RFID产品研发及生产关键技术 课件 ch04RFID标准体系

RFID产品研发及生产关键技术(第2版)新工科建设·智能化物联网工程与应用系列教材RFID标准体系第四章国际RFID标准体系01国际RFID标准体系RFID标准的制定工作最早可以追溯到20世纪90年代早期RFID标准制定工作中涉及企业、区域标准化组织和国家3个层次的代表者，他们将RFID标准划分为4个方面:数据标准、空中接口标准、测试标准和实时定位标准。这些标准考虑的重点是应用层的共性问题,涉及射频标签空中接口、读写器等。ISO制定的RFID标准内容主要针对不同使用对象确定了使用条件、射频标签尺寸、射频标签粘贴位置、数据内容格式、使用频段等方面的具体规范，同时也包括了数据的完整性、人工识别等其他要求。其标准的提出为RFID标准体系建立了一个基本框架，其他标准可以对其进行补充和优化，既能保证RFID技术的互通性，又能兼顾不同应用领域的特点，可以满足不同的应用需求。国际RFID标准体系在国际RFID标准体系中ISO/IEC18000、ISO/IEC10536、ISO/IE14443、ISO/IEC15693是较受关注的几种标准，它们规定了使用不同频率的卡的结构和工作参数，绝大部分的智能卡、射频标签和读写器都遵循这几种标准中的一种或多种。数据标准、空中接口标准、测试标准和实时定位标准根据不同行业和企业的应用侧重点不同而不同。国际RFID标准体系技术标准1.ISO/EC18000Informationtechnology-Radiofrequencyidentificationforitemmanagement(信息技术一一物品管理的射频识别)ISO/IEC18000涉及135kHz、13.56MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz等频段，其涉及范围较广。其中，ISO/IEC18000-6涉及的频段为860~930MHz，由于其符合EPC系统的要求，可用于物品的供应链管理，因此受到广泛重视。2006年7月12日，EPCglobal宣布其UHFGen2空中接口协议作为C类UHFRFID标准经ISO核准并入ISO/IEC18000-6修订标准1。ISO/IEC18000-7是另一个备受关注的标准。2006年下半年，美国国防部签订了上亿美元的符合ISO/IEC18000-7标准的有源RFID产品订单。国际RFID标准体系2022年上半年，我国智慧标准应用示范案例出炉，其中包括“智慧石狮管控指挥平台”“泉州市城市安全信息系统”等。澳大利亚、韩国和我国政府也相继批准了ISO/IEC18000-7的应用。(1)Part1:Referencearchitectureanddefinitionofparameterstobe

standardized(空中接口一般参数和参考体系)。(2)Part2:Parametersforairinterfacecommunicationsbelow135kHz

(135kHz以下频段的空中接口通信用参数)。国际RFID标准体系(3)Part3:Parametersforairinterfacecommunicationsat13.56MHz

(1356MHz频段的空中接口通信用参数)。(4)Part4:Parametersforairinterfacecommunicationsat2.45GHz

2.45GHZ频段的空中接口通信用参数)。(5)Part5:Parametersforairinterfacecommunicationsat5.8GHz(5.8GHz频段的空中接口通信用参数)。国际RFID标准体系(6)Part6:Parametersforairinterfacecommunicationsat860MHzto

960MHz(860~960MHz频段的空中接口通信用参数)。(7)Part7:Parametersforactiveairinterfacecommunicationsat433MHz(433MHz频段的有源空中接口通信用参数)。国际RFID标准体系技术标准2.ISO/IEC10536ldentificationcards-Contactlessintegratedcircuit(s)cards-Close-coupledcards(识别卡——无接触点集成电路卡——紧密耦合卡)ISO/IEC10536主要发展于1992-1995年，由于这种卡的成本较高，读写距离仅为0~lcm，与接触式IC卡相比优点很少，因此这种卡在市场中销售较少。国际RFID标准体系(1)Part1:Physicalcharacteristics(物理特性)。(2)Part2:Dimensionsandlocationofcouplingareas(合区尺寸和位置)。国际RFID标准体系(3)Part3:Electronicsignalsandresetprocedures(电子信号和复位过程)。(4)Part4:Answertoresetandtransmissionprotocols(复位应答和传输协议)。国际RFID标准体系技术标准3.ISO/IEC14443ldentificationcards--Contactlessintegrateccircuit(s)cards--Proximitycards(识别卡——无接触点集成电路卡——近程卡）ISO/IEC14443发展于1995年，单个系统于1999年进入市场，而其完成于2000年之后。ISO/IEC14443以1356MHz交变信号为载波频率读写距离为0~10cm，比ISO/IEC10536涉及的读写距离长，故应用较广泛。ISO/IEC14443定义了TYPEA、TYPEB两种类型协议，通信速率均为106kbit/s，TYPEA和TYPEB的不同之处主要为载波的调制深度和位编码方式。国际RFID标准体系(1)Part1:Physicalcharacteristics(物理特性)。(2)Part2:Radiofrequencypowerandsignalinterface(频谱功率和信号接口)。国际RFID标准体系(3)Part3:Initializationandanticollision(初始化和反碰撞算法)。(4)Part4:Transmissionprotocol(传输协议)。国际RFID标准体系技术标准4.ISO/IEC15693ldentificationcards-Contactlessintegratedcircuit(s)cards-Vicinitycards(识别卡——无接触点集成电路卡一一邻近卡)ISO/IEC15693和ISO/IEC14443一样，发展于1995年，完成于2000年之后。其交变信号的载波频率为13.56MHz。ISO/IEC15693涉及的读写距离较长，根据应用系统的天线形状和发射功率不同，读写距离一般为0~100cm。国际RFID标准体系(1)Part1:Physicalcharacteristics(物理特性)。(2)Part2:Airinterfaceandinitialization(空中接口和初始化)。(3)Part3:Anticollisionandtransmissionprotocol(反碰撞算法和传输协议)。国际RFID标准体系数据标准1.ISO/IEC15961Informationtechnology-Dataprotocolforadiofrequencyidentification(RFID)foritemmanagement(信息技术物品管理用射频识别的数据协议)ISO/IEC15961由以下4个部分组成。(1)Part1:Applicationinterface(应用接口)。(2)Part2:RegistrationofRFIDdataconstructs(射频识别数据结构的注册)。(3)Part3:RFIDdataconstructs(射频识别数据结构)。(4)Part4:Applicationinterfacecommandsforbatteryassistandsensorfunctionality(电池辅助和传感器功能的应用程序接口命令)。国际RFID标准体系数据标准2.ISO/EC15962Informationtechnology-Radiofrequencidentification(RFID)foritemmanagement-Dataprotocol:dataencodin!rulesandlogicalmemoryfunctions(信息技术-物品管理用射频识别数据协议:数据编码规则和逻辑记忆功能)ISO/IEC15962主要介绍数据协议中的数据编码规则和逻辑记忆功能。国际RFID标准体系数据标准3.ISO/IEC15963Informationtechnology-Radiofrequencyidentificationforitemmanagement(信息技术-物品管理用射频识别)ISO/IEC15962主要介绍物品管理用射频识别。国际RFID标准体系数据标准4.ISO/EC15424Informationtechnology-Automaticidentificatioranddatacapturetechniques-Datacarrieridentifiers(includingsymbolog!ldentifiers)信息技术一一自动识别和数据捕获技术一-数据载体标识符(包括符号标识符)}ISO/IEC15424主要介绍自动识别和数据捕获技术中的数据载体标识符(包括符号标识符)。国际RFID标准体系数据标准5.ISO/EC15418Informationtechnology-Automaticidentificatioranddatacapturetechniques-GS1applicationidentifiersandASCMH10dataidentifiersandmaintenance(信息技术一-自动识别和数据捕获技术-GS1应用标识符、ASCMH10数据标识符和维护)ISO/IEC15418主要介绍自动识别和数据捕获技术中的GS1应用标识符、ASCMH10数据标识符和维护。国际RFID标准体系测试标准1.ISO/EC18046Informationtechnology-Radiofrequencyidentificationdeviceperformancetestmethods(信息技术一-射频识别设备性能测试方法)ISO/IEC18046由以下4个部分组成。(1)Part1:Testmethodsforsystemperformance(系统性能测试方法)。(2)Part2:Testmethodsforinterrogatorperformance(询问器性能测试方法)。(3)Part3:Testmethodsfortagperformance(标签性能测试方法)。(4)Part4:TestmethodsforperformanceofRFIDgatesinlibraries(图书馆射频识别门性能测试方法)。国际RFID标准体系测试标准2.ISO/IEC18047Informationtechnology-Radiofreguencyidentificationdeviceconformancetestmethods(信息技术——射频识别装置合格测试方法)ISO/IEC18047由以下7个部分组成。(1)Part1:Radiofrequencyidentificationdeviceconformancetest

methods(射频识别设备一致性测试方法)。(2)Part2:Testmethodsforairinterfacecommunicationsbelow135kHz(135kHz以下频段的空中接口测试方法)。(3)Part3:Testmethodsforairinterfacecommunicationsat13.56MHz(13.56MHz频段的空中接口测试方法)。国际RFID标准体系测试标准2.ISO/IEC18047Informationtechnology-Radiofreguencyidentificationdeviceconformancetestmethods(信息技术——射频识别装置合格测试方法)(4)Part4:Testmethodsforairinterfacecommunicationsat2.45GHz(2.45GHz频段的空中接口测试方法)。(5)Part5:Testmethodsforairinterfacecommunicationsat5.8GHz

(5.8GHz频段的空中接口测试方法)。(6)Part6:Testmethodsforairinterfacecommunicationsat860to

960MHz(860~960MHz频段的空中接口测试方法)。(7)Part7:Testmethodsforactiveairinterfacecommunicationsat

433MHz(433MHz频段的有源空中接口测试方法)。EPC标准体系02EPC标准体系随着经济全球化的发展需要对大量的物品进行编码的管理，条形码已经不能满足人们日益增长的需求，EPC(ElectronicProductCode，电子产品编码)顺势而生。EPC的概念是由美国麻省理工学院提出的，为了推进EPC系统的发展，美国麻省理工学院同时还成立了Auto-ID中心。2003年，EAN和UCC联合收购了EPC，并成立了EPCglobal，在美国、英国日本、韩国、中国、澳大利亚和瑞士分别建立了实验室对EPC进行相应的研发。EPCglobal得到了100多个国际大公司的鼎力支持，其大力推广EPC标准，中国物品编码中心也参与其中。EPC标签数据标准定义了数据在EPC标签中的编码方式及在EPC系统网络中信息系统层的编码方式(如EPCURI，EPC统一资源识别编码)。EPCglobal于2004年1月发布了EPCGeneration1TagDataStandardsVersion1.1Rev1.24，该版本已经得到了广泛的应用。2005年10月，EPCglobal又发布了EPCGenerationlTagDataStandardsVersion11Rev1.27。2016年8月，EPCelobal继续发布了发现、配置与初始化(DCIGS1EPClobal标准10版，该版本得到了许多支持和拥护。EPC标准体系与国际RFID标准体系相比,EPC标准体系主要面向物流供应链领域解决了供应链中的透明性和追踪性问题，使用户能够实时了解物品的物流等信息，如位置、产地、日期等。在空中接口协议方面，EPC标准体系尽量和国际RFID标准体系兼容，而物联网标准是EPC独有的，国际RFID标准体系中只考虑了身份识别和数据采集，并没有对数据采集之后应如何处理进行规定。EPC标准体系EPC标签设定了5个不同等级(Class)，具体如下。(1)Class0(ReadOnly，只读):简单被动式EPC标签。EPC标签在出厂时即写入一组不可更改的号码，提供简单的识读服务。(2)Class1(WriteOnce/ReadMany，写一次读多次):简单被动式可供一次写入的只读EPC标签。沃尔玛要求供应商所贴的EPC标签就属于该等级。(3)Class2(Read/Write，读/写):具有可重复读写功能的被动式EPC标签。在Class0或Class1的基础上附加了一些功能，如用户可改写密码等。EPC标准体系EPC标签设定了5个不同等级(Class)，具体如下。(4)Class3:内置感应器的半被动EPC标签，有重复读写功能，包含额外的感应器，可检测温度、湿度的动向变化并记录在EPC标签中，内建电池扩大读取距离。Class3兼容Class2，读写距离大、成本高，一般适用于较贵重的物品。(5)Class4:是一种有源的半被动EPC标签，可主动与其他EPC标签沟通，目前还处在研发中。UID标准体系03UID标准体系日本制定的UID标准类似于EPC标准体系其希望构建一个属于自己的完整的RFID标准体系，日本的UID(UbiquitousID，泛在识别)中心一直致力于本国的标准RFID产品开发和推广,拒绝采用美国的EPC标准体系。与美国大力发展超高频段不同，日本对微波频段更加青睐，目前日本已经开发了许多工作频段为2.4GHZ的RFID产品，并且UID中心在所有的RFID产品中都植入了微型芯片，组建网络进行通信。UID中心的UID技术体系架构由UID码(UCode)信息系统服务器泛在通信器和UCode解析服务器4个部分构成。UID标准体系UD中心把射频标签进行分类，并设立了9个不同的认证标准。(1)Class0:光学性ID射频标签。该标签是可通过光学性手段读取的ID射频标签，条形码、二维码等均属于此等级。(2)Class1:低级射频标签。代码在工厂生产时就已被烧制到RFID产品上，不可改变，因受形状、大小等限制而生产困难，是耐复制的射频标签。(3)Class2:高级射频标签。该标签是通过简易认证方式、具有防伪识别协议的标签，能通过命令控制其代码是否可读写。(4)Class3:低级智能射频标签。该标签具有抗破坏性，是与私有密钥认证通信网络对应的、具有端对端访问保护功能的标签。UID标准体系UD中心把射频标签进行分类，并设立了9个不同的认证标准。(6)Class5:低级主动性射频标签。该标签能通过不可识别的简易认证通信网络访问，其代码的可读写性也是可控制的。而且，该标签具有长寿命电池或自我发电功能，在被访问之外的时间内也可运行。(7)Class6:高级主动性射频标签。该标签具有抗破坏性，是与公共密钥认证通信网络对应的、具有端对端访问保护功能的标签。该标签也具有长寿命电池或自我发电功能。此外，该标签还可进行编程。UID标准体系UD中心把射频标签进行分类，并设立了9个不同的认证标准。(8)Class7:安全盒。该标签是可存储大量数据、安全且固的计算机节点。它是抗破坏规格的框体，具备有线网络通信功能，具有ETRONID，实际安装的有ETP(EntityTransferProtocol)等。(9)Class8:安全服务器。该标签是可存储大量数据、安全且牢固的计算机节点。除具有Class7的安全盒的功能外，它还可通过更加严