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作者：佚名
来源：鼎酷IOT部落
摘要：物联网涉及的关键技术非常多，从传感器技术到通信技术，从嵌入式微处理节点到计算机软件系统，包含了自动控制、通信、计算机等不同的领域，是跨学科的综合应用。目前介入物联网领域主要的国际标准组织有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等，这些标准组织在物联网总体架构、感知技术、通信网络技术、应用技术等方面制订了一系列标准，今天我们主要探讨的是关于射频技术RFID的标准。
关键词：[2112篇]&&[97篇]&&
　　物联网涉及的关键技术非常多，从传感器技术到通信技术，从嵌入式微处理节点到计算机软件系统，包含了自动控制、通信、计算机等不同的领域，是跨学科的综合应用。目前介入物联网领域主要的国际标准组织有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等，这些标准组织在物联网总体架构、感知技术、通信网络技术、应用技术等方面制订了一系列标准，今天我们主要探讨的是关于射频技术RFID的标准。
　　射频识别(RFID)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。
　　许多行业都运用了射频识别技术，将标签附着在一辆正在生产的骑车中，厂家便可以追踪这辆车在生产线上的进度;将标签附着在药品包装上，仓库可以追踪药品的所在。标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别(就是防止数只牲畜或宠物使用同一个身份)。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收路段与停车场的费用。
　　某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至植入人体内，由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私的忧患。
　　【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。
　　此外，还有设计道德、伦理、健康、数据安全、隐私等的规范。
　　【标准的作用】
　　1.确保协同工作的进行，规范经济的实现，工作实施的安全性。
　　2.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。
　　【接口协议】
　　一、空中接口
　　空中接口通信协议规范 读写器与电子标签之间信息交互，目的是为
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，这种思想充分体现
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。
　　ISO/IEC 18000-1
信息技术-基于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-基于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-基于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-基于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-基于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433.92
MHz，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。
　　二、数据标准
　　空中接口通信协议规范 读写器与电子标签之间信息交互，目的是为
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，这种思想充分体现
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。
　　ISO/IEC 18000-1
信息技术-基于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-基于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-基于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-基于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-基于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433.92
MHz，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 24730-3适用于433MH的RTLS空中接口协议。
　　三、技术标准
　　1.集装箱
　　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:
　　1)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。
　　2)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。
　　3)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。
　　2.物流管理
　　为使RFID能在整个物流供应链领域发挥重要作用，ISO TC 122包装技术委员会和ISO TC
104货运集装箱技术委员会成立联合工作组JWG，负责制定物流供应链系列标准。工作组按照应用要求、货运集装箱、装载单元、运输单元、产品包装、单品五级物流单元，制定六个应用标准。
　　1)ISO 17358 应用要求
　　这是供应链RFID的应用要求标准，由TC 122技术委员会主持，正在制订过程中。该标准定义 供应链物流单元各个层次的参数，定义
环境标识和数据流程。
　　2)ISO 系列标准
　　供应链RFID物流单元系列标准分别对货运集装箱、可回收运输单元、运输单元、产品包装、产品标签的RFID应用进行规范。该系列标准内容基本类同，如空中接口协议采用ISO/IEC
18000系列标准。在具体规定上存在差异，分别针对不同的使用对象做
补充规定，如使用环境条件、标签的尺寸、标签张贴的位置等特性，根据对象的差异要求采用电子标签的载波频率也不同。货运集装箱、可回收运输单元和运输单元使用的电子标签一定是重复使用的，产品包装则要根据实际情况而定，而产品标签来说通常是一次性的。另外还要考虑数据的完整性、可视识读标识等。可回收单元在数据容量、安全性、通信距离要求较高。这个系列标准正在制订过程中。
　　这里需要注意的是ISO 10374、ISO 18185和ISO 17363三个标准之间的关系，它们都针对集装箱，但是ISO
10374是针对集装箱本身的管理，ISO 18185是海关为监视集装箱，而ISO
17363是针对供应链管理目的而在货运集装箱上使用可读写的RFID标识标签和货运标签。
　　3.动物管理
　　ISO TC 23/SC 19负责制订动物管理RFID方面标准，包括ISO 和ISO 14223三个标准。
　　ISO 11784 编码结构
　　它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再加上为
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。
　　【与RFID技术相关的标准】
　　1.无线通信管理
　　频谱分布、功率、电磁兼容等。
　　2.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
　　3.数据安全的有关标准和规范
　　经济合作与发展组织(OECD)
　　4.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
　　【RFID的标准体系框架】
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射频卡标准
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射频卡标准 目前生产RFID产品的很多公司都采用自己的标准，国际上还没有统一的标准。目前，可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。
射频卡标准射频卡标准
应用最多的是ISO14443和ISO15693，这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成。
射频卡标准射频卡分类
按照不同得方式，射频卡有以下几种分类：
1. 按供电方式分为有源卡和无源卡。有源是指卡内有电池提供电源，其作用距离较远，但寿命有限、体积较大、成本高，且不适合在恶劣环境下工作。
无源卡内无电池，它是利用波束供电技术将接收到的射频能量转化为直流电源为卡内电路供电，其作用距离相对有源卡短，但寿命长且对工作环境要求不高。
2. 按载波频率分为低频射频卡、中频射频卡和高频射频卡。低频射频卡主要有125kHz和134.2kHz两种，中频射频卡频率主要为13.56MHz，高频射频卡主要为433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频系统主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频系统用于门禁控制和需传送大量数据的应用系统；高频系统应用于需要较长的读写距离和高读写速度的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，在火车监控、高速公路收费等系统中应用。
3. 按调制方式的不同可分为主动式和被动式。主动式射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器；被动式射频卡使用调制散射方式发射数据，它必须利用读写器的载波来调制自己的信号，该类技术适合用在门禁或交通应用中，因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。在有障碍物的情况下，用调制散射方式，读写器的能量必须来去穿过障碍物两次。而主动方式的射频卡发射的信号仅穿过障碍物一次，因此主动方式工作的射频卡主要用于有障碍物的应用中，距离更远(可达30米)。
4. 按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1厘米)、近耦合卡(作用距离小于15厘米)、疏耦合卡(作用距离约1米)和远距离卡(作用距离从1米到10米，甚至更远)。
5. 按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。
射频卡标准射频卡原理
射频卡标准射频识别
射频卡的工作基础是射频识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。可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光学接触。常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，无源等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。
射频卡标准系统组成
RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。
最初在技术领域，应答器是指能够传输信息回复信息的电子模块，近些年，由于射频技术发展迅猛，应答器有了新的说法和含义，又被叫做智能标签或标签。RFID电子电梯合格证的阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。
阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器；
天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。
射频卡标准射频技术特点
（一）射频技术的特点
射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点。可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。
目前，制约射频识别系统发展的主要问题是不兼容的标准。射频识别系统的主要厂商提供的都是专用系统，导致不同的应用和不同的行业采用不同厂商的频率和协议标准，这种混乱和割据的状况已经制约了整个射频识别行业的增长。许多欧美组织正在着手解决这个问题，并已经取得了一些成绩。标准化必将刺激射频识别技术的大幅度发展和广泛应用。
（二）射频技术在物流管理中的适用性 物流管理的本质是通过对物流全过程的管理，实现降低成本和提高服务水平两个目的。如何以正确的成本和正确的条件，去保证正确的客户在正确的时间和正确的地点，得到正确的产品，成为物流企业追求的最高目标。为此，掌握存货的数量、形态和分布，提高存货的流动性就成为物流管理的核心内容。一般来说，企业存货的价值要占企业资产总额的25%左右，占企业流动资产的50%以上。所以物流管理工作的核心就是对供应链中存货的管理。
在运输管理方面采用射频识别技术，只需要在货物的外包装上的安装电子标签，在运输检查站或中转站设置阅读器，就可以实现资产的可视化管理。在运输过程中，阅读器将电子标签的信息通过卫星或电话线传输到运输部门的数据库，电子标签每通过一个检查站，数据库的数据就得到更新，当电子标签到达终点时，数据库关闭。与此同时，货主可以根据权限，访问在途可视化网页，了解货物的具体位置，这对提高物流企业的服务水平有着重要意义。
射频卡标准RFID技术的工作原理
RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统， 是由阅读器（Reader）与电子标签（TAG）也就是所谓的应答器（Transponder）及应用软件系统三个部份所组成，其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder，用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时 Reader便依序接收解读数据， 送给应用程序做相应的处理。
以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成：感应耦合（Inductive Coupling) 及后向散射耦合（BackscatterCoupling）两种。一般低频的RFID大都采用第一种式，而较高频大多采用第二种方式。
阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元
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