RFID射頻識別技術(shù)：第5章 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1、射頻識別技術(shù)原理、協(xié)議及系統(tǒng)設(shè)計第五章 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)本章內(nèi)容5.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)化簡介5.2 ISO/IEC RFID 標(biāo)準(zhǔn)體系5.3 EPC global 標(biāo)準(zhǔn)體系5.4 UID 標(biāo)準(zhǔn)體系5.3.1 EPC global Class 05.3.2 EPC global Class 1 Generation 15.3.3 EPC global Class 1 Generation 25.5 小結(jié)5.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)化簡介5.1.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織5.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)化簡介1、ISO/IEC國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）是一個全球性的非政府組織，是國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域一個十分重要的組織。中國是ISO的正式成

2、員。國際電工委員會（IEC）是非政府性國際組織和聯(lián)合國社會經(jīng)濟理事會的甲級咨詢機構(gòu)，成立于1906年，是世界上成立最早的國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)。中國參加IEC的國家機構(gòu)是國家技術(shù)監(jiān)督局。2、EPC globalEPC global在全球有上百家成員，得到世界500強企業(yè)沃爾瑪、強生和寶潔等公司的支持，同時有IBM、微軟、飛利浦和Auto-ID Lab等提供技術(shù)支持，是實力最強的物聯(lián)網(wǎng)RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織。3、UID泛在識別中心（Ubiquitous ID Center，UID）是日本的射頻識別標(biāo)準(zhǔn)組織，主要由日系廠商組成，如NEC、日立、索尼、三菱、夏普、富士通和東芝等。4、AIM Global是可移動

3、環(huán)境中自動識別、數(shù)據(jù)搜集及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面的專業(yè)協(xié)會，成員主要是射頻識別技術(shù)、系統(tǒng)和服務(wù)的提供商。5、IP-X5.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)化簡介5.1.2 RFID標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成5.1 RFID標(biāo)準(zhǔn)化簡介1、RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要定義了不同頻段的空中接口及相關(guān)參數(shù)，包括基本術(shù)語、物理參數(shù)、通信協(xié)議和相關(guān)設(shè)備等。RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也定義了中間件的應(yīng)用接口。2 、RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)涉及數(shù)據(jù)協(xié)議、數(shù)據(jù)編碼規(guī)則及語法，主要包括數(shù)據(jù)編碼格式、語法標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)安全等。3、RFID性能標(biāo)準(zhǔn)RFID性能標(biāo)準(zhǔn)也稱為RFID一致性標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及設(shè)備性能測試標(biāo)準(zhǔn)和一致性測試標(biāo)

4、準(zhǔn)，主要包括設(shè)計工藝、測試規(guī)范和試驗流程等。4、RFID應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)RFID應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)用于設(shè)計特定應(yīng)用環(huán)境RFID的構(gòu)架規(guī)則，包括RFID在工業(yè)制造、物流配送、倉儲管理、交通運輸、信息管理和動物識別等領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范。5.2 ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)體系ISO/IEC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了RFID有關(guān)技術(shù)特征、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)規(guī)范，主要包括ISO/IEC 18000（空中接口參數(shù)）、ISO/IEC 14443（近耦合、非接觸、集成電路卡）、ISO/IEC 15693（疏耦合、非接觸、集成電路卡）和ISO/IEC 10536（密耦合、非接觸、集成電路卡）等。1 、ISO/IEC 18000 ISO/

5、IEC 18000是空中接口通信協(xié)議，主要規(guī)定了不同頻率基于物品管理的RFID空中接口參數(shù)，空中接口通信協(xié)議規(guī)范了讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息的交互，目的是使不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備可以互聯(lián)互通。ISO/IEC 18000-1是空中接口一般參數(shù)；規(guī)范了空中接口通信協(xié)議的基本內(nèi)容，包括讀寫器與電子標(biāo)簽的通信參數(shù)和知識產(chǎn)權(quán)基本鬼子等，適用于多個頻段，不再進行相同內(nèi)容的重復(fù)規(guī)定。 ISO/IEC 18000-2 適用于低頻頻段125-135KHz ，規(guī)定了讀寫器與電子標(biāo)簽之間的物理接口、規(guī)定了協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽通信的防碰撞方法。5.2.1 ISO/IEC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5.2 ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)體系ISO

6、/IEC 18000-3適用于高頻頻段13.56MHz，規(guī)定了讀寫器與電子標(biāo)簽之間的物理接口、規(guī)定了協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽通信的防碰撞方法。防碰撞協(xié)議分為兩種模式，模式1分為基本型與兩種擴展型協(xié)議；模式2適用于標(biāo)簽數(shù)量較多的情形ISO/IEC 18000-4適用于微波頻段2.45GHz，規(guī)定了讀寫器與電子標(biāo)簽之間的物理接口、規(guī)定了協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽通信的防碰撞方法。該標(biāo)準(zhǔn)包括兩種模式，模式1是無源標(biāo)簽，讀寫器先講；模式2是有源標(biāo)簽，電子標(biāo)簽先講ISO/IEC 18000-5適用于微波頻段5.8GHzISO/IEC 18000-6適用于超高頻頻段860-960MHz，規(guī)定了讀寫器與電子標(biāo)簽之間的

7、物理接口、規(guī)定了協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽通信的防碰撞方法。該標(biāo)準(zhǔn)包括A、B、C三種無源標(biāo)簽接口，通信距離最遠(yuǎn)10m，其中C類型是EPC global起草的ISO/IEC 18000-7適用于超高頻頻段433.92MHz，適于有源標(biāo)簽，規(guī)定了讀寫器與電子標(biāo)簽之間的物理接口、規(guī)定了協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽通信的防碰撞方法。識別范圍大5.2 ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)體系2 、其他的ISO/IEC 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)是近耦合、非接觸、集成電路卡標(biāo)準(zhǔn)，最大讀寫距離不超過10cm，采用13.56MHz頻率，定義了兩種TYPE A、B兩種卡型，應(yīng)用于校園卡、公交卡采用A，二代身份證采用B

8、ISO/IEC 15693是疏耦合、非接觸、集成電路卡標(biāo)準(zhǔn)。最大讀寫距離不超過1m，采用13.56MHz頻率，設(shè)計簡單、成本比14443低，應(yīng)用于門禁、考勤等 ISO/IEC 10536是密耦合、非接觸、集成電路卡標(biāo)準(zhǔn)。最大讀寫距離不超過1cm，采用13.56MHz頻率5.2 ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)體系主要規(guī)定了數(shù)據(jù)從電子標(biāo)簽、讀寫器到主機（也即中間件或應(yīng)用程序）各個環(huán)節(jié)的表示形式。由于電子標(biāo)簽?zāi)芰Φ南拗疲鱾€環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)表示形式各不相同5.2.2 ISO/IEC數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)5.2 ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)體系ISO/IEC 15691標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了讀寫器與應(yīng)用程序之間的接口，規(guī)定了應(yīng)用命

9、令與數(shù)據(jù)協(xié)議加工器交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方式，依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用程序可以完成對電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取、寫入、修改和刪除功能，該標(biāo)準(zhǔn)也定義了錯誤響應(yīng)信息ISO/IEC 15692標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)的編碼、壓縮、邏輯內(nèi)存影射格式、以及如何將電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用程序有意義的方式。該標(biāo)準(zhǔn)提供了一套數(shù)據(jù)壓縮的機制ISO/IEC 15693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子標(biāo)簽唯一標(biāo)識的編碼標(biāo)準(zhǔn)，兼容ISO/IEC 7816-6、 ISO/IEC 14816、EAN/UCC標(biāo)準(zhǔn)編碼體系和INCITS 256，并保留對未來擴展（EAN.UCC是國際物品編碼協(xié)會和美國統(tǒng)一代碼委員）5.2.2 ISO/IEC數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)5.2 ISO/IEC

10、 RFID標(biāo)準(zhǔn)體系性能標(biāo)準(zhǔn)是所有信息技術(shù)類標(biāo)準(zhǔn)中非常重要的部分，它包括設(shè)備性能測試方法和一致性測試方法。5.2.3 ISO/IEC性能標(biāo)準(zhǔn)5.2 ISO/IEC RFID標(biāo)準(zhǔn)體系隨著RFID應(yīng)用越來越廣泛，ISO/IEC認(rèn)識到需要針對不同應(yīng)用領(lǐng)域所涉及的共同要求和屬性，制定通用應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，而不是每一個應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)完全獨立制定。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)是在通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個行業(yè)自身的特點而制定的，它針對行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域所涉及的共同要求和屬性。1 、 動物識別應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)ISO 11784標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了動物射頻識別碼的編碼結(jié)構(gòu)，64位代碼。ISO 11785 標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方式和讀寫器的技術(shù)參數(shù)

11、要求，工作頻率為134.2KHz。ISO 14223 標(biāo)準(zhǔn)包含空中接口、編碼和命令結(jié)構(gòu)、應(yīng)用3個部分，是ISO 11784/11785的擴展版本。2、集裝箱運輸應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)ISO 6346標(biāo)準(zhǔn)。ISO 10374標(biāo)準(zhǔn)。ISO 18185 標(biāo)準(zhǔn)。5.2.4 ISO/IEC應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系 EPC global是以美國和歐洲為首，屬于聯(lián)盟性的標(biāo)準(zhǔn)化組織，該組織除了發(fā)布工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，還負(fù)責(zé)EPC系統(tǒng)的號碼注冊管理。 EPC global在RFID標(biāo)準(zhǔn)體系制定的速度、深度和廣度方面都非常出色，已經(jīng)受到全球的關(guān)注。5.3.1 EPC系統(tǒng)的工作流程EPC系統(tǒng)給出了物品“智能化”的技術(shù)

12、方案，并通過引入互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，給出了在互聯(lián)網(wǎng)上查找物品信息的實施方案。查找物品信息的方案是：通過名稱解析服務(wù)器（ONS）和信息發(fā)布系統(tǒng)（EPCIS），在互聯(lián)網(wǎng)上查找物品的詳細(xì)信息。EPC系統(tǒng)的5個組成部分為：物品的電子產(chǎn)品編碼（EPC碼）、識別系統(tǒng)（ID）、中間件（MW）、名稱解析服務(wù)（ONS）和信息發(fā)布服務(wù)（EPCIS）。5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系工作流程：在物聯(lián)網(wǎng)中每個物品被賦予一個EPC碼，EPC碼存儲在物品標(biāo)簽中，讀寫器對標(biāo)簽掃描后，將標(biāo)簽的EPC碼發(fā)送給中間件，中間件可以解決分布異構(gòu)問題，中間件將物品的EPC碼傳遞給互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)向ONS發(fā)出查詢指令，ONS根據(jù)規(guī)則查得

13、存儲物品信息的IP地址，引導(dǎo)中間件訪問EPCIS，EPCIS中用實體標(biāo)記語言PML存儲著物品的詳細(xì)信息， EPCIS收到查詢要求后，將該物品的詳細(xì)信息以網(wǎng)頁的形式發(fā)回。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫ONSEPCISEPC 標(biāo)簽讀寫器互聯(lián)網(wǎng) 射頻識別EPC碼IPEPC碼PMLEPC碼中間件5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系5.3.2 EPC物品編碼標(biāo)準(zhǔn)1、物品編碼概述 1970年，美國開始在商品中使用條碼。物聯(lián)網(wǎng)需要對全球每個物品進行編碼和管理，條碼容量滿足不了這樣的要求，EPC碼就產(chǎn)生了。條碼：由歐洲物品編碼協(xié)會（European Article Number，EAN）和美國統(tǒng)一編碼委員會（Universal

14、 Product Code，UCC）負(fù)責(zé)編制，目前已經(jīng)成為全球通用的商務(wù)語言。但條碼的編碼容量較小。EAN-13條碼最多允許的商品項目總數(shù)5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系2、EPC碼的編碼結(jié)構(gòu) EPC碼是二進制碼，這一點與條碼不同，條碼是十進制碼。每個EPC碼包括4個獨立的部分，即版本號加上另外3段數(shù)據(jù)。目前，EPC碼有64位、96位和256位3種結(jié)構(gòu)，已推出EPC-64 I型、EPC-64 II型、EPC-64 III型、EPC-96 I型、EPC-256 I型、EPC-256 II型和EPC-256 III型編碼方案。版本號域名管理者對象分類代碼序列號EPC-64TYPE2211724

15、TYPE2151334TYPE2261323EPC-96TYPE8282436EPC-256TYPE83256160TYPE86456128TYPE81285664表 3.2 EPC碼64位、96位和256位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系EPC碼是由版本號、域名管理者、對象分類代碼和序列號等四個數(shù)據(jù)字段組成的一組數(shù)字。版本號標(biāo)識了EPC的版本，它確定了域名管理者、對象分類代碼、序列號的長度。域名管理者描述了生產(chǎn)廠商的信息，是廠商的識別代碼。對象分類代碼是商品分類號，記錄產(chǎn)品的類別信息。序列號則用于唯一標(biāo)識每個商品。EPC-96位編碼結(jié)構(gòu)最多允許存在的商品總數(shù)5.3 EPC gl

16、obal標(biāo)準(zhǔn)體系3、EPC碼的編碼規(guī)則唯一性：EPC碼有足夠的編碼容量標(biāo)識所有對象永久性：EPC碼一經(jīng)分配，就不再更改可擴展性：EPC碼留有備用的空間5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系5.3.3 EPC射頻識別標(biāo)準(zhǔn)1、射頻識別標(biāo)準(zhǔn)900MHz Class0射頻識別標(biāo)簽規(guī)范。13.56MHz Class1射頻標(biāo)簽接口規(guī)范。869930MHz Class1射頻識別標(biāo)簽和邏輯通信接口規(guī)范。Class1 Gen2超高頻RFID一致性要求規(guī)范。Class1 Gen2超高頻空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系2、EPC標(biāo)簽分類（Class）Class 0 EPC標(biāo)簽主要運用在超市的結(jié)賬

17、付款、超市貨架掃描、集裝箱貨物識別、貨物運輸通道以及倉庫管理等領(lǐng)域。主要功能：包含EPC碼、24位自毀代碼以及CRC碼可以被讀寫器讀取，可以被重復(fù)讀取，但存儲器不可以由讀寫器寫入可以自毀、自毀后電子標(biāo)簽不再被識別Class 1 EPC標(biāo)簽除了具備Class 0 EPC標(biāo)簽的所有特征外，還具有一個產(chǎn)品電子代碼標(biāo)識符和一個標(biāo)簽標(biāo)識符（Tag Identifer, TID）。Class 2 EPC標(biāo)簽它除了具備Class 1 EPC標(biāo)簽的所有特征外，還包括擴展的TID、擴展的用戶內(nèi)存、選擇性識讀功能。5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系2、EPC標(biāo)簽分類（Class）Class 3 EPC標(biāo)簽半有源

18、標(biāo)簽、它除了具備Class 2 EPC標(biāo)簽的所有特征外，還具有完整的電源系統(tǒng)和綜合的傳感電路。Class 4 EPC標(biāo)簽有源標(biāo)簽、除了具備Class 3 EPC標(biāo)簽的所有特征外，還具有標(biāo)簽到標(biāo)簽的通信功能、主動式通信功能和特別組網(wǎng)功能。5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系3、EPC標(biāo)簽代（Gen）的概念EPC標(biāo)簽的和Class是兩個不同的概念，EPC標(biāo)簽的Gen是指主要版本號，EPC標(biāo)簽的Class描述的是標(biāo)簽的基本功能。例如，EPC Class1 Gen2標(biāo)簽指的是EPC第2代Class1類別的標(biāo)簽，這是目前使用最多的EPC標(biāo)簽。EPC Gen1標(biāo)準(zhǔn)EPC射頻識別技術(shù)的基礎(chǔ)，EPC Gen1

19、主要是為了測試EPC技術(shù)的可行性。EPC Gen2標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)描述了第二代標(biāo)簽與讀寫器之間的通信，是EPC Global制定的Class 1 UHF頻段射頻識別空中接口的第二代標(biāo)準(zhǔn)。4、EPC讀寫器EPC讀寫器的基本任務(wù)就是激活EPC標(biāo)簽，與EPC標(biāo)簽建立通信聯(lián)系，并且在EPC標(biāo)簽與應(yīng)用軟件之間傳遞數(shù)據(jù)。EPC讀寫器與網(wǎng)絡(luò)之間不需要個人計算機作為過渡，EPC讀寫器提供了網(wǎng)絡(luò)連接功能。5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系5.3.4 EPC對象名稱解析和信息發(fā)布標(biāo)準(zhǔn) EPC碼的容量雖然很大，能夠給全球每個物品進行編碼，但EPC碼主要是給全球物品提供識別ID號，EPC碼本身存儲的物品信息十分有限。有關(guān)物

20、品的大量信息需要存儲在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中，這就需要物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)主要為對象名稱解析服務(wù)和信息發(fā)布服務(wù)。1、對象名稱解析服務(wù)（ONS）ONS的作用類似于互聯(lián)網(wǎng)中的域名解析服務(wù)（Domain Name Server，DNS）。ONS是前臺軟件與后臺服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)樞紐，ONS以互聯(lián)網(wǎng)中的域名解析服務(wù)（DNS）為基礎(chǔ)，其作用就是通過EPC碼獲取物品數(shù)據(jù)的訪問通道信息。2、信息發(fā)布服務(wù)（EPCIS）EPCIS是用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的，EPCIS提供了一個數(shù)據(jù)和服務(wù)的接口，使得物品的信息可以在企業(yè)之間共享。在EPCIS這個系統(tǒng)中，EPC碼被用作數(shù)據(jù)庫的查詢指針，EPCIS提供信息查詢接口，與已

21、有的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序及信息系統(tǒng)相連。5.3 EPC global標(biāo)準(zhǔn)體系EPCIS主要包括客戶端模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)查詢模塊?？蛻舳四K：主要用來將電子標(biāo)簽的信息向指定的EPCIS服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)存儲模塊：將通用數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫的PML文檔中數(shù)據(jù)查詢模塊：根據(jù)客戶查詢，訪問相應(yīng)的PML文檔，然后生成HTML文檔返回給客戶端5.3.5 EPCglobal Class 0 如今，EPCglobal組織致力于發(fā)展通用的EPC系統(tǒng)，并建立全球的信息網(wǎng)絡(luò)保證自動識別技術(shù)在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用。因此，將集中介紹超高頻RFID協(xié)議中的EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)。EPCglobal Class 0EPCglobal

22、Class 15.3.5 EPCglobal Class 0EPCglobal Class 0的標(biāo)簽是只讀的其包含的信息由廠商寫入，用戶不可寫入其EPC碼（Electronic Product Code）包括64比特和96比特兩種。通常使用的是96比特5.3.5 EPCglobal Class 0EPCglobal Class 0標(biāo)準(zhǔn)使用了二進制樹的變種算法用于媒介訪問控制，訪問模式如下圖：00010100010110001100110111110001111標(biāo)簽的回復(fù)閱讀器發(fā)送的序列NULL,00011(mute)(mute)(mute)(mute)00(mute)(mute)(mute)(

23、mute)(mute)(mute)5.3.5 EPCglobal Class 0EPCglobal Class 0標(biāo)準(zhǔn)使用了二進制樹的變種算法用于媒介訪問控制，訪問模式如下圖：0001010001011000110011011111標(biāo)簽的回復(fù)閱讀器發(fā)送的序列NULL,0001(mute)(mute)(mute)(mute)(mute)(mute)01標(biāo)簽0001的EPC碼已經(jīng)發(fā)送結(jié)束，標(biāo)簽0001被識別5.3.5 EPCglobal Class 0閱讀器用一個特定的序列啟動樹的遍歷過程；當(dāng)標(biāo)簽偵聽到這個序列時，將會發(fā)射標(biāo)識符中的第一個比特給閱讀器；如果閱讀器只接收到0或者1時，將會響應(yīng)該比特，

24、繼續(xù)遍歷二叉樹；如果閱讀器接收到0和1的混合信號，則閱讀器選擇一個0或者1進行響應(yīng)當(dāng)標(biāo)簽接收到來自閱讀器的響應(yīng)時，將會比較響應(yīng)的比特與自身發(fā)送的比特；如果兩者相同，則標(biāo)簽發(fā)送標(biāo)識符的下一個比特；如果不同，則標(biāo)簽保持沉默，進入下一次遍歷過程當(dāng)閱讀器響應(yīng)的比特序列達到標(biāo)識符長度時，標(biāo)簽集合中將只包含一個標(biāo)簽，該標(biāo)簽的標(biāo)識符的每一個比特均被響應(yīng)過，這是遍歷結(jié)束。此類標(biāo)簽的電子產(chǎn)品編碼包括64比特和96比特兩種，并且支持鎖定（LOCK）和滅活（KILL)命令。EPC CIG1協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中使用數(shù)據(jù)包式的半雙工協(xié)議。即閱讀器發(fā)送一個完全的命令數(shù)據(jù)包，標(biāo)簽返回一個完整的回復(fù)5.3.6 EPCglobal Cl

25、ass 1 Generation 1屬于EPC C1G1的標(biāo)簽是被動標(biāo)簽。能夠反射一個唯一的識別碼（ID）給閱讀器。EPC C1G1標(biāo)準(zhǔn)中，假設(shè)所有的標(biāo)簽至少能被重寫一次。EPC C1G1和EPCglobal Class 0標(biāo)準(zhǔn)是不兼容的，無論是在標(biāo)簽符號、媒介訪問控制、命令集還是在狀態(tài)圖方面。5.3.6 EPCglobal Class 1 Generation 1EPC C1G1協(xié)議提供一些命令來改善媒介訪問控制過程，并具有可以直接訪問標(biāo)簽EPC碼的命令。PingID ：提供掩碼（Mask）過濾器，其指定了遍歷過程的起始位置以及對標(biāo)簽的訪問情況。5.3.6 EPCglobal Class 1

26、 Generation 1EPC C1G1 使用PingID命令遍歷二叉樹，識別標(biāo)簽。掩碼為 1前綴為 1標(biāo)簽參與響應(yīng)，不匹配的標(biāo)簽則保持沉默5.3.7 EPCglobal Class 1 Generation 2遵守EPCglobal Class 1 Generation 2（EPC G1G2)標(biāo)準(zhǔn)的RFID系統(tǒng)工作頻段在860MHz960MHz。EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)主要致力于提供一個統(tǒng)一的方法來讀取RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)、向標(biāo)簽中寫入數(shù)據(jù)以及與標(biāo)簽通信等。5.3.7.1物理層的通信機制在EPCC1G2中的物理層通信接口與OSI協(xié)議棧七層模型中的物理層通信接口相同。在EPC C1G2中存在兩種

27、通信鏈路，即閱讀器到標(biāo)簽的通信鏈路以及標(biāo)簽到閱讀器的通信鏈路。這兩個鏈路是獨立的并且有著不同的數(shù)據(jù)編碼方式、數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)調(diào)制模式。5.3.7.1物理層的通信機制閱讀器到標(biāo)簽的通信鏈路維持CW命令標(biāo)簽到閱讀器的通信鏈路響應(yīng)調(diào)制CWASK調(diào)制ASK/PSK調(diào)制EPC C1G2協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是半雙工的協(xié)議，在一次傳輸中，只允許一個閱讀器發(fā)送信號或者只有一個標(biāo)簽發(fā)送信號。5.3.7.1物理層的通信機制閱讀器到標(biāo)簽的通信鏈路：閱讀器發(fā)送命令給標(biāo)簽，并且維持一個載波CW，通過該信號發(fā)送能量給標(biāo)簽；ASK調(diào)制方法包括三種模式：單邊帶幅移鍵控SSB-ASK，雙邊帶幅移鍵控DSB-ASK和相位反轉(zhuǎn)幅移鍵控。采用編碼

28、方式是脈沖間隔編碼（PIE），數(shù)據(jù)0的脈沖寬度比數(shù)據(jù)1的脈沖寬度小標(biāo)簽到閱讀器的通信鏈路：標(biāo)簽通過發(fā)射信號的方式響應(yīng)閱讀器，將要響應(yīng)的信號在CW中編碼發(fā)送給閱讀器；采用ASK或者PSK的調(diào)制方式。5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機EPC C1G2協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)簽的行為可以用有限狀態(tài)機來描述。以下為標(biāo)簽的七個狀態(tài)：5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機標(biāo)簽在通電前所處的狀態(tài)。此時標(biāo)簽不參加詢問過程。標(biāo)簽從閱讀器發(fā)送的查詢命令中，選擇一個參數(shù)生成隨機數(shù)用于計算發(fā)送的時隙。若為0，標(biāo)簽進入回復(fù)狀態(tài)，否則進入仲裁態(tài)。5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機標(biāo)簽參加本輪查詢。此時標(biāo)簽時隙不為0，將等待時隙數(shù)變?yōu)?，然后進入回復(fù)狀態(tài)

29、。5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機當(dāng)標(biāo)簽需要回復(fù)EPC碼時，首先進入回復(fù)態(tài)。RN16ACKEPC/PC/CRC標(biāo)簽接受到ACK后進入確認(rèn)態(tài)。否則，標(biāo)簽會自動進入仲裁態(tài)。5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機標(biāo)簽回復(fù)EPC碼后進入確認(rèn)態(tài)。這是標(biāo)簽進入訪問命令的必經(jīng)狀態(tài)。如回復(fù)態(tài)一樣，若標(biāo)簽在指定時間內(nèi)沒有接受到閱讀器的命令，將會自動返回仲裁態(tài)。標(biāo)簽進入訪問命令時需要互斥使用的狀態(tài)。若標(biāo)簽沒接受閱讀器的命令將一直保持在此狀態(tài)直至沒有能量。標(biāo)簽?zāi)軓拈_放態(tài)進入安全態(tài)。5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機標(biāo)簽可以使用一個可選的密碼功能要求閱讀器在執(zhí)行任何訪問命令時都要提供保護的密碼。將密碼置為一個非0值就可以為標(biāo)簽提供密碼保

30、護。所有的訪問命令必須從安全態(tài)執(zhí)行，所有的標(biāo)簽在進入安全態(tài)之前必須提供正確的密碼。RFID標(biāo)簽中存儲特定對象的信息，在不需要該標(biāo)簽將其殺死以保護信息。當(dāng)標(biāo)簽進入殺死態(tài)以后，將不再響應(yīng)閱讀器發(fā)出的任何命令。5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機查詢過程中有限狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)移當(dāng)閱讀器想要讀取一個指定集合內(nèi)的標(biāo)簽的EPC碼時，它將會使用選擇命令頭啟動這個過程。這些標(biāo)簽接收到命令后將會處于就緒態(tài)。閱讀器通過查詢命令（Query）啟動查詢過程，并指定需要響應(yīng)的標(biāo)簽集合，每個標(biāo)簽選擇一個Q個比特的隨機數(shù)作為其響應(yīng)時隙，并將該隨機數(shù)存儲在時隙計數(shù)器中。當(dāng)計數(shù)器的數(shù)字變?yōu)?時，標(biāo)簽會返回16比特的隨機數(shù)RN16給閱讀器

31、，并進入回復(fù)態(tài)；計數(shù)器中的數(shù)字不為0的標(biāo)簽進入仲裁態(tài)，并維持仲裁態(tài)直到它的時隙數(shù)為0，期間不會發(fā)送信號進行回復(fù)。對于閱讀器，它可能收到標(biāo)簽的返回的RN16，也可能接收不到RN16，如果閱讀器能夠成功接收到RN16，它將會使用RN16生成一個隨機數(shù)作為確認(rèn)命令A(yù)CK，發(fā)回給標(biāo)簽。標(biāo)簽比較確認(rèn)命令中的RN16和發(fā)送的RN16，相同，會向閱讀器傳輸EPC碼，進入確認(rèn)態(tài)。否則忽略這個ACK命令，返回到仲裁態(tài)。確認(rèn)態(tài)是在標(biāo)簽上執(zhí)行訪問命令（讀命令、寫命令、安全命令）的一個必經(jīng)途徑5.3.7.2 標(biāo)簽的狀態(tài)機訪問命令中有限狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)移訪問命令提供給閱讀器更強大的能力，使其可以執(zhí)行更為先進的功能，比如讀

32、取、寫入數(shù)據(jù)、改變密碼、鎖住標(biāo)簽上的內(nèi)存等。在標(biāo)簽回復(fù)閱讀器訪問命令之前，必須處于確認(rèn)態(tài)，意味著標(biāo)簽必須發(fā)送完EPC碼后直接被訪問；讀到標(biāo)簽的EPC碼后，閱讀器必須發(fā)送Req_RN命令和隨機數(shù)RN16，讓標(biāo)簽進入開放態(tài)或者安全態(tài)；如果密碼功能未啟用，訪問密碼為0，標(biāo)簽響應(yīng)Req_RN進入安全態(tài)；如果密碼功能啟用，訪問密碼不為0，標(biāo)簽進入開放態(tài)，將會返回一個供其他命令使用的句柄，在使用訪問命令時必須具有正確的句柄和訪問密碼，讓標(biāo)簽進入安全態(tài)；在執(zhí)行一個訪問命令時，包含三個步驟：必須讀取標(biāo)簽的EPC碼閱讀器發(fā)送Req_RN命令以及隨機數(shù)RN16給標(biāo)簽使用訪問命令時，如果訪問密碼不為0，標(biāo)簽必須進入

33、安全態(tài)。多標(biāo)簽系統(tǒng)，EPC C1G2 采用基于時隙的ALOHA的防沖突算法來減少由于沖突造成的數(shù)據(jù)損壞。1、會話機制當(dāng)兩個閱讀器嘗試在一個時間域與同一個標(biāo)簽通信時將會引起一致性的問題，由于RFID系統(tǒng)必須允許多個閱讀器和同一個標(biāo)簽通信，在EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)中，提供了一些有限的支持，最多能允許四個閱讀器在同一時間幀中與標(biāo)簽通信。這種機制被稱為會話機制。5.3.7.3 讀取標(biāo)簽在EPC C1G2的四個會話中，每個會話都有一個自己的查詢標(biāo)記，其他的標(biāo)簽狀態(tài)則在每一個會話中共享。這四個狀態(tài)分別為S0/S1/S2/S3。這四個會話最多允許4個閱讀器獨自與同一個標(biāo)簽通信。5.3.7.3 讀取標(biāo)簽會話狀態(tài)

34、圖標(biāo)簽標(biāo)記位有A和B兩種，在每一個會話中所有標(biāo)簽中的標(biāo)志位設(shè)為一個已知的值，當(dāng)閱讀器讀取一個標(biāo)簽EPC碼時，該標(biāo)簽的標(biāo)志位將會切換，標(biāo)簽將不再參加接下來的識別過程。標(biāo)簽標(biāo)記位的初始值依賴閱讀器使用的會話以及標(biāo)記為以前的值。當(dāng)標(biāo)簽為激活時，會話S0的標(biāo)記總被置為A，而S1、S2、S3會話如果標(biāo)簽在有效持續(xù)時間之前激活，則S1、S2、S3會話的標(biāo)志為各自之前的值，否則為缺省值A(chǔ)5.3.7.3 讀取標(biāo)簽FlagPersistence：Tag Power OnPersistence：Tag Power LostS0IndefinitenoneS1500ms t 5s500ms t 2sS3Indefi

35、nitet 2sSLIndefinitet 2s不同情況下標(biāo)簽的標(biāo)志位持續(xù)時間多個閱讀器的并發(fā)讀取，每個閱讀器必須選擇一個不同的會話，避免讀取EPC碼以后不斷地在A和B之間切換標(biāo)記位的值。S2，S3，會話標(biāo)記為持續(xù)有效時間的至少為2秒在EPC C1G2協(xié)議中，收集標(biāo)簽的EPC碼（ID）是一個很重要的操作。5.3.7.3 讀取標(biāo)簽選擇命令查詢命令QueryRep命令QueryAdjust命令識別標(biāo)簽 的四個命令。5.3.7.3 讀取標(biāo)簽選擇命令定義了參與下一個查詢過程的標(biāo)簽數(shù)目，選擇參與下一輪查詢的標(biāo)簽子集。選擇命令可以允許閱讀器更改選擇的標(biāo)記位或者存儲在標(biāo)簽中的四個標(biāo)記位的任意一個。選擇命令包

36、含6個強制的域和一個可選的域盡管所有存于閱讀器識別范圍內(nèi)的標(biāo)簽都可以參加當(dāng)前的識別過程，但一般只需要這些標(biāo)簽的子集參加當(dāng)前這一輪的識別。選擇命令用來選擇在閱讀器范圍內(nèi)參與的即將到來一輪識別過程的標(biāo)簽子集；允許閱讀器更改選擇的標(biāo)志位或者存儲在標(biāo)簽中的四個標(biāo)志位的任意一個。選擇命令包含六個強制域和一個可選域。目標(biāo)域（Target）：允許更改選擇的標(biāo)記位或者四個會話的任一個標(biāo)記位；動作域（Action）：指定所有符合選擇命令參數(shù)的標(biāo)簽行為，這些行為能夠設(shè)置SL和識別標(biāo)志位A或者B，并且只有和選擇命令中相應(yīng)的內(nèi)存區(qū)、指針、長度、掩碼域的參數(shù)一致時才會發(fā)生；5.3.7.3 讀取標(biāo)簽選擇命令包含六個強制域

37、和一個可選域。內(nèi)存區(qū)（MemBank）：指定了哪一類型的內(nèi)存區(qū)內(nèi)容用于和掩碼比較；EPC C1G2標(biāo)簽把內(nèi)存空間為4個部分：1、保留區(qū)，包含標(biāo)簽相關(guān)的密碼，2、EPC內(nèi)存區(qū)，3、TID內(nèi)存區(qū)，包含標(biāo)簽和廠商設(shè)定的信息，4、用戶內(nèi)存區(qū)指針域（Pionter）：定義了用于與掩碼比較的內(nèi)存的起始位置長度域（Length）：掩碼的字節(jié)長度掩碼域（Mask）：是可選的，當(dāng)使用掩碼時，掩碼是N byte的字符串，它與下一輪識別過程的標(biāo)簽在內(nèi)存中的一個特定位置相匹配；截斷域（Truncate）：用來減少標(biāo)簽響應(yīng)閱讀器的確認(rèn)命令A(yù)CK而發(fā)送的EPC碼的比特數(shù)， Truncate只有在MemBank指向EPC內(nèi)

38、存區(qū)、掩碼確定、目標(biāo)域指定參與識別過程的標(biāo)簽集合的時候才會發(fā)生作用。5.3.7.3 讀取標(biāo)簽5.3.7.3 讀取標(biāo)簽查詢命令啟動一輪新的識別過程，識別將參與下一輪查詢過程的標(biāo)簽集合，并且選擇標(biāo)簽到閱讀器的編碼方式和數(shù)據(jù)速率。指定SL標(biāo)記位的值以及一個特定的會話中的標(biāo)記位的值。CommandDRMTRextSelSessionTargetQCRC-5比特數(shù)412122145描述10000:DR=81:DR=64/300:M=101:M=210:M=411:M=80: 無導(dǎo)頻信號1: 使用導(dǎo)頻信號00: All01: All10: SL11: SL00: S001: S110: S211: S30

39、: A1: B0-1522個比特。只有當(dāng)標(biāo)簽的標(biāo)記位（SL flag）和其一個特定會話中的標(biāo)記位與查詢命令中的值相同時，標(biāo)簽才會參加下一輪的識別。查詢命令共22比特，包含7個域和檢驗錯誤的CRC碼。DR域、M域和Trext域分別定義了標(biāo)簽到閱讀器的數(shù)據(jù)速率、編碼方式以及是否在序文中包含導(dǎo)頻信號。Sel、Session、Target三個域定義了標(biāo)簽的標(biāo)志位SL的值，會話值和該會話的標(biāo)志A或者BQ域定義了這一輪識別過程額度時隙數(shù)為2Q5.3.7.3 讀取標(biāo)簽5.3.7.3 讀取標(biāo)簽QueryRep命令用于指示標(biāo)簽進入下一個時隙。當(dāng)標(biāo)簽響應(yīng)該命令時，將自身時隙計算器減1，至0時，標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送RN

40、16。會話域用來指明標(biāo)簽在哪一個會話中減少時隙計數(shù)器的值。見表5-4QueryAdjust命令用于調(diào)整Q值，時隙數(shù)目并選擇一個新的時隙計數(shù)器，或者指示標(biāo)簽不改變時隙數(shù)目而選擇一個新的時隙計數(shù)器。不會啟動一輪新的查詢。有兩個參數(shù)：會話參數(shù)和UpDn參數(shù)，見表5-55.3.7.4 選擇指定的標(biāo)簽選擇標(biāo)簽的過程：閱讀器與一個特定的標(biāo)簽建立一個讀取標(biāo)簽EPC碼或者高級命令（讀、寫、安全命令）的通信過程。EPC global標(biāo)準(zhǔn)中定義了11種有著不同數(shù)據(jù)編碼方式的標(biāo)簽。其中一種數(shù)據(jù)格式是通用識別符（GID-96),其為96比特的EPC碼。GID-96包含4個域：頭部通用管理者代碼對象類別序列號用來識別根

41、據(jù)GID-96編碼的EPC碼頭部通用管理者代碼用來識別物體的擁有者對象類別用來識別資產(chǎn)的類別序列號用來識別資產(chǎn)集合中的一個唯一的實例對象類別和序列號又物體的擁有者分配，在擁有者的資產(chǎn)集合中是唯一的，類似得到B類IP地址，在內(nèi)部劃分若干子網(wǎng)和主機地址。5.3.7.4 選擇指定的標(biāo)簽當(dāng)標(biāo)簽被請求發(fā)送EPC碼時，標(biāo)簽將會返回協(xié)議控制位PC，用來定義標(biāo)簽的數(shù)據(jù)編碼方式以及標(biāo)簽的EPC碼的長度圖所示的是EPC Class1 Generation2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的典型標(biāo)簽存儲結(jié)構(gòu)5.3.7.4 選擇指定的標(biāo)簽選擇一個標(biāo)簽需要知道當(dāng)前閱讀器范圍內(nèi)的標(biāo)簽集合，一個單一的標(biāo)簽可以通過標(biāo)簽的EPC碼作為選擇命令的掩碼域

42、，選擇該標(biāo)簽查詢命令可用來查找標(biāo)記位是asserted狀態(tài)的標(biāo)簽，可以通過將Q值置為0來強制被選中的那一個標(biāo)簽進行響應(yīng)。一旦該標(biāo)簽響應(yīng)了閱讀器的命令并且收到了閱讀器的確認(rèn)命令，高級別的命令就可以在上面執(zhí)行了。5.3.7.4 選擇指定的標(biāo)簽閱讀器通過Query命令識別、訪問標(biāo)簽5.3.7.4 選擇指定的標(biāo)簽選擇一組標(biāo)簽根據(jù)標(biāo)簽的標(biāo)記位的值及會話中Inventoried Flag標(biāo)記位的值（不能保證正確性，不能保證希望選擇的標(biāo)簽可能不會剛好在選定的集合中）根據(jù)標(biāo)簽的EPC碼，借助GID-96的編碼結(jié)構(gòu)實現(xiàn)標(biāo)簽集合的劃分選擇所有標(biāo)簽通過發(fā)送一個單一的選擇命令該過程中，必須使用會話S0，選擇命令更改會

43、話S0的標(biāo)記位，用000做目標(biāo)位，不使用掩碼和截斷。所有的標(biāo)簽S0對應(yīng)的標(biāo)志位的值均為A，查詢命令中設(shè)Sel域為00，設(shè)會話域為S0，目標(biāo)域為A，所有的標(biāo)簽將參與這一輪的識別過程。頭部通用管理者代碼對象類別序列號5.3.7.5 性能的權(quán)衡在EPC C1G2協(xié)議中有很多性能權(quán)衡問題。構(gòu)建參與識別過程的標(biāo)簽集合需要使用選擇命令和查詢命令，選取正確的取值，可以降低識別標(biāo)簽的時間選擇閱讀器到標(biāo)簽、標(biāo)簽到閱讀器、閱讀器自身的數(shù)據(jù)編碼方式及標(biāo)簽自身的數(shù)據(jù)編碼方式依賴于系統(tǒng)工作的射頻環(huán)境（RP environmemt），RF干擾低，可選擇數(shù)據(jù)率快，編碼簡單的方式，干擾嚴(yán)重，選擇數(shù)據(jù)速率慢，更強魯棒的數(shù)據(jù)編碼方式。5.3.7.5 性能的權(quán)衡識別和訪問一種類型的標(biāo)簽識別和訪問對象產(chǎn)品類型：蒙牛谷物酸牛奶供應(yīng)商：蒙牛乳業(yè)公司5.3.7.5 性能的權(quán)衡識別和訪問來自一個供應(yīng)商的多種類型的標(biāo)簽識別和訪問對象產(chǎn)品類型：蒙牛奶粉供應(yīng)商：蒙牛乳業(yè)公司產(chǎn)品類型：蒙牛純牛奶供應(yīng)商：蒙牛乳業(yè)公司產(chǎn)品類型：蒙牛 酸奶供應(yīng)商：蒙牛乳業(yè)公司5.3.7.5 性能的權(quán)衡識別和訪問來自多個供應(yīng)商的多種類型的標(biāo)簽識別和訪