RFID射频识别的那些相关标准

2019-03-01

(RFID)射频识别是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。RFID标准为RFID产品的指南或规范,各个标准都提供有关RFID系统如何工作的指导原则、操作频率、数据传输方式以及读写器与标签之间通信的工作原理。



通常情况下,RFID阅读器发送的频率称为RFID系统的工作频率或载波频率。RFID载波频率基本上有3个范围:低频(30kHz~300kHz)、高频(3MHz~30MHz)和超高频(300MHz~3GHz)。常见的工作频率有低频125kHz与134.2kHz、高频13.56MHz、超高频433Mhz、860MHz~930MHz、2.45GHz等。


RFID的相关标准

国际标准:由ISO(国际标准化组织)IEC(国际电工委员会)负责制定。ISO的主要功能是为人们制订国际标准达成一致意见提供一种机制。


国家标准:由工业与信息化部与国家标准化管理委员会负责制定。


行业标准:由国际、国家的行业组织制定,例如:国际物品编码协会(EAN)与美国统一代码委员会(UCC)制定的用语物体识别的EPC标准。



RFID标准的重要性

对于供应商或用户,RFID标准都有助于RFID产品的可互操作。它在确保协同工作的进行及工作实施的安全性外,还能为制造商提供指导方针,如不同类型的产品RFID超高频读写器、RFID电子标签、RFID天线和软件等等。RFID标准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问题,最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用。


相关的空中接口通信协议的那些RFID标准

首先,我们来了解下什么是空中接口通信协议?空中接口通信协议规范为RFID读写器与RFID电子标签之间信息交互,是为了实现不同厂家生产设备之间的互联互通性。


ISO/IEC 18000-1 信息技术:单品管理的射频识别-参考结构和标准化的参数定义。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。这样每一个频段对应的标准不需要对相同内容进行重复规定。


ISO/IEC 18000-2 信息技术:单品管理的射频识别-适用于中频125~134KHz,规定在标签和读写器之间通信的物理接口,读写器应具有与Type A(FDX)和Type B(HDX)标签通信的能力;规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法。


ISO/IEC 18000-3信息技术:单品管理的射频识别-适用于高频段13.56MHz,规定 读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式,而模式1又分为基本型与两种扩展型协议(无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议)。模式2采用时频复用FTDMA协议,共有8个信道,适用于标签数量较多的情形。


ISO/IEC 18000-4信息技术:单品管理的射频识别-适用于微波段2.45GHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。该标准包括两种模式,模式1是无源标签工作方式是读写器先讲;模式2是有源标签,工作方式是标签先讲。


ISO/IEC 18000-6信息技术:单品管理的射频识别-适用于超高频段860~960MHz,规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三种无源标签的接口协议,通信距离最远可以达到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的,并于2006年7月获得批准,它在识别速度、读写速度、数据容量、防碰撞、信息安全、频段适应能力、抗干扰等方面有较大提高。2006年递交V4.0草案,它针对带辅助电源和传感器电子标签的特点进行扩展,包括标签数据存储方式和交互命令。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的通信可靠性,不过其尺寸较大,价格也更贵一些。


ISO/IEC 18000-7适用于超高频段433.92MHz,属于有源电子标签。规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。有源标签识读范围大,适用于大型固定资产的跟踪。


ISO/IEC制定的五种频段空中接口协议,充分体现标准统一的相对性,一个标准是对相当广泛的应用系统的共同需求,但不是所有应用系统的需求,一组标准可以满足更大范围的应用需求。



其他相关标准

ISO TC 23/SC 19负责制订动物管理RFID方面标准,包括ISO 11784/11785和ISO 14223三个标准。

ISO 11784规定动物射频识别码的64位编码结构,动物射频识别码要求读写器与电子标签之间能够互相识别。通常由包含数据的比特流保证数据正确所需要的编码数据。代码结构为64位,其中的27至64位可由各个国家自行定义。


ISO TC 104技术委员会专门负责集装箱标准制定,是集装箱制造和操作的最高权威机构。与RFID相关的标准,由第四子委员会(SC4)负责制定。包括如下标准:

ISO 10374 集装箱自动识别标准,1991制订,1995年修订

该标准基于微波应答器的集装箱自动识别系统,是把集装箱当作一个固定资产来看。应答器为有源设备,工作频率为850MHz~950Mhz及2.4GHz~2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz和20kHz之间被调制。因为它在1991年制定,还没有用RFID这个词,实际上有源应答器就是今天的有源RFID电子标签。此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别,ISO 6346规定 光学识别,ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。


ISO 6346 集装箱-编码、ID和标识符号,1995制订

该标准提供集装箱标识系统。集装箱标识系统用途很广泛,比如在文件、控制和通信(包括自动数据处理),象集装箱本身显示一样。在集装箱标识中的强制标识再加上在自动设备标识AEI(Automatic Equipment Identification)和电子数据交换EDI(Electronic Data Interchange)应用的可选特征。该标准规定集装箱尺寸、类型等数据的编码系统再加上相应标记方法,操作标记和集装箱标记的物理展示。


ISO 18185,集装箱电子官方标准草案(陆、海、空)

该标准是海关用于监控集装箱装卸状况[9],包含7个部分,它们是:空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换的消息集、物理层特性要求。


以上两个标准涉及到的空中接口协议并没有引用ISO/IEC 18000系列空中接口协议,主要原因它们的制定时间早于ISO/IEC 18000系列空中接口协议。


被动UHF RFID是目前唯一一种由全球标准进行监管的RFID标准。该标准称为EPCglobal UHF Gen 2 V1或UHF Gen 2. UHF Gen 2定义了在860 MHz - 960 MHz频率范围内工作的无源后向散射的通信协议。

EPCglobal认证测试包括一致性测试,确保RFID产品符合UHF Gen2标准和互操作性测试,确保标签读写器界面的各个方面都能正确设计,以便与其他第2代认证产品无缝互操作。虽然大多数无源RFID标签使用RFID读写器信号的能量来对标签的集成电路(IC)供电,并向读写器反向散射,BAP标签使用集成电源(通常为电池)来为IC通电,因此读写器的所有捕获能量都可用于反向散射。



在G2标准下,用户能够隐藏所有的、部分的或没有标签的内存。根据读写器的访问权限以及其与标签的接近程度,读写器访问或修改标签数据的能力会有所不同。这可以防止标签数据被盗窃或篡改。


G2标准还建立了一种涉及密码认证标签的防伪措施。UHF Gen2 V1标签将静态回复发回读写器,使克隆人轻松创建假冒标签。在G2标准下,每当读写器向标签发送信号时,它发送不同的秘密号码,并且标签计算特定于该交互的回复。


物联网涉及的关键技术非常多,其中RFID无线射频识别技术就是其中的一种。未来,RFID标准将会一直更新,相信不久后的将来在这些标准下,RFID技术的发展也会更大的突破。


(图文来源于网络,侵删)

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