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1、RFID频率标准与技术规范,湖南现代物流职业技术学院米志强,国家级十二五规划教材配套资源,教材开发的“四导”风格,掌握无线射频识别的频率标准与技术规范，并能应用它们来解决实际工作中的问题。,对新技术标准的应用推广能力。,对新技术有较强的实践应用能力。,1,2,3,导教,导学,了解制定和实施RFID标准的重要意义、分类及常见的RFID标准化组织及频段；熟悉ISO/IEC RFID的相关标准；熟悉UHF频段空中接口标准及ISO/IEC18000标准系列；熟悉EPC RFID的相关标准；熟悉UID RFID的相关标准；熟悉各标准之间的区别及联系。,学习目标：,主要内容,RFID标准概述,01,07,
2、04,06,05,09,03,02,08,ISO/IEC的相关标准,EPC的相关标准,UID的相关标准,各标准之间的关系与比较,我国RFID标准的现状,RFID标准化存在的问题,实训项目,习题,6,导读,标准之争即利益之争，一旦我们失去RFID国际标准制定的主导权和产业主导权，我国的RFID产业，无论是知识产权方面还是信息安全方面，必会受制于人。在此背景下，中国RFID标准的制定必须从速。制定具有中国自主知识产权的标准，才是摆脱受制于人局面的唯一办法。所以，无论是企业还是科研机构都要加大科研力度，力争在关键技术层面上有所建树，早日制定出属于中国的RFID标准。,RFID标准之争即利益之争,【分
3、析与讨论】（1）为什么说RFID标准之争即利益之争？（2）我国该如何破解RFID标准的困境？,1 RFID标准概述,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。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，最大程度地促进RFID技术与相关系统的应用。,就一个成熟的RFID应用系统来说，以下几个方面是必需的。（1）遵循开放标准：即遵循国内标准还是兼容国际标准。（2）业务价值定义：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。（3）硬件有效实施：针
4、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的硬件部署和实施。（4）成熟软件架构：兼容现有应用环境，面向未来业务进行拓展。（5）灵活业务流程：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。（6）完整业务展现：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。,1 RFID标准概述,1.RFID标准简介,1 RFID标准概述,RFID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。例如，RFID中间件（中间件技术）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间件所提供的一组通用的应用程序接口，就可以连接
5、到RFID读写器，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。RFID标准也包括EPCglobal所规定的标签数据格式标准。（3）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内存的分配。（4）与传感器的融合问题。目前，RFID技术与传感器系统正逐步融合，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器的声表面波标签已经和RFID技术相结合。,2、RFID的标准分
6、类,1 RFID标准概述,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、数据内容标准、一致性标准和应用标准。（1）技术标准（如符号、射频识别技术、IC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。（2）数据内容标准（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；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。（3）一
7、致性标准（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。（4）应用标准（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，RFID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。,3、常用的RFID标准,1 RFID标准概述,（1）技术标准 ISO 18000：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
8、标准关系密切。,3、常用的RFID标准,1 RFID标准概述,（2）数据内容标准 ISO/IEC 15424：数据载波和特征标识符。ISO/IEC15418：EAN/UCC应用标识符及柔性电路数据标识符和保护。ISO/IEC 15434：高容量ADC媒体传输语法。ISO/IEC 15459：物品管理的惟一ID。ISO/IEC 24721：惟一ID规范。ISO/IEC 15961：数据协议的应用接口。ISO/IEC 15962：数据协议的数据编码方案和逻辑内存功能。ISO/IEC 15963：射频标签的惟一ID。,3、常用的RFID标准,1 RFID标准概述,（3）一致性标准 ISO/IEC 1
9、8046 RFID：设备性能测试方ISO/IEC 18047：RFID设备一致性测试方法。Part2：125150MHz。Part3：13.56MHz。Part4：2450MHz。Part6：860960MHz。Part7：433.92MHz（主动）。,3、常用的RFID标准,1 RFID标准概述,（4）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。：可回收容器的R
10、FID标准。AIAG 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。,1 RFID标准概述,4、RFID标准化组织,目前影响全球RFID标准的有五大标准化组织，分别是GS1/EPCglobal、ALMGlosal、ISO、UID、IP-X。,（1）GS1/EPCglobal GS1/EPCglobal以欧美跨国列强为阵营，是当今世界最大的RFID标准组织。该组织的前身为北美UCC产品统一编码组织和欧洲EAN产品标准组织，合并后称为EPCglobal，其核心成员包括美国的沃尔玛、德国的麦德龙、硅谷的思科、欧洲的吉列公司等世界500强企业。,1
11、RFID标准概述,4、RFID标准化组织,（2）AIMglobal组织 AIMglobal组织即全球自动识别组织，AIM在全球有13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1000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。（4）UID（Ubiquitous ID，泛在ID）UID即为日本泛在技术核心组织。,（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（CEN）等；地区性的标准化机构有美国国家标准化组织（ANSI）、英国标准化组织（BSI）、加拿大标准化协会（SCC）、法
12、国工业标准化协会（AFNOR）和DIN；产业联盟有汽车工业行动组（AIAG）、美国统一代码协会（UCC/EAN）、ATA和EIA。这些机构均在制定与RFID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。,1 RFID标准概述,4、RFID标准化组织,1 RFID标准概述,5、制定RFID标准的推动力,1大零售商的要求Wal-Mart（沃尔玛）、Metro（麦德龙）等大零售商对基于RFID的“未来商店”抱有信心，因此对供应商提出了使用RFID电子标签（应答器）的要求，这就促进了RFID技术的发展，推动了标准的建立。2美国国防部的推动美国国防部（DOD）在RFID应用方面公
13、布了对其供应商的详细指导方针，这一举措对RFID标准的推进产生了极大的影响。3RFID的广泛应用推进了标准的实施RFID应用广泛，各种应用领域的企业和研究所在RFID的应用中获得了效益和发展，相反，RFID标准的建立和实施为标准化和开放的环境提供了保证。,1 RFID标准概述,6、RFID标准多元化的推动力,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。技术的发展由于新技术的出现和制造业的进步，使得标
14、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。,1 RFID标准概述,7、各国的RFID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
15、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，其中902928MHz带宽提供了优化的工作频率范围并优先给供应链使用。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。,（2）欧洲的RFID频段规范 欧洲电信标准化协会（European Telecomunications Standards Institute，ETSI）是由欧共体委员会于1988
16、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9月，ETSI发布了EN302208标准，规定了865868MHz波段中的UHF段（欧洲RFID所用超高频段）的RFID设备的“技术要求和测量方法”。,1 RFID标准概述,7、各国的RFID频段规范,Japan:950-956 MHz,超高频段RFID的频率划分,Korea:908.
17、5-914 MHz,1 RFID标准概述,（3）日本的RFID频段规范 日本内务通信部（MIC，原总务省，2004年9月10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952954MHz的UHF频谱供RFID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等效全向辐射功率。用户
18、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。,1 RFID标准概述,7、各国的RFID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2007年5月11日公布了800/900MHz频段射频识别（RFID）技术应用规定（试行）。800/900MHz频段RFID技术的具体使用频率为840845MHz和920925MHz。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
19、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。,1 RFID标准概述,7、各国的RFID频段规范,1 RFID标准概述,7、各国的RFID频段规范,（5）印度的RFID频段规范 印度的无线频率管理局（WPC，属于通信与信息技术部）是印度规范射频应用的无线电部门。WPC采用865867MHz作为RFID UHF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
20、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。,1 RFID标准概述,7、各国的RFID频段规范,（6）加拿大的RFID频段规范 在902908MHz的UHF频段，加拿大的规范和美国的规范类似。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
21、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。,2 ISO/IEC的相关标准,1.ISO/IEC的相关标准概述,ISO是公认的全球非营利工业标准组织。与EPCglobal只专注于860960MHz频段不同，ISO/IEC对各个频段的RFID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。,2 ISO/IEC的相关标准,1.ISO/IEC的相关标准
22、概述,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。,2 ISO/IEC的相关标准,2、UHF频段空中接口标准的ISO/IEC18000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。,2 ISO/IEC的相关标准,2、UHF频段空中接口标准的ISO/IEC18000标准系列,3 EPC的相关标准,1.EPCglobal概述,3 EPC的相关标准,2
23、、EPC系统的特点,1开放的结构体系EPC系统采用全球最大的公用的Internet网络系统，这就有效地避免了系统的复杂性，同时也大大降低了系统的成本，并且还有利于系统的增值。2独立的平台与高度的互操作性EPC系统识别的对象是一组十分广泛的实体，因此不可能有哪一种技术适用于所有识别对象。同时，不同国家、不同地区的射频识别技术标准也不尽相同。因此，开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的互操作性。EPC系统网络构建在Internet网络系统上，并且可以与Internet网络所有可能的组成部分协同工作。3灵活的、可持续发展的体系EPC系统是一个灵活的、开放的、可持续发展的体系，可在不替换原有体系的情
24、况下做到系统升级。由于EPC系统实现了供应链中贸易项信息的真实可见性，从而使得组织运作更具有效率。确切地说，通过高效的、顾客驱动的运作，供应链中诸如贸易项的位置、数目等即时信息会使组织对顾客及其需求做出更灵敏的反应。,3 EPC的相关标准,3、EPCglobal标准总览,3 EPC的相关标准,9,3 EPC的相关标准,3、EPCglobal标准总览,3 EPC的相关标准,4、EPCglobal标签的分类,3 EPC的相关标准,3 EPC的相关标准,4、EPCglobal标签的分类,3 EPC的相关标准,3 EPC的相关标准,1、UID中心简历,3 EPC的相关标准,4 UID的相关标准,泛在I
25、D（Ubiquitous ID，UID）中心成立于2003年3月4日，其主要任务是在T-engine论坛内开展UID技术的研究开发、标准化及普及活动。UID中心的主要活动包括：研究开发用于自动识别“物品”和“场所”的核心技术，以及开展作为UID技术基础的系统应用的相关活动。UID中心还研究用于识别“物品”和“场所”的码制（uCode）的标准化和编码配置，UID中心让条码与RFID共存，根据出发点不同等特性在两者中选择使用。此外，它也进行uCode服务器的应用和泛在环境下实现安全通信的eTRON认证机构（entity and economy TRON Certificate Authority）
26、的运营。日本泛在技术核心组织目前已经公布了电子标签超微芯片的部分规格，但正式标准尚未推出。支持这一RFID标准的有索尼、三菱、日立、东芝、夏普、富士通、NTT DocOMO、KDDI等300多家日本IT企业。,2、T-engine论坛,3 EPC的相关标准,4 UID的相关标准,T-engine论坛于2002年6月成立，是日本在RFID方面的核心体系结构，全体成员约有500人。我国也建立了唯一的UID中心，负责对T-engine论坛开发的UID技术进行测试等。T-engine论坛的会员构成如图3-6所示。,3、泛在ID,3 EPC的相关标准,4 UID的相关标准,随着各种无线技术的融合发展，网
27、络及应用广泛的“泛在网络”时代正在逐渐实现。在这种信息无处不在的网络中，所有的“物品”和“场所”都会被赋予写有被称为泛在编码（uCode）的电子标签uCode电子标签，进而也都将持有这种标签。可以从这些uCode电子标签中读取uCode，通过网络向人们提供各种服务，泛在ID（Ubiquitous ID）概述如图3-7所示。,4、UID电子标签体系,3 EPC的相关标准,4 UID的相关标准,1UID编码体系在泛在ID技术中，泛在环境的各种物品都有uCode，包括uCode的设备就是UID电子标签。uCode的基本代码长度为128bit，根据需要能够扩展到256bit、384bit或512bit
28、。UID编码由三字段组成，UID编码结构如图3-9所示。,4、UID电子标签体系,3 EPC的相关标准,4 UID的相关标准,2UID电子标签分类 UID电子标签相关技术等级分类如表3-4所示。,3 EPC的相关标准,5 各标准之间的关系与比较,1、EPCglobal和UID编码体系的比较,在RFID技术的普及战略方面，EPCglobal将应用范围限定在物流领域，着重于成功的大规模应用，而UID中心则致力于RFID技术在人们生产和生活的各个领域中的应用，通过丰富的应用案例来推进RFID技术的普及。EPCglobal和UID编码体系的比较如表3-5所示。,2EPCglobal与ISO/IEC R
29、FID标准的比较,3 EPC的相关标准,5 各标准之间的关系与比较,1）EPCglobal与ISO/IEC RFID标准之间的关系 目前，EPCglobal RFID标准还在不断完善过程中。EPCglobal以联盟形式参与ISO/IEC RFID标准的制定工作，比任何一个单独国家或者企业具有更大的影响力。ISO/IEC比较完善的RFID技术标准是前端资料获取类，但它获取后的标签资料如何共享和读写器设备管理等标准制定工作才刚刚开始，而EPCglobal已经制定了EPCIS、ALE、LLRP等多个标准。EPCglobal将UHF空中界面协定、LLRP低层读写器控制协议、RP读写器资料协定、RM读写
30、器管理协定、ALE应用层事件标准递交给ISO/IEC，其中2006年批准的ISO/IEC 18000-6 TypeC就是以EPC UHF空中介面协定为基础的，正在制定的ISO/IEC 24791软件体系框架中的设备界面也是以LLRP为基础的。EPCglobal借助ISO的强大推广能力，使自己制定的标准成为广泛采用的国际标准。EPC系列标准中包含了大量专利，但由于EPCglobal是非营利性的组织，所以专利许可则由相关的企业自己负责。因此，采纳EPCglobal标准时必须十分关注其中的专利问题。,2EPCglobal与ISO/IEC RFID标准的比较,3 EPC的相关标准,5 各标准之间的关系
31、与比较,2）EPCglobal与ISO/IEC标准的具体比较,3 EPC的相关标准,6 我国RFID标准的现状,在RFID技术发展的10年中，有关RFID技术的国际标准的研讨空前热烈，国际标准化组织ISO/IEC JTC1/SC31下级委员会成立了RFID标准化研究工作组（WG4）。而我国与RFID有关的标准化活动为：由国家物流信息管理标准化委员会自动识别与数据采集分委会对口国际ISO/IEC JTC1/SC31，负责条码与射频部分国家标准的统一归口管理。我国的ISO/IEC JTC1/SC31秘书处设在中国物品编码中心。,我国作为世界制造业中心，也是最大的消费国之一，毫无疑问将成为RFID技
32、术的大国。当前RFID技术发展迅速，但尚未成熟，我国有必要利用这一时机，集中开展RFID核心技术的研发，制定符合我国国情的技术标准，促进具有竞争力的产业链形成，使我国在该领域占有一席之地。,3 EPC的相关标准,7 RFID标准化存在的问题,1、现有的RFID标准体系不够完善2、RFID标准广度与深度不够3、RFID标准的防碰撞技术和安全性不足4、RFID在供应链管理中的其他标准还有得继续研究,1）实训任务,导训,1、实训目的通过实训，比较日常生活中应用的RFID技术，掌握RFID的相关标准。2、实训要求比较日常生常中应用的RFID技术，如校园一卡通、公交卡、门禁卡、酒类防伪卡、物流货品卡等。
33、,2）实训目的及要求,8、实训项目,2）实训任务分报告表,8、实训项目,5、习题,一、填空题1两大非营利性的制定RFID标准的组织是_和_。2EPCglobal是指_。3ISO180007标准的工作频率是_MHz。4ISO180006标准的工作频率是_MHz。5美国UHF RFID的主要频段是_MHz。6我国UHF RFID的主要频段是_MHz和_MHz。7UID是指_，uCode是指_。,二简答题1简述RFID标准的分类及主要的RFID标准组织。2简述UHF频段空中接口标准和ISO/IEC 18000系列标准的主要频率特征及应用领域。3简述EPCglobal标签的分类及各类的主要特点。4比较EPC和UID标准，分析其主要区别。5比较EPCglobal与ISO/IEC RFID标准，分析其主要区别。三分析题1动物追踪应采用什么类型的标签，分析并说明理由。2大型集装箱应采用什么类型的标签，分析并说明理由。,5、习题,谢谢,作者联系方式：,
