【文章內(nèi)容簡介】 單極性歸零(Unipolar)編碼、差動雙相(DBP)編碼、Miller編碼、變形Miller編碼等編碼方式。標(biāo)簽與閱讀器通信采用無線通信方式，易受外界信號干擾，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤，通常采用循環(huán)冗余數(shù)據(jù)校驗(yàn)法(CRC：Cyclic Redundancy Check)來解決數(shù)據(jù)傳輸過程的完整性問題，利用在二進(jìn)制信息數(shù)據(jù)后附加一個(gè)二進(jìn)制校驗(yàn)信息段（校驗(yàn)碼或CRC值），根據(jù)CRC值與信息數(shù)據(jù)之間的特定關(guān)系，判斷信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，決定數(shù)據(jù)是否重新發(fā)送。不同國家及地區(qū)對RFID產(chǎn)品所涉及的頻段、功率、編碼方式等規(guī)定不一，造成標(biāo)簽與閱讀器之間的兼容問題。為了解決產(chǎn)品之間的互連互通、相互替換問題，同時(shí)縮減產(chǎn)品規(guī)格門類、降低產(chǎn)品成本，加速RFID系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，必須進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約，使得整個(gè)產(chǎn)品市場處于一個(gè)有序的狀態(tài)。標(biāo)簽與閱讀器之間的空中接口是RFID系統(tǒng)的核心內(nèi)容，針對這一問題，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（the International Organization for Standardization）和國際電工委員會IEC（the International Electrotechnical Commission）聯(lián)合推出了ISO/IEC 18000系列RFID空中接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)具有通用性和廣泛性，適合于RFID各個(gè)頻段的產(chǎn)品。ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)定義了標(biāo)簽和閱讀器之間的信號形式、多標(biāo)簽碰撞協(xié)議、命令格式，包括 9個(gè)組成部分。ISO/IEC 180006 標(biāo)準(zhǔn)定義了860~960MHz的空中接口通信協(xié)議參數(shù)，包括時(shí)序參數(shù)、信號特性、標(biāo)簽與閱讀器之間通信的物理層架構(gòu)、協(xié)議、指令以及多標(biāo)簽讀取時(shí)的防碰撞算法等。ISO/IEC 180006標(biāo)準(zhǔn)包括Type A 、Type B及Type C三個(gè)系列產(chǎn)品，其中：Type A存儲容量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，指令類型多，防碰撞能力較弱；Type B存儲容量較小，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，指令類型相對少，防碰撞能力較強(qiáng)；Type C則是兼容EPC Gen2空中接口標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品系列[11]。 ISO/IEC 18000系列空中接口標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱ISO/IEC180001:2004國際標(biāo)準(zhǔn)用于單品管理的射頻識別技術(shù)第1部分：參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)定義ISO/IEC180002:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第2部分：頻率小于135kHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC180003:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第3部分：ISO/IEC180004:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第4部分：ISO/IEC180006:2006國際標(biāo)準(zhǔn)第6部分：860~960MHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC180007:2004國際標(biāo)準(zhǔn)第7部分：433MHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC18001:2004 國際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用需求概括ISO/IEC24710:2005 國際標(biāo)準(zhǔn)符合ISO空中接口定義的標(biāo)簽牌照的基本功能標(biāo)簽與閱讀器之間的通訊有“閱讀器先發(fā)言”和“標(biāo)簽先發(fā)言”兩種通訊機(jī)制，前者由閱讀器發(fā)送命令，然后標(biāo)簽做出相應(yīng)的響應(yīng)，ISO/IEC 180006標(biāo)準(zhǔn)Type A 、Type B系列產(chǎn)品采用此通訊機(jī)制。前向鏈路通信中，Type A采用PIE，Type B采用Manchester編碼；兩者均采用ASK調(diào)制方式，Type A調(diào)制深度為30%，Type B為11%或者99%； Type A數(shù)據(jù)傳輸比特率為33 kbps， Type B為10 kbps或者40 kbps；兩者反向鏈路數(shù)據(jù)傳輸均采用FM0編碼，比特率為160 kbps。，其中：靜默（Quiet）為大于300微秒的無調(diào)制載波，SOF為幀頭， EOF為幀尾，EOF過后閱讀器繼續(xù)發(fā)送一段時(shí)間的載波信號來維持標(biāo)簽響應(yīng)的能量。Type A和Type B幀格式相同，但是命令（mand）格式有所差異。 命令和響應(yīng)的幀格式RFID系統(tǒng)完成Query指令的時(shí)間從閱讀器發(fā)出該指令開始，到閱讀器接收到標(biāo)簽響應(yīng)信號結(jié)束，包括：TQuery指令發(fā)送長度、TRN16指令長度和T2。其中，T1為從閱讀器發(fā)射到標(biāo)簽開始反向散射的時(shí)間，T2是指從標(biāo)簽響應(yīng)的最后一個(gè)比特的最后一個(gè)下降沿到閱讀器開始發(fā)射信號的第一個(gè)下降沿的時(shí)間，T4是指閱讀器連續(xù)發(fā)送兩條指令的最小時(shí)間間隔。 ISO180006C鏈路時(shí)間參數(shù)多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入閱讀器識別場或者標(biāo)簽同時(shí)位于多個(gè)閱讀器識別場時(shí)，就會產(chǎn)生碰撞問題， 180006 標(biāo)準(zhǔn)同樣規(guī)定了RFID系統(tǒng)防碰撞算法，其中Type A采用時(shí)隙ALOHA算法，Type B采用二進(jìn)制樹算法。ALOHA算法規(guī)定標(biāo)簽只在同步時(shí)隙內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)包，所有標(biāo)簽的同步信號由閱讀器控制，所有數(shù)據(jù)信息（含序列號）在一個(gè)循環(huán)周內(nèi)返回至閱讀器，序列號無錯誤閱讀器則發(fā)送選擇命令，挑出待讀的標(biāo)簽，防止碰撞的發(fā)生，如標(biāo)簽已經(jīng)處理和識別，則重新發(fā)送請求命令尋找下一個(gè)標(biāo)簽。ALOHA算法簡單實(shí)用，但標(biāo)簽數(shù)目較多時(shí)，系統(tǒng)性能會急劇惡化。二進(jìn)制樹算法采用獨(dú)特的序列號為標(biāo)簽識別的基礎(chǔ)，閱讀器發(fā)出請求命令，并導(dǎo)入標(biāo)簽序列號傳輸時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)碰撞，閱讀器判斷碰撞是否發(fā)生，如果有碰撞發(fā)生則按照二進(jìn)制樹形進(jìn)行搜索。EPC Global是由眾多支持電子產(chǎn)品編碼（EPC，Electronic Product Code）的國際知名企業(yè)建立的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟。并于2006年6月發(fā)布了EPC Gen2第二代標(biāo)準(zhǔn)，較第一代標(biāo)準(zhǔn)在性能優(yōu)化、環(huán)境下部署、讀/寫現(xiàn)場可編程性、標(biāo)簽讀寫速度、標(biāo)簽讀取正確率、安全性、隱私功能及閱讀器密集環(huán)境運(yùn)行等方面有了更高的要求，并已被ISO批準(zhǔn)成為ISO/IEC 180006C標(biāo)準(zhǔn)。EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)主要涉及到超高頻RFID系統(tǒng)物理層工作頻率、數(shù)據(jù)編碼、調(diào)制方式、射頻包絡(luò)形狀及數(shù)據(jù)傳輸速率等問題。前向鏈路通信中，EPC C1G2采用PIE編碼，且脈沖長度可調(diào)，反向鏈路通信中，EPC C1G2采用FM0編碼或Miller編碼調(diào)制副載波。前向鏈路通信采用雙邊帶幅移鍵控（DSBASK）、單邊帶幅移鍵控（SSBASK）或反向幅移鍵控（PRASK）等三種調(diào)制方式，反向鏈路信號采用反向散射ASK或PSK調(diào)制方式。EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)采用動態(tài)幀時(shí)隙ALOHA防碰撞算法，是一種基于概率和分槽思想的防碰撞算法，與標(biāo)簽序列號無關(guān)。標(biāo)簽根據(jù)參數(shù)Q產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)根據(jù)一定規(guī)則進(jìn)行減1運(yùn)算，隨機(jī)數(shù)為0時(shí)，標(biāo)簽則對閱讀器相關(guān)指令產(chǎn)生響應(yīng)，返回標(biāo)簽EPC碼和退出循環(huán)。當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的標(biāo)簽同時(shí)為0時(shí)，標(biāo)簽間則產(chǎn)生沖突，則需要重新設(shè)置Q值，重復(fù)以上閱讀周期過程，直到所有標(biāo)簽被識別。 RFID技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀RFID技術(shù)較接觸式和光學(xué)識別技術(shù)具有更好的防水、防磁和耐腐蝕性能，并且具有識別距離遠(yuǎn)、安全性高、成本低、存儲容易和數(shù)據(jù)存儲量大等優(yōu)點(diǎn)，目前已應(yīng)用于交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、物流、醫(yī)療、防偽、門禁、設(shè)備跟蹤和資產(chǎn)管理等領(lǐng)域。隨著集成電路芯片技術(shù)、生產(chǎn)工藝的發(fā)展以及生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，RFID產(chǎn)品的應(yīng)用將越來越廣泛。RFID基本技術(shù)原理源于二戰(zhàn)時(shí)期盟軍飛機(jī)和軍艦的無線電數(shù)據(jù)識別技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是1948年哈里斯托克曼發(fā)表的論文——利用反射功率進(jìn)行通信；上世紀(jì)5070年代，經(jīng)過早期的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)性的研究及探索，開始了一些初步的應(yīng)用嘗試；上世紀(jì)7090年代，RFID技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)過一段大發(fā)展，RFID技術(shù)及產(chǎn)品逐步進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段；上世紀(jì)90年代至今，RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題逐漸得到重視，各種RFID技術(shù)產(chǎn)品均得到很大發(fā)展，標(biāo)簽成本不斷降低，RFID產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及規(guī)模不斷擴(kuò)大，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?，同時(shí)RFID理論研究已日趨完善[9]。西方發(fā)達(dá)國家，如美國、英國、德國、日本、韓國和新加坡，其RFID技術(shù)發(fā)展較早也較快，各方面的應(yīng)用也較成熟，已經(jīng)有了比較成熟、先進(jìn)的RFID系統(tǒng)。其中，低頻（125kHz和135kHz頻段）RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于識別距離較近的門禁管理和動物跟蹤；高頻（）RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于智能卡、單品級物品跟蹤和圖書管理；超高頻（433MHz，860~960 MHz頻段）遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于托盤級物品跟蹤和集裝箱運(yùn)輸；微波（，）RFID系統(tǒng)主要運(yùn)用于不停車收費(fèi)和人員定位。我國RFID產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但我國政府和相關(guān)企業(yè)對RFID技術(shù)非常重視，RFID技術(shù)發(fā)展較快，已具有一定的各種頻段標(biāo)簽及閱讀器產(chǎn)品自主研發(fā)、生產(chǎn)能力及RFID系統(tǒng)集成能力，經(jīng)過一段時(shí)期的政策引導(dǎo)、政府推動及應(yīng)用示范，我國RFID產(chǎn)品市場規(guī)模得到了迅猛的發(fā)展，譬如第二代身份證、一卡通、門禁系統(tǒng)等已經(jīng)推廣運(yùn)用，而且取得了較好的效果。目前，國內(nèi)的標(biāo)簽和閱讀器設(shè)計(jì)、制造、RFID系統(tǒng)集成及應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)主要集中于北京、上海、江蘇、廣東等地，在RFID某些領(lǐng)域已經(jīng)取得比較成熟的技術(shù)，并成為我國RFID技術(shù)發(fā)展的龍頭和主導(dǎo)力量。我國政府“十一五規(guī)劃綱要”明確提出“堅(jiān)持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，提高經(jīng)濟(jì)社會信息化水平”，作為信息技術(shù)的RFID技術(shù)，將廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和社會生活的各個(gè)領(lǐng)域，提高我國的經(jīng)濟(jì)社會信息化發(fā)展水平。 選題意義目前，許多國家政府機(jī)構(gòu)在政策和資金方面積極支持RFID技術(shù)的研究與發(fā)展，許多大型企業(yè)、高校及科研院所也積極參與RFID標(biāo)準(zhǔn)制定、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)等工作，使得RFID技術(shù)趨于成熟，并且在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大突破。作為“世界生產(chǎn)制造中心”的中國，要想在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家擁有大部分RFID知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)狀況下獲得相當(dāng)?shù)腞FID產(chǎn)品市場份額，維護(hù)國家利益，就必須掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID核心技術(shù)，擁有先進(jìn)的RFID產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，積極參與RFID標(biāo)準(zhǔn)制定，建立符合中國國情的RFID技術(shù)自主創(chuàng)新體系，構(gòu)建具有核心技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID產(chǎn)業(yè)鏈。RFID技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用仍存在大量技術(shù)難題，如多標(biāo)簽的碰撞問題，多閱讀器的去重問題，標(biāo)簽貼附材料的電磁影響問題，應(yīng)用環(huán)境的多徑干擾及電磁干擾問題等等，單純發(fā)展RFID單項(xiàng)技術(shù)無法解決此類問題，還必須進(jìn)行必要的RFID系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與測試驗(yàn)證，這便要求具有相應(yīng)的滿足RFID產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)測試要求的RFID測試技術(shù)。目前，國內(nèi)外大多數(shù)RFID生產(chǎn)廠商及科研機(jī)構(gòu)主要側(cè)重于RFID關(guān)鍵技術(shù)的研究以及RFID技術(shù)的應(yīng)用推廣，對RFID測試技術(shù)的研究并不重視，同時(shí)RFID標(biāo)準(zhǔn)的多樣化及應(yīng)用的特殊性也限制了RFID測試技術(shù)的發(fā)展，造成RFID測試技術(shù)的發(fā)展大大落后與RFID其它技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上也阻礙了RFID技術(shù)的發(fā)展及推廣應(yīng)用。隨著科學(xué)發(fā)展，作為人類認(rèn)識世界和改造世界重要手段的測試技術(shù)，在社會生活中的地位也逐漸提高，測試技術(shù)水平同樣也反映出一個(gè)國家的生產(chǎn)力發(fā)展水平。RFID測試技術(shù)可以為RFID技術(shù)提供相關(guān)參考依據(jù)，為RFID產(chǎn)品的研發(fā)推廣技術(shù)指導(dǎo)，加快RFID技術(shù)及產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化進(jìn)程，有力推動RFID技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用的發(fā)展，因而RFID測試技術(shù)的研究已成為RFID技術(shù)及應(yīng)用的一個(gè)不可或缺的重要環(huán)節(jié)。國外RFID生產(chǎn)廠商、應(yīng)用推廣方以及相關(guān)政府機(jī)構(gòu)已充分認(rèn)識到RFID測試技術(shù)的重要意義，紛紛投入大量財(cái)力和人力進(jìn)行研究，建立了多個(gè)研究測試中心，如：麥德龍集團(tuán) AG/GS德國RFID測試中心、丹麥科技學(xué)院RFID測試中心、金佰利公司AutoID測試中心、HP RFID測試中心、美國聯(lián)合包裹服務(wù)公司RFID測試中心等，開展信號研究及實(shí)驗(yàn)。IBM公司在法國尼斯La Gaude、美國馬里蘭州Gaithersburg和日本神奈川縣大和等地方建立了多個(gè)RFID技術(shù)研究測試中心，可以完成RFID芯片測試、數(shù)據(jù)識別器測試和及相關(guān)應(yīng)用軟件驗(yàn)證。SUN公司與NOL運(yùn)輸與物流集團(tuán)公司在新加坡聯(lián)合建立了一個(gè)RFID測試中心，可以模擬供應(yīng)鏈真實(shí)環(huán)境，對RFID技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行評估，可以全方位提供包裝和電子標(biāo)簽測試、兼容性測試、整合服務(wù)以及提供貨品級標(biāo)簽和解決方案。CECTCOM公司也開發(fā)出基于泰克公司RSA3408A實(shí)時(shí)頻譜分析儀的RFID測試系統(tǒng)，能夠?qū)PC C1G2標(biāo)簽的一致性進(jìn)行測試，功能齊全、靈活性高，能夠自動完成填I(lǐng)CS/IXIT表及測試報(bào)告生成。我國政府也相當(dāng)重視RFID系統(tǒng)測試技術(shù)的研究，2006年科技部聯(lián)合其他幾個(gè)部委發(fā)布了《中國射頻識別（RFID）技術(shù)政策白皮書》，正式提出要大力支持RFID技術(shù)測試和關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，隨后將RFID測試技術(shù)的研究列入“863計(jì)劃”中的重大科技專項(xiàng)。2004年中國科學(xué)院自動化研究所在國家863計(jì)劃支持下建立了國內(nèi)首個(gè)RFID測試實(shí)驗(yàn)室，可以模擬倉庫出入庫管理、集裝箱管理和貨物流通運(yùn)輸管理應(yīng)用測試環(huán)境。臺灣新竹亞太RFID應(yīng)用測試中心，依據(jù)業(yè)務(wù)流程可以進(jìn)行RFID靜態(tài)性能、動態(tài)性能和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)參數(shù)等三個(gè)部分的測試。香港科技大學(xué)的射頻技術(shù)應(yīng)用與測試中心則主要針對射頻性能對應(yīng)用環(huán)境的依賴關(guān)系，標(biāo)簽和閱讀器天線方向設(shè)置等表現(xiàn)出的各種物理特性、系統(tǒng)中的操作特性，標(biāo)簽與閱讀器之間的距離關(guān)系等進(jìn)行研究。2008年12月，我國建立了中國射頻識別基準(zhǔn)測試聯(lián)盟，主要致力于推進(jìn)RFID技術(shù)在中國的應(yīng)用與發(fā)展，并通過聯(lián)合實(shí)施RFID基準(zhǔn)測試，對相關(guān)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，發(fā)布中國射頻識別基準(zhǔn)測試聯(lián)盟測試報(bào)告，有利于加強(qiáng)從事RFID產(chǎn)業(yè)的單位間交流與合作，推進(jìn)RFID基準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn)的建立。2009年11月發(fā)布的《中國射頻識別（RFID）技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展報(bào)告》藍(lán)皮書全面介紹了全球RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展特點(diǎn)及發(fā)展戰(zhàn)略和措施，分析并總結(jié)了我國RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的機(jī)遇及存在的主要問題，提出了發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展重點(diǎn)和發(fā)展措施，可以為政府決策、企業(yè)發(fā)展、科學(xué)研究等提供各方面的參考。綜上所述，建立和完善具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID系統(tǒng)測試技術(shù)及測試平臺，制定科學(xué)合理的測試規(guī)范，有利于國家掌控RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，為企業(yè)實(shí)施RFID技術(shù)提供參考依據(jù)，并為RFID產(chǎn)品和方案的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，方便RFID生產(chǎn)和科研單位加速RFID科技成果的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)整個(gè)RFID產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展，培養(yǎng)RFID領(lǐng)域骨干企業(yè)，在國際競爭中處于優(yōu)勢地位，同時(shí)打破國外在RFID技術(shù)及產(chǎn)品方面的技術(shù)壁壘，保障國家和人民的利益。本研究課題是在