1第10章射頻識別技術碰撞算法、標準、安全、中間件及解決方案射頻識別的一個優點就是多個目標識別。在射頻識別系統工作時，在讀頭的作用范圍內，可能會有多個應答器同時存在。對于射頻識別系統中存在的不同通信形式一般有三種。第一種是“無線廣播"式，即在一個閱讀器的閱讀范圍內存在多個應答器，閱讀器發出的數據流同時被多個應答器接收。這可以同數百個電子標簽同時接收一個發送信息類似，而信息是由一個閱讀器發射的。圖1無線電廣播工作2第二種是在閱讀器的作用范圍有多個應答器同時傳輸數據給閱讀器，這種通信形式稱為多路存取通信。圖2閱讀器的多路存儲1、RFID讀寫器防沖撞實理機理

31、RFID讀寫器防沖撞實理機理第三種是多個閱讀器同時給多個應答器發送數據。現在射頻識別系統中這種情況很少遇到，我們常常遇到“多路存取”這種通信方式。每個通信通路有規定的通路容量。這種通路容量是由這個通信通路的最大數據率以及供給它使用的時間片確定的。分配給每個應答器的通路容量必須滿足：當多個應答器同時把數據傳輸給一個單獨的閱讀器時不能出現互相干擾（碰撞）。4無線電通信系統中多路存取方式一般具有以下幾種形式：空分多路法（SCDMA）、時分多路法（TDMA）、頻分多路法（FDMA）和碼分多路法（CMDA）。1）空分多路法（SCDMA）空分多路法是在分離的空間范圍內進行多個目標識別的技術。一種方式是將讀頭和天線的作用距離按空間區域進行劃分，把多個閱讀器和天線放置在這個陣列中。這樣，當標簽進入不同的閱讀器范圍時，就可以在空間上將標簽區別開來。另一種方式是在閱讀器上利用一個相陣天線，并使天線的方向性圖對準某個應答器。不同應答器可以根據其在閱讀范圍內的角度位置區別開來。該方法的缺點是復雜的天線系統和相當高的實施費用，因此采用這種技術的系統一般在一些特殊應用場合，如這種方法在大型的馬拉松活動中就獲得了成功。1、RFID讀寫器防沖撞實理機理51、RFID讀寫器防沖撞實理機理2）頻分多路法（FDMA）而對于上行鏈路（從標簽到讀頭），射頻標簽可以采用不同的、獨立的負載頻率進行數據傳輸（如433~435kHz頻率范圍內的若干個頻率）。該方法的一個缺點是閱讀器的成本高，因為每個接收通路必須有自己的獨立的接收器，射頻標簽的差異更為麻煩。因此，這種防碰撞方法只限制在少數幾個特殊的應用上。頻分多路法是提供若干個不同載波頻率的傳輸通路同時給通信用戶使用的技術。一般情況下，這種射頻識別系統采用的下行鏈路（從讀頭到標簽）的頻率是固定的（如125kHz），用于能量供應和命令數據的傳輸。61、RFID讀寫器防沖撞實理機理3）時分多路法（TDMA）時分多路法（TDMA）是把整個可供使用的通道容量按時間分配給多個用戶的技術。TDMA首先在數字移動系統范圍內推廣使用。對射頻識別系統來說，TDMA構成了防碰撞算法的最大一族。這種方法又可分為標簽控制法和讀頭控制法。標簽控制法的工作是非同步的，因為這里沒有讀頭的數據傳輸控制，例如ALOHA法。按照應答器成功完成數據傳輸后是否將通過閱讀器的信號斷開，又可區分為“開關斷開”法和“非開關"法。在讀頭控制法中，所有的射頻標簽同時由讀頭進行觀察和控制。通過一種規定的算法，在讀頭作用范圍內，首先在選擇的標簽組中選中一個標簽，然后完成讀頭和標簽之間的通訊（如識別、讀出和寫入數據）。在同一時間只能建立一個通訊關系，所以如果要選擇另外一個標簽，就應該解除與原來標簽的通訊關系。讀頭控制法可以進一步劃分為輪詢法和二進制搜索法。71、RFID讀寫器防沖撞實理機理輪詢法需要一個所有可能用到標簽的序列號清單。讀頭依次詢問所有的序列號，直到詢問到某個有相同序列號的射頻標簽響應為止。然而，這個過程依賴于標簽的數量，只適用于作用區內僅有幾個已知的射頻標簽的場合。最靈活的和應用最廣泛的是使用二進制搜索法。對這種方法來說，為了從一組標簽中選擇其中之一，讀頭要發出一個請求命令。讀頭通過合適的信號編碼，能夠確定發生碰撞的準確的比特位置，從而對電子標簽返回的數據作出進一步判斷，發出另外的請求命令，最終確定讀頭作用范圍內的所有標簽。二進制搜索法的缺點就是標簽的識別碼的識別速率較低。81、RFID讀寫器防沖撞實理機理目前所有面向RFID系統應用的TDMA方式的防碰撞算法研究可以被歸結為兩大類：一類是隨機性或稱概率性的防碰撞算法，這類算法大都基于ALOHA機制，例如，純ALOHA，時隙ALOHA，幀時隙ALOHA，動態幀時隙ALOHA算法等；另一類是確定性的防碰撞算法，確定性算法是閱讀器根據標簽序列號的惟一性選擇標簽進行通信，確定性的防碰撞算法都屬于二進制搜索算法，最簡單的確定性算法是二進制樹機制。現階段，在高頻頻段，標簽的防碰撞算法一般采用ALOHA相關協議。使用ALOHA協議的標簽，通過選擇經過一個隨機時間向閱讀器傳送信息的方法，來避免沖突，絕大多數高頻閱讀器能同時掃描幾十個電子標簽。在超高頻頻段，現在的主要研究趨向是采用樹分叉搜索算法來防沖突。9在RFID無源標簽系統中，目前廣泛使用的防沖突算法大都是TDMA（TimeDivisionMultipleAc—cess），主要分為2大類：基于Aloha的算法和基于樹的算法。（1）ALOHA算法

Aloha協議或稱Aloha技術、Aloha網，是世界上最早的無線電計算機通信網。它是1968年美國夏威夷大學的一項研究計劃的名字。70年代初研制成功一種使用無線廣播技術的分組交換計算機網絡，也是最早最基本的無線數據通信協議。取名Aloha，是夏威夷人表示致意的問候語，這項研究計劃的目的是要解決夏威夷群島之間的通信問題。Aloha網絡可以使分散在各島的多個用戶通過無線電信道來使用中心計算機，從而實現一點到多點的數據通信。第一個使用無線電廣播來代替點到點連接線路作為通信設施的計算機系統是夏威夷大學的ALOHA系統。該系統所采用的技術是地面無線電廣播技術，采用的協議就是有名的ALOHA協議，叫做純ALOHA（PureALOHA）。以后，在此基礎上，又有了許多改進過的ALOHA協議被用于衛星廣播網和其它廣播網絡。101）純Aloha算法是一種隨機接入方法，其基本思想是采取標簽先發言的方式，當標簽進入讀寫器的識別區域內就自動向讀寫器發送其自身的ID號，標簽1標簽2信道部分沖突完全沖突標簽3在標簽發送數據的過程中,若有其他標簽也在發送數據，那么發生信號重疊導致完全沖突或部分沖突，讀寫器檢測接收到的信號有無沖突，一旦發生沖突，讀寫器就發送命令讓標簽停止發送，隨機等待一段時間后再重新發送以減少沖突。Aloha算法模型圖如圖所示。（1）ALOHA算法各種ALOHA算法：純ALOHA算法、時隙ALOHA算法、幀時隙ALOHA算法、動態幀時隙ALOHA算法。11純Aloha算法雖然算法簡單，易于實現，但是存在一個嚴重的問題就是讀寫器對同一個標簽，如果連續多次發生沖突，這將導致讀寫器出現錯誤判斷認為這個標簽不在自己的作用范圍。（1）ALOHA算法同時還存在另外一個問題其沖突概率很大，假設其數據幀為F，則沖突周期為2F。針對以上問題有人提出了多種方案來改善Aloha算法在RFID系統其可行性和識別率。2）時隙ALOHA算法在Aloha算法中，標簽通過循環序列傳輸數據。標簽數據的傳輸時間僅僅為循環時間的一個小片段。在第一次傳輸數據完成后，標簽將等待一個相對較長的時間后再次傳輸數據。12（1）ALOHA算法按照這種方式，所有的標簽完成全部的數據傳輸給讀寫器后，重復的過程才會結束。分析Aloha算法的運行機制，不難發現當一個標簽發送數據給讀寫器時，另外一個標簽也開始發送數據給讀寫器，這時標簽數據碰撞不可避免發生。鑒于以上缺點，研究人員提出“時隙Aloha算法”。在該算法中，標簽僅能在時隙的開始傳輸數據。用于傳輸數據的時隙數由讀寫器控制，只有當讀寫器分配所有的時隙后，標簽才能利用這些時隙傳輸數據。因此與純Aloha算法不同，時隙Aloha算法是隨機的詢問驅動的TDMA防沖撞算法。13（1）ALOHA算法因為標簽僅僅在確定的時隙中傳輸數據，所以該算法的沖撞發生的頻率僅僅是純Aloha算法的一半而且系統的數據吞吐性能卻增加一倍。

增加時隙數量可降低RF終端發生沖突的概率，但是信道大部分時間將處于空閑狀態，使得防沖突識別速度變慢。反之，減少時隙數量導致射頻終端沖突明顯增加。運用時隙算法的關鍵在于尋找一個有效的折衷方案，使得防沖突的可靠性和速度滿足要求。隨著RFID系統復雜程度的加大，防沖突的可靠性顯著降低，沖突不可避免，所以這種沒有檢測恢復機制的抗沖突算法僅適用于簡單系統。

14（1）ALOHA算法3）幀時隙ALOHA算法的基本原理雖然時隙Aloha算法提高系統的吞吐量，但是當大量標簽進入系統時，該算法的效率并不高，因此幀時隙算法被提出。幀時隙ALOHA（FramedslottedAloha，FSA）算法是基于通信領域的ALOHA協議提出的。在FSA中，“幀”（Frame）是由讀寫器定義的一段時間長度，其中包含若干時隙。標簽在每個幀內隨機選擇一個時隙發送數據。所有標簽應答同步，即只能在時隙（Slot）開始點向讀寫器發送信息，每個標簽發送的時隙是隨機選擇的。15（1）ALOHA算法時隙可以分為三類：空閑時隙、應答時隙和碰撞時隙。在空閑時隙中沒有識別任何標簽，應答時隙中可以正確識別一個標簽。當一個時隙中有多個標簽同時發送應答時就會產生碰撞，形成碰撞時隙。碰撞的標簽退出當前循環，等待參與新的幀循環。通常，在幀時隙Aloha防沖撞算法中，當系統標簽數量變得很大時，系統效率就開始降低。16（1）ALOHA算法4）動態幀時隙ALOHA算法在幀時隙Aloha算法中，所有的幀具有相同的長度，即每一幀中的時隙數是相同的且是固定的。由于讀寫器并不知道標簽數量，當標簽數量遠大于幀時隙數時，一幀中的所有時隙都會發生碰撞，讀寫器不能讀取標簽信息；當標簽數遠小于一幀中時隙數時，識別過程中將有許多時隙被浪費掉。動態幀時隙算法通過根據識別標簽的數量來改變幀長度來客服動態幀時隙的不足。

17為了實現這個功能在通信上所采取的技術是（防沖撞）“防碰撞”。同時讀取復數個標簽是常被人們談及的RFID比條形碼遠為優越的地方，但是如果沒有防碰撞（防沖撞）的功能時，RFID系統只能讀寫一個標簽。在這種情況下如果有兩個以上的標簽同時處于可讀取的范圍內就會導致讀取的錯誤。其次，我們來簡單地說明防碰撞（防沖撞）功能的工作原理。即使是具有防碰撞（防沖撞）功能的RFID系統，實際上并非同時讀取所有標簽的內容。在同時查出有復數個標簽存在的情況下，檢索信號并防止沖突的功能開始動作。為了進行檢索，首先要確定檢索條件。例如，13.56MHz頻帶的RFID系統里應用的ALOHA方式的防碰撞功能的工作步驟如下。（1）ALOHA算法181）首先，閱讀器指定電子標簽內存的特定位數（1~4位左右）為次數批量。2）電子標簽根據次數批量，將響應的時機離散化。例如在兩位數的次數批量“00、01、10、11”時，讀寫器將以不同的時機對這四種可能性逐一進行響應。3）若在各個時機里同時響應的電子標簽只有一個的場合下才能得到這個電子標簽的正常數據。信息讀取之后閱讀器對于這個電子標簽發送在一定的時間內不再響應的睡眠的指令（Sleep/Mute）使之在休眠，避免再次向應。（1）ALOHA算法194）若在各個時機內同時有幾個電子標簽響應，判別為“沖突”。在這種情況下，內存內的另外兩位數所記錄的次數批量，重復以上從2）開始的處理。5）所有的電子標簽都完成響應之后，閱讀器向他們發送喚醒的指令（WakeUp），從而完成對所有電子標簽的信息讀取。（1）ALOHA算法20在這種搭載有防碰撞（防沖撞）功能的RFID系統中，為了只讀一個標簽，幾經調整次數批量反復讀取進行檢索。所以，一次性讀取具有一定數量的標簽的情況下，所有的標簽都被讀到為止其速度是不同的，一次性讀取的標簽數目越多，完成讀取所需時間要比單純計算所需的時間越長。實現防止抗碰撞（防沖撞）的功能是RFID在物流領域中取代條形碼所必不可少的條件。例如，在超市中，商品是裝在購物車里面進行計價的。為了實現這種計價方式，抗碰撞（防沖撞）功能必須完備。具有抗碰撞（防沖撞）功能的RFID系統的價格比不具有這種功能的系統的要昂貴。當個人用戶在制作RFID系統的時候，如果沒有必要進行復數個ID同時認識時就沒有必要選擇抗碰撞機能的讀寫器。另一方面，在電子貨幣和個人認證方面利用RFID系統時，同時識別幾個標簽是發生差錯的主要原因。（1）ALOHA算法21（2）二進制搜索防沖突算法（2）二進制搜索算法ALOHA算法由于效率低，實際RFID系統并未采用，而是采用更加高效的二進制搜索算法。二進制搜索算法靈活，不會發生防沖突失敗情況。對于N個應答器發生沖突的情況，最多只需要N-1次防沖突循環就能準確識別出適合的應答器。二進制搜索算法的基本思想是閱讀器判斷出發送應答器的序列號產生數據沖突位置。然后強制命令在沖突位置發送信息為“0”或“1”的應答器退出沖突。當N-1個應答器退出沖突后信道則被剩下的一個應答器完全占有并由閱讀器識別出。

22為了防止數據沖突的發生，首先確定發生沖突的數據比特位的具體位置。這里使用Manchester編碼如圖所示。（2）二進制搜索算法這種編碼通過電平的上升沿和下降沿表示高、低電平。上升沿為邏輯"1"，下降沿為邏輯"0"，不存在狀態不變的情況。因此數據傳輸過程中檢測到編碼狀態不跳變，則認為在數據傳輸過程中發生了沖突。兩個發生沖突的數據比特位必定有一個為邏輯“0”，另一個為邏輯“1”，這樣曼徹斯特碼（Manchester）的上升沿和下降沿相互抵消，使接收器在持續時間內接收到狀態持續不變的副載波信號，即出現狀態不跳變，這在Manchester編碼中是不允許的，可以肯定該處出現了沖突。因此可以用這種方法按位跟蹤發生沖突的數據比特位的具體位置。

23（2）二進制搜索算法當應答器進入射頻區域時，閱讀器開始針對所有的應答器進行檢測識別。其工作進程主要有如下五個狀態：POWEROFF（斷電）狀態：應答器尚未獲得能量（未進入閱讀器工作區），而處于斷電狀態，因此也不能發射副載波；IDLE（空閑）狀態：應答器進入閱讀器工作區，電磁場激活獲得能量，形成電壓，進入空閑狀態，同時能對已調制的信號解調，并識別來自閱讀器的RE-QUEST命令和WAKEUP命令；READY（就緒）狀態：當接收到一個有效的REQA或WAKEUP命令時，進入就緒狀態，在該狀態采用防沖突方法，用UID（惟一標識符）從多張IC卡中選擇出一張應答器，此時該張應答器就進入ACTIVE（激活）狀態；ACTIVE（激活）狀態：在本狀態完成本次應用所要求的全部操作；HALT（停止）狀態：閱讀器完成一次交易后，處于停止狀態。

24在二進制搜索算法的實現中，起決定作用的是讀寫器所使用的信號編碼必須能夠確定碰撞的準確比特位置。曼徹斯特碼（Mancherster）可在多卡同時響應時，譯出錯誤碼字，可以按位識別出碰撞。這樣可以根據碰撞的位置，按一定法則重新搜索射頻卡。防碰撞典型指令規則①REQUEST——請求（序列號）。此命令發送一序列號作為參數給射頻卡。應答規則是，射頻卡把自己的序列號與接收到的序列號比較，如果自身序列號小于或等于REQUEST指令序列號參數，則此射頻卡回送其序列號給讀寫器。這樣可以縮小預選的射頻卡的范圍；如果大于，則不響應。（2）二進制搜索算法25②SELECT——選擇（序列號）。用某個（事先確定的）序列號作為參數發送給射頻卡。具有相同序列號的射頻卡將以此作為執行其他命令（例如讀出和寫入數據）的切入開關，即選擇這個射頻卡。具有其他序列號的射頻卡只對REQUEST命令應答。③READ-DATA——讀出數據。選中的射頻卡將存儲的數據發送給讀寫器。④UNSELECT——去選擇。取消一個事先選中的射頻卡，射頻卡進入“無聲”狀態，在這種狀態下射頻卡完全是非激活的，對收到的REQUEST命令不作應答。為了重新激活射頻卡，必須先將射頻卡移出讀寫器的作用范圍再進入，以實行復位。（2）二進制搜索算法261）二進制搜索算法

工作流程在二進制搜索算法中，要能夠檢測出多張卡的存在，卡片的返回數據必須具有唯一性，且卡片在傳輸其身份識別標簽時必須準確、同步。這樣終端才能在位級上檢測出多張卡片的存在，這是防碰撞檢測的關鍵。射頻卡工作的特點是，當讀到讀寫器發出的序列號大于自身序列號時，則對系統作出響應。根據這一特點，二進制搜索算法的工作流程是：①射頻卡進入讀寫器的工作范圍，讀寫器發出一個最大序列號讓所有射頻卡響應；同一時刻開始傳輸它們的序列號到讀寫器的接收模塊。27②讀寫器對比射頻卡響應的序列號的相同位數上的數，如果出現不一致的現象（即有的序列號該位為0，而有的序列號該位為1），則可判斷出有碰撞。③確定有碰撞后，把有不一致位的數從最高位到次低次依次置0再輸出系列號，即依次排除序列號大的數，至讀寫器對比射頻卡響應的序列號的相同位數上的數完全一致時，說明無碰撞。這時就選出序列號最小的數。④選出序列號最小的數后，對該卡進行數據交換，然后使該卡進入“無聲”狀態，則在讀出器范圍也不再響應（移動該范圍后移入可再次響應）。⑤重復流程①，選出序列號倒數第二的射頻卡進行數據交換。⑥多次循環后可完成所有射頻卡的讀取。（2）二進制搜索算法28（2）二進制搜索算法假設有4個標簽其序列號分別為10110010、10100011、10110011、11100011，其二進制搜索算法實現流程如表1所示：查詢前綴Q第一次查詢11111111標簽響應1X1X001X標簽A10110010標簽B10100011標簽C10110011標簽D11100011第三次查詢101011111010001110100011第二次查詢10111111101X001X101100101010001110110011292）動態二進制搜索算法為減少標簽發送數據所需的時間和所消耗的功率，有人提出了改進的二進制樹搜索算法，其改進思路是把數據分成兩部分，閱讀器和標簽雙方各自傳送其中一部分數據，可把傳輸的數據量減小一半，達到縮短傳送時間的目的。根據二進制搜索算法的思路進行改良，當標簽ID與查詢前綴相符時，標簽只發送其余的比特位，可以減少每次傳送的位數，也可縮短傳送的時間，從而縮短防碰撞執行時間。30通常序列號的規模在8字節以上。為選擇一個單獨的射頻卡，每次都不得不傳輸大量的數據，效率非常低。根據二進制搜索算法的思路進行改良，可以減少每次傳送的位數，也可縮短傳送的時間，從而縮短防碰撞執行時間。下面分析動態二進制搜索算法的工作過程。在例子中，射頻卡有3張，序列號分別是：2）動態二進制搜索算法標簽1，11010111；標簽2，11010101；標簽3，11111101。312）動態二進制搜索算法（1）

動態二進制搜索算法的工作步驟①

讀寫器第一次發出一個完整的UID位數碼N，每個位上的碼全為1，讓所有射頻卡都發回響應。②

讀寫器判斷有碰撞的最高位數X，把該位置0。然后傳輸N~X位的數據后即中斷傳輸。（110）查詢前綴Q第一次查詢11111111標簽響應11X1X1X1標簽111010111標簽211010101標簽311111101射頻卡接到這些數據后馬上響應，回傳的信號位是（X-1）~1。即讀寫器和射頻卡以最高碰撞位為界分別傳送前后信號。傳遞的總數據量可減小一半。標簽1回傳：10111，標簽2回傳：10101，標簽3不回傳。322）動態二進制搜索算法③

讀寫器檢測第二次返回的最高碰撞位數X’是否小于前一次檢測回傳的次高碰撞位數。④

重復步驟①，多次重復后可完成射頻卡的交換數據工作。查詢前綴Q第一次查詢11011111標簽響應110101X1標簽111010111標簽211010101標簽311111101若不是，則直接把該位置“0”；若是，則要把前一次檢測的次高位也填“0”。然后向射頻卡發出信號。發出信號的位數為N~X’（1101010），射頻卡接收到信號，如果射頻卡信號小于或等于這一接收信號，馬上響應，回傳的信號只是序列號中最高碰撞位后的數，即（X-1）~1位。若射頻卡返回信號表示無碰撞，則對該序列號的射頻卡進行讀/寫處理，然后使其進入“不響應狀態”。332）動態二進制搜索算法（2）

動態二進制搜索算法與工作步驟相對應的示例①

例如N=8，傳送數據為11111111b。最高位為第8位，最低位為1位。根據響應可判斷第6位、第4位、第2位有碰撞。②

X=6，即第6位有碰撞，則傳送數據變為11011111b。傳送時，只傳送前面3位數110b。這時標簽1和標簽2響應，其序列號的前3位與射頻卡相同，不回傳，只回傳各自的后5位數據。標簽1為10111b，標簽2為10101b。可判斷第2位有碰撞。查詢前綴Q第一次查詢11111111標簽響應11X1X1X1標簽111010111標簽211010101標簽311111101342）動態二進制搜索算法③

X’=2，根據要求第4位也要補零，則傳送數據變為11010101b，傳送時只傳送1101010b。④

重復步驟①，按序可讀/寫標簽1、標簽3。在動態二進制搜索算法的工作過程中，要注意通過附加參數把有效位的編號發送到射頻卡，從而保證每次響應的位置是正確的。查詢前綴Q第一次查詢11010101標簽響應110101X1標簽111010111標簽211010101這時只有標簽2響應，并返回1b，表明無碰撞。讀寫器選中標簽2進行數據交換，讀/寫完畢后標簽2進行“休眠”。352、射頻識別技術標準（1）主要技術標準體系目前RFID存在三個主要的技術標準體系，總部設在美國麻省理工學院（MIT）的Auto-IDCenter（自動識別中心）、日本的UbiquitousIDCenter（泛在ID中心，UIC）和ISO標準體系。362、射頻識別技術標準1）EPCGlobalEPCGlobal是由美國統一代碼協會（UCC）和國際物品編碼協會（EAN）于2003年9月共同成立的非營利性組織，其前身是1999年10月1日在美國麻省理工學院成立的非營利性組織Auto-ID中心。Auto-ID中心以創建“物聯網”（InternetofThings）為使命，與眾多成員企業共同制訂一個統一的開放技術標準。旗下有沃爾瑪集團、英國Tesco等100多家歐美的零售流通企業，同時有IBM、微軟、飛利浦、Auto-IDLab等公司提供技術研究支持。目前EPCGlobal已在加拿大、日本、中國等國建立了分支機構，專門負責EPC碼段在這些國家的分配與管理、EPC相關技術標準的制定、EPC相關技術在本國的宣傳普及以及推廣應用等工作。372、射頻識別技術標準EPCGlobal“物聯網”體系架構由EPC編碼、EPC標簽及讀寫器、EPC中間件、ONS服務器和EPCIS服務器等部分構成。EPC賦予物品惟一的電子編碼，其位長通常為64位或96位，也可擴展為256位。對不同的應用規定有不同的編碼格式，主要存放企業代碼、商品代碼和序列號等。最新的GEN2標準的EPC編碼可兼容多種編碼。EPC中間件對讀取到的EPC編碼進行過濾和容錯等處理后，輸入到企業的業務系統中。它通過定義與讀寫器的通用接口（API）實現與不同制造商的讀寫器兼容。ONS服務器根據EPC編碼及用戶需求進行解析，以確定與EPC編碼相關的信息存放在哪個EPCIS服務器上。EPCIS服務器存儲并提供與EPC相關的各種信息。這些信息通常以PML的格式存儲，也可以存放于關系數據庫中。382、射頻識別技術標準2）UbiquitousID

日本在電子標簽方面的發展，始于20世紀80年代中期的實時嵌入式系統TRON。T-Engine是其中核心的體系架構。在T－Engine論壇領導下，泛在ID中心于2003年3月成立，并得到日本政府經產省和總務省以及大企業的支持，目前包括微軟、索尼、三菱、日立、日電、東芝、夏普、富士通、NTTDoCoMo、KDDI、J-Phone、伊藤忠、大日本印刷、凸版印刷、理光等重量級企業。泛在ID中心的泛在識別技術體系架構由泛在識別碼（uCode）、信息系統服務器、泛在通信器和ucode解析服務器等四部分構成。392、射頻識別技術標準uCode采用128位記錄信息，提供了340×1036編碼空間，并可以以128位為單元進一步擴展至256、384或512位。uCode能包容現有編碼體系的元編碼設計，可以兼容多種編碼，包括JAN、UPC、ISBN、IPv6地址，甚至電話號碼。uCode標簽具有多種形式，包括條碼、射頻標簽、智能卡、有源芯片等。泛在ID中心把標簽進行分類，設立了9個級別的不同認證標準。信息系統服務器存儲并提供與ucode相關的各種信息。uCode解析服務器確定與uCode相關的信息存放在哪個信息系統服務器上。uCode解析服務器的通信協議為uCodeRP和eTP，其中eTP是基于eTron（PKI）的密碼認證通信協議。泛在通信器主要由IC標簽、標簽讀寫器和無線廣域通信設備等部分構成，用來把讀到的uCode送至uCode解析服務器，并從信息系統服務器獲得有關信息。402、射頻識別技術標準3）ISO標準體系國際標準化組織（ISO）以及其他國際標準化機構如國際電工委員會（IEC）、國際電信聯盟（ITU）等是RFID國際標準的主要制定機構。大部分RFID標準都是由ISO（或與IEC聯合組成）的技術委員會（TC）或分技術委員會（SC）制定的。（2）RFID主要標準簡介RFID系統主要由數據采集和后臺應用系統兩大部分組成。目前已經發布或者正在制定中的標準主要是與數據采集相關的，主要有電子標簽與讀寫器之間的空氣接口、讀寫器與計算機之間的數據交換協議、電子標簽與讀寫器的性能和一致性測試規范，以及電子標簽的數據內容編碼標準等。后臺應用系統目前并沒有形成正式的國際標準，只有少數產業聯盟制定了一些規范，現階段還在不斷演變中。412、射頻識別技術標準1）電子產品編碼標準

RFID是一種只讀或可讀寫的數據載體，它所攜帶的數據內容中最重要的是惟一標識號。因此，惟一標識體系以及它的編碼方式和數據格式，是我國電子標簽標準中的一個重要組成部分。惟一標識號廣泛應用于國民經濟活動中，例如我國的公民身份證號、組織機構代碼、全國產品與服務統一代碼擴展碼、電話號、車輛識別代號、國際證券號等。盡管國家多個部委在惟一標識領域開展了一系列的相關研究工作，但與發達國家相比，我國的惟一標識體系總體上處于發展的起步階段，正在逐步完善中。422、射頻識別技術標準1）產品電子代碼EPCEPC由一個版本號加上域名管理者、對象分類、序列號三段數據組成的一組數字。EPC與目前應用最成功的商業標準EAN.UCC全球統一標識系統是兼容，成為EAN.UCC系統的一個重要組成部分，是EAN.UCC系統的延續和拓展，是EPC系統的核心與關鍵。其中EPC的版本號標識EPC的長度或類型；域名管理者是描述與此EPC相關生產廠商的信息；對象分類記錄產品精確類型的信息；序列號用于惟一標識貨品單件。432、射頻識別技術標準2）EAN.UCCEAN國際物品編碼協會成立于1977年，是基于比利時法律規定建立的一個非營利性國際組織，總部設在比利時首都布魯塞爾。EAN目的是建立一套國際通行的全球跨行業的產品、運輸單元、資產、位置和服務的標識標準體系和通信標準體系，即“全球商業語言——EAN.UCC系統”。國際EAN的前身是歐洲物品編碼協會，現主要負責除北美以外的EAN.UCC系統的統一管理及推廣工作。目前，其會員遍及90多個國家和地區，全世界已有約90萬家公司、企業通過各國或地區的編碼組織加入到EAN.UCC系統中來。近幾年，國際EAN加強了與美國統一代碼委員會（UCC）的合作，先后兩次達成EAN/UCC聯盟協議，以共同開發、管理EAN.UCC系統。442、射頻識別技術標準3）GB18937（NPC）強制性國家標準GB18937《全國產品與服務統一標識代碼編制規則》規定了全國產品與服務統一代碼（NPC）的適用范圍、代碼結構及其表現形式，由國務院標準化行政主管部門于2003年2月2日頒布，2003年4月16日正式實施。全國產品與服務統一代碼是按照《全國產品與服務統一標識代碼編制規則》國家標準要求編制的全國產品與服務統一標識代碼，目前已經用于電子設備、食品、建材、汽車、石油化工、農業、專業服務等領域。根據國內外對海量賦碼對象進行賦碼的一般規律，全國產品與服務統一代碼按照全數字、最長不超過十四位、便于維護機構維護和管理的原則設計，由十三位數字本體代碼和一位數字校驗碼組成，其中本體代碼采用序列順序碼或順序碼。

452、射頻識別技術標準（3）通信標準RFID的無線接口標準中最受注目的是ISO/IEC18000系列協議，涵蓋了從125KHz到2.45GHz的通信頻率，識讀距離由幾厘米到幾十米，其中主要是無源標簽，但也有用于集裝箱的有源標簽。1）近距離無線通信（NFC）是一項讓兩個靠近（近乎接觸）的電子裝置以13.56MHz頻率通信的RFID應用技術。由諾基亞、飛利普和索尼創辦的近距離無線通信論壇（NFCForum）起草了相關的通信和測試標準，讓消費類電子設備（尤其是手機）與其他的網絡產品或電腦外設進行通信和數據交換。該標準還與ISO/IEC14443和ISO/IEC15693非接觸式IC卡兼容。目前，已經有支持NFC功能的手機面世，可以用手機來閱讀兼容ISO/IEC14443TypeA或SonyFeliCa的非接觸式IC卡或電子標簽。462、射頻識別技術標準2）超寬帶無線技術（UWB）是一種直接以載波頻率傳送數據的通信技術。以UWB作為射頻通信接口的電子標簽可實現半米以內的精確定位。這種精確定位功能方便實現醫院里的貴重儀器和設備管理、大樓或商場里以至奧運場館內的人員管理。3）無線傳感器網絡是另一種RFID技術的擴展。傳感器網絡技術的對象模型和數字接口已經形成產業聯盟標準IEEE1451。該標準正進一步擴展，提供基于射頻的無線傳感器網絡，相關標準草案1451.5正在草議中。有關建議將會對現有的ISO/IEC18000系列RFID標準，以及ISO/IEC15961、ISO/IEC15862讀寫器數據編碼內容和接口協議進行擴展。RFID標簽與閱讀器之間進行無線通信的頻段有多種，常見的工作頻率有135kHz以下、13.56MHz、860～928MHz（UHF）、2.45GHz及5.8GHz等。472、射頻識別技術標準低頻系統工作頻率有125KHz、225KHz等，這些頻點應用的射頻識別系統一般都有相應的國際標準予以支持。其基本特點是電子標簽的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短（無源情況，典型閱讀距離為10cm）、電子標簽外形多樣（卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀）、閱讀天線方向性不強等。超高頻系統一般指其工作頻率高于400MHz，典型的工作頻段有915MHz、2.45gHz、5.8gHz等。超高頻系統在這些頻段上也有眾多的國際標準予以支持。基本特點是電子標簽及閱讀器成本均較高、標簽內保存的數據量較大、閱讀距離較遠（可達幾米至十幾米），適應物體高速運動性能好，外形一般為卡狀，閱讀天線及電子標簽天線均有較強的方向性。482、射頻識別技術標準低頻系統使用最廣，但通信速度過慢，傳輸距離也不夠長；超高頻系統通信距離遠，但耗電量也大。RFID在行業上的應用標準包括動物識別、道路交通、集裝箱識別、產品包裝、自動識別等。國內RFID技術與應用的標準化研究工作起步比國際上要晚4～5年時間，2003年2月國家標準化委員會頒布強制標準《全國產品與服務統一代碼編碼規則》，為中國實施產品的電子標簽化管理打下基礎，并確定首先在藥品、煙草防偽和政府采購項目上實施。短距離的射頻卡可以在一定環境下替代條碼，用在工廠的流水線等場合跟蹤物體。長距離的產品多用于交通系統，距離可達幾十米，可用在自動收費或識別車輛身份等場合。492、射頻識別技術標準在充分照顧我國國情和利用我國優勢的前提下，應該參照或引用ISO、IEC、ITU等國際標準并做出本地化修改，這樣能盡量避免引起知識產權爭議，掌握國家在電子標簽領域發展的主動權。RFID的廣泛應用蘊藏著巨大的產業利益、還涉及國家安全利益、信息控制利益等，在這一點上我國政府主管部門應高度關注。我國應全面部署電子標簽標準體系，尤其應重視編碼體系、頻率劃分以及與知識產權有關的技術和應用，并推出具有我國自主知識產權的標準，特別是在解決安全、防偽、識別、管理等應用領域。此外，我國正在制定的RFID領域技術標準是采用了ISO/IEC15693系列標準，該系列標準與ISO/IEC18000-3相對應，均在13.56MHz的頻率下工作，前者以卡的形式封裝。目前，在這一頻率下工作的電子標簽技術已相對成熟。503、RFID系統中的頻段特點及主要應用領域對一個RFID系統來說，它的頻段概念是指讀寫器通過天線發送、接收并識讀的標簽信號頻率范圍。從應用概念來說，射頻標簽的工作頻率也就是射頻識別系統的工作頻率，直接決定系統應用的各方面特性。在RFID系統中，系統工作就像我們平時收聽調頻廣播一樣，射頻標簽和讀寫器也要調制到相同的頻率才能工作。射頻標簽的工作頻率不僅決定著射頻識別系統工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離，還決定著射頻標簽及讀寫器實現的難易程度和設備成本。RFID應用占據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分，即位于ISM波段。典型的工作頻率有：125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、902MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等。513、RFID系統中的頻段特點及主要應用領域按照工作頻率的不同，RFID標簽可以分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波等不同種類。不同頻段的RFID工作原理不同，LF和HF頻段RFID電子標簽一般采用電磁耦合原理，而UHF及微波頻段的RFID一般采用電磁發射原理。目前國際上廣泛采用的頻率分布于4種波段，低頻（125KHz）、高頻（13.54MHz）、超高頻（850MHz～910MFz）和微波（2.45GHz）。每一種頻率都有它的特點，被用在不同的領域，因此要正確使用就要先選擇合適的頻率。52低頻段射頻標簽，簡稱為低頻標簽，其工作頻率范圍為30kHz～300kHz。典型工作頻率有125KHz和133KHz。低頻標簽一般為無源標簽，其工作能量通過電感耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標簽與閱讀器之間傳送數據時，低頻標簽需位于閱讀器天線輻射的近場區內。低頻標簽的閱讀距離一般情況下小于1米。（1）低頻（從125KHz到134KHz）其實RFID技術首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作，也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用。通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用。磁場區域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。（1）低頻（從125KHz到134KHz）53（1）低頻（從125KHz到134KHz）特性：1）工作在低頻的感應器的一般工作頻率從120KHz到134KHz，TI的工作頻率為134.2KHz。該頻段的波長大約為2500m。2）除了金屬材料影響外，一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。3）工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。4）低頻產品有不同的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴，但是有10年以上的使用壽命。5）雖然該頻率的磁場區域下降很快，但是能夠產生相對均勻的讀寫區域。6）相對于其它頻段的RFID產品，該頻段數據傳輸速率比較慢。7）感應器的價格相對與其它頻段來說要貴。54主要應用：畜牧業的管理系統、汽車防盜和無鑰匙開門系統的應用、馬拉松賽跑系統的應用、自動停車場收費和車輛管理系統、自動加油系統的應用、酒店門鎖系統的應用、門禁和安全管理系統。符合的國際標準：ISO11784RFID畜牧業的應用－編碼結構、ISO11785RFID畜牧業的應用－技術理論、ISO14223-1RFID畜牧業的應用－空氣接口、ISO14223-2RFID畜牧業的應用－協議定義、ISO18000-2定義低頻的物理層、防沖撞和通訊協議、DIN30745主要是歐洲對垃圾管理應用定義的標準。（1）低頻（從125KHz到134KHz）55中高頻段射頻標簽的工作頻率一般為3MHz～30MHz。典型工作頻率為13.56MHz。該頻段的射頻標簽，因其工作原理與低頻標簽完全相同，即采用電感耦合方式工作，所以宜將其歸為低頻標簽類中。鑒于該頻段的射頻標簽可能是實際應用中最大量的一種射頻標簽，因而我們只要將高、低理解成為一個相對的概念，即不會造成理解上的混亂。為了便于敘述，我們將其稱為中頻射頻標簽。中頻標簽一般也采用無源為主，其工作能量同低頻標簽一樣，也是通過電感（磁）耦合方式從閱讀器耦合線圈的輻射近場中獲得。標簽與閱讀器進行數據交換時，標簽必須位于閱讀器天線輻射的近場區內。（2）高頻（工作頻率為13.56MHz）（2）高頻（工作頻率為13.56MHz）56（2）高頻（工作頻率為13.56MHz）特性：1）工作頻率為13.56MHz，該頻率的波長大概為22m。2）除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數的材料，但是往往會降低讀取距離。感應器需要離開金屬一段距離。3）該頻段在全球都得到認可并沒有特殊的限制。4）感應器一般以電子標簽的形式。5）雖然該頻率的磁場區域下降很快，但是能夠產生相對均勻的讀寫區域。6）該系統具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標簽。7）可以把某些數據信息寫入標簽中。8）數據傳輸速率比低頻要快，價格不是很貴。57主要應用：中頻標簽的閱讀距離一般情況下也小于1米。中頻標簽由于可方便地做成卡狀，廣泛應用于電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）、小區物業管理、大廈門禁系統等。符合的國際標準：

ISO/IEC14443近耦合IC卡，最大的讀取距離為10cm；ISO/IEC15693疏耦合IC卡，最大的讀取距離為1m；ISO/IEC18000-3該標準定義了13.56MHz系統的物理層，防沖撞算法和通訊協議；3.56MHzISMBandClass1定義13.56MHz符合EPC的接口定義。圖書管理系統的應用、瓦斯鋼瓶的管理應用、服裝生產線和物流系統的管理和應用、三表預收費系統、大型會議人員通道系統、固定資產的管理系統、醫藥物流系統的管理和應用、智能貨架的管理。（2）高頻（工作頻率為13.56MHz）58超高頻系統通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠，無源可達10m左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現。

（3）超高頻（工作頻率為860MHz到960MHz之間）（3）超高頻（860MHz到960MHz之間）特性：1）在該頻段，全球的定義不是很相同－歐洲和部分亞洲定義的頻率為868MHz，北美定義的頻段為902到905MHz之間，在日本建議的頻段為950到956之間。該頻段的波長大概為30cm左右。59特性：2）目前，該頻段功率輸出目前統一的定義（美國定義為4W，歐洲定義為500mW）。可能歐洲限制會上升到2WEIRP。3）甚高頻頻段的電波不能通過許多材料，特別是水，灰塵，霧等懸浮顆粒物資。相對于高頻的電子標簽來說，該頻段的電子標簽不需要和金屬分開來。4）電子標簽的天線一般是長條和標簽狀。天線有線性和圓極化兩種設計，滿足不同應用的需求。5）該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區域很難進行定義。6）有很高的數據傳輸速率，在很短的時間可以讀取大量的電子標簽。（3）超高頻（860MHz到960MHz之間）60主要應用：供應鏈上的管理和應用、生產線自動化的管理和應用、航空包裹的管理和應用、集裝箱的管理和應用、鐵路包裹的管理和應用、后勤管理系統的應用；符合的國際標準：ISO/IEC18000-6定義了甚高頻的物理層和通訊協議；空氣接口定義了TypeA和TypeB兩部分；支持可讀和可寫操作。EPCglobal定義了電子物品編碼的結構和甚高頻的空氣接口以及通訊的協議。例如：Class0，Class1，UHFGen2。UbiquitousID日本的組織，定義了UID編碼結構和通信管理協議。我們毫無懷疑，在將來，超高頻的產品會得到大量的應用。例如WalMart，Tesco，美國國防部和麥德龍超市都會在它們的供應鏈上應用RFID技術。（3）超高頻（860MHz到960MHz之間）61超高頻與微波頻段的射頻標簽簡稱為微波射頻標簽，其典型工作頻率有433.92MHz、862（902）MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz。微波射頻標簽可分為有源標簽與無源標簽兩類。工作時，射頻標簽位于閱讀器天線輻射場的遠區場內，標簽與閱讀器之間的耦合方式為電磁耦合方式。閱讀器天線輻射場為無源標簽提供射頻能量，將有源標簽喚醒。相應的射頻識別系統閱讀距離一般大于1m，典型情況為4m～6m，最大可達10m以上。閱讀器天線一般均為定向天線，只有在閱讀器天線定向波束范圍內的射頻標簽可被讀/寫。由于閱讀距離的增加，應用中有可能在閱讀區域中同時出現多個射頻標簽的情況，從而提出了多標簽同時讀取的需求。（3）超高頻（860MHz到960MHz之間）62（3）超高頻（860MHz到960MHz之間）以目前技術水平來說，無源微波射頻標簽比較成功的產品相對集中在902MHz～928MHz工作頻段上。2.45GHz和5.8GHz射頻識別系統多以半無源微波射頻標簽產品面世。半無源標簽一般采用鈕扣電池供電，具有較遠的閱讀距離。微波射頻標簽的典型特點主要集中在是否無源、無線讀寫距離、是否支持多標簽讀寫、是否適合高速識別應用，讀寫器的發射功率容限，射頻標簽及讀寫器的價格等方面。對于可無線寫的射頻標簽而言，通常情況下寫入距離要小于識讀距離，其原因在于寫入要求更大的能量。微波射頻標簽的數據存儲容量一般限定在2Kbits以內，再大的存儲容量似乎沒有太大的意義，從技術及應用的角度來說，微波射頻標簽并不適合作為大量數據的載體，其主要功能在于標識物品并完成無接觸的識別過程。典型的數據容量指標有：1KBits、128Bits、64Bits等。由Auto-IDCenter制定的產品電子代碼EPC的容量為90Bits。微波射頻標簽的典型應用包括移動車輛識別、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）、醫療科研等行業。63不同頻率的標簽有不同的特點，例如，低頻標簽比超高頻標簽便宜，節省能量，穿透廢金屬物體力強，工作頻率不受無線電頻率管制約束，最適合用于含水成分較高的物體，例如水果等；目前，不同的國家對于相同波段，使用的頻率也不盡相同。歐洲使用的超高頻是868MHz，美國則是915MHz。日本目前不允許將超高頻用到射頻技術中。超高頻作用范圍廣，傳送數據速度快，但是比較耗能，穿透力較弱，作業區域不能有太多干擾，適用于監測港口、倉儲等物流領域的物品；而高頻標簽屬中短距識別，讀寫速度也居中，產品價格也相對便宜，比如應用在電子票證一卡通上。3、RFID系統中的頻段特點及主要應用領域64目前在實際應用中，比較常用的是13.56MHz、860MHz～960MHz、2.45GHz等頻段。我國在LF和HF頻段RFID標簽芯片設計方面的技術比較成熟，HF頻段方面的設計技術接近國際先進水平，已經自主開發出符合ISO14443TypeA、TypeB和ISO15693標準的RFID芯片，并成功地應用于交通一卡通和第二代身份證等項目中。近距離RFID系統主要使用125KHz、13.56MHz等LF和HF頻段，技術最為成熟；遠距離RFID系統主要使用433MHz、860MHz～960MHz等UHF頻段，以及2.45GHz、5.8GHz等微波頻段，目前還多在測試當中，沒有大規模應用。3、RFID系統中的頻段特點及主要應用領域654、安全如何保護RFID內部信息業界正在為強化相關的工業標準而工作，以保護存儲在RFID芯片中數據的安全，避免黑客利用RFID中存儲的敏感信息，進行非法活動，以獲得暴利。2004年是RFID技術發展的關鍵時期，因為在今年所有相關的技術標準將會陸續發布，以滿足美國商業巨頭沃爾瑪和美國國防部等大量物流應用所需。目前制定RFID標準的組織比較著名的有三個：ISO、以美國為首的EPCglobal以及日本的UbiquitousIDCenter，而這三個組織對RFID技術應用規范都有各自的目標與發展規劃。如果從發展的角度來觀察全球RFID標準制定，目前最為積極的非EPCglobal莫屬。目前，我國也已經成立了一個RFID國家標準工作組，正在制定相關的RFID國家標準。66（1）RFID存在安全隱患4、安全RFID數據非常容易受到攻擊，主要是RFID芯片本身，以及芯片在讀或者寫數據的過程中都很容易被黑客所利用。CounterpaneInternetSecurity公司的首席技術官BruceSchneier先生對此有自己的看法。他認為，LukasGrunwald所做的事情在RFID工作中經常會出現，這是一個嚴肅、認真的工作，他并沒有進行任何攻擊行動。在美國LasVegas舉行的BlackHat2004會議上，LukasGrunwald公開展示了一個名為RFDump的工具，它可以利用RFID系統的弱點發動攻擊。任何一個人，只要在自己的筆記本電腦中插上一個讀卡器，就可以使用RFDump軟件獲得3英尺內的被動式RFID芯片中的數據。674、安全RFID在當初的設計中是完全開放的，這是出現安全問題的根本原因。他研究了RFID的技術規范、讀寫過程和其它問題，發現了其中隱藏的安全問題。假如你對芯片的安全不放心，那么你也會發現這些問題。假如在芯片中有保護措施，任何人也不會輕易就能對RFID系統發動攻擊。不過，RFDump確實是當前所使用的RFID芯片的一個巨大威脅。但是按照工業界的一些資料顯示，RFID的這些弱點被發現已經有一段不算短的時間了。一項用于保護RFID數據的新標準已經在2004年6月獲得批準，這是Epcgolbal發布的第二代RFID標準。不過，根據市場研究公司IDC公司的調查，RFID存儲安全隱患并不是阻礙其市場發展的主要因素。位于美國馬薩諸塞州的IDC研究機構預測：RFID的市場將從現在的9150萬美元，增長到2008年的13億美元。68而非營利組織EPCglobal中產品管理的負責人SueHutchinson女士認為，RFID市場最大的增長來自供應鏈應用市場，全程監控產品的流動過程，從生產制造，經過運輸和倉儲，最終到達零售商和最終的消費者的全過程。4、安全（2）第二代的RFID標準強化的安全功能EPCglobal在去年開始制定第二代RFID標準時，針對供應鏈應用，最終用戶提出了一系列需求，這些成為制定第二代RFID標準的重要基礎。EPC第二代RFID標準開發中最主要的部分是設計了第二代的UHF（超高頻率）空中接口協議，該協議用于管理從標簽到讀卡器的數據的移動，為芯片中存儲的數據提供了一些保護措施。新標準采用“一個安全的鏈路”，保護被動標簽免于受諸如RFDump和其它一些在供應鏈應用中被發現的大多數攻擊行為。694、安全根據第二代RFID標準規范，當數據被寫入標簽時，數據在經過空中接口時被偽裝。從標簽到讀卡器的所有數據都被偽裝，所以當讀卡器在從標簽讀或者寫數據時數據不會被截取。一旦數據被寫入標簽，數據就會被鎖定，這樣只可以讀取數據，而不能被改寫，就是具有我們常說的只讀功能。EPC被動標簽一般只包括產品的識別信息，比如產品代碼、產品部件數，或者SKU數目，也就是僅僅包括物品本身的信息。另外EPC被動標簽不包括依據秘密保護規則涉及的物品個性化的識別信息。產品的識別信息通常是指相對于個性化識別信息而言不太敏感的內容，通常偽裝也只針對其中涉及的數據。數據并不被加密，但是讀卡器需要一個破解偽裝的“密鑰”。70根據美國國防部副部長助理、負責供應鏈整合的AlanEstevez先生透露，美國國防部在今年8月公布了其最終的針對供應鏈應用的RFID規范，其中并沒有包括數據加密要求。4、安全Estevez先生列舉了兩條理由，說明DOD規范的合理性：第一，產品信息比如序列號等在它沒有被整合到帶有附加信息的數據庫之前，并沒有太多值得利用的信息；第二，潛在的“敵人”不可能非常近距離地接近它，比如在10英尺之內，以讀取標簽上的信息。71（3）在金融領域RFID遇到了EMV的挑戰4、安全當RFID包括了消費者的相關數據時，供應鏈RFID應用可能才會真正走向成熟。Hutchinson認為，EPCglobal未來的一項主要任務就是制定包含用戶數據的更高級別的RFID標簽工業標準。因此，會更關注RFID的安全問題，也包括減少每年全球在供應鏈方面1800～3000億美元的損失。這一數據是美國零售業領導協會（RetailIndustryLeadersAssociation）估計的。可重寫型標簽集成了容量為幾十字節到幾萬字節的閃存，標簽內的信息能被更改或重寫，只讀型和可重寫型RFID標簽都主要應用于物流系統以及生產過程管理系統和行李控制系統中；724、安全帶微處理器標簽依靠內置式只讀存儲器中存儲的操作系統和程序來工作，出于安全的需要，許多標簽都同時具備加密電路，現在這類標簽主要應用于非接觸型IC卡上，既用于電子結算、出入管理，也可用做會員卡；有些RFID標簽集成了傳感器，包括溫度傳感器或壓力傳感器等，目前這類標簽主要用于動物個體識別和輪胎管理方面。Visa國際存儲控制副總裁KenAyer認為，銀行業和電子支付卡行業在保護存儲在RFID卡上的個人識別信息方面更有實踐經驗，Visa和電子支付卡行業更愿意選擇EMV卡。據了解，EMV規范系國際三大著名銀行卡組織（Visa、MASTERCARD、EUROPAY）聯合制訂的金融IC卡業界標準，在金融IC卡領域具有最高權威性，EMV規范的實施對于成員國銀行改善在國際化過程中的卡受理環境、降低在國際商務應用中的信用卡風險等方面起著舉足輕重的作用。73為保證我國IC卡的國際通用性和國外銀行卡在我國的通用性，我國目前正在進行銀行卡EMV標準的遷移，并著手修訂與之相對應的國內金融IC卡的PBOC標準。4、安全在EMV卡上，遵守保密規定的個人可識別數據類型采用Triple-DES加密措施。最新的非接觸EMV卡遵守ISO14443標準卡的規定，它可以在10cm的范圍內被各種設備讀取。他們可以依照被每一個遵守標準國家的每一個發卡銀行認可的保密和安全的標準進行配置。Ayer說，EMV卡支持對稱的和不對稱的密鑰加密技術。銀行卡上實際加密的部分是一個卡識別一個經過授權的讀卡器的部分，以應對日益嚴峻的挑戰。加密的其余部分是在銀行的后端系統處理。“這是一個在全球所有的國家都能正常工作的全球范圍的系統”他說，它使用一種所有銀行都采用的加密技術，可以對多種不同的數據進行加密。745、RFID中間件RFID中間件扮演RFID標簽和應用程序之間的中介角色，從應用程序端使用中間件所提供一組通用的應用程序接口（API），即能連到RFID讀寫器，讀取RFID標簽數據。這樣一來，即使存儲RFID標簽情報的數據庫軟件或后端應用程序增加或改由其它軟件取代，或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發生時，應用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護復雜性問題。75RFID中間件是一種面向消息的中間件（Message-OrientedMiddleware，MOM），信息（Information）是以消息（Message）的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序。面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞（Passing）信息，還必須包括解譯數據、安全性、數據廣播、錯誤恢復、定位網絡資源、找出符合成本的路徑、消息與要求的優先次序以及延伸的除錯工具等服務。信息可以以異步的方式傳送，所以傳送者不必等待回應。（1）中間件概述76（1）中間件概述在分布式異構環境中，通常存在多種硬件系統平臺（如PC、工作站、小型機等），這些硬件平臺上又存在各種各樣的系統軟件（如不同的操作系統、數據庫，語言編輯器等），及各種風格的用具界面，這些硬件系統平臺可能采用不同的網絡協議和網絡體系結構連接。（1）中間件概述為了解決如何將這些系統集成起來，人們提出了中間件（middleware）的概念。中間件：是介于應用系統和系統軟件之間的一類軟件，它使用系統軟件提供的基礎服務（功能），銜接網絡上應用系統的各個部分或不同的應用，以達到資源共享、功能共享的目的。即中間件是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件位于客戶機服務器的操作系統之上，管理計算資源和網絡通信。77中間件的工作機制：從理論上講，在客戶端上的應用程序需要從網絡中的某個地方獲取一定的數據或服務，這些數據或服務可能處于一個運行著不同操作系統的特定查詢語言數據庫的服務器中。客戶/服務器應用程序負責尋找數據的部分只需要訪問一個中間件系統，由中間件來完成到網絡中找到數據源或服務，進而傳遞客戶請求，重組答復消息，最后將結果送回應用程序。從實現角度講，中間件是一個用API定義的軟件層，是一個具有強大通信能力和良好可擴展性的分布式軟件管理框架。（1）中間件概述78中間件的特點：標準的協議和接口，可實現不同硬件和操作系統平臺上的數據共享和應用互操作。分布計算，提供網絡、硬件、操作系統透明性。滿足大量應用的需要。能運行于多種硬件和操作系統平臺上。（1）中間件概述79中間件的分類（1）中間件概述中間件屏蔽了底層操作系統的復雜性，減少了程序設計的環節，使得應用系統的開發周期縮短，減少了系統維護、運行和管理的工作量。根據中間件在系統中所起的作用和采用的技術不同，可將中間件分為：1）數據訪問中間件（DataAccessMiddleware）是在系統中建立數據應用資源互操作的模式，實現異構環境下的數據庫聯結或文件系統聯結的中間件。從而為在網絡中虛擬緩沖存取、格式轉換、解壓帶來便利。該中間件應用最為廣泛，技術最為成熟，典型代表為ODBC。數據庫是該類中間件的信息存儲的核心單元，中間件僅完成通信的功能。2）遠程過程調用中間件（RPC）RPC的靈活性使得比數據訪問中間件有更廣泛的應用。803）面向消息的中間件（MOM）利用高效可靠的消息傳遞機制進行平臺無關的數據交流，并基于數據通信進行分布式系統的集成。通過提供消息傳遞和消息排隊模型，可在分布式環境下擴展進程間的通信，并支持多通信協議、語言、應用程序、硬件和軟件平臺。（1）中間件概述4）面向對象的中間件（OOM）是對象技術和分布式計算發展的產物，它提供一種通信機制，透明的在異構的分布式計算環境中傳遞對象請求，而這些對象可以位于本地或遠程機器。5）事物處理中間件（TPM）6）網絡中間件7）終端仿真---屏幕轉換中間件81（2）RFID中間件RFID中間件是一種面向消息的中間件（MOM），信息以消息的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序。信息可以以異步的方式傳送，傳送者不必等待回應。MOM包含的功能不僅是傳遞信息，還必須包括解譯數據、安全性、數據廣播、錯誤恢復、定位網絡資源、找出符合成本的路徑、消息與要求的優先次序以及延伸的除錯工具等服務。RFID中間件技術拓展了基礎中間件的核心設施和特性，將企業級中間件技術延伸到了RFID領域，是RFID產業鏈的關鍵性技術。RFID中間件屏蔽了RFID設備的多樣性和復雜性，能夠為后臺業務系統提供強大的支撐，從而驅動更廣泛、更豐富的RFID應用。RFID中間件的技術重點研究的內容包括并發訪問技術、目錄服務及定位技術、數據及設備監控技術、遠程數據訪問、安全和集成技術、進程及會話管理技術等。（2）RFID中間件82中間件的意義。（2）RFID中間件（1）實施RFID項目的企業，不需進行任何程序代碼開發，便可完成RFID數據的導入，可極大縮短企業實施RFID項目的周期。（2）當企業數據庫或企業的應用系統發生更改時，對于RFID項目而言，只需更改RFID中間件的相關設置即可實現將RFID數據導入新的企業信息系統。（3）RFID中間件為企業提供靈活多變的配置操作，企業可根據實際情況自行設定相關的RFID中間件參數。（4）當RFID系統擴大規模時，只需對RFID中間件進行相應設置，便可完成RFID數據的導入，而不需進行程序代碼開發。83RFID中間件構架（2）RFID中間件1）以應用程序為中心（ApplicationCentric）:通過RFIDReader廠商提供的API，以HotCode方式直接編寫特定Reader讀取數據的Adapter，并傳送至后端系統的應用程序或數據庫中，從而達到與后端系統或服務串接的目的。2）以架構為中心（InfrastructureCentric）：為了解決企業應用系統復雜度增大和面對對象標準化的問題，采用廠商提供的標準規格的RFID中間件。84RFID中間件的功能和特點（2）RFID中間件1）數據的讀出和寫入：RFID中間件應提供統一的API，完成數據的讀出和寫入工作；應提供對不同廠家及協議的讀寫設備的支持，實現應用對設備的透明操作。2）數據的過濾和聚合：閱讀器從標簽讀取大量未經處理的數據，而應用系統不需要大量重復數據因此必須對數據進行去重和過濾。3）RFID數據的分發：RFID設備讀取的數據，不一定只由某一個應用程序使用，可能被多個應用程序使用，每個應用系統可能需要數據的不同集合，中間件能夠將數據整理后發送到相關的應用系統。4）數據安全：保護個人隱私。85RFID中間件的特征一般來說，RFID中間件具有下列的特色：獨立于架構（InsulationInfrastructure）RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應用程序之間，并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應用程序連接，以減輕架構與維護的復雜性。數據流（DataFlow）RFID的主要目的在于將實體對象轉換為信息環境下的虛擬對象，因此數據處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數據的搜集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到企業后端的應用系統。（2）RFID中間件86處理流（ProcessFlow）RFID中間件采用程序邏輯及存儲再轉送（Store-and-Forward）的功能來提供順序的消息流，具有數據流設計與管理的能力。標準（Standard）RFID為自動數據采樣技術與辨識實體對象的應用。EPCglobal目前正在研究為