ISO-IEC标准

标准2为什么要制定标准•标准的作用与制定•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（如身份识别、不停车收费系统、动物识别、物流、追踪、门禁等）3RFID的ISOIEC标准•ISO/IEC制定的RFID标准概况•技术标准•ISO/IEC10536、ISO/IEC14443、ISO/IEC18000系列标准等•数据结构标准•ISO/IEC15424、ISO/IEC15418、ISO/IEC15434等•性能标准•ISO/IEC18046、ISO/IEC18047、ISO/IEC10373-6等•应用标准•ISO/IEC10374、ISO/IEC18185、ISO/IEC11784等4RFID技术相关的标准•无线通信管理•频谱分布、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•ISO/IEC的RFID标准简介•非接触式IC卡三种非接触式IC卡标准标准卡的类型阅读器作用距离ISO/IEC10536密耦合（CICC）CCD紧靠ISO/IEC14443近耦合（PICC）PCD10cmISO/IEC15693疏耦合（VICC）VCD约50cm6•ISO/IEC的RFID标准简介•动物识别标准•ISO/IEC11784•规定动物识别的代码结构•ISO/IEC11785•规定相关的技术准则•ISO/IEC14223•为读取动物应答器内的特殊数字提供了协议，这些数字被存储在集中所有动物数据的中央数据库内7•ISO/IEC的RFID标准简介•物品识别标准•ISO/IEC18000：空中接口的重要标准，无线频段（频率）有6个，即低于135kHz，13.56MHz，433MHz，860~960MHz，2.45GHz和5.8GHz。作用距离从数厘米至十多米不等•ISO/IEC18001：给出了标签的外形要求•ISO/IEC10374：微波应答器的集装箱识别标准，工作频率范围为850~950MHz以及2.4~2.5GHz，标签的灵敏度以最大电场强度150mV/m定义，最大可阅读距离为13m8RFID的ISOIEC标准简介•国际标准ISO/IEC14443•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/IEC14443标准由四部分组成，即ISO/IEC14443-1/2/3/4•ISO/IEC14443-2射频能量Mint12.5μst1≤2.5μs条件2.5μs0.5μs0.7μs00Max3.0μst11.5μs0.4μst1t2t3t4t1t2t4t3110%100%90%60%5%5%60%110%100%90%载波幅度t1000110010ASK100%修正密勒码106kbps曼彻斯特码副载波频率为fc/16负载调制106kbpsPCDPICCPICCPCDPause9•ISO/IEC14443-4传输协议•TYPEA型PICC激活过程•REQA/WUPA命令（A型卡）•ATQA应答（等级）•ANTICOLLISION和SELECT命令•SAK应答（防冲突、选卡回应）•HALT命令（结束）进入能量场发送REQA接收ATQA防碰撞循环可以使用ATS？使用ISO/IEC14443-4协议？发送RATS接收ATS支持PPS？改变参数？交换传输数据发送PPS请求接收PPS应答发送WUPA发送HLTA非ISO/IEC14443-4协议发送DECELECT请求接收DECELECT响应是否否是是否是否ISO/IEC14443-3ISO/IEC14443-4106RFID的ISOIEC标准•ISO/IEC15693•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11RFID的ISOIEC标准•ISO/IEC15693•空中接口和初始化VCD到VICC的通信工作时钟必须在t4最大值之后恢复载波幅度105%ab95%60%5%t1t3t4t2t最小值（μs）最大值（μs）t16.09.44t22.1t1t304.5t400.812RFID的ISOIEC标准•ISO/IEC15693•空中接口和初始化•副载波：单副载波时，副载波的频率423.75kHz；在使用双副载波时，频率484.28kHz•数据速率•位表示和编码：采用曼彻斯特码编码方式VICC到VCD的通信18.88μs37.76μs（b）逻辑118.88μs37.76μs（a）逻辑013RFID的ISOIEC标准•SOF•EOF37.76μs56.64μs56.64μs37.46μs56.75μs56.64μs（a）使用单副载波时的SOF（b）使用双副载波时的SOF37.76μs56.64μs56.64μs37.46μs56.64μs56.75μs（a）EOF的单副载波调制波形（b）EOF的双副载波调制波形14RFID的ISOIEC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64kb（8kB）。•块安全状态：由VICC作为对VCD请求的响应参数返回15•VICC状态•断电（Power-Off）、就绪（Ready）、静默（Quiet）、选择（Selected）4种状态断电就绪静默选择选择不同的UID或复位至就绪(选择标志位为1)选择（UID）保持静默（UID）离开场离开场离开场于场内选择标志位为0任何其他命令选择（UID）复位至就绪保持静默（UID）保持静默（UID）任何其他命令寻址标志位为1，目录标志位为0任何其他命令16•防碰撞SOFEOFVICC1应答EOFVICC2应答VICC3应答EOFVICC4应答VICC5应答SOFEOFVICC1的应答时隙2t1t3t1时隙3时隙0目录请求t2t2t1t1时隙1t2无碰撞碰撞对VICC1的请求无VICC应答定时时间VICCVCD定时时间VICCVCDEOF时隙数为4的典型防碰撞处理过程17RFID的ISOIEC标准•ISO/IEC18000-6标准•定义了阅读器和标签之间的物理接口、协议、命令及防碰撞机制。•标准包含两种通信模式：TYPEA和TEPEB。•TYPEA模式：•数据编码•帧格式•调制TraiTrai3Trai2Trai4Trai01SOFEOFTaq3Tari1TariBBBB静默SOF命令ＥOF18•强制命令及状态转换•INITROUND命令•NEXTSLOT命令：确认已被识别的标签；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•CLOSESLOT命令：•STANDBYROUND命令：确认来自一个标签的有效应答，并指示该标签进入选择状态，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NEXTSLOT，NEWSLOT或CLOSESLOT命令的到来，重新进入循环激活状态进入新的循环•NEWROUND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•SELECT（bySUID）命令：无论标签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，处于就绪、静默或循环准备状态时保持状态不变•READBLOCKS命令：•GETSYSTEMINFORMATION命令：获取标签的有关系统信息196RFID的ISOIEC标准•TYPEA的防碰撞过程•1启动防碰撞过程：阅读器发出INITROUND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标签对命令的处理•3阅读器发出INITROUND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CLOSESLOT命令。•阅读器检测到碰撞或错误的CRC时，在确认无标签仍在传输应答的情况下，发出CLOSESLOT命令。•阅读器接收到一个标签无差错的应答帧时，它发送NEXTSLOT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CLOSESLOT命令或NEXTSLOT而签名不匹配的参与循环的标签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206RFID的ISOIEC标准•TYPEA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INITROUND命令或CLOSESLOT命令中重复循环标志位置为1，则自动开始一个新的循环。如果重复循环标志位为0，阅读器可以决定用新的INITROUND命令或NEWROUND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STANDBYROUND命令来确认签名匹配的标签的有效应答，并指示该标签进入选择状态，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。216RFID的ISOIEC标准•TYPEB（与TYPEA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•更高的安全性、通信速率、简单的外围电路设计、抗干扰能力22阅读器选择应答器组进入识别状态计数器值=0的应答器发UID阅读器检测到碰撞？阅读器发送FAIL命令应答器计数器值=0？计数器值加1应答器产生随机数随机数=0？应答器发送UID阅读器未收到任何应答？接收的UID正确？阅读器发RESEND命令重接收的UID正确？到规定的次数N？阅读器发DATAREAD命令？识别状态的应答器计数器值减1应答器进入数据交换状态阅读器发送SUCCESS命令计数器值=0？NYYNNYNYYNNYYNYNYN等待有关命令等待有关命令TYPEB防碰撞流程23RFID的ISOIEC标准•ISO/IEC18000-7标准•物理层•使用窄带UHF频段。载波频率为433.92MHz±20ppm•采用FSK调制方式，频率偏移为±35kHz，逻辑0的频率为fc（载波频率）－35kHz，逻辑1的频率为fc＋35kHz。•数据位采用曼彻斯特编码，数据速率为27.7kbps•阅读器和应答器之间的通信采用主从方式•数据链路层b0b1b2b3b4b5b6b7b8000000111324μs1296or1308μs1232030μs30μs42/54μs54μs18μs36μs前同步码数据字节24RFID的ISOIEC标准•数据链路层•前同步码：包含20个周期为60μs的脉冲，高电平30μs，低电平30μs•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36μs，字节周期（含停止位）为324μs。•CRC码：多项式为x16+x12+x5+1•包结束符25RFID的ISOIEC