ISO/IEC RF?ID應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概述

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)（以下簡稱RFID）。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。

ISO/IEC是信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的標(biāo)準(zhǔn)化組織之一。ISO/IEC認(rèn)為RFID是自動身份識別和數(shù)據(jù)采集的一種很好手段，制定RFID標(biāo)準(zhǔn)不僅要考慮物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域的單品標(biāo)識，還要考慮電子票證、物品防偽、動物管理、食品與醫(yī)藥管理、固定資產(chǎn)管理等應(yīng)用領(lǐng)域?；谶@種認(rèn)識，ISO/IEC聯(lián)合技術(shù)委員會JTC委托SC31子委員會，負(fù)責(zé)所有RFID通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，也即對所有RFID應(yīng)用領(lǐng)域的共同屬性進(jìn)行規(guī)范化；委托各專業(yè)委員會負(fù)責(zé)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，如ISO TC104 SC4負(fù)責(zé)制定集裝箱系列RFID標(biāo)準(zhǔn)的制定，ISO TC 23 SC19負(fù)責(zé)制定動物管理系列RFID標(biāo)準(zhǔn)，ISO TC122和ISO TC104組成的聯(lián)合工作組制定物流與供應(yīng)鏈系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)［1］。所有標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，可以由技術(shù)委員會委托某些專家起草標(biāo)準(zhǔn)草案，也可以由企業(yè)或者專家直接提交標(biāo)準(zhǔn)草案，然后按照ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織制定標(biāo)準(zhǔn)的程序進(jìn)行審核、修改直至最后批準(zhǔn)執(zhí)行。目前ISO RFID所有標(biāo)準(zhǔn)草案都可以在網(wǎng)站http://www.autoid.org中找到。

一、通用RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

ISO/IEC的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以分為數(shù)據(jù)采集和信息共享兩大類，數(shù)據(jù)采集類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)涉及標(biāo)簽、讀寫器、應(yīng)用程序等，可以理解為本地單個讀寫器構(gòu)成的簡單系統(tǒng)，也可以理解為大系統(tǒng)中的一部分，其層次關(guān)系如圖1所示；而信息共享類就是RFID應(yīng)用系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息共享所必須的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如軟件體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)等。

在圖1中，左半圖是普通RFID標(biāo)準(zhǔn)分層框圖，右半圖是從2006年開始制定的增加輔助電源和傳感器功能以后的RFID標(biāo)準(zhǔn)分層框圖。它清晰地顯示了各標(biāo)準(zhǔn)之間的層次關(guān)系，自底而上先是RFID標(biāo)簽標(biāo)識編碼標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 15963，然后是空中接口協(xié)議ISO/IEC 18000系列，ISO/IEC 15962和ISO/IEC 24753數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，最后ISO/IEC 15961 應(yīng)用程序接口。與輔助電源和傳感器相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有空中接口協(xié)議、ISO/IEC 24753數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議以及IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)。

1、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了數(shù)據(jù)在標(biāo)簽、讀寫器到主機(jī)（也即中間件或應(yīng)用程序）各個環(huán)節(jié)的表示形式。由于標(biāo)簽?zāi)芰Γù鎯δ芰?、通信能力）的限制，在各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)表示形式必須充分考慮各自的特點(diǎn)，采取不同的表現(xiàn)形式。另外主機(jī)對標(biāo)簽的訪問可以獨(dú)立于讀寫器和空中接口協(xié)議［2］，也就是說讀寫器和空中接口協(xié)議對應(yīng)用程序來說是透明的。RFID數(shù)據(jù)協(xié)議的應(yīng)用接口基于ASN.1，它提供了一套獨(dú)立于應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和編程語言，也獨(dú)立于標(biāo)簽讀寫器與標(biāo)簽驅(qū)動之間的命令結(jié)構(gòu)。

ISO/IEC 15961規(guī)定了讀寫器與應(yīng)用程序之間的接口［3］，側(cè)重于應(yīng)用命令與數(shù)據(jù)協(xié)議加工器交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方式，這樣應(yīng)用程序可以完成對電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取、寫入、修改、刪除等操作功能。該協(xié)議也定義了錯誤響應(yīng)消息。

ISO/IEC 15962規(guī)定了數(shù)據(jù)的編碼、壓縮、邏輯內(nèi)存映射格式［3］，以及如何將電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用程序有意義的方式。該協(xié)議提供了一套數(shù)據(jù)壓縮的機(jī)制，能夠充分利用電子標(biāo)簽中有限數(shù)據(jù)存儲空間以及空中通信能力。

ISO/IEC 24753擴(kuò)展了ISO/IEC 15962數(shù)據(jù)處理能力［3］，適用于具有輔助電源和傳感器功能的電子標(biāo)簽。增加傳感器以后，電子標(biāo)簽中存儲的數(shù)據(jù)量以及對傳感器的管理任務(wù)大大增加了，ISO/IEC 24753規(guī)定了電池狀態(tài)監(jiān)視、傳感器設(shè)置與復(fù)位、傳感器處理等功能。圖1表明ISO/IEC 24753與ISO/IEC 15962一起，規(guī)范了帶輔助電源和傳感器功能電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)處理與命令交互。它們的作用使得ISO/IEC 15961獨(dú)立于電子標(biāo)簽和空中接口協(xié)議。

ISO/IEC 15963規(guī)定了電子標(biāo)簽唯一標(biāo)識的編碼標(biāo)準(zhǔn)［5］，該標(biāo)準(zhǔn)兼容ISO/IEC 7816-6、ISO/TS 14816、EAN.UCC標(biāo)準(zhǔn)編碼體系、INCITS 256以及保留對未來擴(kuò)展。注意與物品編碼的區(qū)別，物品編碼是對標(biāo)簽所貼附物品的編碼，而該標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識的是標(biāo)簽自身。

2、空中接口通信協(xié)議

空中接口通信協(xié)議規(guī)范了讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息交互，目的是為了不同廠家生產(chǎn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通性［6］。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協(xié)議，主要由于不同頻段的RFID標(biāo)簽在識讀速度、識讀距離、適用環(huán)境等方面存在較大差異，單一頻段的標(biāo)準(zhǔn)不能滿足各種應(yīng)用的需求。這種思想充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的相對性，一個標(biāo)準(zhǔn)是對相當(dāng)廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)的共同需求，但不是所有應(yīng)用系統(tǒng)的需求，一組標(biāo)準(zhǔn)可以滿足更大范圍的應(yīng)用需求。

ISO/IEC 18000-1 信息技術(shù)－基于單品管理的射頻識別－參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)定義。它規(guī)范了空中接口通信協(xié)議中共同遵守的讀寫器與標(biāo)簽的通信參數(shù)表、知識產(chǎn)權(quán)基本規(guī)則等內(nèi)容。這樣每一個頻段對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不需要對相同內(nèi)容進(jìn)行重復(fù)規(guī)定。

ISO/IEC 18000-2 信息技術(shù)－基于單品管理的射頻識別－適用于中頻125～134KHz，規(guī)定了在標(biāo)簽和讀寫器之間通信的物理接口，讀寫器應(yīng)具有與Type A（FDX）和Type B（HDX）標(biāo)簽通信的能力；規(guī)定了協(xié)議和指令以及多標(biāo)簽通信的防碰撞方法。

ISO/IEC 18000-3信息技術(shù)－基于單品管理的射頻識別－適用于高頻段13.56MHz，規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令以及防碰撞方法。關(guān)于防碰撞協(xié)議可以分為兩種模式，而模式1又分為基本型與兩種擴(kuò)展型協(xié)議（無時隙無終止多應(yīng)答器協(xié)議和時隙終止自適應(yīng)輪詢多應(yīng)答器讀取協(xié)議）。模式2采用時頻復(fù)用FTDMA協(xié)議，共有8個信道，適用于標(biāo)簽數(shù)量較多的情形。

ISO/IEC 18000-4信息技術(shù)－基于單品管理的射頻識別－適用于微波段2.45GHz，規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令以及防碰撞方法。該標(biāo)準(zhǔn)包括兩種模式，模式1是無源標(biāo)簽工作方式是讀寫器先講；模式2是有源標(biāo)簽，工作方式是標(biāo)簽先講。

ISO/IEC 18000-6信息技術(shù)－基于單品管理的射頻識別－適用于超高頻段860～960MHz，規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令以及防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三種無源標(biāo)簽的接口協(xié)議，通信距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，并于2006年7月獲得批準(zhǔn)，它在識別速度、讀寫速度、數(shù)據(jù)容量、防碰撞、信息安全、頻段適應(yīng)能力、抗干擾等方面有較大提高。2006年遞交了V4.0草案，它針對帶輔助電源和傳感器電子標(biāo)簽的特點(diǎn)進(jìn)行了擴(kuò)展，包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲方式和交互命令。帶電池的主動式標(biāo)簽可以提供較大范圍的讀取能力和更強(qiáng)的通信可靠性，不過其尺寸較大，價格也更貴一些。

ISO/IEC 18000-7適用于超高頻段433.92 MHz，屬于有源電子標(biāo)簽。規(guī)定了讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令以及防碰撞方法。有源標(biāo)簽識讀范圍大，適用于大型固定資產(chǎn)的跟蹤。