常用RFID標準簡述.

1、常用 RFID 標準簡述RFID 技術具有很多突出的優(yōu)點 :實現(xiàn)了無源和免接觸操作，應用便利，無機械磨損，壽 命長， 機具無直接對最終用戶開放的物理接口， 能更好地保證機具的安全性; 數(shù)據(jù)安全方面 除標簽的密碼保護外，數(shù)據(jù)部分可用一些算法實現(xiàn)安全管理，如DES、 RSA、 DSA 、 MD5等，讀寫機具與卡之間也可相互認證，實現(xiàn)安全通信和存儲;總體成本一直處于下降之中， 越來越接近接觸式 IC 卡的成本， 甚至更低， 為其大量應用奠定了基礎; 應用領域也非常寬， RFID 技術已經(jīng)在物流管理、生產(chǎn)線工位識別、綠色畜牧業(yè)養(yǎng)殖個體記錄跟蹤、汽車安全控 制、身份證、公交等領域大量成功應用。世界排名第

2、一的零售商沃爾瑪在 2003年宣布，到 2005年1月份時要求它前 100大的 供應商采用 RFID 技術，實現(xiàn)貨品自動識別，以繼續(xù)提高其供應鏈的管理能力。這也威脅到 我國的零售商是否能繼續(xù)銷售自己的產(chǎn)品，因為有70%的貨品都是由中國廠商生產(chǎn)的，可見 RFID 識別技術的發(fā)展已經(jīng)自下而上地被推動。另外，還有諸如 Target、Tesco、 FDA 等也宣布了其使用計劃。RFID 推廣受標準問題困擾 目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多標準，這些標準互不兼容，表現(xiàn)在頻 段和數(shù)據(jù)格式上的差異，這也給 RFID 的大范圍應用帶來了困難。目前全球有兩大 RFID 標準陣營：歐美的 Auto-ID

3、 Center 與日本的 Ubiquitous ID Center (UID )。前者的領導組織是美國的EPC環(huán)球協(xié)會，旗下有沃爾瑪集團、英國Tesco等企業(yè),同時有 IBM 、微軟、 飛利浦、 Auto-ID Lab 等公司提供技術支持。 后者主要由日系廠商組成。歐美的EPC標準采用UHF頻段，為860MHz930MHz ,日本RFID標準采用的頻段為2.45GHz和13.56MHz ;日本標準電子標簽的信息位數(shù)為128位，EPC標準的位數(shù)則為 96位。如讀寫設備的可靠性、數(shù)據(jù)的同步等等，成本、 不解決好 RFID 技RFID 載(300MHz 433Mhz、將 RFID 應用到供應鏈中還存

4、在另外一些需要解決的問題， 數(shù)據(jù)的安全性、 個人隱私的保護和與系統(tǒng)相關的網(wǎng)絡的可靠性、 以上問題，肯定會制約 RFID 的進步，不過最近 RFID 相關的高層會議接連不斷， 術的快速發(fā)展已呈燎原之勢。RFID 技術標準面面觀通常情況下， RFID 閱讀器發(fā)送的頻率稱為 RFID 系統(tǒng)的工作頻率或載波頻率。波頻率基本上有 3個范圍：低頻(30kHz300kHz)、高頻(3MHz30MHz)和超高頻 3GHz)。常見的工作頻率有低頻 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、 低成本的應用中

5、，如多數(shù)的門禁控制、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)的應用系統(tǒng); 超高頻系統(tǒng)應用于需要較長的讀寫距 離和高讀寫速度的場合， 其天線波束方向較窄且價格較高， 在火車監(jiān)控、 高速公路收費等系 統(tǒng)中應用。另外值得一提的是在供應鏈中的應用，EPC Global規(guī)定用于EPC的載波頻率為13.56MHz 和 860MHz 930MHz 兩個頻段，其中 13.56MHz 頻率采用的標準原型是 ISO/IEC15693，已經(jīng)收入到ISO/IEC18000-3中。這個頻點的應用已經(jīng)非常成熟。而860930MHz頻段的應用則較復雜，國際上各國家采用的頻率不同：美國為915MHz，歐洲為8

6、69MHz ，而我國由于被 GSM、 CDMA 等占用，目前仍然待定目前常用的 RFID 國際標準主要有用于對動物識別的 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），用于集裝箱識別的ISO 10374等。有些標準正在形成和完善之中，比如用于供應鏈 的ISO 18000無源超高頻（860Mhz930Mhz載波頻率）部分的C1G2標準不久會正式推出， 我國自己的國家標準最快在今年年末會出臺。下面對這幾個標準加以

7、簡述。ISO 11784 和 ISO 11785如玻璃管狀、 耳標或ISO 11784 和 11785分別規(guī)定了動物識別的代碼結構和技術準則，標準中沒有對應答器 樣式尺寸加以規(guī)定， 因此可以設計成適合于所涉及的動物的各種形式， 項圈等。134.2KHZ，數(shù)據(jù)傳FSK 調制，技術準則規(guī)定了應答器的數(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。應答器采用NRZ 編碼。由于存在較長的應答器充電時間和工作頻率的限制，通信速率較低。ISO 10536、 ISO 15693 和 ISO 14443ISO 10536 標準主要發(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)點很少，因此這種卡從未在市場上銷售。ISO 14443 和 ISO 15693 標準在 1995年開始操作，單個系統(tǒng)于 1999 年進入市場，兩項 標準的完成則是在 2000年之后。二者皆以 13.56MHz 交變信號為載波頻率： ISO15693 讀寫 距離較遠，當然這也與應用系統(tǒng)的天線形狀和發(fā)射功率有關；而ISO 14443 讀寫距離稍近，但應用較廣泛，目前的第二代電子身份證采用的標準是 ISO 14443 TYPE B 協(xié)議。ISO14443定義了 TYPE A、TYPE B兩種類型協(xié)議。通信速率為106kbits/s，它們的不同主要在于

9、載波的調制深度及位的編碼方式。從PCD（讀卡器）向PICC（卡）傳送信號時，TYPE A采用改進的Miller編碼方式，調制深 度為 100%的 ASK 信號； TYPE B 則采用 NRZ 編碼方式 ，調制深度為 10%的 ASK 信號。從PICC （卡）向PCD（讀卡器）傳送信號時，二者均通過 調制載波傳送信號，副載波頻率皆 為 847KHZ oTYPE A 采用開關鍵控（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、能力更強的優(yōu)點。ISO 15693 標準規(guī)定的載波頻率亦為 13.56MHz ，VCD 和 VICC 全部都用 ASK 調制原理 ， 調制深度為 10%和 100% ，VICC 必須對兩種調制深度正確解碼。從VCD（讀卡器）向Vice （卡）傳送信號時，編碼方式為兩種：256出1 ”和“4出1 ”。二者皆以固定時間段內以位置編碼。這兩種編碼方式的選擇與調制深度無關。當“256出 1”編碼時， 10%的 ASK 調制優(yōu)先在長距離模式中使用，在這種組合中，與載波信號的場強相比， 調制波邊帶較低的場強允許充分利用許可的磁場強度對 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 調制的組合在作用距離變短或在閱讀器的附近被屏蔽時使 用。從VICC（卡）向VCD（讀卡器）傳送信號時，用 負載調制副載波。電阻或電容調制阻抗在 副載波頻率的時鐘中接通和斷開。而副載波本身在 Manchester 編碼數(shù)據(jù)流的時鐘中進行調 制，使用 ASK 或 FSK 調制。 調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 記位來標明，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 低速為6.62kbits/s，高速為28kbits/s;采用雙副載波時則分別為6.67kbits/s和26.69kbits/s?？梢?， ISO 15693 應用更加靈活，操作距離又遠，更重要的是它與 ISO 18000-3 兼容， 了解 ISO 15693 標準對將來了解我國的國家標準是有助益的， 因為我國的國家標準肯定會與 ISO 18000 大部分兼容。如果在同一時間段內有多于一個的 VICC 或 PICC 同時響應，則說明發(fā)生沖撞。 RFID 的核心是防沖撞技術，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 的防沖撞機制。二者防沖撞機制的原理不同:前者是基于 位沖撞 檢測協(xié)議，而 TYPEB通過系列命令序列 完成防沖撞；ISO 15693采用輪尋機制、分時查詢的方式完成防沖撞機 制，在標準的第三部分有詳細規(guī)定。防沖撞機制使得同時處于讀寫區(qū)內的多張卡的正確操作成為可能，只用算法編程，讀頭即可自動選取其中一張卡進行讀寫操作。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現(xiàn)多卡識別，比如TI 公司的 R6C 接口芯片有一個解碼出錯指示引腳， 利用它可以快速識別多卡： 當沖撞產(chǎn)生時引腳電平發(fā)生變化， 此時 記錄下用來查詢的低 UID 位，然后在此低位基礎上增加查詢位數(shù)，

14、直到?jīng)]有沖撞發(fā)生，這 樣就可以識別出所有卡片。ISO 10374ISO 10374 標準說明了基于微波應答器的集裝箱自動識別系統(tǒng)。應答器為有源設備， 工作頻率為850MHz950Mhz及2.4GHz2.5GHz。只要應答器處 于此場內就會被活化并采用變形的 FSK 副載波通過反向散射調制做出應答。信號在兩個副 載波頻率 40kHz 和 20kHz 之間被調制。此標準和 ISO 6346 共同應用于集裝箱的識別， ISO 6346 規(guī)定了光學識別， ISO 10374 則用微波的方式來表征光學識別的信息。ISO 18000ISO 18000 是一系列標準。此標準是目前最新的也是最熱門的標準，原因是它可用于商 品的供應鏈，其中的部分標準也正在形成之中。表2 是 ISO 18000 標準的內容。其中 ISO 18000-6 基本上是整合了一些現(xiàn)有 RFID 廠商的產(chǎn)品規(guī)格和 EAN-UCC 所提出 的標簽架構要求而訂出的規(guī)范。它只規(guī)定了空氣接口協(xié)議，對數(shù)據(jù)內容和數(shù)據(jù)結構無限制， 因此可用于 EPC。實際上，若采用 ISO 18000-6 對空氣接口的規(guī)定加上 EPC 系統(tǒng)的編碼結構再加上 ONS 架構，就可以構成一個完整的供應鏈標準?；ê眠€需綠葉扶應用好 RFID 技術，除了