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文档简介
1第三章RFID标准化本章内容RFID标准化组织与体系结构;EPCglobal、ISO/IEC及UID标准;中国RFID标准。
熟悉RFID标准化组织,重点理解RFID标准化的体系结构;掌握高频ISO/IEC15693、ISO/IEC14443、ISO/IEC18000-6B/C标准;了解中国RFID标准的体系框架和主要内容。第三章RFID标准化3.1 RFID标准化组织3.2 RFID标准的体系结构3.3 ISO/IEC标准3.4 EPCglobal标准3.5 UID标准3.6 其他常用标准3.7 中国RFID标准2&3.1RFID标准化组织RFID标准化原因RFID标准化组织34数据格式不统一。
每个RFID标签都会有一个唯一的识别码,如果它的数据格式有很多种且互不兼容,那么在闭环的情况下,对企业的影响不大;但是在开环的情况下,使用不同标准的RFID产品将不能通用,这对全球化下的物品流通十分不利。产品互不兼容
各个国家分配给RFID使用的频段也各不相同,造成了RFID产品在不同市场和应用上的混乱和孤立。尤其在UHF频段,美国选用902MHz~928MHz,欧盟选用865MHz~868MHz,日本选用950MHz~956MHz,这样当RFID技术用于全球开放式应用(如物流等领域)时,就难以满足跨地区、跨国家的操作,这对经济全球化的物品流通非常不利。RFID标准化原因5标准化是指对产品、过程或服务中的现实和潜在的问题做出规定,提供可以共同遵守的工作语言。RFID标准化主要目标在于通过制定、发布和实施标准,解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题,最大程度地促进RFID技术及相关系统的应用。由于射频识别技术主要用于物流管理等行业,一般都需要通过射频标签来实现数据共享,因而射频识别技术中的数据编码结构、数据的读取都需要通过标准来进行规范,以保证射频标签能够在全世界范围内跨地域、跨行业、跨平台使用。
标准体系的实质就是知识产权,是打包出售知识产权的高级方式。RFID标准之争实质上就是物品信息控制权之争,关系着国家安全、RFID战略实施和RFID产业发展的根本利益。
目前还没有全球统一的RFID标准体系,处于各个标准体系共存的阶段。RFID标准化原因RFID标准化原因RFID标准的社会影响因素无线通信管理ETSI欧洲电信标准协会、FCC美国联邦通信委员会对RFID要求人类健康规定无线电波的频率、功率对人类健康的影响个人隐私需用户或消费者同意数据安全需保证信息系统和网络安全6RFID标准化原因RFID标准的对象电子标签与读写器的空中接口读写器与计算机之间的数据交换协议RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范RFID标签的数据内容和编码标准7RFID标准化原因推动RFID标准化进程的主要实体大零售商
沃尔玛、麦德龙、Tesco等美国国防部
采用EPC编码作为供应商军需物资的唯一标识ETSI
发布EN302208等标准,规定UHFRFID设备的技术要求和测试方法AIM射频识别专家组
AIM(国际自动识别技术协会)的射频识别专家组已开始提供物理硬件安装和现有业务整合的认证和培训8RFID标准化组织(1)EPCglobal由美国统一代码协会UCC和欧洲物品编码协会EAN于2003年9月共同成立的一个中立性非盈利性标准化组织。
EPCglobal授权EAN/UCC在各国的编码组织成员负责本国的EPC工作,各国编码组织的主要职责是管理EPC注册和标准化工作,在当地推广EPC系统,提供技术支持以及培训EPC系统用户。
EPCglobal的主要职责是在全球范围内对各个行业建立和维护EPC网络,保证供应链中各个环节信息的自动实时识别采用全球统一标准。通过发展和管理EPC网络标准来提高供应链上贸易单元信息的透明度和可视性,以此来提高全球供应链的运作效率。9RFID标准化组织(2)EPCglobal
EPCglobal系统是一种基于EAN•UCC编码的系统。作为产品与服务流通过程信息的代码化表示,EAN•UCC编码具有一整套涵盖了贸易流通过程各种有形或无形的产品所需的全球唯一的标识代码,包括贸易项目、物流单元、位置、资产、服务关系等标识代码。
EAN•UCC标识代码随着产品或服务的产生在流通源头建立,并伴随着该产品或服务的流通贯穿全过程。EAN•UCC标识代码是固定结构、无含义、全球唯一的数字型代码,在EPC标签信息规范1.1中采用64-96位的电子产品编码;在EPC标签2.0规范中采用96-256位的电子产品编码。10RFID标准化组织(3)泛在ID(UID)中心泛在ID中心于2003年3月成立,并得到了日本经产省和总务省的支持,目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电、东芝、夏普、富士通、NTTDoCoMo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等重量级企业。
日本泛在ID中心目前已经公布了射频标签超微芯片部分规格。日本的RFID频段为高频、超高频、微波等频段,其标准可用于库存管理、信息的发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等。UID的核心是赋予现实世界中任何物理对象唯一的泛在识别号(Ucode)。11RFID标准化组织(4)ISO/IEC
国际化标准组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)是RFID国际标准的主要制定机构。大部分RFID标准都是由ISO(或与IEC联合组成)的技术委员会(TC)或分委员会(SC)制定的。
ISO的主要活动是制定国际标准,协调世界范围的标准化工作,组织各成员国和技术委员会进行情报交流,以及与其他国际组织进行合作,共同研究有关标准化问题。IEC的宗旨是,通过各成员国的共同工作,促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作,增进国际间的相互了解。ISO/IEC通过制定和发布相关标准,对国际交换环境中应用的各种识别卡(磁卡、IC卡和光卡)技术的发展提供了极大的帮助。该组织在制定国际标准过程中,尤其是制定IC卡国际标准过程中充分考虑了市场的需求,积极吸收了各国际行业协会的意见,所形成的国际标准得到了广泛的产品支持,是目前国际化标准组织的标准体系中实现最好的国际标准,已经成为直接影响本行业技术和产品发展方向的重要国际标准。12RFID标准化组织(5)AIMglobal
自动识别与数据采集(AIDC)组织主要负责制定通行全球的条形码标准,1999年该组织另外成立了全球自动识别制造商协会(AIMglobal),目的在于推出RFID标准。
AIM的主要研究方向包括条形码、RFID以及企业移动计算。经过多年的努力,AIM与制造商一起提出并发展了许多新兴的技术。在AIM内部组织TSC(TechnicalSymbologyCommittee)、全球标准咨询小组、以及REG(RFIDExpertsGroup)的支持下,AIM创立了许多新的标准。AIMglobal有13个国家与地区性的分支,且目前其全球会员数已快速升至1000多个。13RFID标准化组织(6)IP-X
IP-X是以南美、澳大利亚和瑞士等为中性主权国的第三世界标准组织,其标准主要在南非等国家推行。IP-X标准能使芯片设计在多种应用环境下达到广泛的技术可行性,它自行设计生产OEM全套生产线,包括各种射频识别接口、(单频/双频)标签、(单频/双频)读取器、设备管理中间件和射频识别基础设施。这些产品经过优化,可以兼容IP-X芯片和EPC标准产品。IP-X的芯片产品目前由瑞士EM微电子制造。14&3.2RFID标准化的体系结构RFID标准体系15RFID标准分类(1)技术标准
定义不同种类的硬件和软件该如何设计;提供了读写器和电子标签之间的通信协议;定义读写器和主机系统之间的接口以及数据的语法、结构和内容。一致性标准
定义电子标签和读写器是否遵循某个特定标准的测试方法。如印刷质量、测试规范等标准。16RFID标准分类(2)按内容进行分类数据内容标准
定义电子标签输出的数据流的含义;说明传输数据的指令提供数据标识符、应用标识符和数据语法的细节。如编码格式、语法标准。应用标准
定义实现某个特定应用的技术方法。如船运标准、产品包装标准。例如,集装箱装箱识别系统定义RFID标签应该所处的位置和如何附着到箱体上;提供标签、产品封装和编号方式的详细资料。17RFID标准分类(3)按频率进行分类低频段
低频段的频率范围为30kHz~300kHz,典型工作频率有:125kHz、133kHz。低频标签一般为无源标签,其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。与低频相关的国际标准有:ISO11784/11785、ISO18000-2(125-135kHz),主要应用在动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗(带有内置应答器的汽车钥匙)等方面。18RFID标准分类(4)按频率进行分类高频段
高频段的工作频率一般为3MHz~30MHz,典型工作频率为:13.56MHz。相关的国际标准有:ISO14443、ISO15693、ISO18000-3(13.56MHz)等,典型应用包括:电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)等。19RFID标准分类(5)按频率进行分类超高频与微波超高频与微波的典型工作频率为:433.92MHz、862(902)~928MHz、2.45GHz、5.8GHz。
相关的国际标准有:ISO10374、ISO18000-4(2.45GHz)、-5(5.8GHz)、-6(860-930MHz)、-7(433.92MHz)、ANSINCITS256-1999等,典型应用包括:移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗(电子遥控门锁控制器)等。2021RFID标准体系(1)RFID标准体系(2)RFID技术标准22
主要定义了不同频段的空中接口及相关参数,包括基本术语、物理参数、通信协议和相关设备等。RFID标准体系(3)RFID数据内容标准23
主要涉及数据协议、数据编码规则及语法等。包括编码格式、语法标准、数据符号、数据对象、数据结构和数据安全等,同时能够支持多种编码格式。RFID标准体系(4)RFID性能标准24主要涉及设备性能及一致性测试方法。主要包括印刷质量、设计工艺、测试规范和试验流程等。RFID标准体系(5)RFID应用标准25
主要涉及特定应用领域或特定环境中RFID的构建规则,其中包括RFID在物流配送、仓储管理、交通运输、信息管理、动物识别、矿井安全、工业制造和休闲娱乐等领域的应用标准与规范。&3.3ISO/IEC标准26ISO/IEC概述空中接口通信协议标准数据内容标准行业应用标准性能测试和一致性测试标准应用标准
ISO/IEC概述27
国际标准化组织(ISO)是世界上最大、最具权威的非政府性国际标准化专门机构。宗旨是促进国际标准的制定,开展有关标准化的活动,便于国际物资和服务的交流。国际电工委员会(IEC)是世界上成立最早的国际性电工标准化机构,工作领域由单纯电气设备标准的研究,扩展到电子、电磁、电工、电气、电信、能源生产和分配等有电工技术的标准。ISO/IEC概述28根据1976年ISO和IEC的新协议,这两个组织都是法律上独立的组织,IEC负责有关电工和电子领域的国际化标准,其他工作由ISO负责。随着RFID在全球的普及,ISO与IEC协商决定,信息技术标准化工作(如RFID标准)由ISO和IEC共同负责制定。ISO/IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建、空中接口、涉及到的数据结构及其实施问题。RFID技术作为一种信息技术,与其有关的标准可以分为技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准四个方面。ISO/IEC空中接口通信协议标准29
电子标签和读写器之间通过相应的空中接口协议才能进行相互通信。空中接口协议定义了读写器与标签之间进行命令和数据双向交换的机制,即读写器发给标签的命令和标签发给读写器的响应。ISO/IEC18000系列标准(1)30ISO/IEC18000系列标准是由ISO/IECJTC1SC31负责制定的RFID空中接口通信协议标准,涵括了有源和无源RFID技术标准,同时包括125kHz到2.45GHz的通信频率,识读距离由几里面到几十米,主要适用于射频识别技术在单品管理中的应用。ISO/IEC18000系列标准(2)31ISO/IEC18000-1
全球认可频率空中接口的一般变量。18000系列标准的第一部分,提供了RFID全球可用频率的通用通信的框架,同时也给出了18000系列中空中接口定义的一般参数。该标准建立了一个通用系统管理、控制和信息交换的框架,可以用于不同的频率。ISO/IEC18000系列标准(3)32ISO/IEC18000-2
针对频率125-134.2kHz。规定了时序参数,信号特征,标签和读写器之间通信的物理层架构、协议和指令,多标签读取时的防碰撞方法。分为类型A和类型B两种标签,物理层上不同,但支持同样的协议和防碰撞机制。
类型A工作在125kHz全双工模式下,使用同一个信道进行读写器和标签之间的双向传输(FDX)。FDX标签始终由读写器提供能量,包括从标签到读写器的传输。类型B的标签工作在半双工模式下,工作频率为134.2kHz,使用两个不同的单向信道用于读写器到标签和标签到读写器的单向数据传输(HDX)。HDX标签除了标签到读写器的传输,其它均由读写器供电。读写器须同时支持类型A和类型B。ISO/IEC18000系列标准(4)33ISO/IEC18000-3针对频率13.56MHz,该标准定义了物理层、碰撞管理系统和符合ISO/IEC18000-1要求的物体识别协议值。该标准有非干扰和非互操作两种模式,可用于不同的场合。模式1基于ISO/IEC15963,修订了物品管理,试图改进供货商之间货品管理和兼容。模式2允许比模式1更高的数据传输速率和内存。读写器必须支持模式1或模式2,或者能够支持两者。ISO/IEC18000系列标准(5)34ISO/IEC18000-4针对频率2.45GHz,该标准主要应用于货品管理领域,同时还定义了前向和反向链路参数。该标准定义了两种模式,模式1用于被动标签,工作方式为读写器先说(ITF);模式2定义电池辅助标签,工作方式为标签先说(TTF)。
模式1的特点为:应用于被动反射RFID系统;系统使用IFT技术;读取范围内有一个或多个标签,范围可大于1m;应用于很多商业活动。模式2有以下特点:在大范围、高速数据传输的RFID系统中使用;标签使用电池辅助但可以像TTF一样操作;空中接口描述对标签电池辅助没有做到明确说明;可读写标签在空中的总数据传输速率达284Kbps,只读标签的传输速率为76.8kbps。ISO/IEC18000系列标准(6)35ISO/IEC18000-5针对频率5.8GHz,用于单品管理应用。由于该频段缺乏商业应用前景,这个标准已经终止。ISO/IEC18000系列标准(7)36ISO/IEC18000-6针对频率860MHz-930MHz。该标准中有三个类型。类型A的特点:
在前向链路使用脉冲间隔编码;读写器先工作方式;Aloha防碰撞算法;在反向链路使用双相间隔码编码。类型B特点:在前向链路中使用双相间隔码编码模式和曼彻斯特编码;读写器首先工作;二叉树防碰撞算法。类型C特点:
类型A与类型B的优点综合,与EPCClass1Gen2标准相同。ISO/IEC18000系列标准(8)37ISO/IEC18000-7定义了433.92MHz空中接口通信协议,用于单品管理应用方面,典型的读取距离超过1m。规定了时序参数、标签与读写器之间通信的物理层协议、多标签同时读取时的防碰撞、数据编码、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。这些标签被美国国防部和万国邮政联盟使用,读写范围超过300ft,约合90m。ISO/IEC18000-7有可能成为远洋运输集装箱追踪管理的全球性“事实标准”。ISO/IEC18000-6标准介绍38
由于UHF(860~960MHz)频段具有读写速率快、识别距离远、抗干扰能力强、标签小等优点,因此UHF频段的相关的协议标准已成为全球RFID产业和研究部门关注的热点。UHF频段ISO/IEC18000-6系列标准包括ISO/IEC18000-6TypeA、ISO/IEC18000-6TypeB和ISO/IEC18000-6TypeC3种协议标准。TypeC由EPCClass1Gen2适当修改而来。TypeA标准相对来说出现较早,从读写速率、性能、准确性和安全性等方面都不如TypeB和TypeC,在实际的生产和应用当中,已经逐渐被TypeB和TypeC所取代。ISO/IEC18000-6标准介绍39TypeB与TypeC协议标准基本参数比较ISO/IEC18000-6标准介绍40
TypeC在数据速率、调制方式等多方面都优于TypeB,但是从标签容量来看,TypeB存储数据的能力多于TypeC。TypeB的自适应二进制树算法和TypeC的时隙随机防碰撞算法则各有其特点。TypeB一般用在闭环的领域,TypeC一般用于开环的领域。对于不同的应用对象和环境,需要使用不同的协议标准。ISO/IEC18000-6标准介绍41TypeB与TypeC协议编码与命令类型TypeB和TypeC协议都是基于“读写器先发言”的通信机制,即读写器发出命令帧,标签收到后解码读写器的命令,然后由标签应答,从而实现数据的传输。链路与编码
读写器到标签的通信(即前向链路)使用开关控制方式发送数据。射频场开代表“1”,射频场关代表“0”。TypeB协议前向链路采用曼彻斯特编码的方式,高电平由逻辑“1”到逻辑“0”的转换(下降沿)来表示,低电平由逻辑“0”到逻辑“1”的转换(上升沿)来表示ISO/IEC18000-6标准介绍42TypeB与TypeC协议编码与命令类型链路与编码
TypeC采用具有唯一性解码的PIE编码,通过脉冲间隔(PulseInterval)长度的不同来区分逻辑“0”和“1”,并且在任意一个符合数据的中间产生一次相位翻转,脉冲宽度大于参考脉冲宽度判为逻辑“1”小于参考脉冲宽度判为逻辑“0”。参考脉冲宽度为逻辑“0”和“1”脉冲宽度之和的一半。ISO/IEC18000-6标准介绍43TypeB与TypeC协议编码与命令类型链路与编码
TypeB与TypeC的返向链路都采用FM0编码,也称之为双相间隔编码。如果电平从位窗的起始处发生翻转,则表示逻辑“1”。如果电平除了在位窗的起始处翻转,还在中间发生翻转,则表示逻辑“0”。ISO/IEC18000-6标准介绍44TypeB与TypeC协议编码与命令类型命令类型与格式TypeB与TypeC协议标准的命令集划分方式不同,但本质上没有很大区别。TypeB的命令可以分为4个功能组:选择命令、识别命令、数据传输命令和多卡处理命令。TypeC的命令可以分为3个功能组:选择命令、清点命令和访问命令。由于命令有很多,只分析常用的具有代表性的强制命令。强制命令即符合ISO/IEC18000-6标准所规定的所有标签和读写器应支持的命令。ISO/IEC18000-6标准介绍45TypeB与TypeC协议编码与命令类型命令类型与格式TypeB的GROUPSELECT命令格式
TypeB的GROUPSELECT命令根据某种条件在射频场中选择一组标签,进行识别或读写数据。
TypeB的所有命令位数都为8位,数据字段固定为64位。ISO/IEC18000-6标准介绍46TypeB与TypeC协议编码与命令类型命令类型与格式TypeC的Select命令格式
TypeC的Select命令用于选择标签群以便对标签进行清点和访问,该命令可以确认或取消适用于4个通话的标签的SL标记。TypeC命令位数采用Huffman编码的方式,采用指针和长度的方式操作数据,这样可以提高传输效率。ISO/IEC18000-6标准介绍47TypeB与TypeC协议编码与命令类型命令与编码评价曼彻斯特编码是早期的编码标准,实现起来较为容易,但是编码效率较低,一般情况下脉冲量是数据量的两倍,具有唯一性。PIE编码具有极性翻转特性,使得编码数据同曼彻斯特编码一样无二义性,且物理上实现容易,传输效率高。命令是读写器和标签之间通信的手段,所以在命令的传输过程中尽量的缩短命令的长度,但是又不能改变命令的功能。TypeB的所有命令位数都8位,而TypeC命令位数采用可变字长前缀编码,这样使用频率较高的命令的命令码位数较少。另外,TypeC的数据传输采用指针和长度的方式,优于固定长度方式,它以最短的长度传输最多的有效数据,提高了传输效率。ISO/IEC18000-6标准介绍48TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制
当标签进入射频场时,从POWER-OFF状态进入READY状态,读写器用GROUPSELECT命令使部分或所有在射频场中的标签参与冲突仲裁。这时标签由READY状态进入ID状态,同时把内部计数器清“0”。这时,所有处于ID状态的标签执行下列流程进行冲突仲裁。TypeB自适应二进制树防冲突机制ISO/IEC18000-6标准介绍49TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制1)、所有处于ID状态并且内部计数器为“0”的标签将发送它们的UID给读写器。2)、如果有一个以上的标签发送UID,读写器将收到错误的响应,然后发送FAIL命令。3)、当标签接收到FAIL命令后,首先查看自己的内部计数器,如果计数器不为“0”,则把计数器加“1”。如果计数器为“0”,标签将生成一个“1”或“0”的随机数,随机数是“1”,则计数器加“1”;随机数是“0”,则计数器不变,并再次发送它们的UID。这时可能会出现以下四种可能情况。4)、如果有一个以上的标签发送它们的UID,则重复2)操作。ISO/IEC18000-6标准介绍50TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制5)、如果所有的标签都随机产生“1”,这时读写器就接收不到任何响应,它就会发送SUCCESS命令。所有标签的计数器减“1”,然后计数器为“0”的标签继续发送UID,接着重复2)操作。6)、如果只有一个标签发送它的UID,那么读写器将发送包含此UID的DATAREAD命令。标签正确接收后,就从ID状态进入DATAEXCHANGE状态,并发送数据。然后读写器将发送SUCCESS命令。如果这时只剩一个标签,则重复5)操作。如果这时还有多个标签,则重复2)操作。7)、如果只有一个标签发送UID,但是没有被正确接收,那么读写器将发送RESEND命令。这时标签就会重新发送它的UID,如果正确接收,则重复6)操作;如果若干次错误,就假定有多个标签,则重复2)操作。ISO/IEC18000-6标准介绍51TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制TypeB的自适应二进制树防冲突机制把标签作为二进制树的结点,经过FAIL命令后,随机产生器产生二进制树的“0”、“1”分支,而标签内部计数器的值则为结点在树中的层数。
整个冲突仲裁过程其实是:1)、通过FAIL命令和标签的随机数产生器构建一棵二进制树;2)、在随机数产生器为“1”的分支中,用内部计数器来标识标签结点的层数;3)、从层数最小的标签结点开始遍历,当获得标签结点的UID后,就从二进制树删除该结点;4)、通过SUCCESS命令把标签结点的层数减“1”,然后就构成一棵新的二进制树;5)、直到所有的结点都识别完,也就完成了冲突仲裁。ISO/IEC18000-6标准介绍52TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制TypeC标准提出一种新的随机时隙防冲突机制(SR),其本质上跟TypeA采用的帧时隙Aloha机制一样,帧长度为2Q,但是TypeC可以根据Q值动态的操作当前的识别周期。TypeC随机时隙防冲突防冲突机制ISO/IEC18000-6标准介绍53TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制随机时隙防冲突机制的标签识别过程如下:1)、读写器选择4个会话(S1、S2、S3、S4)中的一个来清点标签。在清点周期范围内,有且只有一个会话。2)、读写器发送Query命令来启动清点周期,参数Q包含于Query命令中。3)、标签收到Query命令后,在(0~2Q-1)范围内挑选一个随机值,将该值载入时隙计数器,如果随机数为“0”,它将用RN16(16位随机数)响应。ISO/IEC18000-6标准介绍54TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制4)、如果只有一个标签响应读写器,说明当前Q的值设置比较合理,则该标签被读写器识别,接着执行操作5)。如果没有标签响应或者冲突,则执行操作6)。5)、读写器发送ACK命令,标签用EPC等数据响应读写器。6)、根据不同的情况去调整Q的值,然后发出Query或QueryAdjust命令去识别剩下的标签。ISO/IEC18000-6标准介绍55TypeB与TypeC协议标准的防冲突机制TypeC的随机时隙防冲突的机制本质上是采用划分时隙的手段来实现标签的防冲突。在每个清点周期内,通过多次尝试调整Q值的大小,使标签达到比较好的响应效果,算法本身也具有自适应的能力。Q值的调整本身和常量C有一定的关系,所以C值选定也可能影响算法的效率。虽然并不能产生最优解,但是从效率上来说,比先前的帧时隙Aloha算法效率要高的多。自适应二进制树防冲突机制有一定的缺点,当等待识别的标签数量较多时,由于频繁出现冲突,并且每次冲突只产生两个分支,效率较低。随机时隙防冲突机制具有算法简单,便于实现等优点,但是由于该机制的时隙是随机分配的,具有一定的不确定性,可能有些标签在相当长一段时间内无法识别,这说明该机制算法有待进一步改进。ISO/IEC15693标准介绍56ISO/IEC15693是疏耦合射频卡(VICC)的国际标准,该标准由物理特性、空中接口与初始化、防碰撞和传输协议、命令扩展和安全特性4个部分组成。第一部分主要规定了VICC的物理特性,包括机械特性,物理尺寸,抗紫外线、X射线以及电磁射线的能力,抗弯曲性能等。下面主要介绍第2部分和第3部分。ISO/IEC15693标准介绍57VCD(阅读器)通过耦合天线将功率传输到VICC(标签),工作场频率为13.56MHz±7kHz。VICC应按预期在Hmin和Hmax之间持续工作。最小工作场为Hmin,值为150mA/m,最大工作场为Hmax,值为5A/m。
采用ASK调制,在VCD和VICC之间产生通信。使用两个调制指数,10%和100%,调制指数由VCD决定,VICC应对两者都能够解码。空中接口与初始化ISO/IEC15693标准介绍58空中接口与初始化ISO/IEC15693标准介绍59空中接口与初始化数据编码采用脉冲位置调制,VICC支持两种数据编码模式。数据编码模式:256取1Pulse的位置表示传输数据字节的值,该值在0-255之间每个值的持续时间为18.88us(256/fc,fc是载波频率),整个字节的传输时间为4.833ms。ISO/IEC15693标准介绍60空中接口与初始化数据编码模式:4取1
使用4取1脉冲位置调制模式,这种位置一次决定2个位。4个连续的位对构成1个字节,首先传送最低的位对。数据速率为26.48kbits/s(fC/512)。ISO/IEC15693标准介绍61空中接口与初始化VCD到VICC帧。帧由帧起始(SOF)和帧结束(EOF)来分隔,SOF序列有两种模式,分别是是256取1编码和4取1编码。256取1模式的开始帧4取1模式的开始帧ISO/IEC15693标准介绍62空中接口与初始化负载调制VICC应能经电感耦合区域与VCD通信,在该区域中,所加载的载波频率能产生频率为fs的副载波。该副载波应能通过切换VICC中的负载来产生。由VCD通讯协议报头的第一位选择使用一种或两种副载波。当使用一种副载波,副载波负载调制频率fS1应为fC/32(约423.75kHz)。当使用两种副载波,频率fS1应为fC/32(约423.75kHz),频率fS2应为fC/28(约484.28kHz)。ISO/IEC15693标准介绍63空中接口与初始化数据速率由VCD通讯协议报头的第二位选择使用何种速率VICC应支持下表的数据速率。ISO/IEC15693标准介绍64防碰撞与传输协议数据元素的定义唯一标示符(UID)VICC由一个64位(bits)的唯一标识符唯一标识。在VCD和VICC之间防冲突和一对一交换期间,用来定位每个唯一特别的VICC。1-48位是制造商制定的48位唯一标示符,49-56位是IC制造商代码,57-64的码制为E0H。应用族标识符(AFI)AFI(Applicationfamilyidentifier)代表由VCD锁定的应用类型,VICCs只有满足所需的应用准则才能从出现的VICCs中被挑选出。AFI被编码在一个字节里,由两个半字节组成,高位半字节用于编码一个特定的或所有应用族,AFI的低位半字节用于编码一个特定的或所有应用子族。子族不同于0的编码有其自己的所有权。ISO/IEC15693标准介绍65防碰撞与传输协议数据元素的定义数据存储格式标识符(DSFID)数据存储格式标识符指出数据在VICC内存中怎样构成。DSFID被相应的命令编程和锁定。DSFID被编码在一个字节里。DSFID允许即时知道数据的逻辑组织。假如VICC不支持DSFID的编程,VICC将以值“0”作为应答。CRC初始登记内容应该全是1:FFFF。在每一帧内EOF前的两字节CRC附加于每一次请求和应答。CRC的计算作用于SOF后的所有字节,但不包括CRC域。当收到来自VCD的一次请求,VICC将校对CRC的值是否有效。假如无效,VICC将丢掉该帧,并不作回答(调制)。ISO/IEC15693标准介绍66防碰撞与传输协议数据元素的定义VICC内存结构标准中规定的命令假定物理内存以固定大小的块(或页)出现。可寻址的块达到256个,块大小可至256位(bits),这可导致最大的内存容量达到8KBytes(64KBits)。块安全状态在响应一次VCD请求时,块安全状态作为参数由VICC返回。块安全状态编码成一个字节。ISO/IEC15693标准介绍67防碰撞与传输协议协议描述传输协议(或协议)定义了VCD和VICC之间指令和数据双向交换的机制。协议基于一次交换,一次交换包括VCD的一次请求和接着的VICC的一次响应。请求和响应以帧的形式构成,每帧传输的位数为字节的整数倍数,低字节、低位先传输。ISO/IEC15693标准介绍68防碰撞与传输协议协议描述请求帧由SOF(帧开始)、标志、命令编码、强制和可选参数、数据、CRC、EOF(帧结束)等域组成。请求帧为8位。ISO/IEC15693标准介绍69防碰撞与传输协议协议描述
应答帧由SOF、标志、强制和可选的参数、数据、CRC、EOF等域组成。应答帧的标志域为8位。出错时,应答帧由SOF、标志(8位)、错误码(8位)、CRC(16位)和EOF等域组成。ISO/IEC15693标准介绍70防碰撞与传输协议防碰撞ISO/IEC15963防碰撞技术采用时隙ALOHA算法。操作过程如下:1)、发送一次目录请求,在一帧内,由EOF结束。slots的数量是16。2)、VICC1在slot0发送其响应。它是唯一发送响应的VICC,因此不会发生冲突,VCD收到它的UID并为其注册。3)、VCD发送一个EOF,意思是接通到下一slot。4)、在slot1,两个VICCs2和3传输它们的响应,产生一次冲突。5)、VCD发送一个EOF,意思是接通至下一个slot。6)、在slot2,没有VICC传输响应。因此VCD不检测一个VICCSOF,而是通过发送一个EOF接通至下一个slot。ISO/IEC15693标准介绍71防碰撞与传输协议防碰撞7)、在slot3,来自VICC4和5的响应会引起另一次冲突。8)、VCD决定发送一个寻址请求(例如一个读块请求)给VICC1,其UID已被正确接收。9)、所有的VICCs检测到SOF,将退出防冲突序列。它们处理这个请求,因为请求地址是配给VICC1的,只有VICC1可传输其响应。10)、所有的VICC准备接收下一个请求。假如它是一个目录命令,slot编写序列号方式从0开始。ISO/IEC15693标准介绍72防碰撞与传输协议时间规范时间t1当某一VICC检测到一个有效VCD请求EOF,或在处理目录请求过程中转换到下一个时隙之前,它将等待一个时间t1。t1从检测到VCD发送的EOF上升沿开始,VCD至VICC的EOF同步是必须的。T1的额定值是320.9us,范围是318.6-323.3us。时间t2t2处于目录处理过程。当VCD开始接收一个或多个VICC响应时,它将等待VICC响应和完整接收,并等待一个额外时间t2,然后发送EOF,启动下一个时隙。T2的最小值是309.2us,它开始于收到来自VICC的EOF。
ISO/IEC15693标准介绍73防碰撞与传输协议时间规范时间t3在一个目录过程中,当某个时隙无VICC应答出现是,VCD在发送后续EOF启动下一个时隙之前,它需要等待一个时间t3。t3开始于启动该时隙的EOF的上升沿,t3的最小值依赖于VICC向VCD传输数据的副载波调制和数据传输速率,t3的值大于323.3us。ISO/IEC14443标准介绍74该标准分为物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性4个部分,载波频率为13.56MHz。从接近式耦合设备(PCD)向接近式卡(PICC)传送信号时,TYPEA采用改进的Miller编码方式,调制深度为100%的ASK信号;TYPEB则采用NRZ编码方式,调制深度为10%的ASK信号。从PICC向PCD传送信号时,二者均通过调制载波传送信号,副载波频率皆为847kHz。TYPEA采用开关键控(On-Offkeying)的Manchester编码;TYPEB采用BPSK的NRZ-L编码。采用的载波频率为13.56MHz,目前的二代身份证标准中采用的就是ISO/IEC14443TYPEB协议。ISO/IEC数据内容标准75ISO/IEC15961标准
侧重应用命令与数据协议加工器交换数据的标准方式,可以对电子标签进行数据的读取、写入、修改、删除等操作ISO/IEC15962标准
规定数据的编码、压缩、逻辑内存映射格式以及如何将标签中的数据转化为应用程序有意义的方式。提供了一套数据压缩的机制,充分利用电子标签中有限数据存储空间以及空中通信能力。ISO/IEC电子标签唯一标识标准76ISO/IEC15963标准
规定了电子标签唯一标识的编码标准,该标准兼容ISO/IEC7816-6、ISO/TS14816、EAN.UCC标准编码体系、INCITS256以及保留对未来扩展。77ISO/IEC18046标准ISO/IEC18047标准ISO/IEC10373标准ISO/IEC性能测试和一致性测试标准78ISO/IEC18046标准规定标签检测参数、检测速度、标签形状、标签检测方向、单个标签检测及多个标签检测方法等。规定读写器性能参数及其检测方法,包括读写器检测参数、识读范围、识读速率、读数据速率、写数据速率等检测方法。在ISO/IEC18046附件中,规定了测试条件,全电波暗室、半电波暗室以及开阔场三种测试场。ISO/IEC性能测试和一致性测试标准79ISO/IEC18047标准确定射频识别设备(标签和读写器)一致性的方法进行定义,也称空中接口通信测试方法。测试方法只要求被实现和被检测的命令功能以及任何功能选项。与ISO/IEC18000系列标准相对应。ISO/IEC性能测试和一致性测试标准80ISO/IEC10373标准密耦合IC卡的测试方法
规定了ISO10536的IC卡的物理接口和读写器的功能测试方法。测试工具有线圈和电容耦合面,后者可以求出IC卡与读写器之间的能量和数据传输值。规定了ISO14443-2的非接触近耦合IC卡的物理接口和读写器功能测试方法。测试工具有用于测试负载调制的校验线圈、试验结构以及基准卡(基准PICC)。ISO/IEC性能测试和一致性测试标准ISO/IEC性能测试和一致性测试标准81ISO/IEC10373标准规定ISO15693-2IC卡的物理接口和读写器的功能测试。测试工具和方法与近耦合IC卡的测试相符。但基准卡结构中的副载波频率不同以及工作中的场强不同。82动物识别标准道路交通信息学标准集装箱运输标准物流供应链应用标准ISO/IEC应用标准83动物识别标准ISO11784标准
规定动物射频识别码的编码结构为64位。第一位代表做动物识别用或非动物识别用,16-26位代表使用国家代码,27-64位代表各国家自行定义的国内识别代码。ISO11785标准
技术标准,规定了标签的数据传输方法和读写器规范,以便激活电子标签的数据载体。ISO/IEC应用标准84动物识别标准ISO14223标准
包括空中接口、编码和命令结构、应用3个部分,是ISO11784/11785的扩展版本。规定了动物射频识别读写器和高级标签的空中接口标准,可以让动物数据直接存储在标签上,具备的防碰撞算法和抗干扰特性。ISO/IEC应用标准85道路交通信息学标准ISO14813标准
主要介绍智能运输系统(ITS)的参考模型结构;定义了ITS的基础服务以及应用范围;介绍ITS核心参考模型,描述了抽象的面向对象的系统结构;参考模型指南等等。ISO14819标准
ISO14819交通和旅游信息标准(TTI)的信息是通过交通信息的编码来完成的。编码及解码都由ALERT-C协议完成。ISO/IEC应用标准86道路交通信息学标准ISO14904标准
道路运输和交通信息通信自动收费系统的标准,规定了交换机之间的清空界面规范,给出了用于接口中的通用信息和数据元素的结构。ISO/IEC应用标准87集装箱运输标准ISO6346标准
集装箱编码、ID和标识符号标准,规定了集装箱尺寸、类型等参数的数据编码方式。ISO10374标准
集装箱自动识别标准,基于微波电子标签的集装箱自动识别系统。ISO/IEC应用标准88集装箱运输标准ISO18185标准
集装箱电子关封标准草案(海、陆、空),被海关用于监控集装箱装卸状况,包含7个部分,分别是空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换和物理层特性。ISO/IEC应用标准89物流供应链应用标准按照应用要求、货运集装箱、装载单元、运输单元、产品包装、单品五级物流单元,制定了六个应用标准ISO17358
应用要求
是供应链RFID的应用要求标准,定义了供应链物流单元各个层次的参数,定义了环境标识和数据流程。ISO17363~17367系列标准
分别对货运集装箱、可回收运输单元、运输单元、产品包装、产品标签的RFID应用进行了规范。ISO/IEC应用标准&3.4EPCglobal标准90EPC基本概念
EPC编码体系EPC标签与空中接口通信协议读写器与读写器协议
EPC基本概念91
EPC统一了对全球物品的编码方法,直至编码至单个物品。EPC规定了将此编码以数字信息的形式存储在附着在物品上的应答器(即标签)中。阅读器通过无线空中接口读取标签中的EPC码,并经计算机网络传至信息控制中心,进行相应的数据处理、存储、显示和交互。
基于RFID技术的电子产品编码(EPC)新技术,给商品识别、存储、流动、销售各环节带来了巨大变革。EPC基本概念92EPC的特点开放的结构体系
采用全球最大的公用的Internet网络系统,这就有效地避免了系统的复杂性,同时也大大降低了系统的成本,并且还有利于系统的增值。灵活的可持续发展的体系EPC系统是一个灵活的、开放的、可持续发展的体系,可在不替换原有体系的情况下做到系统升级。EPC基本概念93EPC的特点
独立的平台与高度的互动性
EPC系统识别的对象是一组十分广泛的实体,因而不可能有哪一种技术适用于所有识别对象。同时,不同地区、不同国家的射频识别技术标准也不尽相同。因此,开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的互操作性。EPC系统网络构建在Internet网络系统上,并且可以与Internet网络所有可能的组成部分协同工作。EPC基本概念94EPC系统体系框架EPC物理对象交换
定义了EPC物理对象交换标准,保证当用户将一种物理对象提交给另一用户时,后者将能够确定该物理对象有EPC代码并能较好地对其进行说明。EPC基础设施
定义用来收集和记录EPC数据的主要设施部件接口标准,因而允许用户使用互操作部件来构建内部系统。EPC基本概念95EPC系统体系框架EPC数据交换
定义了EPC数据交换标准,为用户提供了一种点对点共享EPC数据的方法,并提供了用户访问EPCglobal核心业务和其它相关共享业务的机会。
用户通过相互交换数据,来提高自身拥有的运动物品的可见性,进而从EPCglobal网络中受益。EPC基本概念96EPC系统体系框架标准活动种类相关标准EPC物理对象交换UHFClass0Gen1射频协议UHFClass1Gen1射频协议高频Class1Gen1标签协议Class1Gen2超高频空中接口协议标准Class1Gen2超高频RFID一致性要求规范EPC标签数据标准90MHzClass0射频识别标签规范13.56MHzISM射频Class1射频识别标签接口规范860-930MHzClass1射频识别标签射频与逻辑通信接口规范EPC基本概念97EPC系统体系框架标准(续)活动种类相关标准EPC基础设施EPCglobal体系框架应用水平事件规范读写器协议读写器管理规范标签数据解析协议EPC数据交换EPCIS数据规范EPCIS查询接口规范对象名解析业务规范EPCIS数据获取接口规范EPCIS发现协议用户认证协议EPC基本概念98EPC系统体系框架标准900MHzClass0射频识别标签规范
定义900MHzClass0的通信协议和通信接口,指明该频段的射频通信要求和标签要求,并给出了该频段通信所需的基本算法。13.56MHzISM频段Class1射频识别标签接口规范
定义13.56MHzISM频段Class1的通信协议和通信接口,指明该频段的射频通信要求和标签要求,并给出了该频段通信所需的基本算法。EPC基本概念99EPC系统体系框架标准860-930MHzClass1射频识别标签射频与逻辑通信接口规范
定义860-930MHzClass1的通信协议和通信接口,指明该频段的射频通信要求和标签要求,并给出了该频段通信所需的基本算法。Class1Gen2超高频RFID一致性要求规范
给出860~960MHz频段的Class1Gen2超高频RFID协议,包括读写器和标签之间在物理交互上的协同要求,以及读写器和标签操作流程与命令上的协同要求。EPC基本概念100EPC系统体系框架标准EPCglobal体系框架
定义和描述了EPCglobal体系框架,由硬件、软件和数据接口的交互标准以及EPCglobal核心业务组成的集合,代表了所有通过使用EPC代码来提升供应链运行效率的业务。Class1Gen2超高频空中接口协议标准
定义了被动式反向散射、读写器先激励(InterrogatorTalksFirst,ITF)、工作在860~960MHz频段内的射频识别系统的物理与逻辑要求。该系统包含读写器与标签两大部分。EPC基本概念101EPC系统体系框架标准EPC标签数据标准定义了系列编码方案,包括:EAN/UCC全球贸易项目代码(GTIN)EAN/UCC系列货运包装箱代码(SSCC)EAN/UCC全球位置码(GLN)EAN/UCC全球可回收资产标识(GRAI)EAN/UCC全球单个资产标识(GIAI)EAN/UCC全球服务关系代码(GSRN)和通用标识符(GID)通用标识符增加了美国国防部结构头和UR(IUniformResourceIdentifier,统一资源标识)的十六进制表示方EPC基本概念102EPC系统体系框架标准应用水平事件规范
定义了某种接口的参数与功能,通过该接口,用户可以获取过滤后的、整理过的电子产品代码数据。电子标签
指明了域名服务系统如何用来定位与给定电子产品码GTIN部分相关的权威数据和业务。其目标群体是对象名解析业务系统的开发者和应用者。EPC编码体系103
EPC编码是EPC系统的重要组成部分,对实体及实体的相关信息进行代码化,通过统一的、规范化的编码来建立全球通用的信息交换语言。EPC编码是EAN/UCC在原有全球统一编码体系基础上提出的,是新一代全球统一标识的编码体系,是对现行编码体系的拓展和延伸。EPC编码体系是新一代与GTIN兼容的编码标准,也是EPC系统的核心与关键。EPC的目标是为物理世界的对象提供惟一的标识,从而达到通过计算机网络来标识和访问单个物体的目标,就如在互联网中使用IP地址来标识和通信一样。EPC编码体系104
EPC编码并不取代现行的条形码标准,而是由现行的条形码标准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中EPC和EAN/UCC系统共存。EPC是存储在射频标签中的惟一信息,且已经得到UCC和EAN两个主要国际标准监督机构的支持。EPC中码段的分配是由EAN/UCC来管理的。在我国,EAN/UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心负责分配和管理。同样,中国物品编码中心(ANCC)也已启动EPC服务来满足国内企业使用EPC的需求。EPC编码体系105EPC编码规则惟一性足够的编码容量:EPC编码的位数从足够大,拥有足够的地址空间来标识所有的对象。组织保证:EPCglobal通过全球各国编码组织来负责分配本国的EPC代码,并建立相应的管理制度使用周期:对一般实体对象,使用周期和实体对象的生命周期一致。对特殊的产品,EPC代码的使用周期是永久的。比特数唯一编码数对象236.0×106/年汽车295.8×108使用中计算机336.0×109人口EPC编码体系106EPC编码规则永久性
产品代码一经分配,就不再更改,并且是终身的。简单性
编码既简单同时又能提供实体对象的惟一标识。可扩展性
EPC编码留有备用空间,具有可扩展性,确保了EPC系统的升级和可持续发展。EPC编码体系107EPC编码规则保密性与安全性
与安全和加密技术相结合,EPC编码具有高度的保密性和安全性。无含义
为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁更新换代的需要,最好采用无含义的顺序码。EPC编码体系108EPC编码结构编码方案编码类型版本号域名管理对象分类序列号EPC-64I型22141724II型2151334III型2261323EPC-96I型8282436EPC-256I型83256160II型86456128III型81285664EPC编码体系109EPC编码结构
EPC代码是由一个版本号加上另外三段数据(依次为域名管理、对象分类、序列号)组成的一组数字。
版本号用于标识EPC编码的版本次序,它使得EPC随后的码段可以有不同的长度;
域名管理是描述与此EPC相关的生产厂商的信息,例如可口可乐公司;
对象分类记录产品精确类型的信息,例如美国生产的330ml罐装减肥可乐;
序列号惟一标识货品,精确地指明EPC代码标识的是哪一罐330ml罐装减肥可乐。EPC编码体系110EPC编码类型(EPC-96,EPC-64,EPC-256)EPC-96码
I型
EPC-96I型的设计目的是成为一个公开的物品标识代码,类似于目前的统一产品代码(UPC),或者UCC/EAN的运输集装箱代码。
域名管理负责在其范围内维护对象分类代码和序列号。必须保证对ONS可靠的操作,并负责维护和公布相关的产品信息。域名管理的区域占据28个数据位,允许大约2.68亿家制造商。这超出了UPC-12的十万个和EAN-13的一百万个的制造商容量。EPC编码体系111EPC编码类型(EPC-96,EPC-64,EPC-256)EPC-96码
I型
对象分类字段在EPC-96代码中占24位。这个字段能容纳当前所有的UPC库存单元的编码。
序列号字段则是单一货品识别的编码。EPC-96序列号对所有的同类对象提供36位的惟一辨识号,其容量为=68719476736。与产品代码相结合,该字段将为每个制造商提供1.1×1028个惟一的项目编号—超出了当前所有已标识产品的总容量。EPC标签与空中接口通信协议112EPC标签的分类(1)Class0EPC标签
满足物流,供应链管理中,比如超市的结账付款、超市货架扫描、集装箱货物识别、货物运输通道以及仓库管理等基本应用功能的标签。Class0EPC标签的主要功能包括:必须包含EPC代码、24位自毁代码以及CRC代码;可以被读写器读取;可以被重叠读取;可以自毁;存储器不可以由读写器进行写入。EPC标签与空中接口通信协议113EPC标签的分类(2)Class1EPC标签
又称身份标签,是一种无源的、后向散射式标签,除了具备Class0EPC标签的所有特征外,还具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符,Class1EPC标签具有自毁功能,能够使得标签永久失效,此外,还有可选的密码保护访问控制和可选的用户内存等特性。EPC标签与空中接口通信协议114EPC标签的分类(3)Class2EPC标签也是一种无源的、后向散射式标签,除了具备Class1EPC标签的所有特征外,还包括扩展的TID(TagIdentifier,标签标识符)、扩展的用户内存、选择性识读功能。Class2EPC标签在访问控制中加入了身份认证机制,并将定义其他附加功能。EPC标签与空中接口通信协议115EPC标签的分类(4)Class3EPC标签一种半有源的、后向散射式标签,它除了具备Class2EPC标签的所有特征外,还具有完整的电源系统和综合的传感电路,其中,片上电源用来为标签芯片提供部分逻辑功能。EPC标签与空中接口通信协议116EPC标签的分类(5)Class4EPC标签一种有源的、主动式标签,除了具备Class3EPC标签的所有特征外,还具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。EPC标签与空中接口通信协议117EPC空中接口通信协议-EPCGen2PIE编码基带FM0编码密勒编码调制副载波调制技术差错控制编码技术数据加密概率/分槽防冲突算法EPC标签与空中接口通信协议118EPC空中接口通信协议-EPCGen2
PIE编码是Gen-2标准前向链路通信时采用的数据编码方式。它通过脉冲间隔(PulseInterval)的不同长度来区分数据0和1,且在任一符合数据的中间产生一次相位翻转。EPC标签与空中接口通信协议119EPC空中接口通信协议-EPCGen2
基带FM0编码是Gen-2标准反向链路通信时可选的两种数据编码方式之一。它采用双相位空间编码,在每一个符号边界,信号相位必须发生翻转。EPC标签与空中接口通信协议120EPC空中接口通信协议-EPCGen2
密勒编码也是反向链路通信的编码方式。不同于基带FM0编码的是,仅在二个连续符号0间才发生相位翻转,其他数据符号组合(01/10/11)不发生相位翻转,发射波形为基带波形乘上M倍符号速率的方波信号。EPC标签与空中接口通信协议121EPC空中接口通信协议-EPCGen2调制技术Gen-2标准前向链路通信时采用双边带/单边带/相位翻转幅度键控方式(即DSB/SSB,PRASK)。Gen-2标准反向链路采用后向散射(backscatter)幅度键控/相移键控(即ASK/PSK)。后向散射是通过芯片端口阻抗的变化因而改变天线的反射系数来实现的。
幅度键控的载波幅度受到数字数据的调制而取不同值,采用包络检波,实现简单,适合电子标签特点。相移键控用需要传输的数据值来调制载波相位,如用180相移表示1,用0相移表示0。相移键控调制技术抗干扰性能好,相位的变化可作为定时信息来同步发送机和接收机时钟。EPC标签与空中接口通信协议122EPC空中接口通信协议-EPCGen2差错控制编码
RFID工作在ISM频段,各种无线干扰、电子标签之间以及阅读器之间的相互干扰影响RFID设备的正常工作,而电子标签特点决定了不能采用比较复杂的前向纠错编码技术。Gen-2标准采用了检错能力很强的循环冗余检验码—CRC-16。EPC标签与空中接口通信协议123EPC空中接口通信协议-EPCGen2数据加密
只有阅读器到标签数据信息的加密。阅读器从标签得到16位宽随机数字,然后把要传送的16位宽数据与该随机数逐位进行模2和计算得到密文并发送,标签把接收到的密文与原16位随机数字进行逐位模2和,解密获得阅读器发送的原始数据信息。EPC标签与空中接口通信协议124EPC空中接口通信协议-EPCGen2概率/分槽防冲突算法
阅读标签利用参数Q控制标签往各自的分槽计算器内载入一个随机数。当标签接收到阅读器相关命令时,分值减1,为0时,标签才对阅读器进行应答;否则标签不对阅读器进行应答,并根据阅读器的不同命令,执行分槽计数器值继续减1操作,或者根据新的p参数值来再次载入另一随机数。读写器与读写器协议125EPC阅读器空中接口功能
阅读器必须具有和所读/写EPC标签形同的空中接口协议,还需要支持多个频段的多种协议。阅读器防碰撞
EPC系统需要多个阅读器,响应阅读器之间可能会产生干扰,阅读器之间的干扰称为阅读器碰撞。与计算机网络的连接阅读器能够像通常的网络设备一样,成为网络的一个独立站点,它和网络的连接不需要经过另外一台计算机的中介。读写器与读写器协议126EPC阅读器结构EPC阅读器由空中接口电路、天线、网络接口、控制器、存储显示、时钟和电源电路等组成。
空中接口电路包括收发两个通道,包含编码、调制、解调、解码等功能,射频功率由天线辐射,并接收从标签返回的信息。
网络接口应支持以太网、无线局域网等网络连接方式。读写器与读写器协议127EPC阅读器协议读写器层
规定了读写器与计算机之间交换的消息格式和内容,是读写器协议的核心,定义了读写器所执行的功能。消息层
定义消息如何组帧、转换及在专用的传输层的传输传输层
对应于网络设备的传输层。&3.5UID标准体系128UbiquitousID标准体系概述ucode标签UID无线频段UbiquitousID标准体系概述129
泛在ID(UbiquitousID)中心在T-Engine论坛的领导下于2003年成立,目标是推广自动识别技术,构建一个完整的编码体系,组建网络进行通信。UID的核心任务就是赋予世界任何一个物体唯一的识别号,实现全球范围内物品跟踪与信息共享,建立物物相连的通信网络。UID中心的主要活动包括:UID编码空间的分配;UID解析服务器的运用;UID技术的研究开发;UID技术的应用和实验;安全通信认证局的运营;
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