第十章 RFID标准

第十章物联网RFID标准Internet之所以能够在全球范围内实现软硬件以及信息资源共享，是因为实现了各种网络设备的软硬件及数据交换标准的统一。随着物联网的迅猛全球化和国际射频识别日趋激烈的竞争，物联网RFID标准体系已经成为各个企业和国家参与国际竞争的重要手段。三流的企业卖产品二流的企业卖一流的企业卖技术标准国家标准GB/T3935.1－1996标准化基本术语第一部分对标准进行了如下定义：“标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。”标准体系的实质就是知识产权，是打包出售知识产权的高级形式。①1999年6月，6C(由日立、松下、JVC、三菱、东芝、时代华纳6大掌握DVD核心专利技术巨头组成的专利联盟组织)宣布“DVD专利联合许可”声明，要求世界上所有生产DVD的厂商必须向他们购买“专利许可”。2002年4月19日，6C与中国电子音响工业协会达成协议，我国公司每出口1台DVD，将支付4美元专利使用费。据不完全统计，中国每生产一台DVD机所要交纳的专利费已超20美元，每年DVD专利费交纳近20亿美元（2007年）。②MPEG专利技术管理公司旗下的MPEG-4、H.264、DVB-T等专利组合也都将展开对中国家电产品的专利收费谈判，这些专利组合覆盖范围很广，涉及数字电视、CRT电视、MP3、影音传输等各个领域。标准之争①2007年3月，Lucent、Zenith、汤姆逊、索尼在内的多家ATSC专利所有人也开始向中国彩电企业发出了具体的ATSC专利清单，根据当时的计算，每台彩电出口要交纳的专利费用将超过23美元。同一年，欧洲DVB-T标准的专利权人陆续发函给数字电视制造商长虹、康佳、Coship、DVN等，要求这些企业就每个使用DVB-T专利的产品支付2.5美元的专利费，付费周期要回溯７年，即从2000年开始制造的产品都要支付专利使用费。②1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。ARM自己不制造芯片，只将芯片的设计方案授权给其他公司，由它们来生产，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC（reducedinstructionsetcomputer，精简指令集计算机）标准的缔造者。标准之争对于一个国家来说，没有完备的技术标准体系，就如同一座不设防的城，根本没有技术壁垒可言！10.1RFID标准概述RFID标准化是指对产品、过程或者服务中现实和潜在的问题做出规定，提供可共同遵守的工作语言，以利于技术合作，同时防止贸易壁垒。通过制定、发布和实施RFID标准，可以解决编码通信、空中接口和数据共享等问题，以最大程度地促进RFID技术及相关系统的应用。10.1RFID标准概述RFID国际标准化机构1.ISO/IECRFID技术在国际标准化组织的分类中属于信息技术中的自动识别与数据采集领域（AIDC），由国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC负责制定。10.1RFID标准概述1.ISO/IECRFID技术在国际标准化组织的分类中属于信息技术中的自动识别与数据采集领域（AIDC），由国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC负责制定。ISO和IEC专门为AIDC技术成立了技术标准组（JTC-1），1996年又成立了SC31分委员会，负责自动识别和数据采集技术的标准化制定工作，SO/IEC目前已下设6个工作组：WG1负责数据载体，WG2负责数据结构，WG4负责物品管理的RFID技术，WG5负责实时定位系统，WG6负责移动物品识别和管理，WG7负责物品管理的安全性。还有一些其他的ISO技术委员会也涉及到部分RFID的相关标准，如ISO/IECTC-104货运集装箱标准化技术委员会公布了一个RFID用于海运集装箱的标准，ISOTC-122包装标准化技术委员会和TC-04y的联合工作组也正在开发一系列RFID供应链管理的应用标准。和其他非强制的标准一样，ISO标准是否被采用也取决于市场的需求。RFID国际标准化机构10.1RFID标准概述2.EPCglobalEPCglobal是由美国统一代码协会（UCC）和国际物品编码协会（EAN）共同成立的非营利性组织，其主要职责是在全球范围内对各个行业建立和维护EPCglobal网络，保证物联网各环节信息的自动识别，并采用全球统一标准。EPCglobal制定了标准开发过程规范，规范了EPCglobal各部门的职责以及标准开发的业务流程，对递交的标准草案进行多方审核，确保制定的标准具有很强的竞争力。目前EPCglobal提供的服务主要有：1)分配、维护和注册EPC管理者代码；2)对用户提供EPC技术和EPC网络相关内容的教育和培训；3)参与EPC商业应用案例实施和EPCglobal网络标准的制定；4)参与EPCglobal网络、网络组成、研究开发和软件系统等的规范的制定和实施；10.1RFID标准概述3.其他组织其它RFID标准化组织还包括各种区域、国家、行业等标准组织。日本的泛在中心制定RFIDUID标准的思路类似EPCglobal，目标也是构建一个完整的标准体系，即从编码体系、空中接口协议到泛在网络体系结构，但在很多细节方面与EPC系统还是有差异。韩国利用国内移动通信的发展优势，把RFID和移动通信结合起来，并从2000年开始在系统架构、编码格式、空中接口、安全隐私等方面开展相关的标准化工作，以此为突破口，主导国际标准的制定。与RFID应用相关的国际标准化机构：国际电信联盟（ITU)、世界邮联（UPU）等；区域性标准化机构，如欧洲标准化委员会（CEN）等；国家标准化机构，如BSI（英国标准协会）等；行业组织，如ATA（世界海关组织暂准进口协议）等。10.1RFID标准概述RFID标准体系10.1RFID标准概述RFID标准的主要内容包括以下几个方面:1）技术标准主要包括接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术和传输协议等，例如：ISO18000:定义了询问者与标签之间在不同频率上的空中接口。PCGen2:定义了频率在860～960 MHz之间的空中接口标准。2）数据内容标准主要指数据结构、编码格式和数据安全等相关内容。ISO/IEC15961、15962与15963标准规定了信息交换过程中的数据协议，它们独立于ISO18000系列空中接口通信协议。10.1RFID标准概述3）性能标准狭义的RFID系统是指由承载了唯一编码的RFID标签通过天线与读写器实现通信，因此RFID标签、读写器和天线就构成了完成自动识别与数据采集的有机整体。要实现系统的目标功能，系统各部分之间必须满足一致性要求，从而实现不同厂家生产设备之间的互通性和互操作性。因此，SC31WG3制定了性能测试和一致性测试的方法及标准，并作为RFID测试工作的基础。ISO/IEC18046定义了RFID设备的性能检测方法，包括对标签参数、速度、标签阵列、方向、单标签检测及多标签检测等标签性能的检测方法，以及对读取距离、读取率、单标签和多标签读取等读写器性能的检测方法。IS0/IEC18047定义了RFID设备的一致性测试方法，也称空中接口通信协议测试方法。10.1RFID标准概述IS0/IEC18047分为以下几个部分:●ISO/IEC18047—2：125～134 kHz，对应ISO18000—2；●ISO/IEC18047—3：13.56 MHz，对应ISO18000—3；●ISO/IEC18047—4：2.45 GHz，对应ISO18000—4；●ISO/IEC18047—6：860～960 MHz，对应ISO18000-6；●ISO/IEC18047—7：433 MHz，对应ISO18000—7。10.1RFID标准概述4）应用标准RFID涉及了众多的具体应用，各种不同的应用涉及不同的行业，因此标准还需要涉及有关行业的规范，典型标准包括有：●ISO10374：货运集装箱标准（自动识别）。●ISO18185：货运集装箱的电子封条的射频通信协议。●ISO11784：动物的射频识别——编码结构。●ISO11785：动物的射频识别——技术准则。●ISO14223—1：动物的射频识别——高级标签的空中接口。●ANSIMH10.8.4：可回收容器的RFID标准。●AIAGB—11：轮胎电子标签标准（汽车工业性动组）。●ISO122/104JWG：RFID的供应链应用。目前，RFID还未形成统一的全球化标准，市场为多种标准并存的局面，但随着全球物流行业RFID大规模应用的开始，RFID标准的统一已经得到业界的广泛认同。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。目前已经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关的，其中包括电子标签与读写器之间的空气接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范、以及RFID标签的数据内容编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断演变中。RFID标准争夺的核心主要在RFID标签的数据内容编码标准这一领域。目前，形成了五大标准组织，分别代表了国际上不同团体或者国家的利益。10.1RFID标准概述RFID标准多元化的原因RFID的国际标准比较多，主要基于技术因素和利益因素两方面.1.技术因素1）RFID的工作频率和信息传输方式RFID的工作频率分布在低频至微波的各个频段中，技术差异很大。例如，125 kHz的电路、天线设计与2.45 GHz的电路、天线设计就有很大的不同。即使对于相同的频率，由于基带信号和调制方式的不同，也会形成不同的技术标准。例如，对于13.56 MHz的工作频率，ISO/IEC14443标准有TYPEA和TYPEB两种方式。10.1RFID标准概述2）作用距离作用距离的差异也是标准不同的主要原因。作用距离不同产生的差异主要表现在以下几个方面：应答器的工作方式分有源工作方式和无源工作方式两种；RFID系统的工作原理不同，近距离采用电感耦合方式，远距离采用基于微波的反射散射耦合方式；载波功率的差异。例如，同为13.56 MHz工作频率的ISO/IEC14443标准和ISO/IEC15693标准，由于后者作用距离较远，所以其阅读器输出的载波功率较大（但不能超出EMI有关标准的规定）。3）应用目标的不同RFID的应用很广泛，针对不同应用，其存储的数据代码、外形需求、频率选择、作用距离以及复杂度等都会有很大的差异。例如，动物识别和货物识别、高速公路的车辆识别计费和超市货物的识别计费等，它们之间都存在较大的不同。10.1RFID标准概述4）技术的发展随着信息技术的进步和制造业的进步，RFID标准需要不断融入这些新进展，以形成与时俱进的标准。2.利益因素尽管标准是开放的，但标准中的技术专利会给相应的国家、集团以及企业等带来巨大的市场效应和经济效益，因此标准的多元化之争也是这些利益之争的必然反映。标准化还不健全会影响到射频技术的采用吗？这并没有影响到射频技术项目的进行，不过，标准化的进一步完善将对射频技术的使用推广发挥更大的作用。主要的标准之一：ISO/IECRFID标准体系10.2ISO/IEC的相关标准ISO/IEC的标准体系ISO/IEC对各个频段的RFID都颁布了标准。ISO/IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建、空中接口和涉及的数据结构以及它们的实施问题。具体可以分为技术标准、数据结构标准、性能标准及应用标准四个方面。数据标准（如编码标准ISO/IEC15691、数据协议ISO/IEC15692、ISO/IEC15693，解决了应用程序、标签和空中接口的多样性要求，提供一套通用的通信机制）空中接口标准（ISO/IEC18000系列）测试标准（性能测试ISO/IEC18047和一致性测试标准ISO/IEC18046）实时定位（RTLS)（