISO/IEC 18047和一致性测试标准ISO/IEC 18046）实时定位（RTLS)（ISO/IEC 24730系列应用接口与空中接口通信标准）方面的标准。共四

14、十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准非接触式IC卡国际标准（ISO/IEC 14443） 目前RFID非接触式智能卡常用的三个ISO标准：ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 10536。目前ISO 14443以13.56MHz交变信号(xnho)为载波频率，应用较为广泛。 ISO/IEC 14443是近耦合非接触式IC卡的国际标准，可用于身份证和各种智能卡、存储卡等。ISO/IEC 14443标准由四部分组成，即ISO/IEC 144431/2/3/4。 标准卡的类型阅读器作

15、用距离ISO/IEC 10536密耦合（CICC）CCD紧靠ISO/IEC 14443近耦合（PICC）PCD64Ts（Ts为副载波(zib)周期）。然后，在TR1时间内，PICC产生相位为q0的副载波（在此期间相位不变），TR080Ts。副载波的初始相位定义为逻辑1，所以第一次相位转变（相位为0+180）表示从逻辑1转变到逻辑0。副载波相位变化和数位表示如图所示。副载波相位变化和数位表示 共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准3ISO/IEC 144433防初始化和防冲突 ISO/IEC 144433标准中提供了A型和B型两种不同的防碰撞协议。TYPE A采用位检测防

16、碰撞协议，TYPE B通过一组命令来管理防碰撞过程，防碰撞方案是以时隙为基础的。4.ISO/IEC 144434传输协议 ISO/IEC14443的这一部分规定了非接触的半双工的块传输协议，并定义了激活和停止协议的步骤。这部分传输协议同时适用于A型卡和B型卡。以TYPE A为例，其PICC激活过程如下图所示。 当系统完成了ISO/IEC 14443-3中定义的请求、防碰撞和选择操作，并由PICC发回SAK应答后，PCD检查SAK字节(z ji)，以核实PICC是否支持对ATS的使用。若SAK说明不支持ISO/IEC 14443-4协议，则PCD应发送HALT命令使PICC进入Halt状态。若S

17、AK说明支持ISO/IEC 14443-4协议，则PCD发送RATS（请求ATS）命令，PICC接收到RATS后以ATS回应。若PICC在ATS中表明支持PPS并且参数可变，则PCD发送PPS请求命令，PICC以PPS响应作为应答，然后开始交换传输数据。共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准空中接口通信协议标准（ISO/IEC 18000） ISO/IEC 18000系列标准定义了RFID标签和读写器之间的信号形式、编/解码规范、多标签碰撞协议以及命令格式等内容，为所有RFID设备的空中接口通信提供了全面的指

18、导。该标准具有广泛的通用性，覆盖了RFID应用的常用频段，如125134.2kHz、13.56MHz、433MHz、860960MHz、2.45GHz、5.8GHz等，据前面介绍可知，ISO/IEC 18000标准系列包括ISO/IEC 1800017共7个部分。 （1）ISO/IEC 180001提供基本的信息定义和系统描述，定义了所有ISO/IEC 18000 系列标准中空中接口定义所要用到的参数，同时还列出了所有相关的技术参数及各种通信模式，如工作跳频速率、占用频道带宽、最大发射(fsh)功率、杂散发射(fsh)、调制方式、调制指数、数据编码、比特速率、标签唯一标识符（UID）、读写处理

19、时间、错误检测、存储容量、防冲突类型等。 共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准 同时，它还为标准的其他六个部分详细给出了该通信频率和模式下的具体参数值，为后续的各部分标准设定了一个框架与规则。 （2）ISO/IEC 180002定义了125134.2kHz的空中接口通信协议参数，规定时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法。此标准的标签分为两个类型Type-A和Type-B，它们在物理层上存在不同，但是支持相同的协议和防碰撞机制。 Type-A标签工作在125kHz的双工通信模式(msh)下，使用同一信道进行读写器

20、和标签之间的双向传输； Type-B标签工作在半双工模式下，其工作频率为134.2kHz，它使用两个不同的单向信道进行读写器到标签的和标签到读写器的单向数据传输，这些协议保证读写器能与Type-A和Type-B电子标签进行通信的能力，并使得兼容的读写器和标签之间也能够实现通信。共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准 （3）ISO/IEC 180003定义了13.56MHz空中接口通信协议参数，它定义了物理层、防碰撞管理系统和符合ISO/IEC 180001要求的物体识别协议值，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰

21、撞方法,这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。 （4）ISO/IEC 180004定义了2.45GHz的空中接口通信协议参数，规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法，这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。同时它还定义了前向和反向链路参数，包括工作频率、信道带宽、最大功率、数据编码、数据传输速率、跳频速度、跳频、扩频序列(xli)和码片传输速率。它主要应用于货品管理领域。共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准 （5）ISO/IEC 180006定义了860960MHz的空中接口通信协议参数，

22、规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法(fngf)，这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。目前该协议中包括Type-A、Type-B和Type-C三种方案设计。从技术上说，这三个方案的差别主要体现在RFID标签的逻辑设计中，在读写器端可以比较容易地实现多协议兼容。共四十三页10.2 ISO/IEC的相关(xinggun)标准Type-A、Type-B和Type-C三种方案设计: Type-A使用脉冲间隔编码（PIE），读写器首先工作，采用ALOHA防碰撞算法，反向链路使用双相间隔码编码，数据传输速率为33/40kbit/s

23、，频宽为860960MHz，该方案支持的存储容量较大，但是防碰撞能力较弱，且数据结构较复杂，指令类型多； Type-B的特点是在前向链路使用双向线路编码模式以及Manchester加密，读写器首先工作，采用二叉树防碰撞算法，数据传输速率为8/4kbps，频宽为860930MHz，该方案支持的存储容量较小，但是防碰撞能力较强，数据结构和指令简单(jindn)； Type-C方案来源于EPCglobal的UHF Class 1 Gen 2 RFID标签规范，该方案的性能特性处于Type-A和Type-B二者之间，具有较好的普适性，因此目前所占的市场份额也最大。共四十三页10.2 ISO/IEC的相

24、关(xinggun)标准 （6）ISO/IEC 180007定义了有源433MHz的空中接口通信协议参数，用于单品应用管理方面，其典型读取距离超过1m。它规定了时序参数、信号特性、标签与读写器之间通信的物理层架构、协议和指令，以及多标签读取时的防碰撞方法、数据编码和工作周期等，可用于开发能获得FCC许可的读/写有源电子标签，这些协议保证兼容的读写器和标签之间能够实现通信。ISO/IEC 180007可能成为远洋运输集装箱追踪管理的全球性“事实标准”。 ISO/IEC 18000系列标准中并没有规定相关频段读写器的具体(jt)工作频率、发射功率、频道占有带宽、信道数量、杂散发射、跳频速率等技术指

25、标，这完全取决于各国的无线电管理政策。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准EPCglobal的RFID标准体系 EPCglobal的RFID标准体系框架包含硬件、软件和数据的标准，以及(yj)由EPCglobal运营的网络共享服务标准等多个方面的内容。其目的是从宏观层面列举EPCglobal硬件、软件、数据标准以及它们之间的联系，定义网络共享服务的顶层架构，并指导最终用户和设备生产商实施EPC网络服务。 EPCglobal标准框架以下三个层次： 数据识别层的标准包括RFID标签数据标准和协议标准，主要关注不同编码系统标准如何在EPC标签上实现应用，目的是确保供应链上的不同企业

26、间数据格式和说明的统一性。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准 数据获取层的标准包括读写器协议标准、读写器管理标准、读写器组网和初始化标准，以及中间件标准等，定义了收集和记录EPC数据的主要基础设施组件，并允许最终用户使用具有互操作性的设备建立RFID应用。其中读写器协议主要注重中间件和读写器之间的通信，而读写器管理主要涉及多个读写器如何实现协同工作。 数据交换层的标准包括EPC信息服务标准（EPCIS）、核心业务(yw)词汇标准（CBV）、对象名解析服务标准（ONS）、发现服务标准、安全认证标准以及谱系标准等，提高了广域环境下物流信息的可视性，目的是为最终用户提供可以共享的

27、EPC数据，并实现EPC网络服务的接入。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准 EPCglobal制定的RFID标准，包括数据的采集、信息的发布、信息资源的组织管理、信息服务的发现等方面，除此之外部分实体(sht)单元实际上也可能组成分布式网络，如读写器、中间件等，为了实现读写器和中间件的远程配置、状态监视、性能协调等功能，便产生了管理接口。 EPCglobal主要标准如下：1）EPC标签数据规范 此规范规定了EPC编码结构，包括所有编码方式的转换机制等。2）空中接口协议 空中接口协议规范了电子标签与读写器之间命令和数据的交互，它与ISO/IEC 180003、180006标准

28、对应，其中UHF G1G2已经成为ISO/IEC 180006C标准。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准3）RP读写器数据协议 RP读写器数据协议提供读写器与主机（主机是指中间件或应用程序）间的数据与命令交互接口，与ISO/IEC 15961、15962类似。其目标是主机能够独立于读写器、读写器与标签之间的接口协议，也即适用于智能程度不同的RFID读写器、条形码读写器，适用于多种RFID空中接口协议和条形码接口协议。该协议定义了一个通用功能集合，但并不要求所有的读写器实现这些功能，分为三层功能： 读写器层规定了读写器与主计算机交换的消息格式和内容，它是读写器协议的核心，并定

29、义了读写器所执行的功能； 消息层规定了消息如何组帧、转换以及在专用的传输层传送，规定安全服务（比如身份鉴别、授权、消息加密及完整性检验），同时(tngsh)规定了网络连接的建立、初始化建立同步的消息、初始化安全服务等； 传输层对应网络设备的传输层，读写器数据协议位于数据平面。 共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准4）LLRP低层读写器协议 此协议为用户控制和协调读写器的空中接口协议参数提供了通用接口规范。它与空中接口协议密切相关，可以配置和监视ISO/IEC 180006 Type-C中防碰撞算法的时隙帧数、Q参数、发射功率、接收灵敏度、调制速率等；可以控制和监视选择命令、识

30、读过程、会话过程等；在密集读写器环境下，通过调整发射功率、发射频率和调制速率等参数，可以大大消除读写器之间的干扰。它是读写器协议的补充，负责读写器性能的管理和控制，使得读写器协议专注于数据交换。低层读写器协议位于控制平面。5）RM读写器管理协议 RM读写器管理协议位于读写器与读写器管理之间的交互接口，它规范了访问读写器配置的方式，比如天线数等；规范了监控读写器运行状态的方式，如读到的标签(bioqin)数、天线的连接状态等；还规范了RFID设备的简单网络管理协议SNMP和管理系统库MIB。读写器管理协议位于管理平面。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准6）ALE应用层事件标准

31、 ALE应用层事件标准提供一个或多个应用程序向一台或多台读写器发出(fch)对EPC数据请求的方式。通过该接口，用户可以获取过滤后、整理过的EPC数据。ALE是基于面向服务的架构（SOA），它可以对服务接口进行抽象处理，就像SQL对关系数据库的内部机制进行抽象处理一样。应用可以通过ALE查询引擎，而不必关心网络协议或者设备的具体情况。7）EPCIS捕获接口协议 EPCIS捕获接口协议提供一种传输EPCIS事件的方式，包括EPCIS仓库、网络EPCIS访问程序以及伙伴EPCIS访问程序。8）EPCIS询问接口协议 EPCIS询问接口协议提供EPCIS访问程序从EPCIS仓库或EPCIS 捕获的应

32、用中得到EPCIS数据的方法等。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准9）EPCIS发现接口协议 提供锁定所有可能含有某个EPC相关信息的EPCIS服务的方法。10）TDT标签数据转换框架 提供了一个可以在EPC编码之间转换的文件，它可以使终端用户的基础设施部件自动得知新的EPC格式。11）用户验证接口协议 用于验证一个EPCglobal用户的身份等，该标准正在制定。12）物理标记语言(yyn)PML。用来描述物品静态和动态信息，包括物品位置信息、环境信息、组成信息等。PML是基于为人们广为接受的可扩展标识语言（XML）发展而来的，其目标是为物理实体的远程监控和环境监控提供一种

33、简单通用的描述语言，可广泛应用在存货跟踪、自动处理事务、供应链管理、机器控制和物对物通信等方面。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准EPCglobal与ISO/IEC RFID标准之间的关系 首先，从ISO制订的RFID标准内容来说，RFID应用标准是建立在RFID编码、空中接口协议、读写器协议等基础标准之上，针对不同使用对象，确定了使用条件、标签尺寸、标签粘贴位置、数据内容格式、使用频段等方面特定应用要求的具体规范，同时也包括数据的完整性、人工识别等其他一些要求。也就是说，RFID在不同的行业领域内的应用标准是不同的，由其下属不同的子委员会完成的。 与ISO通用性RFID标

34、准相比，EPCglobal标准体系只是面向物流供应链领域，可以看成是一个单独的行业(hngy)应用标准。EPCglobal的目标是解决供应链的透明性和追踪性，透明性和追踪性是指供应链各环节中所有合作伙伴都能够了解单件物品的相关信息，如位置、生产日期等信息。为此EPCglobal制定了EPC编码标准，它可以实现对所有物品提供单件惟一标识。共四十三页10.3 EPC的相关(xinggun)标准 EPCglobal主要关注UHF 860930MH频段，空中接口协议有它的局限范围，而ISO/IEC在各个频段都颁布了标准。EPCglobal在UHF频段制定了空中接口协议，低层读写器控制协议（LLRP）、

35、读写器数据协议（RP）、读写器管理协议（RM）、应用层事件标准（ALE）。这些协议尽量与ISO标准体系保持兼容。例如2006年批准的ISO/IEC 180006 TypeC就是以EPCglobal UHF空中接口协议为基础，正在制定的ISO/IEC 24791软件体系框架中设备接口也是以LLRP为基础的。 除了信息采集以外，EPCglobal非常强调供应链各方之间的信息共享，为此制定了信息共享的物联网标准，包括EPC中间件规范、对象名解析服务ONS、物理标记语言PML。从信息的发布、信息资源的组织管理、信息服务的发现以及大量访问(fngwn)之间的协调等方面作出规定。“物联网”的信息量和信息访问规模大大超过普通的