RFID基本原理作業:1.為什么要制定射頻卡的國際標準?2.非接觸式IC卡中的電壓是怎樣形成的?非接觸式IC卡的射頻接口起什么作用？3.非接觸式IC卡如何與接口設備交換信息?4.數字基帶信號有哪些編碼方式？5.載波調制有哪些方式？6.從原理上進，射頻信號的空中傳播有哪幾種方式？7.試比較接觸式IC卡與非接觸式IC卡的優缺點。

RFID基本原理★RFID防碰撞技術概述◆碰撞定義：

當多個電子標簽同時位于一個讀寫器的可讀范圍內時，電子標簽的應答信號會相互之間形成干擾，造成數據碰撞，讀寫器無法識別數據，從而造成讀寫器和電子標簽之間的通信失敗。為了解決這一問題，使用者必須規定一些通信形式和命令，來防止和處理電子標簽的碰撞問題，目前主要有四種不同的方法可以完成防碰撞算法

RFID基本原理◆防碰撞技術分類（1）空分多路(SDMASpaceDivisionMultipleAccess)：電子標簽和讀寫器之間的通信作用區域可以以空間隔離，或者采用電子控制的定向天線。說明：因為所需的自適應SDMA天線的結構尺寸大小關系，只有在頻率大于850MHz(典型為2．45GHz)時才能使用，而且天線比較復雜，費用較高。（2）頻分多路(FDMAFrequencyDomainMultipleAccess)：電子標簽發送不同的、獨立的載波頻率，達到了相互之間不干擾的目的，讀寫器需要對頻率進行分配和接收。說明：FDMA的缺點就是所需頻帶寬，而且讀寫器的技術難度大，費用高。

RFID基本原理◆防碰撞技術分類（3）碼分多路(CDMACodeDivisionMultipleAccess)：基于擴頻技術發展起來的一種無線通信技術，用戶具有不同的特征碼，即包含擴頻和分碼兩個基本概念。說明：CDMA缺點是頻帶利用率低，信道容量較小，地址碼選擇較難，接收時地址碼捕獲時間較長。其通信頻帶及其技術復雜性等，很難在RFID系統中推廣應用。（4）時分多路(TDMATimeDomainMultipleAccess)：將整個通信過程按時間分配給多個電子標簽來使用。讀寫器來控制對時間分配的策略，從而達到對目標識別的目的。說明：TDMA技術成本低，技術容易實現，而且不需要外部其他設備的支持，

RFID基本原理●

TDMA在RFID應用中可分為兩種：標簽驅動法和讀寫器驅動法。標簽驅動法中主要有代表性的算法是ALOHA算法。讀寫器驅動法的代表為算法二進制搜索算法?！?/p>

目前的算法基本上是基于ALOHA算法和二進制搜索算法的改進，主要有ALOHA算法、時隙ALOHA算法、動態時隙ALOHA算法及其二進制搜索算法、動態二進制搜索算法、基于二進制搜索算法的后退式索引算法和跳躍式動態樹形反碰撞算法。RFID標準體系第三章RFID標準體系1、EPCglobal標準體系與EPC編碼2、UID標準體系與泛在識別碼Ucode3、ISO/IEC標準體系RFID標準體系1、EPCglobal標準體系與EPC編碼★

EPCglobal的產生與發展◆1999年,美國麻省理工學院成立AUTO-ID中心,進行RFID技術研究,通過創建RFID標準,并利用網絡技術,形成EPC標準.◆為實現和管理EPC工作,國際物品編碼委員會EAN和美國統一代碼委員會UCC在2003年,成立了全球電子產品代碼中心,EPCglobal◆EPC統一對全球物品的編碼方法,直至編碼到單個物品◆EPC規定了將此編碼以數字信息的形式存儲在附著物品的標簽中◆閱讀器通過無線方式讀取EPC標簽中碼,通過計算機網絡傳送到信息控制中心,進行相應的數據處理RFID標準體系RFID標準體系★

EPC編碼規則編碼類型版本號域名管理對象分類序列號EPC64TYPEⅠTYPEⅡTYPEⅢ222211526171313243423EPC96TYPEⅠ8282436EPC-256TYPEⅠTYPEⅡTYPEⅢ888326412656565616012864RFID標準體系RFID標準體系★

EPC編碼的性能

版本號:字段標識EPC的版本號,指定EPC的編碼長度.

域名管理:字段標識EPC的相關的生產廠商的信息對象分類:字段標識編碼物品精確類型

序列號:字段標識物品唯一性唯一性簡單性可擴展性安全性:編碼加密、認證技術相結合RFID標準體系★

EPC系統組成：閱讀器、中間件、對象名稱解析服務ONS、信息服務器EPCISRFID標準體系◆

EPC閱讀器結構

組成:空中接口電路;控制器;網絡接口;存儲顯示;電源;時鐘RFID標準體系◆

EPC閱讀器結構

空中接口電路:接收通道、發送通道、天線

發送通道：編碼、調制接收通道：解調、解碼天線：輻射射頻功率，接收從標簽返回的信息控制器：由微控制器（MCU）或數字信號處理器（DSP）網絡接口：支持以太網、無線局域網（IEEE802.11）等網絡聯接方式RFID標準體系

◆EPC中間件Savant

Savant軟件:核心功能是屏蔽不同廠家的RFID閱讀器等硬件設備\應用軟件系統以及數據傳輸格式之間的異構性,從而可以實現不同的硬件(閱讀器等)與不用應用軟件系統間的無縫連接與實時動態集成.RFID標準體系●程序模塊集成器:有多個程序模塊組成●閱讀器接口:閱讀器接口提供與閱讀器的連接方法,并采用相應的通信協議●應用程序接口:程序模塊與應用程序接口※程序模塊之間的接口:用自己定義的API(應用程序接口)函數實現※網絡訪問接口RFID標準體系★

對象名稱解析服務器ONS

●在EPC系統中,需要將EPC編碼與相應的商品信息香匹配,而相應的商品信息存儲在對應的EPCIS服務器中,對象名稱解析服務器ONS提供與EPC編碼對應的EPCIS服務器的地址,它的作用類似于互聯網上的域名服務器,●閱讀器將讀到的EPC編碼通過本地局域網上傳至本地服務器,由本地服務器所帶的Savant軟件對這些信息進行集中處理,然后由本地服務器通過查詢本地ONS服務或通過路由器到達遠程ONS服務器查找所需EPC編碼對應的EPCIS服務器地址,本地服務器就可以和找到的EPCIS服務器進行通信了.本地服務器閱讀器標簽EPCISONS服務器RFID標準體系◆

EPC信息服務（EPCIS）●

EPC信息服務（EPCIS）數據管理,數據庫的查詢指針●

EPC信息服務器提供信息查詢的接口,與原有的數據庫.應用程序及信息系統相連接●

EPC信息服務器有兩種數據流方式:(1)閱讀器發送原始數據至EPCIS以供存儲

(2)應用程序發送查詢至EPCIS,以獲取信息RFID標準體系★

EPC框架下RFID應用產品下線及出庫管理系統RFID標準體系★

EPC框架下RFID應用物流公司入庫管理系統RFID標準體系★

EPC應用中存在的需要解決的問題●標簽需要解決識別正確率和價格兩大問題●個人隱私和安全問題

●

EPC系統的成本●個人的需求RFID標準體系第三章RFID標準體系1、EPCglobal標準體系與EPC編碼2、UID標準體系與泛在識別碼Ucode3、ISO/IEC標準體系RFID標準體系2、UID標準體系與泛在識別碼Ucode★

UID編碼體系基本概念

1）英文全稱：Ubiquitious

IDentificationUID

Ubiquitious–無處不在（泛在），理解為可在世界各地使用的物品標識系統。計算機泛在計算的概念與RFID融合。

2）

UID與EPC區別：

EPC:面向供應鏈的企業產品信息在互聯網上的流通

UID：比較強調信息實時獲取與分析，可以用于在互聯網、3G\電話等多種通信系統中RFID電子標簽的編碼國際：歐洲支持的：（ElectronicProductCodeEPC）日本提出：（UbiquitiousIdentificationUID）中國在制定中:RFID標準體系2、UID標準體系與泛在識別碼U-code★

UCODE結構泛在通信器貼有U-code標簽產品信息系統服務器U-codeU-code射頻服務器RFID標準體系1、泛在識別碼U-code

：唯一編碼，相當于EPC碼，存儲在RFID中2、泛在通信（UbiquitiousCommunicatorUC）組成：RFID標簽、讀寫器、無線通信設備作用：讀取U-code信息，送U-code碼解析服務器獲取物品的相關信息及位置信息3、U-code碼解析服務器組成：樹狀結構的分布式服務器與分布式數據庫。作用：根據U-code碼解析出存在該U-code碼相關信息的信息系統服務器地址。RFID標準體系4、信息系統服務器存儲U-code的相關信息為了保證系統安全，客戶與U-code解析服務器、信息系統服務器的通信都采取了身份認證與加密傳輸等保障手段?！?/p>

UID標準與EPC標準的區別1、UID標準使用的無線通信頻率為2.4GHZ與13.56MHZ，

EPC使用UHF頻段2、UID-U-code碼才用的長度是128位，EPC標準的采用96位，

U-code碼可以兼容各種標識編碼體系，如：條形碼的JAN、EAN嗎、書籍的ISBN、ISSN嗎，IPV4、IPV6地址等。RFID標準體系3、UID主要用于產品的追溯與移動支付，旅游指南，EPC標準主要針對供應鏈的流通領域。

隨著RFID與物聯網技術的發展，UID與EPC標準的兼容問題一定會得到解決RFID標準體系第三章RFID標準體系1、EPCglobal標準體系與EPC編碼2、UID標準體系與泛在識別碼Ucode3、ISO/IEC標準體系RFID標準體系3、ISO/IEC標準體系國際上的三大標準組織：ISO、IEC、ITU

ISO是國際標準化組織（InternationalOrganizationforStandardization），是目前世界上最大、最有權威性的國際標準化專門機構?！鬒SO的目的和宗旨是在全世界范圍內促進標準化工作的發展，以便于國際物資交流和服務，并擴大在知識、科學、技術和經濟方面的合作。其主要活動是制定國際標準，協調世界范圍的標準化工作，組織各成員國和技術委員會進行情報交流，以及與其他國際組織進行合作，共同研究有關標準化問題。1）國際標準化組織RFID標準體系2）IEC：國際電工委員會IEC是國際電工委員會（InternationalElectrotechnicalCommission）成立于1906年，負責有關電氣工程和電子工程領域中的國際標準化工作，總部設在瑞士日內瓦。◆

IEC的宗旨是，促進電氣、電子工程領域中標準化及有關問題的國際合作，增進國際間的相互了解。目前，IEC的工作領域已由單純研究電氣設備、電機的名詞術語和功率等問題擴展到電子、電力、微電子及其應用、通訊、視聽、機器人、信息技術、新型醫療器械和核儀表等電工技術的各個方面。IEC標準已涉及了世界市場中35%的產品。RFID標準體系2）ITU：國際電信聯盟ITU是國際電信聯盟（InternationalTelecommunicationUnion）成立于1865年5月17日，是由法、德、俄等20個國家在巴黎會議上為了順利實現國際電報通信而成立的國際組織。ITU的實質性工作由三大部門承擔：國際電信聯盟標準化部門、國際電信聯盟無線電通信部門和國際電信聯盟電信發展部門。其中電信標準化部門由原來的國際電報電話咨詢委員會（CCIR）和標準化工作部門合并而成，◆ITU的宗旨是：

完成國際電信聯盟有關電信標準化的目標，使全世界的電信標準化。ITU目前已制定了2000多項國際標準。RFID標準體系★

ISO/IEC標準體系ISO/IECRFID標準體系技術標準數據結構標準性能標準應用標準RFID標準體系★

ISO/IEC標準體系1、技術標準2、數據結構標準

ISO/IECRFID技術標準主要規定空中接口通信協議，規定了RFID標簽與讀寫器之間信息交換過程，標簽讀寫速度、距離以及通信環境的要求。目的：是不同廠家生產和使用的RFID標簽與讀寫器之間互聯互通

ISO/IEC10536

ISO/IEC14443

ISO/IEC18000系列：

ISO/IEC18000-1-----ISO/IEC18000-7：規定了RFID標簽與讀寫器之間通信參數、通信協議、適用范圍。RFID標準體系2、數據結構標準定義RFID讀寫器與應用程序之間命令和數據交換的數據結構，數據存儲、傳輸與壓縮的數據結構，RFID標簽數據結構。ISO/IEC15424ISO/IEC15418ISO/IEC15434ISO/IEC15961---ISO/IEC15962ISO/IEC15963RFID標準體系3性能標準定義性能參數、測試方法、測試環境等ISO/IEC18046ISO/IEC18047ISO/IEC10373ISO/IEC10374ISO/IEC10375ISO/IEC10376RFID標準體系4、應用標準

ISO/IEC制定標準的領域：動物識別、集裝箱運輸、物流供應鏈、交通管理、項目管理等實時定位系統、軟件系統基本構架等制定了標準

ISO/IEC10374

ISO/IEC18185

ISO/IEC11784等

RFID標準體系◆、動物管理系列標準

ISOTC23/SC19負責制訂動物管理RFID方面標準，包括ISO11784/11785和ISO14223三個標準。1）ISO11784編碼結構

它規定了動物射頻識別碼的64位編碼結構，其中的27至64位可由各個國家自行定義。動物射頻識別碼要求讀寫器與電子標簽之間能夠互相識別。為64位，2)ISO11785技術準則

它規定了應答器的數據傳輸方法和閱讀器規范。工作頻率為134.2kHz，數據傳輸方式有全雙工和半雙工兩種，閱讀器數據以差分雙相代碼表示，電子標簽采用FSK調制，NRZ編碼。。

3)

ISO14223高級標準

它規定了動物射頻識別的轉發器和高級應答機的空間接口標準，ISO14223標準包含空中接口、編碼和命令結構、應用三個部分，它是ISO11784/11785的擴展版本?？梢宰寗游飻祿苯哟鎯υ跇擞浬希恐粍游锏臄祿涂梢栽陔x線狀態下直接取得，進而改善庫存追蹤以及提升全球的進出口控制能力。通過符合ISO14223標準的讀取設備，可以自動識別家畜，而它所具備的防碰撞算法和抗干擾特性，即使家畜的數量極為龐大，識別也沒有問題。RFID標準體系◆貨運集裝箱系列標準

ISOTC104技術委員會專門負責集裝箱標準制定，是集裝箱制造和操作的最高權威機構。與RFID相關的標準，SC4負責制定。包括如下標準：

1）ISO6346集裝箱—編碼、ID和標識符號，1995制訂該標準提供了集裝箱標識系統。集裝箱標識系統用途很廣泛，該標準規定了集裝箱尺寸、類型等數據的編碼系統以及相應標記方法，操作標記和集裝箱標記的物理展示。

2）ISO10374集裝箱自動識別標準，1991制訂，1995年修訂

該標準基于微波應答器的集裝箱自動識別系統，工作頻率為850MHz～950Mhz及2.4GHz～2.5GHz。只要應答器處于此場內就會被活化并采用變形的FSK副載波通過反向散射調制做出應答。信號在兩個副載波頻率40kHz和20kHz之間被調制。ISO10374則用微波的方式來表征光學識別的信息。

3）ISO18185，集裝箱電子關封標準草案（陸、海、空）

該標準是海關用于監控集裝箱裝卸狀況，包含7個部分，它們是：空中接口通信協議、應用要求、環境特性、數據保護、傳感器、信息交換的消息集、物理層特性要求。

RFID標準體系

◆物流供應鏈系列標準

為了使RFID能在整個物流供應鏈領域發揮重要作用，ISOTC122包裝技術委員會和ISOTC104貨運集裝箱技術委員會成立了聯合工作組JWG，負責制定物流供應鏈系列標準。工作組按照應用要求、貨運集裝箱、裝載單元、運輸單元、產品包裝、單品五級物流單元，制定了六個應用標準。1）ISO17358

應用要求

這是供應鏈RFID的應用要求標準，由TC122技術委員會主持，目前正在制訂過程中。該標準定義了供應鏈物流單元各個層次的參數，定義了環境標識和數據流程。

2）ISO17363～17367系列標準

對貨運集裝箱、可回收運輸單元、運輸單元、產品包裝、產品標簽的RFID應用進行了規范。該系列標準內容基本類同，如空中接口協議采用ISO/IEC18000系列標準。在具體規定上存在差異，分別針對不同的使用對象做了補充規定，如使用環境條件、標簽的尺寸、標簽張貼的位置等特性，根據對象的差異要求采用電子標簽的載波頻率也不同。貨運集裝箱、可回收運輸單元和運輸單元使用的電子標簽一定是重復使用的，產品包裝則要根據實際情況而定，而產品標簽來說通常是一次性的。

RFID標準體系我國RFID標準體系研究的進展：1）國家科技部“863”計劃——《RFID技術標準的研究》項目，

中國物品編碼中心一直致力于構建我國的RFID標準體系，通過深入研究國際RFID標準的技術內容和設定方式，與國內RFID制造和集成企業進行溝通，了解國內對RFID標準的應用需求，確立了我國RFID標準體系構建的原則和方法，提出了我國RFID標準的基礎體系模型，并在此基礎上優先制定了相關技術標準，不斷完善該標準體系。RFID標準體系我國制定RFID編碼技術標準的三個原則：科學性：我國RFID物品編碼通用數據結構的技術方案是科學的，充分利用現有的成熟技術和硬件/軟件設施，從國家層面考慮，統籌和兼顧國家、行業和企業對RFID物品編碼的需求，保證研究的技術嚴謹性。全面性：我國RFID物品編碼通用數據結構方案，全面考慮了我國商貿流通等通用領域以及郵政、鐵路等專用領域的應用需求，將多種識別技術、通用與專用不同編碼技術以及不同的信息系統整合在一個框架之內，兼顧了政府、行業主管部門以及應用部門的對RFID編碼的不同要求。兼容性：我國RFID物品編碼通用數據結構方案充分考慮到兼容性的需求，既考慮到國際上各種編碼體系，同時也兼顧到國內各個領域的編碼系統，既有自主創新，又可與國際接軌，既能滿足行業部門內部的信息化需求，也能滿足國家層信息交換的需求。RFID標準體系工信部電子標簽（RFID）標準工作組工作范圍:標準體系研究、關鍵技術、編碼標準制定和應用標準制定秘書處工信部電子工業標準