【正文】 《 無線射頻識別的頻率標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范 》 教學(xué)設(shè)計 信技術(shù)學(xué)院 李斌 一 、 案例識讀與分析 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 三 、 ISO/IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 四 、 EPC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 主要內(nèi)容 五 、 UID的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 六 、 實訓(xùn)與實踐 EPC電子標(biāo)簽門檻大降，中國開始上演 RFID標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn) 一、案例識讀與分析 案例分析與討論： RFID技術(shù)卻一直未能普及，其 主要原因就是欠缺一套可供業(yè)界共用的標(biāo)準(zhǔn) 。不過，中國 RFID市場卻在悄然增長。IDC的數(shù)據(jù)顯示， 2023年整個 RFID在中國的市場容量為 億元， 2023年就膨脹到 ，其年復(fù)合增長率大約是%。 （ 1）簡述中國上演 RFID標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)的關(guān)鍵原因在哪？ （ 2） RFID標(biāo)準(zhǔn)化之后有什么好處？ 制定標(biāo)準(zhǔn)的目的為在混亂中建立秩序 !標(biāo)準(zhǔn)能夠確保協(xié)同工作的進行、規(guī)模經(jīng)濟的實現(xiàn)、工作實施的安全性，以及其他許多方面工作的更高效地開展。 RFID標(biāo)準(zhǔn)化的主要目的在于： 通過制定、發(fā)布和實施標(biāo)準(zhǔn)，解決編碼通信、空中接口和數(shù)據(jù)共享等問題，最大程度地促進 RFID技術(shù)與相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 就一個成熟的 RFID應(yīng)用系統(tǒng)來說，以下幾個方面是必需的。 （ 1）遵循開放標(biāo)準(zhǔn)： 即遵循國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)還是兼容國際標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）業(yè)務(wù)價值定義： 過濾特定行業(yè)應(yīng)用的價值點，進行應(yīng)用模式的創(chuàng)新，明確業(yè)務(wù)目標(biāo)。 （ 3）硬件有效實施： 針對不同物理環(huán)境和業(yè)務(wù)目標(biāo)選擇特定技術(shù)，輔助以強大的硬件集成能力，提供適應(yīng)不同環(huán)境復(fù)雜度的硬件部署和實施。 （ 4）成熟軟件架構(gòu)： 兼容現(xiàn)有應(yīng)用環(huán)境，面向未來業(yè)務(wù)進行拓展。 （ 5）靈活業(yè)務(wù)流程： 適應(yīng)不同應(yīng)用場景下的業(yè)務(wù)流程定制能力，支持供應(yīng)鏈環(huán)境下的信息交換。 （ 6）完整業(yè)務(wù)展現(xiàn)： 簡化業(yè)務(wù)操作的同時，為企業(yè)決策層提供全面業(yè)務(wù)透視能力。 RFID標(biāo)準(zhǔn)可以處理以下幾個問題。 （ 1）技術(shù)問題如接口和轉(zhuǎn)送技術(shù)。 例如， RFID中間件（中間件技術(shù)）扮演著 RFID標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介角色，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供的一組通用的應(yīng)用程序接口，就可以連接到 RFID讀寫器，讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)。 RFID中間件采用程序邏輯及存儲轉(zhuǎn)發(fā)的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計與管理的能力。 （ 2）一致性。 一致性主要指能夠支持多種編碼格式，如支持 EPC、DOD等規(guī)定的編碼格式。 RFID標(biāo)準(zhǔn)也包括 EPCglobal所規(guī)定的標(biāo)簽數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3）性能問題。 性能主要是指數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，即數(shù)據(jù)編碼格式及其內(nèi)存的分配。 （ 4）與傳感器的融合問題。 目前， RFID技術(shù)與傳感器系統(tǒng)正逐步融合，物品定位已采用 RFID三角定位法及更多復(fù)雜的技術(shù)，還有一些RFID技術(shù)中采用了傳感器來代替芯片。例如，實現(xiàn)溫度和應(yīng)變傳感器的聲表面波標(biāo)簽已經(jīng)和 RFID技術(shù)相結(jié)合。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 目前和 RFID技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可分為以下四大類：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、一致性標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。 （ 1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （如符號、射頻識別技術(shù)、 IC卡標(biāo)準(zhǔn)等），定義了應(yīng)該如何設(shè)計不同種類的硬件和軟件。這些標(biāo)準(zhǔn)提供了讀寫器和電子標(biāo)簽之間通信的細(xì)節(jié)、模擬信號的調(diào)制、數(shù)據(jù)信號的編碼、讀寫器的命令及標(biāo)簽的響應(yīng)；定義了讀寫器和主機系統(tǒng)之間的接口；定義了數(shù)據(jù)的語法、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。 （ 2）數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) （如編碼格式、語法標(biāo)準(zhǔn)等），定義了從電子標(biāo)簽輸出的數(shù)據(jù)流的含義，提供了數(shù)據(jù)可在應(yīng)用系統(tǒng)中表達的指導(dǎo)方法；詳細(xì)說明了應(yīng)用系統(tǒng)和標(biāo)簽傳輸數(shù)據(jù)的指令；提供了數(shù)據(jù)標(biāo)識符、應(yīng)用標(biāo)識符和數(shù)據(jù)語法的細(xì)節(jié)。 （ 3）一致性標(biāo)準(zhǔn) （如印刷質(zhì)量、測試規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)），定義了電子標(biāo)簽和讀寫器是否遵循某個特定標(biāo)準(zhǔn)的測試方法。 （ 4）應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) （如船運標(biāo)簽、產(chǎn)品包裝標(biāo)準(zhǔn)等），定義了實現(xiàn)某個特定應(yīng)用的技術(shù)方法。例如，集裝箱裝箱識別系統(tǒng)， RFID標(biāo)簽貼標(biāo)的位置；提供標(biāo)簽、產(chǎn)品封裝和編號方式的詳細(xì)資料。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 （ 1） 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ISO 18000： 定義了詢問者與標(biāo)簽之間在不同頻率上的空中接口。 EPC Gen2： 定義了頻率在 860～ 890MHz之間的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。 與 RFID技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)： 由于 RFID技術(shù)涉及的技術(shù)領(lǐng)域眾多，行業(yè)廣泛，其應(yīng)用還涉及道德、倫理等社會問題，所以 RFID技術(shù)和有關(guān)組織制定的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系密切。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID標(biāo)準(zhǔn) （ 2） 數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 15424：數(shù)據(jù)載波和特征標(biāo)識符。ISO/IEC15418： EAN/UCC應(yīng)用標(biāo)識符及柔性電路數(shù)據(jù)標(biāo)識符和保護。 ISO/IEC 15434：高容量 ADC媒體傳輸語法。 ISO/IEC 15459：物品管理的惟一 ID。 ISO/IEC 24721：惟一 ID規(guī)范。 ISO/IEC 15961：數(shù)據(jù)協(xié)議的應(yīng)用接口。 ISO/IEC 15962：數(shù)據(jù)協(xié)議的數(shù)據(jù)編碼方案和邏輯內(nèi)存功能。 ISO/IEC 15963：射頻標(biāo)簽的惟一 ID。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID標(biāo)準(zhǔn) （ 3） 一致性標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 18046 RFID：設(shè)備性能測試方 ISO/IEC 18047： RFID設(shè)備一致性測試方法。 Part2： 125～ 150MHz。 Part3： 。 Part4： 2450MHz。 Part6： 860～ 960MHz。 Part7： （主動）。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID標(biāo)準(zhǔn) （ 4） 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) ISO 10374：貨運集裝箱標(biāo)準(zhǔn)（自動識別）。 ISO 18185：貨運集裝箱的電子封條的射頻通信協(xié)議。 ISO 11784：動物的無線射頻識別－編碼結(jié)構(gòu)。 ISO 11785：動物的無線射頻識別 ——技術(shù)準(zhǔn)則。 ISO 142231：動物的無線射頻識別－高級標(biāo)簽第一部分的空中接口。 ANSI MH ：可回收容器的 RFID標(biāo)準(zhǔn)。 AIAG B－ 11：輪胎電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)（汽車工業(yè)行動組）。 ISO 122/104 JWG： RFID的供應(yīng)鏈應(yīng)用。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID標(biāo)準(zhǔn) 目前影響全球 RFID標(biāo)準(zhǔn)的有五大標(biāo)準(zhǔn)化組織 ， 分別是GS1/EPCglobal、 ALMGlosal、 ISO、 UID、 IPX。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 4. RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織 （ 1） GS1/EPCglobal GS1/EPCglobal以歐美跨國列強為陣營，是當(dāng)今世界最大的 RFID標(biāo)準(zhǔn)組織。該組織的前身為北美 UCC產(chǎn)品統(tǒng)一編碼組織和歐洲 EAN產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織，合并后稱為 EPCglobal，其核心成員包括美國的沃爾瑪、德國的麥德龍、硅谷的思科、歐洲的吉列公司等世界 500強企業(yè)。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 4. RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織 （ 2） AIMglobal組織 AIMglobal組織即全球自動識別組織， AIM在全球有 13個國家與地區(qū)性的分支，且目前其全球會員數(shù)已快速累積到1000多個。該組織是全球產(chǎn)品編碼組織。 （ 3） ISO ISO即為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織。 （ 4） UID（ Ubiquitous ID， 泛在 ID） UID即為日本泛在技術(shù)核心組織 。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 4. RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織 （ 5） IPX IPX主要在南非南美、澳大利亞、瑞士等國家推行，為中性主權(quán)國的第三世界標(biāo)準(zhǔn)組織。 地區(qū)性的組織有歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（ CEN）等；地區(qū)性的標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)有美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ANSI）、英國標(biāo)準(zhǔn)化組織（ BSI）、加拿大標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ SCC）、法國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ AFNOR）和 DIN；產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟有汽車工業(yè)行動組（ AIAG）、美國統(tǒng)一代碼協(xié)會（ UCC/EAN）、 ATA和 EIA。這些機構(gòu)均在制定與 RFID相關(guān)的國家和地區(qū)或產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，并希望通過不同的渠道提升為國際標(biāo)準(zhǔn)。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 5. RFID標(biāo)準(zhǔn)多元化的原因 RFID的國際標(biāo)準(zhǔn)較多，主要有 技術(shù)因素和利益因素兩方面的原因。 （ 1）技術(shù)因素 1） RFID的工作頻率和信息傳輸方式 RFID的工作頻率分布在低頻至微波的多個頻段中，頻率不同，其技術(shù)差異很大。 2）作用距離 作用距離的差異也是標(biāo)準(zhǔn)不同的主要原因。（ 6）技術(shù)的發(fā)展 由于新技術(shù)的出現(xiàn)和制造業(yè)的進步，使得標(biāo)準(zhǔn)需要不斷融入這些新進展，以形成與時俱進的標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）利益因素 盡管標(biāo)準(zhǔn)是開放的，但標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)專利也會給相應(yīng)的國家、集團、公司帶來巨大的市場和經(jīng)濟效益，所以標(biāo)準(zhǔn)的多元化與標(biāo)準(zhǔn)之爭也是國家、集團、公司利益之爭的必然反映。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID頻段規(guī)范 （ 1）美國的 RFID頻段規(guī)范 聯(lián)邦通信委員會（ Federal Communications Commission，F(xiàn)CC） 是一家獨立的政府機構(gòu)，直接對美國國會負(fù)責(zé)，于 1934年建立。 FCC通過美國的法律來規(guī)范射頻技術(shù)的使用。所有射頻技術(shù)的使用都必須符合這些規(guī)范。 FCC第 15部分的條款 UHF頻段的 RFID設(shè)備可以工作在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段上； 條款 902～928MHz、 ～ 5725～ 5850MHz頻段內(nèi)的操作 ， 其中 902～ 928MHz帶寬提供了優(yōu)化的工作頻率范圍并優(yōu)先給供應(yīng)鏈?zhǔn)褂?。符合第 15部分要求的 RFID系統(tǒng)采用跳頻擴頻調(diào)制技術(shù)從讀寫器功率的最大動態(tài)范圍獲益。符合第 15部分要求的 UHF讀寫器在跳變信道超過 50個時，可以有最大 1W的發(fā)射功率，或者在有向天線的情況下達到 4W的功率。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID頻段規(guī)范 （ 2）歐洲的 RFID頻段規(guī)范 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ European Teleunications Standards Institute， ETSI）是由歐共體委員會于 1988年批準(zhǔn)建立的一個非營利的電信標(biāo)準(zhǔn)化組織，其總部設(shè)在法國南部的尼斯。 ETSI的標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域主要是電信業(yè)，并涉及與其他組織合作的信息及廣播技術(shù)領(lǐng)域。 ETSI作為一個被 CEN（歐洲標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會）和 CEPT（歐洲郵電主管部門會議）認(rèn)可的電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會，其制定的推薦性標(biāo)準(zhǔn)常被歐共體作為法規(guī)的技術(shù)基礎(chǔ)而采用并被要求執(zhí)行。 2023年 9月， ETSI發(fā)布了 EN302— 208標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了 865～ 868MHz波段中的 UHF段 （歐洲 RFID所用超高頻段）的RFID設(shè)備的“技術(shù)要求和測量方法”。 二、 RFID標(biāo)準(zhǔn)概述 RFID頻段規(guī)范