射频识别的频率标准与技术规范

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1、无线射频识别的频率标准与技无线射频识别的频率标准与技术规范术规范教学设计教学设计信技术学院信技术学院 李斌李斌一一、案例识读与分析案例识读与分析二二、RFIDRFID标准概述标准概述三三、ISO/IECISO/IEC的相关标准的相关标准四四、EPCEPC的相关标准的相关标准主要内容主要内容五五、UIDUID的相关标准的相关标准 六六、实训与实践实训与实践 EPC电子标签门槛大降，中国开始上演电子标签门槛大降，中国开始上演RFID标准战标准战一、案例识读与分析一、案例识读与分析案例分析与讨论：案例分析与讨论：RFID技术却一直未能普及，其技术却一直未能普及，其主要原因就是欠缺一套可主要原因就是欠

2、缺一套可供业界共用的标准供业界共用的标准。不过，中国。不过，中国RFID市场却在悄然增长。市场却在悄然增长。IDC的数据显示，的数据显示，2005年整个年整个RFID在中国的市场容量为在中国的市场容量为4.7亿元，亿元，2009年就膨胀到年就膨胀到58.7亿元，其年复合增长率大约是亿元，其年复合增长率大约是65.6%。（1）简述中国上演）简述中国上演RFID标准战的关键原因在哪？标准战的关键原因在哪？（2）RFID标准化之后有什么好处？标准化之后有什么好处？制定标准的目的为在混乱中建立秩序制定标准的目的为在混乱中建立秩序!标准能够确保协同工作的进行、规模经济标准能够确保协同工作的进行、规模经济

3、的实现、工作实施的安全性，以及其他许的实现、工作实施的安全性，以及其他许多方面工作的更高效地开展。多方面工作的更高效地开展。RFID RFID标准化的主要目的在于：标准化的主要目的在于：通过制通过制定、发布和实施标准，解决编码通信、空定、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，最大程度地促中接口和数据共享等问题，最大程度地促进进RFIDRFID技术与相关系统的应用。技术与相关系统的应用。二、二、RFID标准概述标准概述二、二、RFID标准概述标准概述就一个成熟的就一个成熟的RFIDRFID应用系统来说，以下几个方应用系统来说，以下几个方面是必需的。面是必需的。（1 1）遵循开放

4、标准：）遵循开放标准：即遵循国内标准还是兼容国际标准。即遵循国内标准还是兼容国际标准。（2 2）业务价值定义：）业务价值定义：过滤特定行业应用的价值点，进行应用过滤特定行业应用的价值点，进行应用模式的创新，明确业务目标。模式的创新，明确业务目标。（3 3）硬件有效实施：）硬件有效实施：针对不同物理环境和业务目标选择特定针对不同物理环境和业务目标选择特定技术，辅助以强大的硬件集成能力，提供适应不同环境复杂度技术，辅助以强大的硬件集成能力，提供适应不同环境复杂度的硬件部署和实施。的硬件部署和实施。（4 4）成熟软件架构：）成熟软件架构：兼容现有应用环境，面向未来业务进行兼容现有应用环境，面向未来业

5、务进行拓展。拓展。（5 5）灵活业务流程：）灵活业务流程：适应不同应用场景下的业务流程定制能适应不同应用场景下的业务流程定制能力，支持供应链环境下的信息交换。力，支持供应链环境下的信息交换。（6 6）完整业务展现：）完整业务展现：简化业务操作的同时，为企业决策层提简化业务操作的同时，为企业决策层提供全面业务透视能力。供全面业务透视能力。RFID标准可以处理以下几个问题。标准可以处理以下几个问题。（1）技术问题如接口和转送技术。）技术问题如接口和转送技术。例如，例如，RFID中间件（中间件技术）中间件（中间件技术）扮演着扮演着RFID标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中标签和应用程序

6、之间的中介角色，从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口，就可以连接到间件所提供的一组通用的应用程序接口，就可以连接到RFID读写器，读写器，读取电子标签数据。读取电子标签数据。RFID中间件采用程序逻辑及存储转发的功能来中间件采用程序逻辑及存储转发的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。（2）一致性。）一致性。一致性主要指能够支持多种编码格式，如支持一致性主要指能够支持多种编码格式，如支持EPC、DOD等规定的编码格式。等规定的编码格式。RFID标准也包括标准也包括EPCglobal所规定的标所规定的标签数据格式标准。签

7、数据格式标准。（3）性能问题。）性能问题。性能主要是指数据结构和内容，即数据编码格式及其性能主要是指数据结构和内容，即数据编码格式及其内存的分配。内存的分配。（4）与传感器的融合问题。）与传感器的融合问题。目前，目前，RFID技术与传感器系统正逐步融合，技术与传感器系统正逐步融合，物品定位已采用物品定位已采用RFID三角定位法及更多复杂的技术，还有一些三角定位法及更多复杂的技术，还有一些RFID技术中采用了传感器来代替芯片。例如，实现温度和应变传感技术中采用了传感器来代替芯片。例如，实现温度和应变传感器的声表面波标签已经和器的声表面波标签已经和RFID技术相结合。技术相结合。二、二、RFID标

8、准概述标准概述1.RFID1.RFID标准简介标准简介目前和目前和RFID技术领域相关的标准可分为以下四大类：技术标准、数据技术领域相关的标准可分为以下四大类：技术标准、数据内容标准、一致性标准和应用标准。内容标准、一致性标准和应用标准。（1）技术标准）技术标准（如符号、射频识别技术、（如符号、射频识别技术、IC卡标准等），定义了应该卡标准等），定义了应该如何设计不同种类的硬件和软件。这些标准提供了读写器和电子标签如何设计不同种类的硬件和软件。这些标准提供了读写器和电子标签之间通信的细节、模拟信号的调制、数据信号的编码、读写器的命令之间通信的细节、模拟信号的调制、数据信号的编码、读写器的命令及

9、标签的响应；定义了读写器和主机系统之间的接口；定义了数据的及标签的响应；定义了读写器和主机系统之间的接口；定义了数据的语法、结构和内容。语法、结构和内容。（2）数据内容标准）数据内容标准（如编码格式、语法标准等），定义了从电子标签（如编码格式、语法标准等），定义了从电子标签输出的数据流的含义，提供了数据可在应用系统中表达的指导方法；输出的数据流的含义，提供了数据可在应用系统中表达的指导方法；详细说明了应用系统和标签传输数据的指令；提供了数据标识符、应详细说明了应用系统和标签传输数据的指令；提供了数据标识符、应用标识符和数据语法的细节。用标识符和数据语法的细节。（3）一致性标准）一致性标准（如印

10、刷质量、测试规范等标准），定义了电子标签（如印刷质量、测试规范等标准），定义了电子标签和读写器是否遵循某个特定标准的测试方法。和读写器是否遵循某个特定标准的测试方法。（4）应用标准）应用标准（如船运标签、产品包装标准等），定义了实现某个特（如船运标签、产品包装标准等），定义了实现某个特定应用的技术方法。例如，集装箱装箱识别系统，定应用的技术方法。例如，集装箱装箱识别系统，RFID标签贴标的标签贴标的位置；提供标签、产品封装和编号方式的详细资料。位置；提供标签、产品封装和编号方式的详细资料。二、二、RFID标准概述标准概述2.RFID2.RFID标准分类标准分类（1）技术标准 ISO 18000

11、：定义了询问者与标签之间在不同频率上的空中接口。EPC Gen2：定义了频率在860890MHz之间的空中接口标准。与RFID技术相关的标准：由于RFID技术涉及的技术领域众多，行业广泛，其应用还涉及道德、伦理等社会问题，所以RFID技术和有关组织制定的标准关系密切。二、二、RFID标准概述标准概述3.3.常用的常用的RFIDRFID标准标准（2）数据内容标准数据内容标准 ISO/IEC 15424：数据载波和特征标识符。：数据载波和特征标识符。ISO/IEC15418：EAN/UCC应用标识符及柔应用标识符及柔性电路数据标识符和保护。性电路数据标识符和保护。ISO/IEC 15434：高容量

12、：高容量ADC媒体传输语法。媒体传输语法。ISO/IEC 15459：物品管理的惟一：物品管理的惟一ID。ISO/IEC 24721：惟一：惟一ID规范。规范。ISO/IEC 15961：数据协议的应用接口。：数据协议的应用接口。ISO/IEC 15962：数据协议的数据编码方案：数据协议的数据编码方案和逻辑内存功能。和逻辑内存功能。ISO/IEC 15963：射频标签的惟一：射频标签的惟一ID。二、二、RFID标准概述标准概述3.3.常用的常用的RFIDRFID标准标准（3）一致性标准一致性标准 ISO/IEC 18046 RFID：设备性能测试方ISO/IEC 18047：RFID设备一致

13、性测试方法。Part2：125150MHz。Part3：13.56MHz。Part4：2450MHz。Part6：860960MHz。Part7：433.92MHz（主动）。二、二、RFID标准概述标准概述3.3.常用的常用的RFIDRFID标准标准（4）应用标准应用标准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：动物的无线射频识别编码结构。ISO 11785：动物的无线射频识别技术准则。ISO 14223-1：动物的无线射频识别高级标签第一部分的空中接口。ANSI MH 10.8.4：可回收容器的RFID标准。A

14、IAG B11：轮胎电子标签标准（汽车工业行动组）。ISO 122/104 JWG：RFID的供应链应用。二、二、RFID标准概述标准概述3.3.常用的常用的RFIDRFID标准标准 目前影响全球目前影响全球RFIDRFID标准的有五大标准化组织，分别是标准的有五大标准化组织，分别是GS1/EPCglobalGS1/EPCglobal、ALMGlosalALMGlosal、ISOISO、UIDUID、IP-XIP-X。二、二、RFID标准概述标准概述4.RFID4.RFID标准化组织标准化组织 （1 1）GS1/EPCglobalGS1/EPCglobal GS1/EPCglobal GS1/

15、EPCglobal以欧美跨国列强为阵营，是当今世界最大以欧美跨国列强为阵营，是当今世界最大的的RFIDRFID标准组织。该组织的前身为北美标准组织。该组织的前身为北美UCCUCC产品统一编码组织产品统一编码组织和欧洲和欧洲EANEAN产品标准组织，合并后称为产品标准组织，合并后称为EPCglobalEPCglobal，其核心成员，其核心成员包括美国的沃尔玛、德国的麦德龙、硅谷的思科、欧洲的吉列包括美国的沃尔玛、德国的麦德龙、硅谷的思科、欧洲的吉列公司等世界公司等世界500500强企业。强企业。二、二、RFID标准概述标准概述4.RFID4.RFID标准化组织标准化组织 （2）AIMglobal

16、组织组织 AIMglobal组织即全球自动识别组织，组织即全球自动识别组织，AIM在全球有在全球有13个个国家与地区性的分支，且目前其全球会员数已快速累积到国家与地区性的分支，且目前其全球会员数已快速累积到1000多个。该组织是全球产品编码组织。多个。该组织是全球产品编码组织。（3）ISO ISO即为国际标准化组织。即为国际标准化组织。（4）UID（Ubiquitous ID，泛在ID）UID即为日本泛在技术核心组织即为日本泛在技术核心组织。二、二、RFID标准概述标准概述4.RFID4.RFID标准化组织标准化组织 （5）IP-X IP-X主要在南非南美、澳大利亚、瑞士等国家推行，为中主要在

17、南非南美、澳大利亚、瑞士等国家推行，为中性主权国的第三世界标准组织。性主权国的第三世界标准组织。地区性的组织有欧洲标准化委员会（地区性的组织有欧洲标准化委员会（CEN）等；地区性的）等；地区性的标准化机构有美国国家标准化组织（标准化机构有美国国家标准化组织（ANSI）、英国标准化组）、英国标准化组织（织（BSI）、加拿大标准化协会（）、加拿大标准化协会（SCC）、法国工业标准化协）、法国工业标准化协会（会（AFNOR）和）和DIN；产业联盟有汽车工业行动组（；产业联盟有汽车工业行动组（AIAG）、）、美国统一代码协会（美国统一代码协会（UCC/EAN）、）、ATA和和EIA。这些机构均在。这些

18、机构均在制定与制定与RFID相关的国家和地区或产业的联盟标准，并希望通相关的国家和地区或产业的联盟标准，并希望通过不同的渠道提升为国际标准。过不同的渠道提升为国际标准。二、二、RFID标准概述标准概述5.RFID5.RFID标准多元化的原因标准多元化的原因 RFIDRFID的国际标准较多，主要有的国际标准较多，主要有技术因素和利益因素技术因素和利益因素两方面的原因。两方面的原因。（1）技术因素 1）RFID的工作频率和信息传输方式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多个频段中，频率不同，其技术差的工作频率分布在低频至微波的多个频段中，频率不同，其技术差异很大。异很大。

19、2）作用距离）作用距离作用距离的差异也是标准不同的主要原因。（作用距离的差异也是标准不同的主要原因。（6）技术的发展）技术的发展由于新技术的出现和制造业的进步，使得标准需要不断融入这些新进展，以由于新技术的出现和制造业的进步，使得标准需要不断融入这些新进展，以形成与时俱进的标准。形成与时俱进的标准。（2 2）利益因素）利益因素 尽管标准是开放的，但标准中的技术专利也会给相应的国家、集团、公司尽管标准是开放的，但标准中的技术专利也会给相应的国家、集团、公司带来巨大的市场和经济效益，所以标准的多元化与标准之争也是国家、集团、带来巨大的市场和经济效益，所以标准的多元化与标准之争也是国家、集团、公司利

20、益之争的必然反映。公司利益之争的必然反映。二、二、RFID标准概述标准概述6.6.各国的各国的RFIDRFID频段规范频段规范 （1）美国的RFID频段规范 联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）是一家独立的政府机构，直接对美国国会负责，于1934年建立。FCC通过美国的法律来规范射频技术的使用。所有射频技术的使用都必须符合这些规范。FCC第15部分的条款15.247规定了UHF频段的RFID设备可以工作在工业、科学和医学频段上；条款15.247定义了在902928MHz、2400.22483.5MHz和57255850MHz频段内的操作，

21、其中其中902928MHz带宽提供了优化的工作频率范围并优先带宽提供了优化的工作频率范围并优先给供应链使用给供应链使用。符合第15部分要求的RFID系统采用跳频扩频调制技术从读写器功率的最大动态范围获益。符合第15部分要求的UHF读写器在跳变信道超过50个时，可以有最大1W的发射功率，或者在有向天线的情况下达到4W的功率。二、二、RFID标准概述标准概述6.6.各国的各国的RFIDRFID频段规范频段规范 （2）欧洲的RFID频段规范 欧洲电信标准化协会（欧洲电信标准化协会（European Telecomunications Standards Institute，ETSI）是由欧共体委员会

22、于1988年批准建立的一个非营利的电信标准化组织，其总部设在法国南部的尼斯。ETSI的标准化领域主要是电信业，并涉及与其他组织合作的信息及广播技术领域。ETSI作为一个被CEN（欧洲标准化协会）和CEPT（欧洲邮电主管部门会议）认可的电信标准协会，其制定的推荐性标准常被欧共体作为法规的技术基础而采用并被要求执行。2004年年9月，月，ETSI发布了发布了EN302208标准，规定标准，规定了了865868MHz波段中的波段中的UHF段段（欧洲RFID所用超高频段）的RFID设备的“技术要求和测量方法”。二、二、RFID标准概述标准概述6.6.各国的各国的RFIDRFID频段规范频段规范 （3）

23、日本的RFID频段规范 日本内务通信部（日本内务通信部（MIC，原总务省，原总务省，2004年年9月月10日改名）日改名）对无线电波的使用采取了放松的策略，该组织负责规范所有与通信有关的政策，包括制定日本的RFID标准。通过对各种工业应用的调查，MIC认为130kHz、13.4MHz和2.4GHz 频段对RFID标记的使用是安全的。除此之外，950954MHz频段及其相邻频率也可在新的频谱分配中加以考虑。MIC已同意开启已同意开启952954MHz的的UHF频谱供频谱供RFID使用使用。天线功率在10mW1W之间的高功率被动标签系统和增益为6dBi的天线，可以传输的最大功率相当于4W等效全向辐

24、射功率。用户使用该系统需要获得许可；对于在10mW以内的功率系统，用户则无须获得许可。二、二、RFID标准概述标准概述6.6.各国的各国的RFIDRFID频段规范频段规范 （4）我国的RFID频段规范 在过去的几年里，我国已经和世界同步发展并建立起了自己的RFID标准。我国信息产业部（现为工业和信息化部）于我国信息产业部（现为工业和信息化部）于2007年年5月月11日公布了日公布了800/900MHz频段射频识别（频段射频识别（RFID）技术应用）技术应用规定（试行）规定（试行）。800/900MHz800/900MHz频段频段RFIDRFID技术的具体使用频率为技术的具体使用频率为84084

25、0845MHz845MHz和和920920925MHz925MHz。频率范围在840845MHz之间和920925MHz之间的有效发射功率不超过100mW。国家制定的双频段UHF标准，除了基本的800MHz贴近欧洲等地区的标准，900MHz贴近美国等标准，这样就可能兼容世界上绝大多数国家和地区的RFID标准，还有自己的特色。另外，这两个频段也是我国目前能找出的比较接近国际标准的频段。二、二、RFID标准概述标准概述6.6.各国的各国的RFIDRFID频段规范频段规范 （5）印度的RFID频段规范 印度的无线频率管理局（印度的无线频率管理局（WPC，属于通信与信息技术部）是，属于通信与信息技术部

26、）是印度规范射频应用的无线电部门印度规范射频应用的无线电部门。WPC采用865865867MHz867MHz作为作为RFID UHFRFID UHF频段，频段，并免除了RFID设备在该频段上的使用许可，只要满足1W最大发射功率、4W有效辐射功率和200kHz载波带宽的要求，同时对其他无线设备没有干扰，任何人无须许可就可以使用这个频段。印度的软件业准备为欧美RFID系统的解决方案提供配套软件，现在他们可以更好地在国内测试和开发RFID系统。另外，芯片开发商也准备在印度开发RFID芯片。频段确定以后，印度的厂商就可以随时从事有关RFID的技术工作，而不必再向WPC提出申请了。二、二、RFID标准概

27、述标准概述6.6.各国的各国的RFIDRFID频段规范频段规范 （6）加拿大的RFID频段规范 在在902908MHz的的UHF频段，加拿大的规范和美国的规范频段，加拿大的规范和美国的规范类似。类似。加拿大牛标识机构（CCIA）（最近被命名为加拿大牲畜标识机构，CLIA），建议所有的牲畜标签应该被RFID标签所替换。由于可以通过RFID技术有效地进行追踪动物和验证动物的年龄，从而满足国内和国际上关于动物健康和食品安全的要求，所以加拿大的养牛工业大力支持这一建议。在加拿大移除CCIA标签是一种严重的犯罪，所有CCIA认可的RFID标签颜色都是黄色。三、三、ISO/IEC的相关标准的相关标准1.I

28、SO/IEC1.ISO/IEC的相关标准概述的相关标准概述 ISO是公认的全球非营利工业标准组织。与与EPCglobalEPCglobal只专注于只专注于860860960MHz960MHz频段不同，频段不同，ISO/IECISO/IEC对对各个频段的各个频段的RFIDRFID都颁布了标准都颁布了标准。ISO/IEC已出台的RFID标准（如图3-1所示）主要关注基本的模块构建、空中接口和涉及的数据结构及其实施问题。它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4个方面。三、三、ISO/IEC的相关标准的相关标准1.ISO/IEC1.ISO/IEC的相关标准概述的相关标准概述 ISO/

29、IEC已出台的RFID标准（如图3-1所示）主要关注基本的模块构建、空中接口和涉及的数据结构及其实施问题。它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4个方面。三、三、ISO/IEC的相关标准的相关标准2.UHF2.UHF频段空中接口标准的频段空中接口标准的ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000标准系列标准系列 ISO/IEC 18000标准系列主要包括ISO/IEC 180001180007共7个部分。如图3-2所示为ISO/IEC 18000系列的标准内容。三、三、ISO/IEC的相关标准的相关标准3.ISO/IEC 180003.ISO/IEC 18000的主要

30、空中接口技术指标的主要空中接口技术指标 四、四、EPC的相关标准的相关标准1.EPCglobal1.EPCglobal概述概述 无线电波频谱无线电波频谱125KLF 低频 13.56 MHzHF 高频 915-928 MHzUHF 超高频2.45 GHz 微波EAS(Electronic article surveillance)MHzFCC开放RFID频段中华电信up link中华电信down link RFID915928922910895940955960902远传 down 远传up891.4937892增频增频国内RFID频段RFID(UHF BAND)与与GSM 900邻频干扰邻频

31、干扰2教学目标教学目标v介绍目前主要几个制定RFID标准的组织，了解其组织所制定的标准内容v主要标准规格其规范的项目以及所应用的领域v这些标准规格下，读取器与标签之间的通讯方式、错误侦测与防碰撞的方法3大纲大纲v RFID的标准规范v EPCglobalv 标准介绍v 标签的分类v 标签与读取器间之通讯协定v ISOv 标准介绍v 动物识别标准v 非接触式智慧卡标准 品项管理标准 其他应用所使用的标准 ISO与EPCglobal标准的比较 其他推动标准的组织 uID 中国 AIM?global ANSI AIAG IPICO 小结5RFID的标准规范的标准规范v 目前国际上提出RFID标准的主

32、要组织v EPCglobalv 标准化国际组织(International Organization for Standardization;ISO)v Ubiquitous ID(uID)v 目前国际上提出RFID标准的其他组织v 中国v 自动识别和行动技术协会(Association for Automatic Identification and Mobility;AIM)v 美国国家标准学会(American National Standards Institute;ANSI)v 美国汽车工业行动集团(Automotive Industry Action Group;AIAG)v IP

33、ICO7标准介绍标准介绍v 产品电子码(Electronic Product Code;EPC)v 1999年麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)成立Auto-ID中心(Auto-ID Center)v 发展产品电子码与相关的技术来用于全球供应链中，以进行产品的识别与追踪v 2003年统一编码协会(Uniform Code Council;UCC)与欧洲商品条码协会(European Article Number;EAN)所成立的非营利组织接替Auto-ID中心的工作，负责产品电子码的研发与管理，目标是将产品电子码发展成全球通用标准v 产品

34、电子码的注册v 管理与维护产品电子码的编码及网路v EPCglobal系统是一种基于EAN/UCC编码的系统v 采用的公司：零售巨头渥尔玛(Wal-Mart)、强生(Johnson&Johnson)、宝侨(P&G)、特易购(Tesco)等8EPCglobal所制定的标准所制定的标准9已发布的已发布的EPCglobal标准标准EPCglobal标准版本功用概述EPC Tag Data Standard(TDS)Standard1.3.11.31.1,Rev.1.27不同编码系统下，如何编码成产品电子码标签资料EPC Tag Data Translation(TDT)1.0一个读取器如何就读取的标

35、签资料转换成机器可读(Machine-readable)的资料格式Class 1 Generation 2 UHF Air Interface Protocol Standard Gen 21.1.01.0.9以超高频为空中沟通介面，RFID标签如何与读取器进行通讯来交换资料 Reader Protocol(RP)Standard1.1读取器如何与中介软体运作（以利资料收集）之通讯协定Low Level Reader Protocol(LLRP)Standard1.0.11.0第二代的EPCglobal读取器协定，提供读取器与中介软体之间更完整通讯协定10已发布的已发布的EPCglobal标准

36、（续）标准（续）EPCglobal标准版本功用概述Reader Management(RM)Standard1.0.1?如何管理多家或多个产品电子码读取器的标准Application Level Events(ALE)Standard1.11.0基于特定条件下，如何从多个读取器识别对应的事件资讯EPCIS-EPC Information Services Standard1.0.11.0对于一个产品电子码如何储存与撷取相关资料Object Naming Service(ONS)Standard1.0根据一个产品电子码，到哪里可以取得更多资讯Pedigree Standard1.0药品供应链中，

37、如何维护与交换药品履历资料EPCglobal Certificate Profile Standard1.0确保EPCglobal会员在EPCglobal网路(EPCglobal Network)上都能安全互通资料的凭证标准11标签的分类标签的分类Class-0身分识别用标签(Identity Tags)v被动式(Passive)v唯读(Read-only,RO)v在出厂时写入产品电子码(EPC)v发射讯号能量来自读取器v读取范围：最远到10公尺v由Symbol（前身是Matrics）制造v与Class 1使用不同协定v应用于商品电子防盗系统Class-1身分识别用标签(Identity Ta

38、gs)v被动式v一写多读(Write Once,Read Many,WORM)v由使用者写入产品电子码v发射讯号能量来自读取器v读取范围：最远到10公尺v主要制造厂商有Alien等v应用于商品识别12标签的分类（续）标签的分类（续）Class-2多功能标签(Higher-Functionality Tags)v被动式v具有延伸的标签识别码(Tag ID)v拥有比Class-1多的可用记忆体(65KB)v具有可验证存取控制(Authenticated Access Control)功能v读取范围：最远到10公尺Class-3半被动式标签(Battery-Assisted Passive Tags

39、(called Semi-Passive Tags in UHF Gen2)v被动式v具有延伸的标签识别码(Tag ID)v拥有比Class-1多的可用记忆体(65KB)v具有可验证存取控制(Authenticated Access Control)功能v具备电池供应感测器进行运作，如记录 温度、湿度等外在环境的变化v具备感测器的能力 v读取范围：最远到30公尺13标签的分类（续）标签的分类（续）Class-4主动式标签(Active Tags)v可读写v内建电源v可主动传送讯号给读取器v相较于Class-3v功能较多v电池电力较多v可用记忆体较多v读取范围：大于100公尺 v可和相同频段的主

40、动式标签进行通讯Class-5 主动式标签(Active Tags)基本读取器v可读写v内建电源v供电给Class-0、Class-1和Class-2的标签v与Class-4和Class-5的标签进行通讯v应用于远距无线网路系统上14标签与读取器间之通讯协定标签与读取器间之通讯协定v UHF Class 1 Gen1v 在Auto-ID中心时期所制定v 包括Class 0和Class 1v UHF Class 1 Gen2v 由加入EPCglobal组织的主要公司于2004年12月合作开发完成v 推动新的RFID硬体产品开发之标准介面和协议的一项基础要素v 于2006年6月被ISO组织批准并入

41、了ISO/IEC18000-6c标准里，使得全球UHF RFID技术发展得到规范v 在频率的部分是涵盖到各个国家的范围v 渥尔玛于2006年9月正式开始用Gen2标签替代Gen1标签标签与读取器间之通讯协定（续）标签与读取器间之通讯协定（续）vUHF Class 1 Gen2的优点v标签的讯息储存量增大v准确性提高v存取控制机制的增加v内建较多的功能v读取与写入速度的提升v可因应环境的需求，弹性的调整读取速度v符合全球许多条例的要求v在供应链提供准确与具成本效益的讯息可见度v企业间可以共享货物在供应链中传输的相关资讯1516标签与读取器间之通讯协定（续）标签与读取器间之通讯协定（续）v又称为标

42、签协定(Tag Protocol)vPhysical Layer(实体层)：资料的调变与传输v双边带幅移键控(Double-sideband Amplitude Shift Keying,DSB-ASK)v单边带幅移键控(Single-sideband Amplitude Shift Keying,SSB-ASK)v反相幅移键控(Phase-reversal Amplitude Shift Keying,PR-ASK)标签与读取器间之通讯协定（续）标签与读取器间之通讯协定（续）2.Tag-identification Layer（标签识别层）：对标签下达的命令3.三个基本的操作4.选取(Sel

43、ect)：选择一定类别与范围的标签进行盘点与存取的动作5.盘点(Inventory)：识别标签6.存取(Access)：针对个别的标签进行存取的动作17读取器的操作方式与标签的状态读取器的操作方式与标签的状态18读取器操作的指令读取器操作的指令操作类型指令功用Select选取(Select)选取标签Inventory查询(Query)开始一个盘点的动作产生一个乱数来决定回应时间调节查询(Query Adjust)将标签原本Slot的数目进行改变重复查询(QueryRep)标签会减少其Slot的数字EPC答覆(ACK)读取器会回应给标签的指令NAK读取器发出的指令标签回到调停(Arbitrate

44、)状态（除了被Kill或是处于Ready的状态）19读取器操作的指令（续）读取器操作的指令（续）20操作类型指令功用Access随机数请求(Req_RN)要求标签产生一个随机数读取(Read)从标签的记忆体里的某个区块读取资料写入(Write)写入资料到标签的记忆体里的某个区块销毁(Kill)不会再对任何读取器进行回应防止隐私的泄漏标签无法再使用锁定(Lock)标签不能再进行写入的动作防止资料被任意的窜改Access（选择性操作）当标签拥有密码时让标签从开启(Open)的状态转成保护(Secure)的状态BlockWrite（选择性操作）一次写入多个区块BlockErase（选择性操作）从单一

45、标签的记忆体区块中清除多个区块标签的状态标签的状态状态名称描述准备(Ready)不在目前进行的盘点操作中调停(Arbitrate)该标签目前属于某一个盘点的操作中表示Slot的数字尚未为零还在等待中回应(Reply)产生一个16位元的乱数给读取器收到一个ACK的讯息时就会进入应答的状态没有收到ACK的讯息就回到调停的状态应答(Acknowledged)从这个状态进入到除了销毁状态之外的任何状态开启(Open)密码不为零的标签处于应答的状态时收到乱数请求的指令时保护(Secured)密码为零的标签在应答状态收到读取器送来乱数请求的指令时销毁(Killed)永久地无法使用21标签的状态图标签的状态

46、图2227UHF Class 1 Gen1 vs.UHF Class 1 Gen2特性Class 1 Gen1Class 1 Gen2频率860-930MHz860-960MHz固定记忆体锁定无可读取速度（每秒）230 个标签（美国）115 个标签（欧洲）880个标签（美国）450个标签（欧洲）写入速度(96-bit EPC)（每秒）3个标签5 个标签读取对应标签的方式Binary Tree Walking ProtocolSleep/Wake 状态“Q”Protocol“Symmetric”状态ID长度96位元512位元标签资料检验读取有16-bit CRC来检验讯息正确性读写皆有16-bi

47、t CRC来检验讯息正确性安全性Write、Kill有8-bit的密码保护Read、Write、Lock与Kill皆有32-bit的密码保护29标准介绍标准介绍v动物识别标准：ISO 11784、ISO 11785和ISO 14223 v非接触式智慧卡标准：ISO 10536、ISO 14443和ISO 15693v品项管理(Item?Management)标准：ISO 18000、ISO 24710v其他相关的标准动物识别标准动物识别标准v ISO 11784：定义64位元识别码之编码结构(Code Structure)v 位元1：设定此标签的用途v 1：用于动物识别v 0：是其它的用途v

48、位元215：保留码v 这14个位元是保留给将来的应用来使用30动物识别标准（续）动物识别标准（续）3.位元16：额外的资料4.1：传送完识别码后是否有额外的资料要被传送5.位元1726：国码6.设定哪一个国家在使用7.依据ISO 3166所编制的国码8.位元2764：识别码9.由各国自行定义如何对动物注册做一个识别码10.例如动物的种类、饲养者与饲养地区等资讯3132动物识别标准（续）动物识别标准（续）vISO 11785：定义了读取器与标签间的资料传输方式v全双工(Full Duplex,FDX)v半双工(Half Duplex,HDX)v序列式(Sequential,SEQ)动物识别标准（

49、续）动物识别标准（续）vISO 11785：定义技术概念(Technical Concept)v标签可设计成适合动物的各种形式v如玻璃管状、耳标或项圈等v可分为皮下植入式晶片与耳标式晶片v植入式晶片主要用于宠物追踪v玻璃管造型的标签v长度在二毫米到数十毫米v注射在动物的脂肪组织内v飞利浦所生产的HITAG 2 和 HITAG S vEM Microelectronic公司所推出的晶片3334动物识别标准（续）动物识别标准（续）vISO 14223：规范进阶的标签(Advanced Transponders)v规范使用于动物身上之RFID标签的标准 v为ISO 11784/11785的延伸v能直

50、接读取动物的资料而不需透过资料库，例如可以让接种资料直接储存在标签上 v包含三个部分v第一部分：空中介面，定义连接到读写装置硬体的主要介面参数，如程式类型与调变类型 v第二部分：编码与命令的结构v第三部分：应用35非接触式智慧卡标准非接触式智慧卡标准v非接触式智慧卡(Contactless Smart Card)vISO 10536：近耦合卡(Close Coupling Card)vISO 14443：近傍型卡(Proximity Card)vISO 15693：近距型卡(Vicinity Card)vISO 18092、ISO 21481：近场通讯(Near Field Communica

51、tion,NFC)v涵盖项目v智慧卡的特性与测试方法v讯号调变的结构和射频的介面v资料的处理v初始化的动作、传输协定与防碰撞机制与资料结构36非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）vISO 10536v此标准主要发展于1992到1995年间v特性v允许标签与读取器之间在两公分内使用电容耦合或感应耦合进行资料的存取v缺点v智慧卡成本高v与接触式IC卡相比优点很少v存在共鸣或无线电干扰的问题vISO 14443与ISO 15693拥有更进阶的技术v业者较少以此标准来开发产品37非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）vISO 14443定义了四个部分v智慧卡的实际特性v射频功率与

52、讯号介面v初始化与防碰撞协定v读取器和智慧卡之间的传输协定v对非接触式近傍型智慧卡(Contactless Proximity Smart Cards)与读取器之间进行规范v通讯标准与传输协定v感应耦合功率传输的特性38非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）vISO 14443智慧卡的特性v表面可进行印刷v尺寸大小v长8.56公分，宽5.4公分，厚0.076公分v可抗应力、防紫外线与X光vISO 14443智慧卡的缺点v易受周遭磁场的影响非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）nISO 14443设定了一个半双工区块传输协定以定义资料如何交换n此协定可提供相容产品间的互通性n

53、依调变、编码，以及防碰撞机制之差异分为两种nISO 14443A：Philips、Siemens和Hitachi nISO 14443B：Motorola与NECn相同点n两者的通信速率都是106Kbaudn13.56MHz7KHz的操作频率n感应距离为010cm3940非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）vISO 14443射频功率和讯号介面之特定术语vASK：幅移键控(Amplitude-Shift Keying)vBPSK：二阶相移键控(Binary Phase-Shift Keying)vNRZ：不归零编码(Non-Return to Zero)，一种讯号之编码方式读取器传

54、送资料给智慧卡时两者的特性读取器传送资料给智慧卡时两者的特性41智慧卡传送资料给读取器时两者的特性智慧卡传送资料给读取器时两者的特性42非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）v符合ISO 14443A：Phillips所推出的Mifare卡v国内悠游卡v具有较高的安全性v三次来回验证的非接触式智慧卡vMifare ProX甚至还具有3DES演算法v具有多个独立的储存区与金錀v可安全地存取多种互相独立的资料v适合做为整合不同功能的多用途卡43非接触式智慧卡标准（续）非接触式智慧卡标准（续）vMifare 1 S50的电子抹除式唯读记忆体(Electrically Erasable Pr

55、ogrammable Read-Only Memory,EEPROM)v1 Kbyte的容量v16个磁区(Sector)v每一个磁区是4个磁块(Block)v4个磁块的最后一栏为控制栏(Sector Trailer)4456ISO 14443与与ISO 15693比较比较v 相同点相同点v 13.56MHz的操作频率v 使用者资讯可储存在智慧卡的微晶片内并可随时更新v 让业者可处理的安全功能，虽然目前并没有一个标准的安全设定方式，但可使用常用的资料加密标准v 支援智慧卡与读取器之间的验证功能v 可以让代理商发展读取器额外的安全能力，像是生物特徵(Biometric)读取机v 为了易于安装系统，

56、读取器会提供不同的连结介面，包括一个与125KHz系统相容的Wiegand连结器或具有读/写能力的RS-232介面57ISO 14443与与ISO 15693比较（续）比较（续）v相同点（续）相同点（续）v支援多个读取器混合使用v允许单一读取器具有多重的技术操作v已安装票卡系统的使用者可存取智慧卡序号或使用旧卡中已被定义资料格式的现有资讯v达成新旧系统的共存与相容v在不放弃旧有存取系统的情况下转移来使用非接触式智慧卡v差异v两者主要差异在于读取距离、资料传输速率以及技术应用之扩展性和成熟度ISO 14443与与ISO 15693比较（续）比较（续）功能ISO 14443ISO 15693读取距

57、离10公分以内11.5公尺记忆容量64KB2KB读写能力可读写可读写资料传输高达106KBaud(ISO)可提高到848KBaud高达106KBaud晶片类型微控制器(MCU)或记忆体布线逻辑（一种无MCU的电子电路）微控制器或记忆体布线逻辑加密和验证功能 MIFARE、RSA、ECC、DES、3DES、AESDES、3DES或厂商自定防碰撞功能有有支援接触式介面有(ISO 7810)有(ISO 7810)5859品项管理标准品项管理标准vISO 18000：属于品项管理之标准，主要运用于供应链的管理v物流系统无线通信技术的首项国际标准vRFID标签与读取器间的沟通标准v范围广，包含六部分，涵

58、盖了不同的频宽v如：Part 3涵盖HF(13.56MHz)，Part 6涵盖UHFv涵盖所有类别的标签，应用范围广v如：唯读、可读写、一写多读60品项管理标准（续）品项管理标准（续）18000-1 全球可接受频率的Air Interface Communication(AIC)参数 18000-2 135 KHz以下之AIC参数 短距离的读取范围 18000-3 13.56 MHz之AIC参数 适合中型范围，如货架和仓箱 18000-4 2.45 GHz之AIC参数 长距离的读取范围 18000-5 原本规定了5.8 GHZ之AIC参数，但在2003年1月成为否决之计画书，不会成为国际标准

59、18000-6 860960MHz之AIC参数 18000-7 433MHz之AIC参数61品项管理标准（续）品项管理标准（续）v ISO 18000-6v 其规范之频率860960 MHz为物流管理(Logistic Management)之最佳选择，已成为国际供应链 RFID应用技术的重要标准v 由整合一些现有之RFID厂商产品规格、EAN.UCC所提出的Global Tag(GTAG)架构及有意参与人士之意见而订出之规范v 以可在世界上任何地方被使用为出发点，经整合后，现在全球主要五个大厂所生产的产品皆有相容性v 其标签规格亦符合EPC的编码架构，但ISO 18000-6标签较EPC系统

60、有更多的应用范围62品项管理标准（续）品项管理标准（续）vISO 24710 v符合18000系列的空中沟通介面规范 v功能较为基本v建议标签容量为64到256位元63ISO标准总览标准总览ISO标准使用频率波长应用ISO 18000-2135KHz以下LF门禁卡、动物追踪ISO 11784/5135KHz以下LF畜牧或宠物的管理 ISO14443A/B13.56MHzHF大众运输票价卡（如悠游卡）ISO 1569313.56MHzHF门禁卡ISO 18000-313.56MHzHF物流、行李运输识别ISO 18000-7433MHzUHF货柜ISO 18000-6860-960MHz922-

61、928MHz（台湾）UHF全球供应链管理64其它应用所使用的标准其它应用所使用的标准v 为了一些独特的品项，所规范的各式物流容器或包装识别v ISO 17358应用需求，包含阶层式资料对应(Hierarchical Data Mapping)v ISO 17363货物容器（栈板等）专用v ISO 17364可回收再利用运输品项专用v ISO 17365运输系统专用v ISO 17366产品包装专用v ISO 17367美国国防部(DoD)专用产品标签v ISO 10374-2RFID专用货物容器识别专用v ISO 15961：规范应用系统介面之相关资讯v ISO 15962：规范资料编码原则6

62、5ISO与与EPCglobal标准的比较标准的比较 频率标准小于135KHz 13.56MHz900MHz2.45GHzEPCglobalISO 11784/5ISO 14443ISO 15693ISO 1800066其他推动标准的组织其他推动标准的组织67其他推动标准的组织其他推动标准的组织vuIDv中国vAIM?Global vANSIvAIAGvIPICO68uIDvT-引擎论坛(T-Engine Forum)v主导日本RFID标准研究与应用的组织v成员有NEC、日立、东芝等v2002年成立uID中心v日本Ubiquitous ID Center（uID中心）vUnique Ubiqui

63、tous Identification Code(ucode)v以东京大学阪村健教授率领的TRON专案为中心与日本的厂商如日立制造所、NEC、大日本印刷等共同成立uID（续）（续）vUcode的优点v能包容现有编码体系的原编码设计vJapanese Article Number Code(JAN Code)v通用产品代码(Universal Product Code,UPC)v国际标准书号(International Standard Book Number,ISBN)vIPv6地址v电话号码v资料长度v标准为128位元v视需求可扩展至256、384或512位元等长度v主要采用的频段：2.45

64、GHz与13.56MHz6970uID（续）（续）1.00-112.这12位元是存放识别码3.12-634.这52位元是存放JAN code5.64-1276.这64位元是存放唯一识别码(Unique ID)7.JAN code8.用来识别产品的类别9.唯一识别码10.针对相同的产品用来作为识别的编号Code IdentifierJAN Code SegmentUnique ID12 位元52位元64位元71uID（续）（续）v 将标签分为9级v Class0：光学ID标签v 如条码，让原本的条码改用UID的新编码法v Class1：低阶RFID标签(Low Level RFID Tag)v

65、唯读用的被动式标签，在出厂时植入编码，不可变更v Class2：高阶RFID标签(High Level RFID Tag)v 可供读写的被动式标签v Class3：低阶智慧标签(Low Level Smart Tag)v 被动式的标签，具备专有的金钥可供加密v Class4：高阶智慧标签(High Level Smart Tag)v 被动式的标签，具有通用的金钥可供加密72uID（续）（续）Class5：低阶主动式标签 内建电池与发电装置，可自行传送资讯 Class6：高阶主动式标签 内建电池与发电装置，可自行传送资讯，可提供加密传输 Class7：加密盒装(Security Box)低阶资讯

66、防护储存箱 可储存大容量资料的伺服器 具备有线通讯的功能以及防窜改的功能 支援eTRON规格的安全处理 Class8：加密伺服器(Security Server)高阶资讯防护储存箱 除了Class7的功能外，还具有安全验证的能力中国中国v国家标准化管理委员会(Standardization Administration of the Peoples Republic of China,SAC)v2004年初成立电子标签国家标准工作组v负责制定中国有关电子标签的国家标准v2004年底终止v资讯产业部科技司v2005年成立无线射频识别技术标准工作组v无线射频相关标准的研究v2006年时发表了中国射频识别(RFID)技术政策白皮书vISO 15693与ISO 1800073中国（续）中国（续）2007年关于发布800/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用试行规定的通知 840MHz845MHz和920MHz925MHz为800/900MHz频段RFID技术的具体使用频率 编码 国家产品代码(National Product Code,NPC)2004年提出，但之后遭受终止 基于国家产