第3章-RFID技术标准协议-1

物联网射频识别（RFID）技术与应用第3章RFID标准体系点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用目前还没有全球统一的RFID标准体系，RFID处于多个标准体系共存的阶段。现在全球主要存在ISO/IEC、EPC和UID三个RFID标准体系，多个标准体系之间的竞争十分激烈，同时多个标准体系共存也促进了技术和产业的快速发展。点击此处结束放映三流的企业卖产品二流的企业卖一流的企业卖技术标准国家标准GB/T3935.1－1996标准化基本术语第一部分对标准进行了如下定义：“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。”标准体系的实质就是知识产权，是打包出售知识产权的高级形式。①1999年6月，6C(由日立、松下、JVC、三菱、东芝、时代华纳6大掌握DVD核心专利技术巨头组成的专利联盟组织)宣布“DVD专利联合许可”声明，要求世界上所有生产DVD的厂商必须向他们购买“专利许可”。2002年4月19日，6C与中国电子音响工业协会达成协议，我国公司每出口1台DVD，将支付4美元专利使用费。据不完全统计，中国每生产一台DVD机所要交纳的专利费已超20美元，每年DVD专利费交纳近20亿美元（2007年）。②MPEG专利技术管理公司旗下的MPEG-4、H.264、DVB-T等专利组合也都将展开对中国家电产品的专利收费谈判，这些专利组合覆盖范围很广，涉及数字电视、CRT电视、MP3、影音传输等各个领域。标准之争①2007年3月，Lucent、Zenith、汤姆逊、索尼在内的多家ATSC专利所有人也开始向中国彩电企业发出了具体的ATSC专利清单，根据当时的计算，每台彩电出口要交纳的专利费用将超过23美元。同一年，欧洲DVB-T标准的专利权人陆续发函给数字电视制造商长虹、康佳、Coship、DVN等，要求这些企业就每个使用DVB-T专利的产品支付2.5美元的专利费，付费周期要回溯７年，即从2000年开始制造的产品都要支付专利使用费。②1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。ARM自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权给其他公司，由它们来生产，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC（reducedinstructionsetcomputer，精简指令集计算机）标准的缔造者。标准之争对于一个国家来说，没有完备的技术标准体系，就如同一座不设防的城，根本没有技术壁垒可言！RFID标准概述促进作用协调作用优化作用限制与垄断1、标准的作用通过RFID产业标准化，可以使不同企业生产的产品相互兼容，促进全球产业分工，促进新技术普及。标准的建立可以提高技术的可信度，符合标准的产品可以有很好的兼容性，减少了用户的技术风险。通过协调标准，取代那些杂乱无章的标准，减少各国之间的贸易壁垒，为贸易自由化铺平道路。标准化的过程实际上是一个技术优化的过程。标准可以用来限制竞争对手，从事联合开发的行业寡头通过推出行业标准来控制竞争规则，这些标准中包含了大量的知识产权，导致其他企业要进入该行业标准，必须要支付高额的知识产权费用。标准可以用来构筑技术贸易壁垒，在激烈的竞争中，各国利用标准的不同来保护本国的民族工业，或者利用提高标准技术水平的办法来阻止进口。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。2、RFID标准涉及的内容技术（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，例如，实现温度和应变传感器的声表面波标签已经和RFID技术相结合。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，应用往往涉及有关行业的规范）RFID技术标准基本结构技术标准设备测试与试验安全协议数据通信物理参数术语读头封装材料试验测试方法电磁辐射代码协议数据编码数据符号数据对象数据结构初始化防碰撞通信接口功率传输功率调制方式工作频率传输协议•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12目前，RFID还未形成统一的全球化标准，市场为多种标准并存的局面，但随着全球物流行业RFID大规模应用的开始，RFID标准的统一已经得到业界的广泛认同。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。目前已经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关的，其中包括电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范、以及RFID标签的数据内容编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断演变中。RFID标准争夺的核心主要在RFID标签的数据内容编码标准这一领域。目前，形成了五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。3、RFID标准多元化的原因（1）技术因素1）RFID的工作频率RFID的工作频率分布在低频至微波的多个频段中，频率不同，其技术差异很大。2）作用距离作用距离的差异也是标准不同的主要原因。其主要表现为（1）应答器工作方式有无源工作方式和有源工作方式两种。（2）RFID系统的工作原理不同，近距离为电感耦合方式，远距离为反向散射耦合方式。（3）载波功率的差异。例如，同为13.56MHz工作频率的ISO/IEC14443标准和ISO/IEC15693标准，由于后者的作用距离较远，所以其阅读器输出的载波功率较大（但不能超出EMI有关标准的规定）。（4）应用目标不同。（5）RFID的应用面很宽，不同的应用目的，其存储的数据代码、外形需求、频率选择、复杂度等都会有很大的差异。（6）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，以形成与时俱进的标准。（2）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、公司带来巨大的市场和经济效益，因此标准的多元化与标准之争也是国家、集团、公司利益之争的必然反映。标准化还不健全会影响到射频技术的采用吗？这并没有影响到射频技术项目的进行，不过，标准化的进一步完善将对射频技术的使用推广发挥更大的作用。RFID标准化简介3.1ISO/IECRFID标准体系3.2EPCglobalRFID标准体系3.3UID标准体系3.4物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映我国RFID标准简介3.5物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映RFID标准化简介3.1物联网射频识别（RFID）技术与应用3.1.1RFID标准化组织点击此处结束放映二、RFID标准概述RFID标准多元化的原因RFID的国际标准较多，主要有技术因素和利益因素两方面的原因。（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，其技术差异很大。2）作用距离作用距离的差异也是标准不同的主要原因。（6）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，以形成与时俱进的标准。（2）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、公司利益之争的必然反映。物联网射频识别（RFID）技术与应用1、ISO/IEC国际标准化组织（ISO）是一个全球性的非政府组织，是国际标准化领域一个十分重要的组织。中国是ISO的正式成员。国际电工委员会（IEC）是非政府性国际组织和联合国社会经济理事会的甲级咨询机构，成立于1906年，是世界上成立最早的国际标准化机构。中国参加IEC的国家机构是国家技术监督局。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2、EPCglobalEPCglobal在全球有上百家成员，得到世界500强企业沃尔玛、强生和宝洁等公司的支持，同时有IBM、微软、飞利浦和Auto-IDLab等提供技术支持，是实力最强的物联网RFID标准化组织。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用3、UID泛在识别中心（UbiquitousIDCenter，UID）是日本的射频识别标准组织，主要由日系厂商组成，如NEC、日立、索尼、三菱、夏普、富士通和东芝等。4．AIMGlobal5．IP-X点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用3.1.2RFID标准化体系的构成点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映ISO/IECRFID标准体系3.2物联网射频识别（RFID）技术与应用3.2.1ISO/IEC技术标准ISO/IEC技术标准规定了RFID有关技术特征、技术参数和技术规范，主要包括ISO/IEC18000（空中接口参数）、ISO/IEC14443（近耦合、非接触、集成电路卡）、ISO/IEC15693（疏耦合、非接触、集成电路卡）和ISO/IEC10536（密耦合、非接触、集成电路卡）等。点击此处结束放映ISO/IEC的通用技术标准分类ISO/IEC的通用技术标准可以分为:数据采集数据采集类技术标准涉及标签、读写器、应用程序等，可以理解为本地单个读写器构成的简单系统，也可以理解为大系统中的一部分，其层次关系如图1所示；信息共享信息共享类就是RFID应用系统之间实现信息共享所必须的技术标准，如软件体系架构标准等。层次关系返回左半图是普通RFID标准分层框图；右半图是从2006年开始制定的增加辅助电源和传感器功能以后的RFID标准分层框图。1、空中接口通信协议空中接口通信协议规范了读写器与电子标签之间信息交互，目的是为了不同厂家生产设备之间的互联互通性。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议。主要由于不同频段的RFID标签在识读速度、识读距离、适用环境等方面存在较大差异，单一频段的标准不能满足各种应用的需求。物联网射频识别（RFID）技术与应用1.ISO/IEC18000ISO/IEC18000是空中接口通信协议，主要规定了不同频率基于物品管理的RFID空中接口参数，包括ISO/IEC18000-1、ISO/IEC18000-2、ISO/IEC18000-3、ISO/IEC18000-4、ISO/IEC18000-5、ISO/IEC18000-6、ISO/IEC18000-7。点击此处结束放映ISO/IEC18000的主要空中接口技术指标技术指标工作模式频率调制方式数据编码数据传输速率/（kbps）UID长度差错检测标签识别数目ISO/IEC18000—2TYPEA125kHz4kHzASKPIE,Manchester4.264CRC—16264TYPEB134.2kHz8kHzASK,FSKPIE,NRZ8.2,7.764CRC—16264ISO/IEC18000-3Mod113.56kHz7kHzASK,PPMManchester1.65,26.486.6226.4864CRC—16264Mod213.56kHz7kHzPJM,BPSKMFM105.9464CRC—16CRC—3232000ISO/IEC18000-4Mod12400～2483.5MHzASKManchester,FM00～4064CRC—16≥250Mod22400～2483.5MHzGMSK,CW,DifferentialBPSKShortenedFire,Manchester76.8,38432用不同的CRC检测由系统安装配确定ISO/IEC18000-6TYPEA860～969MHzASKPIE，FM03364CRC—16≥25