RFID原理与应用-第三章

《RFID原理与应用》第3章第三章RFID系统体系和标准有关RFID技术的国际标准现在主要由国际标准化组织（ISO）和EPCglobal两大组织来制定(注：还有日本的UID标准)，本章主要讲述由EPCglobal组织制定的EPC技术体系标准的概要。1.EPC技术2.EPC系统的组成3.EPCGen2的概要1.EPC技术EPC是ElectronicProductCode（电子产品代码）的简称，它不但统一了对全球物品的编码方法，而且对编码的管理分配、RFID技术规范、网络系统的架构、软件的系统集成、信息处理及信息安全标准等众多领域进行了技术标准的制定和推广，是一个应用前景十分广泛的技术体系标准。2.EPC系统的组成-基本概念2.EPC系统的组成-体系2-1EPC编码体系电子标签里存有识别每一件物品的电子产品代码（EPC），EPC编码体系是新一代的与全球贸易项目代码（GlobalTradeItemNumber，GTIN）兼容的编码标准，是EPC系统的核心与关键。EPC的编码长度有64位（EPC-64）、96位（EPC-96）、256位（EPC-256）3种。2-1EPC编码体系-特性1.唯一性EPC编码具有足够的编码容量组织保障，可以对物品实现唯一编码，例如，EPC-96编码数据结构中厂商识别代码段可以容纳2.68亿家厂商，对象分类代码段可以容纳1677万种产品，序列号段可以容纳687亿个单品。在管理和编制的组织上，由EPCglobal、各国EPC管理机构（中国的管理机构称为EPCglobalChina）、被标识物品的管理者分段管理、共同维护、统一应用，具有合理性和可靠性。2.兼容性EPC编码标准与目前广泛应用的EAN.UCC编码标准是兼容的，GTIN是EPC编码结构中的重要组成部分，目前广泛使用的GTIN、SSCC、GLN等都可以顺利转换到EPC中去，即可以保证条形码等既存代码向EPC代码的过渡和联合运用。EPC编码结构的标头（Header）段用来进行兼容方面的标识，比如EPC-96的标头（Header）数据为“00110000”时表示后续的数据是GTIN代码。3.安全性EPC编码通过和加密、认证技术的相结合，可以使EPC系统获得较好的信息安全机制。2-2-1EPC射频识别系统—EPC标签功能分类2-2-2EPC射频识别系统—EPC读写器功能要求1.EPC读写器必须支持和EPC标签相同的空中通信协议，能够读写不同厂家的EPC标签。2.必须采取措施防止读写器的冲撞，防止EPC系统多个读写器的干扰。3.必须有网络连接功能，应该具有独立网络设备的功能，独立支持局域网、无线网、因特网等有关协议，无须经计算机的中介就可以连接到网络上。2-3-1EPC信息网络系统—中间件EPC中间件是具有一系列特定属性的“程序模块”或“服务”，并被用户集成以满足他们的特定需求，以前Auto-ID中心称EPC中间件为SAVANT。EPC中间件是加工和处理来自读写器的所有信息和事件流的软件，是连接读写器和企业应用程序的纽带，主要任务是在将数据送往企业应用程序之前进行标签数据校对、读写器协调、数据过滤、数据传送、数据存储和任务管理。2-3-2EPC信息网络系统—EPCISEPCIS提供了一个模块化、可扩展的数据和服务的接口，使得EPC的相关数据可以在企业内部或者企业之间共享。它处理与EPC相关的各种信息。EPCIS有两种运行模式，一种是EPCIS信息被已经激活的EPCIS应用程序直接应用；另一种是将EPCIS信息存储在资料档案库中，以备今后查询时进行检索。2-3-3EPC信息网络系统—ONS对象名称解析服务(ONS)是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务(DNS),ONS给EPC中间件指明了存储产品相关信息的服务器。ONS服务是联系EPC中间件和EPC信息服务的网络枢纽，并且ONS设计与架构都以因特网域名解析服务DNS为基础，因此，可以使整个EPC网络以因特网为依托，迅速架构并顺利延伸到世界各地。3.EPCGen2的概要EPCGen2是EPCglobal制定的Class1UHF频段射频识别空中接口的第二代标准，又称C1G2标准。在EPCGen2协议下的标签可以重复读写，并且增加了保密性能。此后EPCGlobal和国际标准化组织合作以该标准为基础出台了ISO18000-6C国际标准。目前几乎所有的标签厂商停止第一代Gen1协议的超高频芯片的开发和生产，超高频领域市场上主流产品均为符合C1G2协议产品。目前协议的的最新版本为1.2.0版，协议规范有108页之长，详细表述了第二代RFID标签、读写器以及信息网络系统的通信和信息网络处理。3-1EPCGen2规范的要点1.RFID系统必须能够在860MHz-960MHz间的任何频率上通信，不同国家和地区对UHF段的频率分配有所不同，EPCGen2要求RFID读写器应能够在这个范围内的任何频率进行工作。2.RFID标签和读写器之间能够实现高速通信，要实现读写器到标签40kbit～160kbit、标签到读写器5kbit～640kbit的传输速率，提高读取标签的效率（理论上每秒能够读取1500枚标签）。3.可支持读写256位的EPC代码。4.RFID电子标签必须具备自毁命令kill，具备密码保护数据的功能。3-2EPCGen2规范的特点兼容性开放性安全性可靠性读取速度实用性3-3EPCGen2电子标签的存储结构3-4-1EPCGen2电子标签的信息安全机制—密码保护-杀死口令杀死口令（KillPassword）杀死口令也叫灭活口令，在有些情况下为了保证信息和隐私的不泄漏，需要启动电子标签的自损功能，比如在服装等领域，由于担心涉及到顾客的安全隐私，可以在适当环节（例如购物结算时）使用kill命令，将标签永久性灭活。3-4-2EPCGen2电子标签的信息安全机制—密码保护-访问口令1.在用户输入访问口令(accesspassword)正确的情况下，用户可以对标签各个区域进行锁定（lock），解锁（unlock）、永久锁定（perma-lock）、永久解锁（perma-unlock）操作。2.访问口令（AccessPassword）的非0和全0对标签的数据读写有着较大的关系，首先根据访问口令的非0和全0，标签状态可分为保护状态（secured）和开放状态（open），当访问口令为全零时，标签处于保护状态（secured），当访问口令非0时，标签处于开放状态（open），根据标签区域的锁类型，有的读写访问要求标签处于保护状态（secured），要从开放状态（open）迁移到保护状态（secured）需要输入正确的访问口令。3-4-2EPCGen2电子标签的信息安全机制—密码保护-访问口令3-4-3EPCGen2电子标签的信息安全机制—锁标签锁类型分为解锁（unlock）、锁定（lock）、永久解锁（perma-unlock）、永久锁定（perma-lock）四种类型。标签锁类型和标签各个存储区块之间的可读写关系如下。3-4-4EPCGen2电子标签的信息安全机制—数据加密标签EPC信息及TID、User区数据始终可以被读取，而标签本身没有数据的加密解密功能，所以如果不希望有人读取数据并分析窃取信息，可以在写入和读出时由主机进行数据的加解密操作。3-4-5实现EPCGen2电子标签的最高信息安全状态第三章习题-11.EPCglobal制定EPC标准的目的是什么？请登陆网页调查一下。2.EPC系统体系有哪几个组成部分？各包括哪方面的内容？3.EPC-96的数据共有多少位？有几个数据段？你知道EPC-96可以对多少物品进行标识吗？4.什么是EPCGen2？这里的Gen代表什么含义？5.什么是EPC中间件？为什么大型RFID应用系统需要EPC中间件？6.什么是ONS？应用服务器为什么需要ONS的信息支持？第三章习题-27.什么是EPCIS？EPCIS有哪几种运行模式？8.结合实验，回答以下问题：(1)EPCGen2标签的killpassword和accesspassword分别用于什么场合？(2)如何防止黑客破坏你的标签？9.结合实验，回答以下问题：(1)EPCGen2协议下为了让accesspassword不可被读出，可以执行哪些类型的锁操作？(2)EPCGen2协议下在perma-lock和perma-unlock状态下对各区进行读操作，哪些区在两种状态下的读取结果会不同？第三章实验（根据课时可适当调整）1.连接计算机和实验箱，完成对超高频RFID读写器的基本认知2.完成EPCGen2协议下标签读写实验3.完成EPCGen2协议下标签锁实验4.完成EPCGen2协议下标签密钥修改实验5.完成EPCGen2协议下对标签TID区数据的读取分析实验