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1、RFID 标准的问答（二）Q1 中国国内RFID 设备主要涉及的标准是什么？A1 目前国内RFID 设备使用的主要频率为高频，即13.56MHz 。例如，身份证、门襟卡、停车计费卡、公交一卡通、地铁/城铁用的电子乘车券等等，这些用途的设备在RFID应用的整体数量上占有绝对优势。另外，低频（125KHz/135KHz ）用在宠物管理上，而超高频（ 860MHz-960MHz ）实验性地用在物流集装箱、托盘等方面。称之为微波的频率（2.45GHz ）也有所应用。但低频、超高频、微波这三种频率的使用在数量上远不及高频用的多。上述使用频率所对应的国际标准如下：低频执行ISO 18000-2；高频执行I
2、SO 15693和 ISO 14443；超高频执行ISO18000-6 ；微波执行ISO 18000-4。因此，对于中国实用的任何 RFID 频率都有国际标准可以参照。Q2 既然各种频率都有国际标准，还有什么值得争议的呢？A2 上述各种频率中除超高频外，都没有什么争议。除了执行国际标准之外，标准工作组和部分地方省市还分别制定了一些标准对国际标准进行了一定程度的补充。这些频段多数只能用于封闭环境。所以没有什么争议。唯独UHF 频段，由于对于某些重要的应用领域，例如物流、 交通等需要识读范围大的情况来说与其他频率相比，其性能最为优越，而且适用于开放环境，需要与网络连接。用途甚至包括国际间的物流、军
3、事等等。于是围绕国家利益等问题，争论不休。例如，使用EPC 主导的 ISO 18000-6C 将损害国家利益等是一种较为典型的议论， 但是若不采用这个标准，很难适应全球经济的需要，反倒对国家利益不利，这是一种典型的相反意见。争议的结果使得超高频的RFID 的频段迟迟不予开放，使得我国在这个频率上应用的发展受到极大限制。Q3 开放 RFID 使用的超高频频段有什么困难？A3 中国是 RFID 主要 RFID 应用国家中唯一没有为RFID 开放超高频段的国家。到底 在开放这个频段上有什么困难吗？当前国际上在UHF频段的RFID技术主要使用860-960MHz两个频段， 860-960MHz 频段的
4、主要业务为固定和移动电话，次要业务为无线电定位。 国家无线电管理局频率规划处负责人解释说“中国在这个频段上已经没有空闲的频率直接规划给RFID 使用，我们在考虑这一频段的RFID 频率规划时，必须慎重考虑RFID业务与现有的无线电业务频率的供应问题”。由于 RFID 对超高频的利用是后来者，所以对于所涉及的频段必须对其他频率进行清理。其他国家都能做到，唯独中国还没能做到，这是一个很难从技术上能够解释得通的问题。现在， 有关部门开始加快了开放频率的进程，希望在不久的将来开放超高频的RFID 专用频段，改变中国的落后局面。Q4 外国有哪些国际标准化组织A4 代表性的国际标准组织主要有5 家，分别是
5、EPC global（全球电子物品编码），ISO/IEC （国际标准组织/国际电工委员会） ，UID （ Ubiquitous ID Center，泛在识别中心） ，AIM （Automatic Identification Manufacturers）和 IP-X。简单介绍如下：1 EPC global EPC global 是以欧美企业为主要阵营的RFID 标准组织，拥有533 家会员，其中终端用户 234 家，高级会员299 家，拥有沃尔玛、 思科、敦豪快递、 麦德龙和吉列等核心会员。EPC global 利用 Internet、RFID 和全球统一识别系统编码技术给每一个实体对象唯一的
6、代码，构 造实现全球物品信息实时共享的实物信息互联网(物联网 )。目前 EPC global 已经发布了一系列技术规范，包括电子产品代码(EPC)、电子标签规范和互操作性、识读器-电子标签通信协议、中间件软件系统接口、PML 数据库服务器接口、对象名称服务、和PML 产品元数据规范等。2 ISO/IEC 与 EPC global 只专注于860-960 MHz 频段不同， ISO/IEC 在各个频段的RFID 都颁布了 标准。 ISO/IEC 组织下面有多个分技术委员会从事RFID 标准研究。 ISO/IEC JTC1/SC31 ，即AIDC 自动识别和数据采集分技术委员会，正在制定或已颁布的
7、标准有不同频率下自动识别和数据采集通讯接口的参数标准，即ISO/IEC18000 系列标准。 ISO/IEC JTC1/SC17 是识别卡与身份识别分技术委员会，正在制定或者已经颁布的标准主要有ISO/IEC14443 系列，我国的二代身份证采用的就是该标准。此外， ISO TC104/SC4 识别和通信分技术委员会制定了集装箱电子封装标准等。3 UIDC （Ubiquitous ID Center ）日本泛在技术核心组织UID （Ubiquitous ID Center ）目前已经公布了电子标签超微芯片部分规格， 但正式标准尚未推出；支持这一RFID 标准的有 300 多家日本电子厂商、IT
8、 企业。日本和欧美的RFID 标准在使用的无线频段、信息位数和应用领域等有许多不同点。日本的电子标签采用的频段为2.45GHz 和 13.56MHz ，欧美的EPC 标准采用UHF 频段；日本的电子标签的信息位数为128 位， EPC 标准的位数为96 位。日本的电子标签标准可用于库存管理、信息发送和接收以及产品和零部件的跟踪管理等；EPC 标准侧重于物流管理、库存管理等。4 AIM 和 IP-X AIM 和 IP-X 的势力则相对弱小。AIDC(Automatic Identification and Data Collection) 组织原先制定通行全球的条形码标准，于1999 年另成立A
9、IM(Auto ID Manufacturers) 组织，目的是推出RFID 标准。 不过由于原先条形码的运用程度将远不及RFID ，亦即AIDC 未来是否有足够能力影响RFID 标准之制定，将是一个变量。AIM 全球有13 个国家与地区性的分支，且目前的全球会员数已快速累积至一千多个。IP-X 为南美、澳大利亚,瑞士为中性主权国的第三世界标准组织。Q5 RFID 标准包括哪些内容？A5 RFID 标准大致包含两类：一是技术标准如物理参数、通信接口、 数据编码、 协议、测试规范等标准；二是应用行业标准如船运标签、产品包装标准等。其中编码标准和通信协议(通讯接口 )是争夺得比较激烈的部分，它们也
10、构成了RFID 标准的核心。图 3 射频应用技术标准基本结构Q6 各种标准体系有哪些内容，它们之间的关系如何？A6 ISO/IEC 、EPC 和 UID 成三足鼎立之势，但ISO/IEC 和 EPC 合作趋势越来越紧密。下面首先介绍ISO/IEC 制定的相关标准。ISO/IEC 标准体系目前在我国常用的两个RFID标准为用于非接触智能卡两个ISO 标准： ISO 14443，ISO 15693。ISO 14443 和 ISO 15693 标准在 1995 年开始操作， 其完成则是在2000 年之后， 二者皆以 13.56MHz 交变信号为载波频率。ISO 15693 读写距离较远，而ISO 1
11、4443 读写距离稍近，但应用较广泛。ISO 15693 采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲撞机制。防冲撞机制使得同时处于读写区内的多张卡的正确操作成为可能，既方便了操作， 也提高了操作的速度。ISO/IEC 制定了很多标准，如下图所示。图 4 ISO/IEC 已制定的RFID 相关标准（资料来源：RFID 射频快报）其中， ISO18000 系列含括了有源和无源RFID 技术标准， 主要是基于物品管理的RFID 空中接口参数。 ISO 技术委员会及联合工作组TC104/SC4 主要处理有关ISO/IEC 贸易应用方面，如货运集装箱及包装，制定了RFID 电子封条(ISO 18185) 、集
12、装箱标签 (ISO 10374) 和供应链标签(ISO 17363) 等标准。 ISO 17363 至 17364 是一系列物流容器识别的规范，它们还未被认定为标准。 该系列内的每种规范都用于不同的包装等级，比如货盘、货箱、纸盒与个别物品。ISO18000 系列标准。ISO18000 是一系列标准，此标准是目前较新的标准，有的部分与EPC 二代标准兼容。ISO18000-1 第一部分全球通用频率非接触接口通信的参数定义。ISO18000-2 第二部分 135kHz 以下非接触接口通信参数。ISO18000-3 第三部分 13.56MHz 频率通讯接口参数。ISO18000-4 第四部分 2.4
13、5GHz 非接触通讯接口参数。ISO18000-5 第五部分 5.8GHz 非接触接口通信参数。ISO18000-6 第六部分 860-930MHz 频率通讯接口参数。ISO18000-7 第七部分 433MHz 频率通讯接口参数。ISO/IEC 15693 标准简介。ISO 15693 标准规定的载波频率亦为13.56MHz，VCD 和 VICC 全部都用 ASK 调制原理， 调制深度为10%和 100%， VICC 必须对两种调制深度正确解码。从 VCD 向 VICC 传送信号时，编码方式为两种： “256 出 1”和“ 4 出 1” 。二者皆以固定时间段内以位置编码。这两种编码方式的选择
14、与调制深度无关。当“256 出 1”编码时， 10%的 ASK 调制优先在长距离模式中使用， 在这种组合中， 与载波信号的场强相比，调制波边带较低的场强允许充分利用许可的磁场强度对IC 卡提供能量。与此相反，阅读器的“4 出 1”编码可和100%的 ASK 调制的组合在作用距离变短或在阅读器的附近被屏蔽时使用。从VICC 向 VCD 传送信号时，用负载调制副载波。电阻或电容调制阻抗在副载波频率的时钟中接通和断开。而副载波本身在 Manchester 编码数据流的时钟中进行调制，使用 ASK 或 FSK 调制。调制方法的选择是由阅读器发送的传输协议中FLAG字节的标记位来标明，因此，VICC总是
15、支持两种方法：ASK( 副载波频率为424KHz) 和 FSK(副载波频率为424/484KHz ） 。由于篇幅有限，ISO/IEC 15693 标准详细内容略。共有四种指令类型：强制性的、可选的、自定义的和专用的。如下表示：表 1 ISO/IEC 15693 标准的指令类型ISO/IEC14443 标准简介ISO 14443 适用的工作频率为13.56MHz 。 ISO 14443 定义了 TYPE A 、TYPE B 两种类型协议，通信速率为106kbit/s，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。TYPE A采用开关键控 （On-Off keying ）的曼切斯特编码， TYP
16、E B 采用 NRZ-L 的 BPSK 编码。TYPE B 与 TYPE A 相比，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力强的优点。RFID 的核心是防冲撞技术，这也是和接触式IC 卡的主要区别。ISO 14443-3 规定了 TYPE A 和 TYPE B的防冲撞机制。 二者防冲撞机制的原理不同，前者是基于位冲撞检测协议，而 TYPE B 通信系列命令序列完成防冲撞。当一个A 型卡到达了阅读器的作用范围内，并且有足够的供应电能，卡就开始执行一些预置的程序后，IC 卡进入闲置状态。处于闲置状态的IC 卡不能对阅读器传输给其它IC 卡的数据起响应。IC 卡在闲置状态接收到有效的REQA 命令，则回送到对请求的应答字ATQA 。当 IC 卡对 REQA 命令作了应答后，IC 卡处于 READY 状态。阅读器识别出在作用范围内至少有一张IC 卡存在。通过发送SELECT 命令启动“二进制检索树”防碰撞算法，选出一张IC 卡，对其进行操作。目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TYPE B 协议。表 2 ISO 14443 标准 A、B 型卡比较其他国际标准简介ISO 103
