第6章RFID的ISOIEC标准-1

重庆科技学院电气与信息工程学院1《RFID技术基础》利节2第六章RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准3第六章RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准4标准标准是对重复性事物和概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。5标准的作用•确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实施的安全性以及其他许多方面。•RFID标准化的主要目的在于通过制定、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，最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用。•标准采用过早，有可能会制约技术的发展和进步；采用过晚，可能会限制技术的应用范围。6RFID标准涉及的主要内容包括：•技术（接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术、通信协议）•一致性（数据结构、编码格式及内存分配）•电池辅助及与传感器的融合•应用（如不停车收费系统、身份识别、动物识别、物流、追踪、门禁等）7ISO/IEC概述国际标准化组织（ISO）的宗旨是在世界范围内促进国际标准的制定，协调世界范围内的标准化工作，组织各成员国和技术委员会进行情报交流，共同研究有关标准化的问题。国际电工委员会（IEC）成立于1906年，至今已有100多年的历史，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构。ISO和IEC是RFID国际标准的主要制定机构，目前大部分RFID标准是由ISO/IEC组织下属的技术委员会（TC）或分委员会（SC）制定的。8ISO/IEC制定的RFID标准（P146表6.1）技术标准ISO/IEC10536密耦合非接触式IC卡标准ISO/IEC14443近耦合非接触式IC卡标准ISO/IEC15693疏耦合非接触式IC卡标准9ISO/IEC制定的RFID标准（P146表6.1）10和RFID技术相关的标准•无线通信管理（频谱分布、功率、电磁兼容等内容）•人类健康的有关标准和规范（国际非电离辐射保护委员会（ICNIRP）所提出的标准和规范)•数据安全的有关标准和规范（经济合作与发展组织（OECD））•隐私问题（目前，很多用于物品识别的应答器（电子标签）都能支持KILL命令）11第六章RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准12ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：•非接触式IC卡标准•动物识别标准•物品识别标准13ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：•非接触式IC卡标准•动物识别标准•物品识别标准14非接触式IC卡由于作用距离不同有三种不同的标准。密耦合IC卡及系统至今几乎没有得到应用。近耦合和疏耦合非接触式IC卡标准可用于身份证和各种智能卡，工作频率为13.56MHz。标准卡的类型阅读器作用距离ISO/IEC10536密耦合（CICC）CCD紧靠ISO/IEC14443近耦合（PICC）PCD10cmISO/IEC15693疏耦合（VICC）VCD约50cm15ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：•非接触式IC卡标准•动物识别标准•物品识别标准16嵌入宠物、牧畜身上的RFID芯片可用于动物识别。动物识别的国际标准为ISO/IEC11784，ISO/IEC11785和ISO/IEC14223。17ISO/IEC11784规定动物识别的代码结构，动物识别代码由64位（8字节）组成。国内识别代码由各国自行管理。27-64位码也可分配用于区别不同动物类型、品种、区域和饲养者等。位序号说明11表示动物应用，0表示非动物应用2-15为未来应用保留161表示有附加数据接着传输，0表示没有17-26根据国际标准ISO3166的国家代码，999代码是测试应答器27-64国内识别代码18ISO/IEC11785规定相关的技术准则，包括应答器数据的传输方法和阅读器的规范。阅读器的工作频率134.2kHz±1.8kHz。应答器的工作方式可以是全双工/半双工方式或时序方式。19ISO/IEC11785规定相关的技术准则，包括应答器数据的传输方法和阅读器的规范。阅读器的工作频率134.2kHz±1.8kHz。应答器的工作方式可以是全双工/半双工方式或时序方式。全双工：收发可以同时的。半双工：收和发不能同时。20ISO/IEC11785规定相关的技术准则，包括应答器数据的传输方法和阅读器的规范。阅读器的工作频率134.2kHz±1.8kHz。应答器的工作方式可以是全双工/半双工方式或时序方式。全双工：收发可以同时的。手机，可以同时说话。半双工：收和发不能同时。对讲机，要么说要么听。21全双工/半双工方式应答器在从阅读器获得能量，建立起工作电源后，立即开始传输存储的识别数据。数据以差分曼切斯特码为数字基带信号，数据时钟频率为阅读器载波频率的32分频。22全双工/半双工方式应答器在从阅读器获得能量，建立起工作电源后，立即开始传输存储的识别数据。数据以差分曼切斯特码为数字基带信号，数据时钟频率为阅读器载波频率的32分频。数据的帧结构包括11位的起始域（头标）、64位识别代码、16位的CRC和24位终止域（尾标）。每传输8位后，插入一个具有逻辑1电平的填充位。头标字节填充位1。。。字节填充位1字节填充位1字节填充位1。。。识别代码CRC终止域23时序方式应答器应答器在阅读器50ms的持续载波场中充入能量，载波在持续50ms后暂停3ms，应答器在暂停载波后大约1-2ms内开始传输存储的识别数据。24时序方式应答器应答器在阅读器50ms的持续载波场中充入能量，载波在持续50ms后暂停3ms，应答器在暂停载波后大约1-2ms内开始传输存储的识别数据。采用NRZ码的2FSK数字脉冲调制，逻辑0的频率为134.2kHz，逻辑1的频率为124.2kHz。25时序方式应答器应答器在阅读器50ms的持续载波场中充入能量，载波在持续50ms后暂停3ms，应答器在暂停载波后大约1-2ms内开始传输存储的识别数据。采用NRZ码的2FSK数字脉冲调制，逻辑0的频率为134.2kHz，逻辑1的频率为124.2kHz。数据帧的结构包括8为起始（01111110）、64位识别代码、16位CRC和3字节的终止域，但没有插入填充位26阅读器对于全双工/半双工应答器，应答数据如果在50ms内没有全部传输完，则载波可延迟至100ms。对于时序应答器，为保证时序应答器可把识别数据全部传输完，停顿时间可以最多延长到20ms。27ISO/IEC14223为读取动物应答器内的特殊数字提供了协议，这些数字被存储在集中所有动物数据的中央数据库内。符合ISO/IEC14223标准的读取设备应具备抗干扰能力，保证动物的识别的持续性。28ISO/IEC的RFID标准常用的有三种：•非接触式IC卡标准•动物识别标准•物品识别标准29物品识别标准•ISO/IEC18000：空中接口的重要标准，无线频段（频率）有6个，即低于135kHz，13.56MHz，433MHz，860~960MHz，2.45GHz和5.8GHz。作用距离从数厘米至十多米不等。30物品识别标准•ISO/IEC18000•ISO/IEC18001：给出了应答器的外形要求。•ISO/IEC10374：31物品识别标准•ISO/IEC18000•ISO/IEC18001•ISO/IEC10374：微波应答器的集装箱识别标准，工作频率范围为850~950MHz以及2.4~2.5GHz，应答器的灵敏度以最大电场强度150mV/m定义，最大可阅读距离为13m。应答器在由未调制的载波信号形成的场中被激活，以变形的FSK副载波通过反向散射调制方式进行应答。32物品识别标准•ISO/IEC18000•ISO/IEC18001•ISO/IEC10374：微波应答器的集装箱识别标准，工作频率范围为850~950MHz以及2.4~2.5GHz，应答器的灵敏度以最大电场强度150mV/m定义，最大可阅读距离为13m。应答器中可存储的信息包括：货主编码、序列号和检测数据；集装箱的几何尺寸；集装箱的类别；总重量和空箱重量；等等。33第六章RFID的ISO/IEC标准RFID标准概述ISO/IEC的RFID标准简介ISO/IEC14443标准ISO/IEC15693标准ISO/IEC18000-6标准341.物理特性ISO/IEC14443-1近耦合非接触式IC卡的国际标准，可用于身份证和各种智能卡、存储卡。其尺寸：85.72mm*54.03mm*0.76mm±容差。ISO/IEC14443标准由四部分组成，即ISO/IEC14443-1/2/3/4。352.ISO/IEC14443-2射频能量阅读器产生耦合到应答器的射频电磁场，用以传送能量。PICC通过耦合获取能量，并转换成芯片工作直流电压。PCD和PICC间通过调制与解调实现通信。射频频率为13.56MHz±7kHz，阅读器产生的磁场强度为1.5A/m，PICC在距离PCD为10cm时应能正常不间断地工作。信号接口有两种：TYPEA和TYPEB。362.ISO/IEC14443-2射频能量阅读器产生耦合到应答器的射频电磁场，用以传送能量。PICC通过耦合获取能量，并转换成芯片工作直流电压。PCD和PICC间通过调制与解调实现通信。射频频率为13.56MHz±7kHz，阅读器产生的磁场强度为1.5A/m，PICC在距离PCD为10cm时应能正常不间断地工作。信号接口有两种：TYPEA和TYPEB。37TYPEA型PCD向PICC通信：载波频率为13.56MHz，采用修正密勒码的100%ASK调制。载波间隙的时间约为2-3us。PICC向PCD通信：PICC向PCD通信以负载调制方式实现，用数据曼切斯特码的副载波调制(ASK)信号进行负载调制。Mint12.5μst1≤2.5μs条件2.5μs0.5μs0.7μs00Max3.0μst11.5μs0.4μst1t2t3t4t1t2t4t3110%100%90%60%5%5%60%110%100%90%载波幅度t1000110010ASK100%修正密勒码106kbps曼彻斯特码副载波频率为fc/16负载调制106kbpsPCDPICCPICCPCDPause38TYPEB型PCD向PICC通信：用数据的NRZ码对载波进行ASK调制，调制度为10%（8%-14%）。逻辑1时，载波高幅度（无调制）；逻辑0时，载波低幅度。PICC向PCD通信：用数据的NRZ码对副载波进行BPSK调制，然后再用副载波调制信号进行负载调制实现通信。（P154图6.6）393.ISO/IEC14443-4传输协议用于非接触环境的半双工分组传输协议。•TYPEA型•TYPEB型•半双工分组传输协议403.ISO/IEC14443-4传输协议用于非接触环境的半双工分组传输协议。•TYPEA型•TYPEB型•半双工分组传输协议41TYPEA型防碰撞协议42PCD选定防碰撞命令SEL的代码为93H，95H或97H，分别对应于UIDCL1，UIDCL2，UIDCL3，即确定UIDCLn的n值。4344UID的构成对应于n有4,7,10个字节。UID可以是一个固定的唯一序列号，也可以是由PICC动态产生的随机数。45UIDCL1编码：UIDUID0UID1~UID3说明08HPICC动态产生的随机数X0~~X7H(X为0~F)固定的唯一序列号UIDCL2或UIDCL3编码：UIDUID0UID1~UID6（或UID9）说明ISO/IEC7816的标准定义的制造商标识制造商定义的唯一序列号46CT是级联标志，编码为88H.47BCC是UI