【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，利用在二進制信息數(shù)據(jù)后附加一個二進制校驗信息段（校驗碼或CRC值），根據(jù)CRC值與信息數(shù)據(jù)之間的特定關系，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)的應用和推廣，必須進行標準化規(guī)約，使得整個產(chǎn)品市場處于一個有序的狀態(tài)。標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，國際標準化組織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空中接口標準，該標準具有通用性和廣泛性，適合于RFID各個頻段的產(chǎn)品。ISO/IEC 18000系列標準定義了標簽和閱讀器之間的信號形式、多標簽碰撞協(xié)議、命令格式，包括 9個組成部分。ISO/IEC 180006 標準定義了860~960MHz的空中接口通信協(xié)議參數(shù)，包括時序參數(shù)、信號特性、標簽與閱讀器之間通信的物理層架構、協(xié)議、指令以及多標簽讀取時的防碰撞算法等。ISO/IEC 180006標準包括Type A 、Type B及Type C三個系列產(chǎn)品，其中：Type A存儲容量大，數(shù)據(jù)結構復雜，指令類型多，防碰撞能力較弱；Type B存儲容量較小，數(shù)據(jù)結構簡單，指令類型相對少，防碰撞能力較強；Type C則是兼容EPC Gen2空中接口標準的產(chǎn)品系列[11]。 ISO/IEC 18000系列空中接口標準標準號標準名稱ISO/IEC180001:2004國際標準用于單品管理的射頻識別技術第1部分：參考結構和標準化參數(shù)定義ISO/IEC180002:2004國際標準第2部分：頻率小于135kHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC180003:2004國際標準第3部分：ISO/IEC180004:2004國際標準第4部分：ISO/IEC180006:2006國際標準第6部分：860~960MHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC180007:2004國際標準第7部分：433MHz的空中接口通信參數(shù)ISO/IEC18001:2004 國際標準應用需求概括ISO/IEC24710:2005 國際標準符合ISO空中接口定義的標簽牌照的基本功能標簽與閱讀器之間的通訊有“閱讀器先發(fā)言”和“標簽先發(fā)言”兩種通訊機制，前者由閱讀器發(fā)送命令，然后標簽做出相應的響應，ISO/IEC 180006標準Type A 、Type B系列產(chǎn)品采用此通訊機制。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調制方式，Type A調制深度為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)送一段時間的載波信號來維持標簽響應的能量。Type A和Type B幀格式相同，但是命令（mand）格式有所差異。 命令和響應的幀格式RFID系統(tǒng)完成Query指令的時間從閱讀器發(fā)出該指令開始，到閱讀器接收到標簽響應信號結束，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)射到標簽開始反向散射的時間，T2是指從標簽響應的最后一個比特的最后一個下降沿到閱讀器開始發(fā)射信號的第一個下降沿的時間，T4是指閱讀器連續(xù)發(fā)送兩條指令的最小時間間隔。 ISO180006C鏈路時間參數(shù)多個標簽同時進入閱讀器識別場或者標簽同時位于多個閱讀器識別場時，就會產(chǎn)生碰撞問題， 180006 標準同樣規(guī)定了RFID系統(tǒng)防碰撞算法，其中Type A采用時隙ALOHA算法，Type B采用二進制樹算法。ALOHA算法規(guī)定標簽只在同步時隙內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)包，所有標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，挑出待讀的標簽，防止碰撞的發(fā)生，如標簽已經(jīng)處理和識別，則重新發(fā)送請求命令尋找下一個標簽。ALOHA算法簡單實用，但標簽數(shù)目較多時，系統(tǒng)性能會急劇惡化。二進制樹算法采用獨特的序列號為標簽識別的基礎，閱讀器發(fā)出請求命令，并導入標簽序列號傳輸時產(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)生則按照二進制樹形進行搜索。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)標準聯(lián)盟。并于2006年6月發(fā)布了EPC Gen2第二代標準，較第一代標準在性能優(yōu)化、環(huán)境下部署、讀/寫現(xiàn)場可編程性、標簽讀寫速度、標簽讀取正確率、安全性、隱私功能及閱讀器密集環(huán)境運行等方面有了更高的要求，并已被ISO批準成為ISO/IEC 180006C標準。EPC C1G2標準主要涉及到超高頻RFID系統(tǒng)物理層工作頻率、數(shù)據(jù)編碼、調制方式、射頻包絡形狀及數(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，反向鏈路通信中，EPC C1G2采用FM0編碼或Miller編碼調制副載波。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）等三種調制方式，反向鏈路信號采用反向散射ASK或PSK調制方式。EPC C1G2標準采用動態(tài)幀時隙ALOHA防碰撞算法，是一種基于概率和分槽思想的防碰撞算法，與標簽序列號無關。標簽根據(jù)參數(shù)Q產(chǎn)生一個隨機數(shù)，該隨機數(shù)根據(jù)一定規(guī)則進行減1運算，隨機數(shù)為0時，標簽則對閱讀器相關指令產(chǎn)生響應，返回標簽EPC碼和退出循環(huán)。當兩個或兩個以上的標簽同時為0時，標簽間則產(chǎn)生沖突，則需要重新設置Q值，重復以上閱讀周期過程，直到所有標簽被識別。 RFID技術發(fā)展及現(xiàn)狀RFID技術較接觸式和光學識別技術具有更好的防水、防磁和耐腐蝕性能，并且具有識別距離遠、安全性高、成本低、存儲容易和數(shù)據(jù)存儲量大等優(yōu)點，目前已應用于交通運輸、工業(yè)生產(chǎn)、物流、醫(yī)療、防偽、門禁、設備跟蹤和資產(chǎn)管理等領域。隨著集成電路芯片技術、生產(chǎn)工藝的發(fā)展以及生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，RFID產(chǎn)品的應用將越來越廣泛。RFID基本技術原理源于二戰(zhàn)時期盟軍飛機和軍艦的無線電數(shù)據(jù)識別技術，其理論基礎是1948年哈里斯托克曼發(fā)表的論文——利用反射功率進行通信；上世紀5070年代，經(jīng)過早期的實驗室實驗性的研究及探索，開始了一些初步的應用嘗試；上世紀7090年代，RFID技術及產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)過一段大發(fā)展，RFID技術及產(chǎn)品逐步進入商業(yè)應用階段；上世紀90年代至今，RFID技術標準化問題逐漸得到重視，各種RFID技術產(chǎn)品均得到很大發(fā)展，標簽成本不斷降低，RFID產(chǎn)品應用領域及規(guī)模不斷擴大，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠郑瑫rRFID理論研究已日趨完善[9]。西方發(fā)達國家，如美國、英國、德國、日本、韓國和新加坡，其RFID技術發(fā)展較早也較快，各方面的應用也較成熟，已經(jīng)有了比較成熟、先進的RFID系統(tǒng)。其中，低頻（125kHz和135kHz頻段）RFID系統(tǒng)主要運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）遠距離RFID系統(tǒng)主要運用于托盤級物品跟蹤和集裝箱運輸；微波（，）RFID系統(tǒng)主要運用于不停車收費和人員定位。我國RFID產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但我國政府和相關企業(yè)對RFID技術非常重視，RFID技術發(fā)展較快，已具有一定的各種頻段標簽及閱讀器產(chǎn)品自主研發(fā)、生產(chǎn)能力及RFID系統(tǒng)集成能力，經(jīng)過一段時期的政策引導、政府推動及應用示范，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)推廣運用，而且取得了較好的效果。目前，國內(nèi)的標簽和閱讀器設計、制造、RFID系統(tǒng)集成及應用系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)主要集中于北京、上海、江蘇、廣東等地，在RFID某些領域已經(jīng)取得比較成熟的技術，并成為我國RFID技術發(fā)展的龍頭和主導力量。我國政府“十一五規(guī)劃綱要”明確提出“堅持以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，提高經(jīng)濟社會信息化水平”，作為信息技術的RFID技術，將廣泛應用于國民經(jīng)濟和社會生活的各個領域，提高我國的經(jīng)濟社會信息化發(fā)展水平。 選題意義目前，許多國家政府機構在政策和資金方面積極支持RFID技術的研究與發(fā)展，許多大型企業(yè)、高校及科研院所也積極參與RFID標準制定、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品設計和應用系統(tǒng)研發(fā)等工作，使得RFID技術趨于成熟，并且在一些關鍵技術領域已經(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)達國家擁有大部分RFID知識產(chǎn)權和核心技術狀況下獲得相當?shù)腞FID產(chǎn)品市場份額，維護國家利益，就必須掌握具有自主知識產(chǎn)權的RFID核心技術，擁有先進的RFID產(chǎn)品生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝，積極參與RFID標準制定，建立符合中國國情的RFID技術自主創(chuàng)新體系，構建具有核心技術自主知識產(chǎn)權的RFID產(chǎn)業(yè)鏈。RFID技術及實際應用仍存在大量技術難題，如多標簽的碰撞問題，多閱讀器的去重問題，標簽貼附材料的電磁影響問題，應用環(huán)境的多徑干擾及電磁干擾問題等等，單純發(fā)展RFID單項技術無法解決此類問題，還必須進行必要的RFID系統(tǒng)的協(xié)調與測試驗證，這便要求具有相應的滿足RFID產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)測試要求的RFID測試技術。目前，國內(nèi)外大多數(shù)RFID生產(chǎn)廠商及科研機構主要側重于RFID關鍵技術的研究以及RFID技術的應用推廣，對RFID測試技術的研究并不重視，同時RFID標準的多樣化及應用的特殊性也限制了RFID測試技術的發(fā)展，造成RFID測試技術的發(fā)展大大落后與RFID其它技術的發(fā)展，在一定程度上也阻礙了RFID技術的發(fā)展及推廣應用。隨著科學發(fā)展，作為人類認識世界和改造世界重要手段的測試技術，在社會生活中的地位也逐漸提高，測試技術水平同樣也反映出一個國家的生產(chǎn)力發(fā)展水平。RFID測試技術可以為RFID技術提供相關參考依據(jù)，為RFID產(chǎn)品的研發(fā)推廣技術指導，加快RFID技術及產(chǎn)品的轉化進程，有力推動RFID技術、產(chǎn)業(yè)及應用的發(fā)展，因而RFID測試技術的研究已成為RFID技術及應用的一個不可或缺的重要環(huán)節(jié)。國外RFID生產(chǎn)廠商、應用推廣方以及相關政府機構已充分認識到RFID測試技術的重要意義，紛紛投入大量財力和人力進行研究，建立了多個研究測試中心，如：麥德龍集團 AG/GS德國RFID測試中心、丹麥科技學院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)合包裹服務公司RFID測試中心等，開展信號研究及實驗。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RFID技術研究測試中心，可以完成RFID芯片測試、數(shù)據(jù)識別器測試和及相關應用軟件驗證。SUN公司與NOL運輸與物流集團公司在新加坡聯(lián)合建立了一個RFID測試中心，可以模擬供應鏈真實環(huán)境，對RFID技術和應用進行評估，可以全方位提供包裝和電子標簽測試、兼容性測試、整合服務以及提供貨品級標簽和解決方案。CECTCOM公司也開發(fā)出基于泰克公司RSA3408A實時頻譜分析儀的RFID測試系統(tǒng)，能夠對EPC C1G2標簽的一致性進行測試，功能齊全、靈活性高，能夠自動完成填ICS/IXIT表及測試報告生成。我國政府也相當重視RFID系統(tǒng)測試技術的研究，2006年科技部聯(lián)合其他幾個部委發(fā)布了《中國射頻識別（RFID）技術政策白皮書》，正式提出要大力支持RFID技術測試和關鍵技術的研發(fā)，隨后將RFID測試技術的研究列入“863計劃”中的重大科技專項。2004年中國科學院自動化研究所在國家863計劃支持下建立了國內(nèi)首個RFID測試實驗室，可以模擬倉庫出入庫管理、集裝箱管理和貨物流通運輸管理應用測試環(huán)境。臺灣新竹亞太RFID應用測試中心，依據(jù)業(yè)務流程可以進行RFID靜態(tài)性能、動態(tài)性能和產(chǎn)業(yè)應用試驗參數(shù)等三個部分的測試。香港科技大學的射頻技術應用與測試中心則主要針對射頻性能對應用環(huán)境的依賴關系，標簽和閱讀器天線方向設置等表現(xiàn)出的各種物理特性、系統(tǒng)中的操作特性，標簽與閱讀器之間的距離關系等進行研究。2008年12月，我國建立了中國射頻識別基準測試聯(lián)盟，主要致力于推進RFID技術在中國的應用與發(fā)展，并通過聯(lián)合實施RFID基準測試，對相關測試數(shù)據(jù)進行科學分析，發(fā)布中國射頻識別基準測試聯(lián)盟測試報告，有利于加強從事RFID產(chǎn)業(yè)的單位間交流與合作，推進RFID基準測試標準的建立。2009年11月發(fā)布的《中國射頻識別（RFID）技術與應用發(fā)展報告》藍皮書全面介紹了全球RFID技術的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展特點及發(fā)展戰(zhàn)略和措施，分析并總結了我國RFID技術的發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的機遇及存在的主要問題，提出了發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展重點和發(fā)展措施，可以為政府決策、企業(yè)發(fā)展、科學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)權的RFID系統(tǒng)測試技術及測試平臺，制定科學合理的測試規(guī)范，有利于國家掌控RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，為企業(yè)實施RFID技術提供參考依據(jù)，并為RFID產(chǎn)品和方案的設計提供指導，方便RFID生產(chǎn)和科研單位加速RFID科技成果的轉化，促進整個RFID產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展，培養(yǎng)RFID領域骨干企業(yè)，在國際競爭中處于優(yōu)勢地位，同時打破國外在RFID技術及產(chǎn)品方面的技術壁壘，保障國家和人民的利益。本研究課題是在