RFID干貨專欄|04 RFID標準及重要地位(視頻講解)
RFID干貨專欄概述
經過20多年的努力發展,超高頻RFID技術已經成為物聯網的核心技術之一,每年的出貨量達到了200億的級別。在這個過程中,中國逐步成為超高頻RFID標簽產品的主要生產國,在國家對物聯網發展的大力支持下,行業應用和整個生態的發展十分迅猛。然而,至今國內還沒有一本全面介紹超高頻RFID技術的書籍。
為了填補這方面的空缺,甘泉老師花費數年之功,撰寫的新書《物聯網UHF RFID技術、產品及應用》正式出版發布,本書對UHF RFID最新的技術、產品與市場應用進行了系統性的闡述,干貨滿滿!RFID世界網得到了甘泉老師獨家授權,在RFID世界網公眾號特設專欄,陸續發布本書內容。
在1.3節中的介紹中RFID具有多種分類,對應不同的標準,國際標準組織根據技術特點不同,將RFID進行了標準化工作,從而推動行業的快速發展。本小節將圍繞RFID的標準進行介紹,通過對RFID的標準學習,可以更深刻地理解RFID的不同應用和發展體系。

1.4.1 全球RFID標準化組織
RFID的應用牽涉到眾多行業,因此其相關的標準盤根錯節,相互融合。
目前,全球有五大組織與RFID標準相關,分別代表了國際上不同的團體或國家的利益。EPC global在全球擁有上百家成員,得到了零售巨頭沃爾瑪,制造業巨頭強生、寶潔等跨國公司的支持。而AIM (AutomaticIdentification Manufacturers)、ISO/IEC、UID則代表了歐洲、美國和日本;IP-X的成員則以非洲、大洋洲和亞洲等國家為主。比較而言,EPC global綜合了美國和歐洲廠商,實力超群。
1. EPCglobal
EPC global由EAN和UCC兩大標準化組織聯合成立,它繼承了EAN.UCC與產業界近30年的成功合作傳統。
EPC global是一個中立的、非營利性的RFID專業標準化組織。EPCglobal的前身是1999年10月1日在美國麻省理工學院成立的非營利機構Auto-ID中心,Auto-ID中心以創建物聯網為使命,與眾多成員企業共同制定了統一的開放技術標準。2003年9月,國際物品編碼協會GS1(EANInternational)收購了Auto-ID,宣布成立EPCglobal,Auto-ID中心加盟GS1更名為Auto-ID實驗室,是EPCglobal從事RFID專業研究機構。EPC global旗下有沃爾瑪集團、英國Tesco等100多家歐美零售流通業,同時有IBM、微軟、飛利浦、Auto-ID Lab、Alien等公司提供技術研究支持。Auto-ID實驗室-由Auto-ID中心發展而成,總部設在美國麻省理工學院,與其他五所學術研究處于世界領先的大學通力合作研究和開發EPC global 網絡及其應用。(這五所大學分別是:英國劍橋大學、澳大利亞阿德萊德大學、日本慶應大學、中國復旦大學和瑞士圣加侖大學)。
EPC global除發布標準外,還創建了EPCglobal會員注冊管理。目前EPC global已在大部分GS1-EAN.UCC會員機構地區與國家建立分支機構、如:中國(EPC global China)及其中國香港(EPC global Hong Kong)、中國臺灣(EPCglobal Taiwan)等,專門負責EPC碼段區域性分配與管理、EPC相關技術標準制定、EPC相關技術在本國的宣傳普及及推廣應用等工作。ISO/IEC標準中有關860-960MHz頻段的標準,直接采用了EPCglobal Gen2 UHF標準。
2. ISO/IEC
ISO(InternationalOrganization for Standardization——國際標準化組織)/IEC(International Electrotechnical Commission——國際電工委員會)是資深的全球非贏利性標準化專業機構,與EPC global及其他組織相比,ISO/IEC有著天然的標準化公信力。與EPC global只專注于860~960MHz頻段的研究不同,ISO/IEC在多個頻段都發布了標準。ISO/IEC組織下設有多個分技術委員會從事RFID標準研究。大部分RFID標準都由ISO/IEC的技術委員會(TC)或分技術委員會(SC)制定。
3. 泛在識別中心UID
泛在識別中心(Ubiquitous ID Center,簡稱UID)是T-Engine Forum論壇下設的RFID標準研究機構。主導Ucode是賦予顯示世界中任何物理對象的唯一的識別碼,它具有128位的充裕容量如NEC、日立、東芝等,也有少數來自其他國家的著名廠商,如微軟、三星、LG和SKT。T-EngineForum論壇下設的泛在識別中心(Ubiquitous ID Center,簡稱UID)成立于2002年12月,“Ubiquitous”就是“普及、無處不在”的意思,中文翻譯為“泛在”。UID具體負責研究和推廣RFID核心技術,目前微軟、索尼、三菱、日立、日電、東芝、夏普、富士通、NTT DoCoMo、KDDI、J-Phone、理光等重量級企業都是UID的成員。
4. AIM
AIM(國際自動識別制造商協會)組織和IP-X組織的實力相對較弱小。
誕生于1999年的AIM是AIDC(AutomaticIdentification and Data Collection)組織發起成立的國際自動識別制造商協會,曾制定過通行全球的條碼標準。AIM在全球有13個國家和地區性的分支,全球會員數已達一千多個。目前,AIM也推出了RFID標準。2004年11月,AIM和CompTIA(美國計算機行業協會)宣布為發展RFID的第三方認證而合作,AIM的REG(RFIDExperts Group)專家小組提供從物理硬件安裝和現有業務整合進行認證和培訓。AIM在RFID的影響遠不及EAN.UCC,未來AIM是否有足夠能力影響RFID標準的制定,還存在一定的不確定性。
5. IP-X
IP-X組織的成員則以非洲、大洋洲、亞洲等地的國家為主,主要在南非國家推行。主要由南非Ipico這家公司推動,且其產品及專利都是由Ipico支持。并且其UHF產品在ISO/ICE申請了18000-6D協議并通過。其特點是UHF遠距離閱讀器,使用IPX協議,可以實現高速目標識別(大于300公里/小時),多目標識別(同時240張卡)。
1.4.2 全球RFID標準體系比較
當前,物聯網與RFID的國際標準體系正在建設之中,因為有了GS1\ISO\IEC等國際知名的標準化組織的努力協調,許多發達國家擁有技術專利的企業標準已經成功地轉換成為開放性的國際標準。我國物聯網標準體系尚處于起步狀態,少量的基礎標準業已問世,標簽數據標準正在進入審批程序,參照GS1\ISO\IEC制定的物聯網國家標準體系的工作正在緊鑼密鼓地進行中。
目前,在全球最有影響力的RFID標準體系依次是EPCglobal標準體系、ISO標準體系和UID標準體系。三大體系競爭并存,它們各自體系相互獨立,而內容上互相共融,又相互交叉,在RFID發展初期,對業界都具有很好的參考價值。
1. UID的RFID標準體系
UID的RFID標準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解析服務器四部分構成。Ucode是賦予顯示世界中任何物理對象的唯一的識別碼,它具有128位的充裕容量,并能夠以128位的整倍數進一步擴展至256位、384位或512位。Ucode的最大優勢是能夠包容現有編碼體系的原編碼設計,兼容多種編碼。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。泛在識別中心把標簽進行分類,設立了9個不同的認證標準。信息系統服務器存儲并提供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服務器上,Ucode解析服務器的通信協議為Ucode RP和eTP。泛在通信器主要由IC標簽、標簽讀寫器和無線廣域網通信設備等部分構成,用來把讀到的Ucode送至解析服務器,并從信息系統服務器獲得有關信息。
UID的RFID標準體系在我國的RFID業界應用不是很多,在全球影響力也遠不如EPC global的RFID標準體系和ISO\IEC的RFID標準體系。
2. ISO\IEC的RFID標準體系
ISO的標準并非單獨為RFID設立,而且在ISO\IEC的RFID標準中,大量涵蓋了EPC和UID兩種體系的標準。按應用分類,ISO的標準體系可以分為:表1-4技術標準(如射頻識別技術、IC卡標準等);表1-5數據內容與編碼標準(如編碼格式、語法標準等);表1-6性能與一致性標準(如測試規范等標準);表1-7應用標準(如船運標簽和產品包裝標準)四大類。
表1-4 ISO/IEC技術標準
序號 | 標準號 | 標準名稱 | 英文名稱 | 狀態 |
1 | ISO/IEC 18000-1-2008 | 信息技術-項目管理的射頻識別-標準化參數的基準結構和定義 | Information technology - Radio frequency identification for item management - Reference architecture and definition of parameters to be standardized | 現行 |
2 | ISO/IEC 18000-2-2009 | 信息技術-項目管理的射頻識別-低于135kHz空中接口通信參數 | Information technology - Radio frequency identification for item management - Parameters for air interface communications below 135 kHz | 現行 |
3 | ISO/IEC 18000-3-2010 | 信息技術-項目管理的射頻識別-13.56 MHz空中接口通信參數 | Information technology - Radio frequency identification for item management - Parameters for air interface communications at 13.56 MHz | 現行 |
4 | ISO/IEC 18000-4-2008 | 信息技術-項目管理的射頻識別-2.45 GHz空中接口通信參數 | Information technology - Radio frequency identification for item management - Parameters for air interface communications at 2.45 GHz | 現行 |
5 | ISO/IEC 18000-6-2010 | 信息技術-項目管理的射頻識別-860 MHz -~960 MHz空中接口通信參數 | Information technology - Radio frequency identification for item management - Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz | 現行 |
6 | ISO/IEC 18000-7-2009 | 信息技術-項目管理的射頻識別-第7部分:433 MHz空中接口通信參數 | Information technology -- Radio frequency identification for item management -- Part 7: Parameters for active air interface communications at 433 MHz | 現行 |
7 | ISO/IEC 10536-1-2000 | 識別卡-無觸點集成電路卡-強耦合卡-第1部分:物理特性 | Identification cards -- Contactless integrated circuit(s) cards -- Close-coupled cards -- Part 1: Physical characteristics | 現行 |
8 | ISO/IEC 10536-2-1995 | 識別卡-無觸點集成電路卡-第2部分:耦合區域的尺寸和位置 | Identification cards -- Contactless integrated circuit(s) cards -- Part 2: Dimensions and location of coupling areas | 現行 |
9 | ISO/IEC 10536-3-1996 | 識別卡-無觸點集成電路卡-第3部分:電子信號和重新裝配程序 | Identification cards -- Contactless integrated circuit(s) cards -- Part 3: Electronic signals and reset procedures | 現行 |
10 | ISO/IEC 15693-1-2010 | 識別卡-無觸點集成電路卡-鄰近卡-第1部分:物理特性 | Identification cards -- Contactless integrated circuit cards -- Vicinity cards -- Part 1: Physical characteristics Second Edition | 現行 |
11 | ISO/IEC 15693-2-2006 | 識別卡-無觸點集成電路卡-鄰近卡-第2部分:空中接口和初始化 | Identification cards - Contactless integrated circuit cards - Vicinity cards - Part 2: Air interface and initialization | 現行 |
12 | ISO/IEC 15693-3-2009 | 識別卡-無觸點集成電路卡-鄰近卡-第3部分:防碰撞和傳輸協議 | Identification cards -- Contactless integrated circuit cards -- Vicinity cards -- Part 3: Anticollision and transmission protocol | 現行 |
13 | ISO/IEC 14443-1-2008 | 識別卡-無接點集成電路卡-鄰近卡-第1部分:物理特性 | Identification cards -- Contactless integrated circuit cards -- Proximity cards -- Part 1: Physical characteristics | 現行 |
14 | ISO/IEC 14443-2-2010 | 識別卡-無接點集成電路卡-鄰近卡-第2部分:無線電頻率和單接口 | Identification cards -- Contactless integrated circuit cards -- Proximity cards -- Part 2: Radio frequency power and signal interface | 現行 |
15 | ISO/IEC 14443-3-2001 | 識別卡-無觸點集成電路卡.鄰近卡第3部分:初始化和防碰撞 | Identification cards -- Contactless integrated circuit(s) cards -- Proximity cards -- Part 3: Initialization and anticollision | 現行 |
16 | ISO/IEC 14443-4-2008 | 信息技術-系統間的通信和信息交換-近距通信接口和協議-2(NFCIP-2) | Information technology -- Telecommunications and information exchange between systems -- Near Field Communication Interface and Protocol -2 (NFCIP-2) | 現行 |
表1-5 ISO/IEC RFID數據結構標準
序號 | 標準號 | 標準名稱 | 英文名稱 | 狀態 |
1 | ISO/IEC 15424-2008 | 信息技術-自動識別和數據捕捉技術-數據承載器識別器(包括符號識別器) | Information technology -- Automatic identification and data capture techniques -- Data Carrier Identifiers (including Symbology Identifiers) | 現行 |
2 | ISO/IEC 15418-2009 | 信息技術.-自動識別和數據捕捉技術-GS1應用標識符和ASC MH10數據標識符和維護 | Information technology -- Automatic identification and data capture techniques -- GS1 Application Identifiers and ASC MH10 Data Identifiers and maintenance | 現行 |
3 | ISO/IEC 15434-2006 | 信息技術.-自動識別和數據捕捉技術-大高容量ADC媒體用的傳遞語法 | Information technology -- Automatic identification and data capture techniques -- Syntax for high-capacity ADC media | 現行 |
4 | ISO/IEC 15459-1-2006 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第1部分:傳輸單元的唯一標識符 | Information technology - Unique identifiers - Part 1: Unique identifiers for transport units | 現行 |
5 | ISO/IEC 15459-2-2006 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第2部分:注冊程序 | Information technology - Unique identifiers - Part 2: Registration procedures | 現行 |
6 | ISO/IEC 15459-3-2006 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第3部分:特殊識別的通用規則 | Information technology - Unique identifiers - Part 3: Common rules for unique identifiers | 現行 |
7 | ISO/IEC 15459-4-2008 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第4部分:單獨項目 | Information technology -- Unique identifiers -- Part 4: Individual items | 現行 |
8 | ISO/IEC 15459-5-2007 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第5部分:可回收運輸單元的唯一識別(RTIs) | Information technology -- Unique identifiers -- Part 5: Unique identifier for returnable transport items (RTIs) | 現行 |
9 | ISO/IEC 15459-6-2007 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第6部分:產品分組的唯一識別 | Information technology -- Unique identifiers -- Part 6: Unique identifier for product groupings | 現行 |
10 | ISO/IEC 15459-8-2009 | 信息技術-傳輸設備的特殊識別-第8部分:運輸項目分組 | Information technology -- Unique identifiers -- Part 8: Grouping of transport units | 現行 |
11 | ISO/IEC 15961-2004 | 信息技術-項目管理無線射頻識別-數據對象:應用接口 | Information technology -- Radio frequency identification (RFID) for item management -- Data protocol: application interface | 現行 |
12 | ISO/IEC 15962-2004 | 信息技術-項目管理無線射頻識別-數據記錄:數據編碼規則和邏輯記錄功能 | Information technology -- Radio frequency identification (RFID) for item management -- Data protocol: data encoding rules and logical memory functions | 現行 |
13 | ISO/IEC 15963-2009 | 信息技術-項目管理射頻識別-射頻標簽的唯一性識別 | Information technology -- Radio frequency identification for item management -- Unique identification for RF tags | 現行 |
表1-6 ISO/IEC RFID性能標準
序號 | 標準號 | 標準名稱 | 英文名稱 | 狀態 |
1 | ISO/IEC 18046-2006 | 信息技術-自動識別和數據捕獲技術-射頻識別裝置性能試驗方法 | Information technology -- Automatic identification and data capture techniques -- Radio frequency identification device performance test methods | 現行 |
2 | ISO/IEC 18046-2-2011 | 信息技術-射頻識別設備性能測試方法-第2部分:閱讀器測試方法 | Information technology -- Radio frequency identification device performance test methods -- Part 2: Test methods for interrogator performance | 現行 |
3 | ISO/IEC 18046-3-2007 | 信息技術-射頻識別設備性能測試方法-第3部分:標簽的測試方法 | Information technology - Radio frequency identification device performance test methods - Part 3: Test methods for tag performance | 現行 |
4 | ISO/IEC TR 18047-2-2006 | 信息技術-射頻識別裝置一致性測試方法,第2部分:低于135 kHz空中接口通信的測試方法 | Information technology - Radio frequency identification device conformance test methods-Part 2: Test methods for air interface communications below 135 kHz | 現行 |
5 | ISO/IEC TR 18047-3-2004 | 信息技術-射頻識別裝置一致性測試方法,第3部分:13.56 MHz空中接口通信的測試方法(僅提供英文版本) | Information technology -- Radio frequency identification device conformance test methods -- Part 3: Test methods for air interface communications at 13.56 MHz (available in English only) | 現行 |
6 | ISO/IEC TR 18047-4-2004 | 信息技術-射頻識別裝置一致性測試方法-第4部分:2.45GHz空中接口通信的測試方法 | Information technology -- Radio frequency identification device conformance test methods -- Part 4: Test methods for air interface communications at 2.45 GHz (available in English only) | 現行 |
7 | ISO/IEC TR 18047-6-2011 | 信息技術-射頻識別裝置一致性測試方法-第6部分: 860MHz ~ 960 MHz空中接口通信的測試方法 | Information technology -- Radio frequency identification device conformance test methods -- Part 6: Test methods for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz | 現行 |
8 | ISO/IEC TR 18047-7-2010 | 信息技術-射頻識別裝置一致性測試方法- 第7部分:433 MHz有效空中接口通信的測試方法 | Information technology -- Radio frequency identification device conformance test methods -- Part 7: Test methods for active air interface communications at 433 MHz | 現行 |
表1-7 ISO應用標準
序號 | 標準號 | 標準名稱 | 英文名稱 | 狀態 |
1 | ISO 18185-5-2007 | 貨運集裝箱-電子封條-第5部分:物理層 | Freight containers -- Electronic seals -- Part 5: Physical layer | 現行 |
2 | ISO/TS 10891-2009 | 貨運集裝-射頻識別(RFID)-車輛標簽 | Freight containers -- Radio frequency identification (RFID) -- License plate tag | 現行 |
3 | ISO 11784-1996 | 動物的射頻信號識別-代碼結構 | Radio frequency identification of animals -- Code structure | 現行 |
4 | ISO 11785-1996 | 動物的無線電頻率識別-技術概念 | Radio frequency identification of animals -- Technical concept | 現行 |
5 | ISO 17363-2007 | RFID供應鏈應用-貨運集裝箱 | Supply chain applications of RFID -- Freight containers | 現行 |
6 | ISO 17364-2009 | RFID供應鏈應用-可回收運輸單元(RTIs) | Supply chain applications of RFID -- Returnable transport items (RTIs) | 現行 |
7 | ISO 17365-2009 | RFID 供應鏈應用-運輸單元 | Supply chain applications of RFID -- Transport units | 現行 |
8 | ISO 17366-2009 | RFID 供應鏈應用-產品包裝 | Supply chain applications of RFID -- Product packaging | 現行 |
9 | ISO 17367-2009 | RFID 供應鏈應用-產品標識 | Supply chain applications of RFID -- Product tagging | 現行 |
10 | ISO 14223-1-2003 | 動物射頻標識-高級應答器 -第1部分:無線接口 | Radiofrequency identification of animals -- Advanced transponders -- Part 1: Air interface | |
11 | ISO 24631-1-2009 | 動物射頻標識- 第1部分:ISO 11784 和ISO 11785 RFID應答器一致性評估(包括發放和使用的制造商代碼) | Radiofrequency identification of animals -- Part 1: Evaluation of conformance of RFID transponders with ISO 11784 and ISO 11785 (including granting and use of a manufacturer code) | |
12 | ISO 24631-2-2009 | 動物射頻標識-第2部分:ISO 11784 和ISO 11785 RFID收發器一致性評估 | Radiofrequency identification of animals -- Part 2: Evaluation of conformance of RFID transceivers with ISO 11784 and ISO 11785 | |
13 | ISO 24631-3-2009 | 動物射頻標識-:第3部分ISO 11784 和ISO 11785 RFID應答器性能評估 | Radiofrequency identification of animals -- Part 3: Evaluation of performance of RFID transponders conforming with ISO 11784 and ISO 11785 | |
14 | ISO 24631-4-2009 | 動物射頻標識-第4部分:ISO 11784 和ISO 11785 RFID收發器性能評估 | Radiofrequency identification of animals -- Part 4: Evaluation of performance of RFID transceivers conforming with ISO 11784 and ISO 11785 |
3. EPC的RFID標準體系
EPC global是全球專業的RFID標準研究開發機構,EPCglobal的RFID標準體系因此而相對專業和完善。EPC的RFID標準體系具既有獨創性,又博采眾長的吸取了ISO/IEC專業標準化機構的營養,形成了RFID業內影響力最大的全球RFID標準體系。EPC標準主要應用于全球供應鏈管理中的RFID應用,業內將應用EPC標準的RFID標簽稱為“EPC標簽”。
EPC標準體系從技術上可劃分為數據標準、接口標準和認證標準,應用于RFID系統的標識層、采集層、交換層三個層面。EPC標準體系框架如圖1-8。

圖1-8 EPC global標準體系
(1)標簽數據標準[TDS]:
標簽數據標準即EPC標簽數據標準[TDS1.4]。包括國際物品編碼協會GS1之EAN.UCC全球統一標識系統中的:全球貿易單元代碼(GTIN)、系列貨運包裝箱代碼(SSCC)、全球位置碼(GLN)、全球可回收資產標識(GRAI)、全球單個資產標識(GIAI)向EPC標簽編碼格式的轉換。此外還規定了EPC的通用標識符GID,以及美國國防部專用的DoD結構和原始URI十六進制表示法。該標準為用戶應用界面標準。
(2)標簽數據解析協議[TDT]:
本標準是EPC標簽數據標準規范的可機讀版本,可以用來確認EPC格式及不同級別數據標識間的轉換。該標準描述了如何解釋可機讀版本,包括可機讀標準最終的說明文件的結構和原理,并提供了在自動轉換和驗證軟件中如何使用該標準的指南。該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據識別應用界面標準。
(3)標簽空中接口協議[UHF C1G2]
本標準亦稱為Class1 Gen2(C1 G2)標準。本標準規定了在860~960MHz頻率范圍內操作的無源反射散射、讀寫器優先溝通(ITF)、RFID系統的物理和邏輯要求。RFID系統由讀寫器和標簽組成。3.2節會詳細介紹該協議。
該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據識別應用界面標準。
(4)低層讀寫器協議(LLRP)
低層讀寫器協議 (LLRP) 由EPCglobal于2007年4月24日發布。低層讀寫器協議可以使讀寫器發揮最佳性能,以形成豐富的準確的可操作性的數據和事件。低層讀寫器協議標準將進一步培育讀寫器的互通性,并為技術支持商提供基礎,以擴展其對于各個行業需求的技術支持能力。5.1.4節會詳細介紹該協議。
※ 該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據獲取應用界面標準。
(5)讀寫器協議(RP)
讀寫器管協議(RP) 標準是一個接口標準,詳細說明了在一臺具備讀寫器能力的設備和應用軟件之間的交互作用。
該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據獲取應用界面標準。
(6)讀寫器發現配置與初始化標準 (DCI)
讀寫器發現配置與初始化標準 (DCI)規定了RFID讀寫器與訪問控制器及其工作網絡間的接口,便于用戶配置和優化讀寫器網絡。
該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據獲取應用界面標準。
(7)讀寫器管理規范(RM)
讀寫器管理規范 (RM) 是無線協議的讀寫器管理標準(V1.0.1版本),通過管理軟件來控制符合EPCglobal要求的RFID低層讀寫器的運行狀況。此標準是對EPC global讀寫器協議的規范1.1版本的補充。另外,它還定義了EPC global的SMMP RFID MIB。
該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據獲取應用界面標準。
(8) 應用事件(中間件)規范(ALE)
應用事件規范于2005年9月發布,本標準規定了客戶可以獲取來自各個渠道、經過過濾形成的統一接口,增加了完全支持Gen2特點的TID區、用戶存儲器、鎖定等功能,并可以降低從讀寫器到應用程序的數據量,將應用程序從設備細節中分離出來,在多種應用之間分享數據。采用標準的XML網絡服務技術以便于集成,當供應商發生變化時可以升級拓展。
本標準定義了中間件對上層應用系統應該提供的一組標準接口,即針對RFID中間件和EPCIS捕獲應用定義了RFID事件過濾和采集接口,基于ALE設計的RFID中間件,便于其自身的擴展和與其他軟件銜接。
該標準為軟硬件開發商和系統開發商數據交換應用界面標準。
(9)EPC信息服務 (EPCIS)
EPC信息服務標準為資產、產品和服務在全球的流動、定位和部署帶來了前所未有的可視度,標志著EPC發展的又一里程碑。EPCIS為產品和服務的生命周期的每一個階段提供可靠而又安全的數據交換。
該標準為信息服務數據交換應用界面標準。
(10)對象名稱服務(ONS)
對象名稱服務標準規定了如何使用域名系統來定位命令元數據和服務,這個命令元數據就是某個指定EPC代碼中SGTIN部分的廠商識別代碼。此標準的服務對象是有意在實際應用中實施對象名稱服務解決方案系統的軟件開發商。
該標準為軟件開發商數據交換應用界面標準。
(11)EPC名詞術語(CBY)
EPC名詞術語為EPC標準體系定義了所有的名字術語。
該標準為所有的使用界面標準。
(12)EPC認證標準
為了在確保可靠使用的同時保證可靠的互操作性和快速部署,EPC認證標準定義了實體在EPCglobal網絡內X.509證書的簽發和使用概況。其定義的內容是基于互聯網特別工作組(IEIF)的關鍵公共基礎設施(PKIX)工作組制定的兩個Internet標準,這兩個標準在多種現有環境中已經成功部署、實施和測試。
該標準為軟件開發商數據交換應用界面和專業管理組織應用界面標準。
(13)譜系認證標準
譜系認證標準及其相關附件對醫療保健行業供應鏈中各參與方使用的電子譜系文檔的維護和數據交換定義了架構。該標準架構的使用符合成文的譜系法律。
譜系管理是為了確保醫療保健品在供應鏈流通,如運輸、配送等各個環節都能安全可靠。譜系是一種經過認證的供應鏈流通管理數據記錄,包括每種處方的分布信息、制造商的生產信息、批發商的配送運輸信息、以及零售商的銷售信息等,譜系管理規定醫療保健品流通過程中使用數字簽名來確保其安全性。但是目前的譜系架構上不支持對不同處方藥的組合查詢,如果幾種不同的藥品打入一個包裝成為混合包裝的藥品,那么電子譜系文檔將無法記錄這個混合包裝的信息。藥品譜系消息用來讀電子譜系文檔的交換提供標準化的數據交換接口,制定了規范的XML架構以及關聯應用的指導。
該標準為軟件開發商數據交換應用界面和醫療保健行業供應鏈中各參與方應用界面標準。
(14)標簽空中接口協議HF
本標準規定了在13.56MHz頻率操作的無源反向散射、讀寫器優先溝通(ITF)、RFID系統的物理和邏輯要求。RFID系統由閱讀器和標簽組成。該EPC HF空中接口標準在V2.0.3提供了快速單品級識別的能力。該標準兼容ISO15693標準,并包括其中的可選指令。
1.5 超高頻RFID的重要地位
1.4節對RFID協議進行了總結,相信大家對RFID也有了更進一步的認識。這個時候就會有讀者問了:“這么多RFID技術中哪種RFID技術是現在應用最廣的,未來發展最有前途的呢?”先不急回答這個問題,請大家再回想一下物聯網的起源和RFID的發展,會發現都有一個Auto-ID實驗室的建立和EPC global組織的建立。也就是說,奠定RFID和物聯網最重要的應用基礎就是關于電子編碼的電子標簽應用。在ISO/ICE體系下是18000-6C,在EPC結構下是EPC Class1 Gen2,是超高頻RFID的一種,但是由于其在超高頻 RFID中占絕對地位,現在大家提到超高頻RFID一般指的就是ISO/ICE 18000-6C(EPC Class1 Gen2 UHF RFID)。
既然提到了EPC global,我們這里就給大家詳細介紹一下這個組織。就是因為有了這個組織才推動了超高頻RFID的發展。可以說,EPCglobal給了超高頻RFID一個新的機遇(最早的領域是不列顛空戰的敵我識別),使超高頻RFID在電子編碼領域充分發揮了自己的優勢,從而重獲新生。
1.5.1 EPC標準的優勢
EPC global是國際物品編碼協會GS1下設的從事RFID研究與開發的專業機構,具有分布在波士頓的麻省理工學院、英國劍橋大學、澳大利亞阿德萊德大學、日本慶應大學、中國復旦大學和瑞士圣加侖大學的六個Auto-ID實驗室的專業資源;EPCglobal旗下有眾多的RFID開發服務商和包括制造商、零售商、批發商、運輸企業和政府組織在內的終端成員。這些成員具有EPC global分配的全球唯一的EPC管理者代碼;GS1之前身EANInternational組織在全球推廣條碼與自動識別技術的工作積累以及GS1旗下覆蓋了全球107個國家和地區成員機構的100萬多家制造商、零售商和物流商會員,這些成員具有GS1全球唯一的EAN.UCC廠商識別代碼。這些專業組織資源、國家和地區成員機構資源以及會員組織資源支持EPC標準體系有效的可持續發展。
EPC global Class1 Gen2(簡稱Gen2)標準。是EPCglobal開發的RFID核心標準。Gen2規定了由用戶終端設定的硬件產品的空中接口核心性能,是RFID技術、互聯網和EPC標識組成的EPCglobal網絡基礎。Gen2最初由60多個世界頂級技術企業聯合制定,經過多年的研究開發與不斷改進, EPC于2004年發布了Gen2空中接口協議硬件標準,一年半之后,Gen2作為C類UHF(超高頻)RFID標準經ISO核準成為ISO18000-6修訂標準的一部分。
Gen2融入ISO標準之中,為RFID技術應用在物流與供應鏈管理中的應用提供了全球統一的超高頻硬件標準,對于RFID技術在全球的推廣應用具有深遠的意義。
在管理性能方面,Gen2給出的超高頻工作頻段為860-960MHz,符合符合歐洲、北美、亞洲等地區與國家的無線電管理規定,為RFID的射頻通信適應不同國家與地區的無線電管理的創造了全球范圍的應用環境條件。
在技術性能方面,Gen2具有32位存儲口令的存儲鎖定性能,以適應存儲器存儲控制的需求;具有大于1000個標簽/秒識別速度,以適應快速識讀的需求;具有大于7個標簽/秒寫入速度,以適應快速存儲器寫入功能的需求;具有密集型讀寫操作模式,以適應密集型識讀操作的需求;具有靈活選擇命令的功能,以適應位掩碼過濾的需求,等等。
在互操作性方面,Gen2具有在860-960MHz頻段范圍內的軟硬件可選性,以適應用戶可選擇多個供應商采購的需求。
在成本性能方面,Gen2具有芯片體積尺寸小,容量大的優勢,在確保性能合用且降低了成本,滿足了那些超小、超薄的標識對象對標簽細小的要求,以適應價格比,提高了性能價格比。
在安全性能方面,Gen2具有32位“滅活”口令,使用戶獲得了控制標簽的權利,用“滅活”口令的設置芯片停止工作的功能,可以使標簽在任何時候都不產生任何答應,保持被滅活的狀態,有效地防止標簽被非法讀取,提高了數據的安全性,減輕了人們對RFID隱私的擔憂。
1.5.2 超高頻RFID技術與物聯網
超高頻RFID在物聯網中的地位是非常重要的,可以說超高頻RFID的爆炸式增長是物聯網成功的基礎。由于超高頻 RFID電子標簽具有成本低、使用時間耐久性強,不需要電池,魯棒性好等特點,在各個行業中超高頻RFID標簽數量不斷增加,其采集終端超高頻RFID閱讀器的數量也不斷增加,這樣才促使物聯網有“物”可“聯”。那到底物聯網、RFID、互聯網、傳感器之間的聯系是什么呢?如圖1-9所示,RFID、傳感器、因特網三個圓互相交叉共形成了七個區域。

圖1-9物聯網與RFID、傳感器與因特網關系圖
其中相交的四個區域分別為:RFID與傳感器相交的部分就是“智能標簽”,即帶有各種傳感器的RFID標簽,如溫度傳感器、濕度傳感器、重力傳感器標簽等;RFID與因特網相交部分為“超高頻RFID物聯網”,即物聯網中最簡單,最常見的單品級的物品識別和互聯;傳感器與因特網相交部分為傳感器網絡,可以采集各種不同且大量的傳感器數據;其中三個圓共同相交的部分(中心)就是廣義的物聯網,其可以實現對物品以及其當前環境的所有數據的“互知互通”。
1.5.3 超高頻RFID技術的展望
回想一下最近50年的科技進步,從20世紀70年代Intel發明的微處理器,到20世紀80年代微軟推動個人電腦的應用,到20世紀90年代數據網絡和無線網絡的變革,再到二十一世紀的因特網普及,如圖1-10所示。技術的不斷革命給人類的生活帶來了無數的便利,那么在2010+的10年中我們最看好的是什么呢?是RFID。在過去的10年中超高頻RFID使用量增加了進100倍。就是因為有了前面的無數的技術積累才有了物聯網的IoT實現的可能性。未來的十年依然是RFID的時代,是物聯網高速發展的時代。

圖1-10近50年科技發展歷程
小結
本章從物聯網介紹開始,詳細闡述了RFID技術的發展與分類,并將多種RFID技術進行分類對比,從分類中可以了解到不同的RFID技術可以應用于不同的場景和解決方案,從而引出了超高頻RFID的行業重要性以及美好的發展前景,最后的部分簡要介紹了超高頻RFID的常見市場應用。希望讀者可以掌握RFID技術的分類和特點以及不同的應用場景,對于解決實際物聯網項目中的技術選型問題有較大幫助。



