【正文】 536(Close coupled cards)、 ISO 15693(Vicinity cards)、 ISO 14443 (Proximity cards)，用于集裝箱識別的 ISO 10374 等。有些標(biāo)準(zhǔn)正在形成和完善之中，比如用于供應(yīng)鏈的ISO 18000 無源超高頻（ 860Mhz～ 930Mhz 載波頻率）部分的 C1G2第 14 頁 共 114 頁 標(biāo)準(zhǔn)不久會正式推出，我國自己的國家標(biāo)準(zhǔn)最快在今年年末會出臺。下面對這幾個標(biāo)準(zhǔn)加以簡述。 ISO 11784 和 ISO 11785 ISO 11784 和 11785 分別規(guī)定了動物識別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)中沒有 對應(yīng)答器樣式尺寸加以規(guī)定，因此可以設(shè)計成適合于所涉及的動物的各種形式，如玻璃管狀、耳標(biāo)或項圈等。 技術(shù)準(zhǔn)則規(guī)定了應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸方法和閱讀器規(guī)范。工作頻率為，數(shù)據(jù)傳輸方式有全雙工和半雙工兩種，閱讀器數(shù)據(jù)以差分雙相代碼表示。應(yīng)答器采用 FSK 調(diào)制， NRZ 編碼。 由于存在較長的應(yīng)答器充電時間和工作頻率的限制，通信速率較低。 ISO 1053 ISO 15693 和 ISO 14443 ISO 10536 標(biāo)準(zhǔn)主要發(fā)展于 1992 到 1995 年間，由于這種卡的成本高，與接觸式 IC 卡相比優(yōu)點很少，因此 這種卡從未在市場上銷售。 ISO 14443 和 ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)在 1995 年開始操作，單個系統(tǒng)于 1999年進(jìn)入市場，兩項標(biāo)準(zhǔn)的完成則是在 2020 年之后。二者皆以 交變信號為載波頻率： ISO15693 讀寫距離較遠(yuǎn)，當(dāng)然這也與應(yīng)用系統(tǒng)的天線形狀和發(fā)射功率有關(guān)；而 ISO 14443 讀寫距離稍近，但應(yīng)用較廣泛，目前的第二代電子身份證采用的標(biāo)準(zhǔn)是 ISO 14443 TYPE B 協(xié)議。 ISO14443 定義了 TYPE A、 TYPE B 兩種類型協(xié)議。通信速率為106kbits/s，它們的不同主要在 于載波的調(diào)制深度及位的編碼方式。 從 PCD 向 PICC 傳送信號時， TYPE A 采用改進(jìn)的 Miller 編碼方式，第 15 頁 共 114 頁 調(diào)制深度為 100%的 ASK 信號； TYPE B 則采用 NRZ 編碼方式，調(diào)制深度為 10%的 ASK 信號。 從 PICC 向 PCD 傳送信號時，二者均通過調(diào)制載波傳送信號 ,副載波頻率皆為 847KHz。 TYPE A 采用開關(guān)鍵控（ OnOff keying）的Manchester 編碼； TYPE B 采用 NRZL 的 BPSK 編碼。 TYPE B 與 TYPE A 相比，由于調(diào)制深度和編碼方式的不同，具有傳輸能量不中斷、速率更 高、抗干擾能力更強的優(yōu)點。 ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載波頻率亦為 ， VCD 和 VICC 全部都用 ASK 調(diào)制原理，調(diào)制深度為 10%和 100%， VICC 必須對兩種調(diào)制深度正確解碼。 從 VCD 向 VICC 傳送信號時，編碼方式為兩種： 256 出 1和 4 出1。二者皆以固定時間段內(nèi)以位置編碼。這兩種編碼方式的選擇與調(diào)制深度無關(guān)。當(dāng) 256 出 1編碼時， 10%的 ASK 調(diào)制優(yōu)先在長距離模式中使用，在這種組合中，與載波信號的場強相比，調(diào)制波邊帶較低的場強允許充分利用許可的磁場強度對 IC 卡提供能量。與此相反 ，閱讀器的 4 出 1編碼可和 100%的 ASK 調(diào)制的組合在作用距離變短或在閱讀器的附近被屏蔽時使用。 從 VICC 向 VCD 傳送信號時，用負(fù)載調(diào)制副載波。電阻或電容調(diào)制阻抗在副載波頻率的時鐘中接通和斷開。而副載波本身在 Manchester編碼數(shù)據(jù)流的時鐘中進(jìn)行調(diào)制，使用 ASK 或 FSK 調(diào)制。調(diào)制方法的選擇是由閱讀器發(fā)送的傳輸協(xié)議中 FLAG 字節(jié)的標(biāo)記位來標(biāo)明，因此， VICC 總是支持兩種方法： ASK(副載波頻率為 424KHz)和 FSK(副第 16 頁 共 114 頁 載波頻率為 424/484KHz）。數(shù)據(jù)傳輸速率的選擇同樣由 FLAG 中的位來表明， 而且必須兩種速率都支持：高速和低速。這兩種速率根據(jù)采用的副載波速率不同而略有不同，采用單副載波時低速為 ，高速為 ；采用 雙副載 波時則 分別為 。 可見， ISO 15693 應(yīng)用更加靈活，操作距離又遠(yuǎn)，更重要的是它與 ISO 180003 兼容，了解 ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)對將來了解我國的國家標(biāo)準(zhǔn)是有助益的，因為我國的國家標(biāo)準(zhǔn)肯定會與 ISO 18000 大部分兼容。 如果在同一時間段內(nèi)有多于一個的 VICC 或 PICC 同時響應(yīng)，則說 明發(fā)生沖撞。 RFID 的核心是防沖撞技術(shù)，這也是和接觸式 IC 卡的主要區(qū)別。 ISO 144433 規(guī)定了 TYPE A 和 TYPE B 的防沖撞機制。二者防沖撞機制的原理不同 :前者是基于位沖撞檢測協(xié)議，而 TYPE B 通過系列命令序列完成防沖撞； ISO 15693 采用輪尋機制、分時查詢的方式完成防沖撞機制，在標(biāo)準(zhǔn)的第三部分有詳細(xì)規(guī)定。 防沖撞機制使得同時處于讀寫區(qū)內(nèi)的多張卡的正確操作成為可能，只用算法編程，讀頭即可自動選取其中一張卡進(jìn)行讀寫操作。這樣既方便了操作，也提高了操作的速度。 如果與硬件配合，可用一些算法 快速實現(xiàn)多卡識別，比如 TI 公司的R6C 接口芯片有一個解碼出錯指示引腳，利用它可以快速識別多卡：當(dāng)沖撞產(chǎn)生時引腳電平發(fā)生變化，此時記錄下用來查詢的低 UID 位，然后在此低位基礎(chǔ)上增加查詢位數(shù)，直到?jīng)]有沖撞發(fā)生，這樣就可以識別出所有卡片。 第 17 頁 共 114 頁 ISO 10374 ISO 10374 標(biāo)準(zhǔn)說明了基于微波應(yīng)答器的集裝箱自動識別系統(tǒng)。 應(yīng)答器為有源設(shè)備，工作頻率為 850MHz～ 950Mhz 及 ～。只要應(yīng)答器處于此場內(nèi)就會被活化并采用變形的 FSK 副載波通過反向散射調(diào)制做出應(yīng)答。信號在兩個副載波頻率 40kHz 和20kHz 之間被調(diào)制。 此標(biāo)準(zhǔn)和 ISO 6346 共同應(yīng)用于集裝箱的識別， ISO 6346 規(guī)定了光學(xué)識別， ISO 10374 則用微波的方式來表征光學(xué)識別的信息。 ISO 18000 ISO 18000 是一系列標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)是目前最新的也是最熱門的標(biāo)準(zhǔn)，原因是它可用于商品的供應(yīng)鏈，其中的部分標(biāo)準(zhǔn)也正在形成之中。表2 是 ISO 18000 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。 其中 ISO 180006 基本上是整合了一些現(xiàn)有 RFID 廠商的產(chǎn)品規(guī)格和EANUCC 所提出的標(biāo)簽架構(gòu)要求而訂出的規(guī)范。它只規(guī)定了空氣接口協(xié)議，對數(shù)據(jù)內(nèi) 容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無限制，因此可用于 EPC。 實際上，若采用 ISO 180006 對空氣接口的規(guī)定加上 EPC 系統(tǒng)的編碼結(jié)構(gòu)再加上 ONS 架構(gòu)，就可以構(gòu)成一個完整的供應(yīng)鏈標(biāo)準(zhǔn)。 花好還需綠葉扶 應(yīng)用好 RFID 技術(shù)，除了接口的設(shè)計，還有天線的設(shè)計、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)等，這在以后的實際應(yīng)用中會不斷地積累經(jīng)驗，不斷地改進(jìn)創(chuàng)新。因為這項技術(shù)的應(yīng)用前景決定了它的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的日臻完善。近年來，射頻識別已經(jīng)逐步發(fā)展成為一個獨立的跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，這個第 18 頁 共 114 頁 領(lǐng)域與其他傳統(tǒng)學(xué)科不同，它將大量來自完全不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)綜合到一起：如高頻技術(shù) 、電磁兼容性、半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)據(jù)保護(hù)和密碼學(xué)、電信、制造技術(shù)和許多專業(yè)領(lǐng)域。所以在這個領(lǐng)域要做的事很多，要探討的問題也很多，但這一切都是值得努力去做的。 小資料 2:數(shù)字調(diào)制技術(shù) 數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制模擬信號，主要有三種形式：移幅鍵控法 ASK、移頻鍵控法 FSK、移相鍵控法 PSK。 幅度鍵控（ ASK）：即按載波的幅度受到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制而取不同的值，例如對應(yīng)二進(jìn)制 0，載波振幅為 0；對應(yīng)二進(jìn)制 1，載波振幅為 1。調(diào)幅技術(shù)實現(xiàn)起來簡單，但容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。在電話線路上，通常只能達(dá)到 1200bps 的速率。 頻移鍵控（ FSK）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值（ 0 或 1）調(diào)制載波的頻率。例如對應(yīng)二進(jìn)制 0 的載波頻率為 F1，而對應(yīng)二進(jìn)制 1 的載波頻率為 F2。該技術(shù)抗干擾性能好，但占用帶寬較大。在電話線路上，使用 FSK可以實現(xiàn)全雙工操作，通常可達(dá)到 1200bps 的速率。 相移鍵控（ PSK）：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值調(diào)制載波相位。例如用 180 相移表示 1，用 0 相移表示 0。這種調(diào)制技術(shù)抗干擾性能最好，且相位的變化也可以作為定時信息來同步發(fā)送機和接收機的時鐘，并對傳輸速率起到加倍的作用。 返回 第 19 頁 共 114 頁 RFID 前端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系簡述 [摘要 ]目前常用的 RFID國際標(biāo)準(zhǔn)主要有用于對動物識別的 ISO 11784和 11785，用于非接觸智能卡的 ISO 1053 ISO 1569 ISO 14443，用于集裝箱識別的 ISO 10374 等。 RFID 技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點 :實現(xiàn)了無源和免接觸操作，應(yīng)用便利，無機械磨損，壽命長，機具無直接對最終用戶開放的物理接口，能更好地保證機具的安全性；數(shù)據(jù)安全方面除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，數(shù)據(jù)部分可用一些算法實現(xiàn)安全管理，如 DES、 RSA、 DSA、 MD5 等，讀寫機具與卡之間也可相互認(rèn)證，實現(xiàn)安全通信和存儲；總體成本一直處于下降之中，越來越接近接觸式 IC 卡的成本，甚至更低，為其大量應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；應(yīng)用領(lǐng)域也非常寬， RFID 技術(shù)已經(jīng)在物流管理、生產(chǎn)線工位識別、綠色畜牧業(yè)養(yǎng)殖個體記錄跟蹤、汽車安全控制、身份證、公交等領(lǐng)域大量成功應(yīng)用。 世界排名第一的零售商沃爾瑪在 2020 年宣布，到 2020 年 1 月份時要求它前 100 大的供應(yīng)商采用 RFID 技術(shù)，實現(xiàn)貨品自動識別，以繼續(xù)提高其供應(yīng)鏈的管理能力。這也威脅到我國的零售商是否能繼續(xù)銷售自己的產(chǎn)品，因為有 70%的貨品都是由中國廠商生產(chǎn)的，可見RFID 識別技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)自下而上地被推動。 另外，還有諸如 Target、 Tesco、 FDA 等也宣布了其使用計劃。 RFID 推廣受標(biāo)準(zhǔn)問題困擾 目前，世界一些知名公司各自推出了自己的很多標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，表現(xiàn)在頻段和數(shù)據(jù)格式上的差異，這也給 RFID 的大范圍第 20 頁 共 114 頁 應(yīng)用帶來了困難。 目前全球有兩大 RFID 標(biāo)準(zhǔn)陣營：歐美的 AutoID Center 與日本的 Ubiquitous ID Center（ UID）。前者的領(lǐng)導(dǎo)組織是美國的 EPC 環(huán)球協(xié)會，旗下有沃爾瑪集團(tuán)、英國 Tesco 等企業(yè)，同時有 IBM、微軟、飛利浦、 AutoID Lab 等公司提供技術(shù)支持。后者主要由日系廠商組成。 歐美的 EPC 標(biāo)準(zhǔn)采用 UHF 頻段，為 860MHz～ 930MHz，日本RFID 標(biāo)準(zhǔn)采用的頻段為 和 ；日本標(biāo)準(zhǔn)電子標(biāo)簽的信息位數(shù)為 128 位， EPC 標(biāo)準(zhǔn)的位數(shù)則為 96 位。 將 RFID 應(yīng)用到供應(yīng)鏈中還存在另外一些需要解決的問題，如讀寫設(shè)備的可靠性、成本、數(shù)據(jù)的安全性、個人隱私的保護(hù)和與系統(tǒng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)的可靠性、數(shù)據(jù)的同步等等，不解決好以上問題，肯定會制約 RFID 的進(jìn)步，不過最 近 RFID 相關(guān)的高層會議接連不斷， RFID 技術(shù)的快速發(fā)展已呈燎原之勢。 返回 第 21 頁 共 114 頁 RFID 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的推動力 （ 1）大零售商（如沃爾瑪、麥德龍等）的要求。 隨著 RFID 標(biāo)簽價格下降，沃爾瑪與其供貨商繼續(xù)商議，尋找在他們更多分店及分銷中心接收供貨商更多 RFID 貼標(biāo)貨品的可行性。我們來看一下最新的沃爾瑪 RFID 要求進(jìn)度表： 沃爾瑪要求 時間 前 100 家供應(yīng)商貼 RFID 標(biāo)簽 2020 年 1 月前 前 300 家供應(yīng)商貼 RFID 標(biāo)簽 2020 年 1 月前 前 600 家供應(yīng)商貼 RFID 標(biāo)簽 2020 年 1 月前 Gen2 開始取代 Gen1 標(biāo)簽 2020 年中期 由此可以看出，沃爾瑪對應(yīng)用 RFID 和 EPC 標(biāo)識的決心。 而世界第三大零售商麥德龍集團(tuán) (Metro Group)也計劃在供應(yīng)鏈上采用射頻識別技術(shù) (RFID)，并在其德國萊茵博格市 (Rheinberg)的一家 未來商店 里大量應(yīng)用 RFID。 英國大零售商 Tesco 也已將 RFID 技術(shù)應(yīng)用于 Sandhurst 商店以跟蹤 DVD 的銷售，并在年初將這一類型的芯片嘗試使用在 Cambridge商店的 Gilette 剃須刀的出售上。最近的一次計劃中，公司打算將 RFID技術(shù)覆蓋整個商店和所有產(chǎn)品，除了對 itemlevel 產(chǎn)品的跟蹤，還要包括如茶杯和常用工具等普通產(chǎn)品。所有的產(chǎn)品，包括化妝品，電池，以及移動通訊設(shè)備等等，都會在英國全國范圍內(nèi)被 Tesco 的 RFID 技術(shù)跟蹤。 （ 2）美國國防部（ DOD）的推動。 第 22 頁 共 114 頁 美國國防是 RFID 在軍事國防應(yīng)用上的主動力。今年，美國國防部在 RFID 應(yīng)用上公布了對其供應(yīng)商的詳細(xì)指導(dǎo)方針，計劃在今年年底前開 始接收貼有帶 RFID 電子標(biāo)簽的物品。美國