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1、第六章 RFID的ISO IEC标准,2,6 RFID的ISO IEC标准,标准的作用 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 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,最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用 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。 RFID标准涉及的主要内容包括 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 应用(如不停车收费系统、身份识别、动物识别、物流、
2、追踪、门禁等 ),3,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC制定的RFID标准概况 技术标准 ISO/IEC 10536 、ISO/IEC 14443 、ISO/IEC 18000系列标准 等 数据结构标准 ISO/IEC 15424 、ISO/IEC 15418 、ISO/IEC 15434 等 性能标准 ISO/IEC 18046 、ISO/IEC 18047 、ISO/IEC 10373-6 等 应用标准 ISO/IEC 10374 、ISO/IEC 18185 、ISO/IEC 11784 等,4,6 RFID的ISO IEC标准,和RFID技术相关的标准 无线通信管理 频谱
3、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,5,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC的RFID标准简介 非接触式IC卡,三种非接触式IC卡标准,6,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC的RFID标准简介 动物识别标准 ISO /IEC 11784 规定动物识别的代码结构 ISO/IEC 11785 规定相关的技术准则 ISO/IEC 14223 为读取动物应答器内的特殊数
4、字提供了协议,这些数字被存储在集中所有动物数据的中央数据库内,7,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC的RFID标准简介 物品识别标准 ISO/IEC 18000 :空中接口的重要标准 ,无线频段(频率)有6个,即低于135 kHz,13.56 MHz,433 MHz,860960 MHz,2.45 GHz和5.8 GHz。作用距离从数厘米至十多米不等 ISO/IEC 18001 :给出了应答器的外形要求 ISO/IEC 10374 :微波应答器的集装箱识别标准 ,工作频率范围为850950 MHz以及2.42.5 GHz,应答器的灵敏度以最大电场强度150 mV/m定义,最大可阅
5、读距离为13 m,8,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC的RFID标准简介 国际标准ISO/IEC 14443 近耦合非接触式IC卡的国际标准 用于身份证和各种智能卡、存储卡 ISO/IEC 14443标准由四部分组成,即ISO/IEC 14443-1/2/3/4 ISO/IEC 14443-2射频能量,9,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC的RFID标准简介 ISO/IEC 14443-4传输协议 TYPE A 型 PICC激活过程 RATS ATS PPS(协议和参数选择)请求,10,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC的RFID标准简介,PCD激活
6、TYPE A 型PICC,11,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC 15693 疏耦合射频卡(VICC)的国际标准 物理特性(机械特性,物理尺寸,抗紫外线、X射线和电磁射线能力,弯曲和扭曲性能 ) 空中接口与初始化 防碰撞和传输协议 命令扩展 安全特性,12,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC 15693 空中接口和初始化,VCD到VICC的通信,13,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC 15693 空中接口和初始化 副载波:单副载波时,副载波的频率423.75 kHz;在使用双副载波时,频率484.28 kHz 数据速率 位表示和编码 :采用曼彻斯特
7、码编码方式 SOF,VICC到VCD的通信,14,6 RFID的ISO IEC标准,SOF EOF,15,6 RFID的ISO IEC标准,传输协议 唯一标识符(UID) :由制造商永久地设定 应用族标识符(AFI) :由VCD锁定的应用类型 数据存储格式标识符(DSFID) :指出了数据在VICC内存中的结构 CRC :初始值为FFH VICC内存结构 :可寻址块达256个,块大小可至256位,最大内存容量可达64 kb(8 kB)。 块安全状态 :由VICC作为对VCD请求的响应参数返回,16,6 RFID的ISO IEC标准,VICC状态 断电(Power-Off)、就绪(Ready)、
8、静默(Quiet)、选择(Selected)4种状态,17,6 RFID的ISO IEC标准,防碰撞,时隙数为16的典型防碰撞处理过程,18,6 RFID的ISO IEC标准,防碰撞 VCD发送目录命令的请求帧,时隙数设置为16。 VICC1在时隙0返回应答,因只有这一个VICC应答,故不存在碰撞,它的UID被VCD接收存储。 VCD发送EOF,指示下一个时隙开始。 在时隙1,VICC2和VICC3进行应答,发生了碰撞。VCD检测到碰撞,并记录该时隙发生了碰撞。 VCD再发送EOF,进入时隙2。 在时隙2,无VICC应答,VCD未检测到VICC的应答的SOF,因此VCD通过发送EOF,进入时隙
9、3。 在时隙3,VICC4和VICC5应答,产生了碰撞。 VCD决定发送寻址请求(例如读块请求)给VICC1(VICC1的UID已被UCD正确接收)。 所有VICC都检测到对VICC1请求的SOF,它们都处理这个请求,但只有UID匹配的VICC1才返回应答,其他的VICC则退出防碰撞序列。 所有VICC准备接收下一个请求。如果又是一个目录命令的请求,则又从时隙0开始按上面步序执行。,19,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC 18000-6标准 定义了阅读器和应答器之间的物理接口、协议、命令及防碰撞机制。 标准包含两种通信模式:TYPE A和TEPE B。 TYPE A模式 : 数
10、据编码 帧格式 调制,20,6 RFID的ISO IEC标准,应答器向阅读器的数据传输 数据编码 帧格式 前同步码、标志、参数、数据、CRC,21,6 RFID的ISO IEC标准,强制命令及状态转换 INIT ROUND命令 NEXT SLOT命令 :确认已被识别的应答器;指示所有处于循环激活状态的应答器对它们的时隙计数器加1并进入下一个时隙 CLOSE SLOT命令 : STANDBY ROUND 命令 :确认来自一个应答器的有效应答,并指示该应答器进入选择状态,阅读器可以发送选择标志为1的读写命令等对此应答器进行操作;指示所有处于循环激活状态的应答器进入循环准备状态,等待NEXT SLO
11、T,NEW SLOT或CLOSE SLOT命令的到来,重新进入循环激活状态进入新的循环 NEW ROUND命令 :指示在循环准备和循环激活状态的应答器进入循环激活状态,复位它们的时隙计数器为1,进入新的循环;指示在选择状态的应答器变迁到静默状态,在静默和就绪状态的应答器仍维持它的状态,22,6 RFID的ISO IEC标准,强制命令及状态转换 SELECT(by SUID)命令 :无论应答器原先处于场内哪个状态(不含离场状态),接收到该命令且SUID匹配时进入选择状态,并发回应答帧;SUID不匹配的应答器不发回应答帧,当它处于循环激活状态时变迁到循环准备状态,处于选择状态时变迁到静默状态,处于
12、就绪、静默或循环准备状态时保持状态不变 READ BLOCKS命令 : GET SYSTEM INFORMATION命令 :获取应答器的有关系统信息,23,6 RFID的ISO IEC标准,TYPE A的防碰撞过程 1启动防碰撞过程 :阅读器发出INIT ROUND命令启动防碰撞过程,在命令中给出循环空间大小 2参与防碰撞过程的应答器对命令的处理 3阅读器发出INIT ROUND命令后出现的三种可能情况 阅读器在一个时隙中没有检测到应答帧时,它发出CLOSE SLOT命令。 阅读器检测到碰撞或错误的CRC时,在确认无应答器仍在传输应答的情况下,发出CLOSE SLOT命令。 阅读器接收到一个应
13、答器无差错的应答帧时,它发送NEXT SLOT命令,命令中包括该应答器的签名,对此已被识别的应答器进行确认,使它进入静默状态以便循环的继续 4接收到CLOSE SLOT命令或NEXT SLOT而签名不匹配的参与循环的应答器将自己的时隙计数器加1并和所选择的随机数比较以决定该时隙是否发回应答帧,并根据本次循环时的时隙延迟标志决定发回应答帧的时延,24,6 RFID的ISO IEC标准,TYPE A的防碰撞过程 5阅读器按第(3)步中的三种情况处理,直至该循环结束(达到了循环空间预置值) 6一个循环结束后,如果在INIT ROUND命令或CLOSE SLOT命令中重复循环标志位置为1,则自动开始一
14、个新的循环。如果重复循环标志位为0,阅读器可以决定用新的INIT ROUND命令或NEW ROUND命令继续进行循环以完成防碰撞过程 7在一次循环中,阅读器可以通过发送STANDBY ROUND命令来确认签名匹配的应答器的有效应答,并指示该应答器进入选择状态,同时让签名不匹配的应答器进入循环准备状态,以便在后续命令来到时将循环继续。,25,6 RFID的ISO IEC标准,TYPE B (与TYPE A相类比) 物理接口 命令和应答的帧格式 数据元素 应答器的存储器 应答器的状态 命令 强制和推荐的命令 防碰撞算法,26,6 RFID的ISO IEC标准,TYPE B,TYPE B防碰撞流程,
15、27,6 RFID的ISO IEC标准,ISO/IEC 18000-7标准 物理层 使用窄带UHF频段。载波频率为433.92 MHz20 ppm 采用FSK调制方式,频率偏移为35 kHz,逻辑0的频率为fc(载波频率)35 kHz,逻辑1的频率为fc35 kHz。 数据位采用曼彻斯特编码,数据速率为27.7 kbps 阅读器和应答器之间的通信采用主从方式 数据链路层,28,6 RFID的ISO IEC标准,数据链路层 前同步码 :包含20个周期为60 s的脉冲,高电平30 s,低电平30 s 数据字节 :包括8个数据位和一个停止位,采用曼彻斯特编码,位持续时间为36 s,字节周期(含停止位)为324 s。 CRC码 :多项式为x16+x12+x5+1 包结束符,29,6 RFID的ISO IEC标准,命令格式,阅读器命令格式,30,6 RFID的ISO IEC标准,应答格式 对广播命令应答的信息格式 对点到点命令应答的信息格式,