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條碼行業(yè)常用的RFID國際標(biāo)準(zhǔn)簡述

         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 10536(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標(biāo)準(zhǔn)在將來會推出，我國自己的國家標(biāo)準(zhǔn)最快在今年尾會出臺。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(xiàng)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134.2KHz，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 10536、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(diǎn)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(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的完成則是在2000年之后。二者皆以13.56MHz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，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（On-Off keying）的Manchester編碼；TYPE B采用NRZ-L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(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載波頻率亦為13.56MHz，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(qiáng)相比，調(diào)制波邊帶較低的場強(qiáng)允許充分利用許可的磁場強(qiáng)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6.62kbits/s，高速為2?$%%&@* ##?$%%&@* ##?$%%&@* ##?$%%&@* ##8kbits/s；采用雙副載波時則分別為6.67kbits/s和26.69kbits/s。

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 18000-3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?yàn)槲覈膰覙?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 14443-3規(guī)定了TYPE A和TYPE B的防沖撞機(jī)制。二者防沖撞機(jī)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(jī)制、分時查詢的方式完成防沖撞機(jī)制，在標(biāo)準(zhǔn)的第三部分有詳細(xì)規(guī)定。

防沖撞機(jī)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(shí)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。

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2.4GHz～2.5GHz。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 18000-6基本上是整合了一些現(xiàn)有RFID廠商的產(chǎn)品規(guī)格和EAN-UCC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(shí)際上，若采用ISO 18000-6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(shí)際應(yīng)用中會不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，不斷地改進(jìn)創(chuàng)新。因?yàn)檫@項(xiàng)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(dú)立的跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，這個領(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。

小資料二: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(shí)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(shí)現(xiàn)全雙工操作，通?？蛇_(dá)到