原创 RFID常用的国际标准

(1)能量供应

密耦合IC卡的能量供应是通过四个电感耦合元件H1～H4来完成的。电感交变场的频率是4.9152MHz。耦合元件H1、H2作为线圈是按绕线方向的相反方向设计的，使得如果耦合元件同时供电时相伴生的磁场F1和F2之间的相位差为180°。对于耦合元件H3和H4也是同样的。

读写器必须设计成经磁场Fl～F4的任一个都能给非接触IC卡提供150mW的功率。然而，同时经过所有的磁场，IC卡不能吸收超过200mW的功率。

(2)卡到读写器的数据传输

为了卡和读写器之间传输数据，可选用电感耦合元件或电容耦合元件。然而，在通信过程中，不允许在耦合方式之间进行切换。

·  电感的：为了经过耦合场H1～H4传输数据，可以借助副载波的负载调制。副载波频率为307.2kHz，副载波用180°的相移键控来调制。读写器被设计为当场F1～F4中有一个或多个基本负载的负载变化为10％时，可以识别为负载调制信号。IC卡的最小负载改变规定为1mW。

  ·  电容的：这里使用成对的耦合场El、E2或E3、E4，在这两种情况下，都用一个差分信号控制成对的耦合场。电压差Udier=UE1-UE2。应该这样测量：在读写器的耦合表面E1′和E2′上至少出现0.33V的电平。数据传输用基带(即没有副载波)中的NRZ编码，复位后的数据率为9600bit／s。在工作时可以使用更高的数据率。

(3)读写器到卡的数据传输

数据传输使用基带(即没有副载波)中的NRZ编码。复位后的数据率为9600bit／s；然而，在工作时可以使用更高的数据率。

4．第4部分，复位应答和传输协议

国际标准ISO 10536的这一部分说明了读写器和IC卡之间的传输协议。这里就不作介绍了。

2.2近耦合lC卡——国际标准190 14443

国际标准ISO 14443以识别卡——近耦合集成电路卡说明了非接触的近耦合IC卡的作用原理和工作参数。该非接触IC卡的作用距离大约为7～15cm，主要应用在售票领域中。

这项标准主要包括以下四个部分：

第1部分，物理特性。

第2部分，射频接口。

第3部分，初始化和反碰撞。

第4部分，传输协议。

    1．第1部分，物理特性

这项标准第1部分规定了IC卡的机械性能：尺寸与国际标准IS07810中的规定相符，即85.72mmx54.03mmx0.76mm±容差。此外，这部分还有对弯曲和扭曲试验的附加说明以及用紫外线、X射线和电磁射线的辐射试验的附加说明。

2．第2部分，射频接口       耦合IC卡的能量是通过发射频率为13.56Mt{z的读写器的交变磁场来提供的。IC卡中 包含有一个大面积的天线线圈，一般有3～6圈导线。   由读写器产生的磁场不允许超过或低于极限值，即1.5A／m≤H≤7.5A／m。Hmin≤1.5A／m是因为近耦合IC卡的动作场强Hmin，只有在下列情况下才有保证：通过产生的场强恰好为1.5A／m的读写器在与发送天线的距离x=0时能够读出具有运动场强为Hmin=1.5A／m的IC卡。   如果读写器和近耦合IC卡的运动场强是己知的，则可以估计系统的作用距离。当IC卡的场强为1.5A／m时，作用距离为10cm。   由于在这项标准的发展中没有得出一个共同的标准，在读写器和近耦合IC卡之间的数据传输的两种完全不同的方法写入了ISO 14443标准之中：A型或B型。一张IC卡只需要两种通信方法之一来支持。然而，一个符合标准的读写器必须能够以任一方法通信，以便支持所有的IC卡。这就要求读写器在“闲置”状态时能在两种通信方法之间周期地转换。然而，在读写器和IC卡之间存在着通信关系的过程中，不允许在两种方法中进行转换。       (1)通信界面——A型   对A型的IC卡来说，规定了用改进的Miller编码的100%振幅键控调制作为从读写器到IC卡传输数据的调制方法。为了保证对IC卡的不间断的能量供应，回扫间隙的长度大约只有2～3μs。标准中详细规定了由读写器产生的高频信号进入对起振和停振状态时回扫间隙的要求。为了从IC卡到读写器传输数据，使用副载波的负载调制方法。副载波频率为￥μ=847kHz(13.56MHz／16)。副载波的调制是通过对曼彻斯特编码的数据流的副载波的键控来完成的。   在两个传输方向上，波特率为￥Bd=106kbit／s(13.56MHZ／128)。   (2)通信界面——B型   对B型的IC卡来说，规定使用10％的振幅键控调制作为从读写器到IC卡传输数据的调制方法，使用简单的NRz编码。标准中详细地规定了高频信号在起振和停振状态时进入0／1的过渡状态，由此可以得出对发送天线的质量要求。   为了从IC卡到读写器传输数据，B型也使用了有副载波的负载调制。副载波频率为?H=847kHz(13.56MHz／16)。副载波的调制是通过对NRZ编码的数据流的副载波的180°相移键控(BPSK)来完成的。   在两个传输方向上，波特率为￥Rd=106kbit／s(13.56MHz／128)。   (3)摘要   综上所述，根据国际标准ISO 14443-2可得到射频识别系统的读写器与IC卡之间的物理接口的参数如表9.3和9.4所示。     3．第3部分，初始化和反碰撞   如果一个近耦合的射频IC卡处于某读写器的作用范围内，首先就要在读写器和IC卡间建立通信关系。此外，还需要考虑：在这个读写器的作用范围内有多于一个的IC卡存在或者已经和另外一个IC卡建立了通信联系。因此，标准的这一部分首先规定了协议(帧)的结构。该协议由在第2部分规定的基本要素：数据位，帧起始标记和帧结束标记构成。标准的这一部分还规定了选择一个单独的IC卡使用的反碰撞方法。   对于A型和B型来说，不同的调制方法是以不同的协议和反碰撞方法为前提的，所以在这项标准的第3部分将对A型和B型分别规定。       (1)A型卡   只要有一个A型IC卡到达读写器的作用范围之内，并且有足够的供应电能可以使用，卡中的微处理器就开始工作。在执行一些预置的程序后，IC卡即进入了所谓的闲置状态。此时，读写器可以同作用范围内的其他IC卡交换数据。但是，处于闲置状态的IC卡不能对读写器传输数据给其他的IC卡起反应，从而不干扰正在进行的通信。A型卡的状态图如图9.9所示。     如果IC卡在IDLE状态接收到了有效的REQA命令(请求A)，则回送请求的应答字组ATQA(ATR)给读写器。为了保险，使发送给读写器作用范围内的另外一个IC卡数据不致错误地解释REOA命令，它仅由7个数据位组成。而回送的ATOA字组由两个字节组成，并且在标准帧中被回送。     当IC卡对REQA命令A作了应答以后，IC卡处于READY状态。读写器现在识别出：在作用范围内至少有一张IC卡存在，并通过发送SELECT命令启动反碰撞算法。这里采用的反碰撞方法是动态二进制搜索算法。为了传输检索的准则和应答IC卡，采用了面向位的帧，这样，在发送一方发送任意数量的字节后都能在读写器和IC卡之间转变成相反的传输方向。SELECT命令的NVB参数是为了说明检索的准则和实际长度用的(如图9.11所示)。     简单的序列号的长度是4字节。如果通过反碰撞算法去查找一个序列号，那么读写器在SELECT命令中要发送完整的序列号(NVB=40H)，以便选择合适的IC卡。具有所查找的序列号的IC卡用选择应答SAK来确认这条命令，并处于ACTIVE状态，即选择状态。而在这方面的一个特殊情况是：不是所有的IC卡的序列号都是4字节长(单长度)。标准也允许有7字节长的序列号，甚至允许10字节长的序列号。   如果选择的IC卡可供使用的序列号为二倍长度或三倍长度的序列号，那么这使IC卡在给读写器的SAK中通过设定一个“串联位”(b3=1)发出信号，并表明IC卡保持READY状态。这样，读写器再次启动反碰撞算法，以便求出序列号的第二部分。对10字节长的序列号来说，必须重复使用反碰撞算法，甚至第三次使用反碰撞算法。   为了使IC卡发出对应的信号，应该表明启动的算法查找的是序列号的哪一部分，这就要在SELECT命令中能区分为三个串联级(CL1、CL2和CL3)。在查找序列号时，必须总是首先从串联级1启动。为了排除较长的序列号的碎块与一个较短的序列号偶然的相同，在反碰撞中将所谓的串联标志(CT=88H)在预先规定的位置上插入7字节或10字节长的序列号，即对较短的序列号来说，在相应的字节位置上此标志从未出现过(如图9.12所示)。   此外，还应该关注读写器的命令与IC卡的应答之间的准确定时。标准规定了IC卡的同步状态，因此应答的发送只能在固定的时间间隙中的规定时刻完成。   N=9适用于对REQA、Wake up命令或SELECT命令的应答。对所有其他命令来说，必须是N≥9(N=10，11，12，…)。   (2)B型卡   如果一个B型IC卡被置入了某个读写器的作用范围之内，那么IC卡在执行了一些预置程序之后首先到达IDLE状态，并等待接收有效的REQB命令。   对于B型IC卡来说，通过发送REQB命令可以直接启动反碰撞算法。使用的方法是动态的时隙ALOHA算法。对这种方法来说，读写器的槽数可以动态地变化。可供使用的槽的数量编码在命令B的参数中。为了能够在选择IC卡时先行预选，REQB命令具有另外一个参数，即“应用系列标识符”(AFI)，用这个参数作检索准则可以事先规定某些应用(见表9.5)。     当IC卡接收到有效的REQB命令后，IC卡就查明：在其存储的应用中是否有参数AFI中预选的应用组存在。如果有，则使用REQB命令的参数M，以便求出供反碰撞使用的时隙数。如果可供使用的时隙数大于1，那么必须在每个IC卡的随机数发生器中规定时隙的号码，IC卡在读时隙内将它的应答传递给读写器。为了保证IC卡与时隙同步，读写器在每个时隙开始时发送自己的时隙标志。IC卡现在等待：直到事先规定的时隙标志被接收时(Ready-Requested状态)，即发送其对REQB命令的应答ATQB(对Request-B的应答)。     时隙标志发送后，读写器经过很短时间就可以确定：在当前的时隙内是否有一个IC卡已经开始传输对REQB的应答。如果不是这种情况，那么该时隙可借发送逐个的时隙标志简单地中断，以便节省时间。   由IC卡发送的请求应ATOB将一系列的有关IC卡的重要信息参数传输给读写器(如图9.13所示)。为了能够选择IC卡，请求应答ATQB首先包含有4字节的序列号。与A型IC卡相反，B型IC卡的序列号不是必然地与芯片紧密相连，而是可以由一随机数组成。每次加电复位可以另行求出随机数。此外，“应用数据”可以包含有关IC卡上多种可供应用的信息(如图9.14～图9.17所示)。   读写器无错误地接收到IC卡的ATQB命令后，就可以有针对性地选择一个IC卡。这是用一个应用命令来完成的。这个应用命令由读写器发送。命令的结构与标准帧相符，而该帧的附加信息接在特殊的首标，即在位于前面扩大的ATTRIB-Prefix(如图9.18所示)中。 ATTRIB-Prefix本身是由要选择的(事先求出的)卡序列号(PUPI)和一个参数字节组成的。参数字节包含有关于读写器的可能的通信参数的重要信息。

4．第4部分，传输协议

射频识别的通信主要通过传输协议来完成数据交换等处理。下面简单介绍一下A型IC卡的传输协议。

A型IC卡的传输协议，即A型PICC射频IC卡的运行过程(activation)包含了以下几个部分：请求选卡、选卡请求应答、传输的字节帧结构、协议和参数选择请求、协议和参数选择响应、帧激活等待时间、错误检测和纠正。

A型IC卡的射频传输过程如图9.19所示。

    2.3  疏耦合IC卡(VICC)——国际标准ISO 15693

国际标准IS()15693以识别卡——非接触的集成电路卡——疏耦合卡说明了非接触的VICC卡的作用原理和工作参数。该非接触。VICC卡的作用距离可达1m，主要使用具有简单的“状态机”的价格便宜的存储器组件作数据载体。

这项标准主要包括以下四个部分。

第1部分：物理特性。

第2部分：空间接口和初始化。

第3部分：协议。

第4部分：应用注册／发行者。

    1．第1部分：物理特性

这项标准第1部分规定了VICC卡的机械性能。VICC的尺寸与国际标准ISO 7810中的规定相符，即85.72mmx54.03mmx0.76mm±容差。

此外，标准的这一部分还有对弯曲和扭曲试验的附加说明以及用紫外线、X射线和电磁射线的辐射试验的附加说明。

2．第2部分：空间接口和初始化

VICC的能量供应是由发送频率为13.56MHz的读写器的交变磁场来提供的。VICC中包含有一个大面积的天线线圈。典型的线圈有3～6匝。

由读写器产生的磁场不允许超过或低于极限值，即115mA／m≤H≤7.5A／m。Hmin≤115mA／m用于VICC的动作场强Hmin。

    (1)读写器到VICC的数据传输

从读写器到VICC的数据传输，不仅使用10％的ASK调制，还使用了1000／0的ASK调制。此外，与选择的调制度无关，有两种不同的编码方法：一是“256中取1”代码，另一个是“4中取1”代码可供选用。

疏耦合IC卡必须支持两种调制和编码方法。然而，并不是所有的组合都具有相同的意义。所以在用“256中取1”编码时，10％的ASK调制优先在“长距离模式”中使用。在这种组合中，与13.56Mt{z的载波信号的场强相比，调制波边带的较低的场强容许充分利用许可的磁场强度给IC卡供给能量。与此相反，读写器的“4中取1”编码可与100％的ASK调制的组合在作用距离变短或在读写器的附近被屏蔽。

(2)VICC到读写器的数据传输

国际标准ISO 10373规定了有芯片和无芯片的卡的测试方法。除了测试一般质量特性，例如抗弯强度、耐化学腐蚀性、扭曲试验、易燃性、卡的形状和卡的尺寸或者数据载体的耐紫外光性，即数据传输或存储的最通行的方法(磁条、接触的、非接触的、光学的方法)外，该标准还有自己的测试方法。为了更加一目了然，现将标准的彼此独立的部分中的测试方法汇总起来。这些测试方法是：磁条试验法(国际标准ISO 7811)、接触式IC卡试验法(国际标准ISO 7816)或者非接触IC卡试验法(国际标准ISO 14443、ISO 15693)。

国际标准DIN／ISO 10373／德国工业标准“识别卡一试验方法”：

第1部分：概述。

第2部分：磁条技术。

第3部分：IC卡(带触点的IC卡)。

第4部分：非接触IC卡(根据国际标准ISO 10536的密耦合IC卡)。

第5部分：光存储卡。

第6部分：近耦合IC卡(根据国际标准ISO 14443的非接触IC卡)。

第7部分：疏耦合IC卡(根据国际标准ISO 15693的非接触IC卡)。

    1．第4部分：密耦合IC卡的测试方法

标准的这一部分规定了根据国际标准ISO 10536的非接触密耦合IC卡的物理接口的功能测试方法。测试工具有规定的线圈和电容耦合面。用电容耦合面可以求出IC卡与读写器之间的能量和数据传输值。

然而，由于密耦合IC卡不具有重要意义，这里对此方法不作进一步讨论。

2．第6部分：近耦合IC卡的测试方法

标准的这一部分规定了根据国际标准ISO 14443-2的非接触近耦合IC卡的物理接口和读写器的功能测试方法。试验工具有：用于测试负载调制的校验线圈、试验结构以及基准卡(基准PICC)。

    (1)校验线圈

为了能够不用昂贵的测量仪器测量由读写器产生的磁场强度，标准首先规定了校验用的线圈的结构。有了这个线圈，用一个简单的示波器就可以足够准确地测量在13.56MHz频率范围内的磁场强度。

校验用线圈以商业上通用的敷铜箔FR4型印制电路板和国际标准ISO 7810对IC卡的尺寸(72mm×42mm×0.76mm)要求为基础。用普通的生产印制电路的方法将一个尺寸为72mm×42mm的导体回路印制到铜箔上。校验用线圈的灵敏度为0.3Vm／A。然而，在测量场强时应该注意：校验用线圈通过附加连接的测量仪器有高电阻负载(示波器的探测头)，因此每份电流对校验用线圈都会导致虚假的测量结果。

如果用示波器进行测量，那么这个校验用线圈也适用于判断读写器的ASK调制信号的通断状况。理想的方式是：对要测量的读写器有一个测试程序，这个程序可以发送连续数列“10101010”，以便在示波器上能够清晰地显示信号。

(2)负载调制的测试

首先将要测试的IC卡放在测试桥的发送线圈中间。通过在IC卡线圈中流过的电流在邻近的读出线圈中感应电压Us。测量结构的对称性受到了干扰，使测试电路的输出端上产生偏置电压使结果失真。为了使测量不受到不确定的偏置电压的影响，对设定的测量目标必须用电位器来补偿以恢复测量机构的对称性。调整电位器使测量桥的输出电压达到最小(→0)。 

测量桥得到补偿后，由与场内振荡器线圈相连的读写器把REQUEST命令发送给要测试的IC卡。如果IC卡经负载调制将其应答发送给读写器，那么通过IC卡的调制电阻的通和断使测量桥的对称性在开关频率的时钟中受到干扰(开关频率与副载波频率￥s相符)。在测量桥的测量输出端可以测得副载波调制的高频电压。这个信号用一个数字示波器经过几个周期的采样并通过离散傅立叶变换转换到频域。两个在频域内可以看到的调制波边带￥c±￥s的振幅现在可用负载调制器的质量标准，并且超过了在国际标准ISO 14443中规定的极限值(见图9.20)。

(3)基准卡

标准规定了两种不同的基准卡作为另外的辅助工具。基准卡用于检验读写器场内IC卡的能量供应、在ASK调制时发送器的起振和停振状态以及读写器的接收器中的解调器。

    ①能量供应和调制

用规定的基准卡可以检验由读写器产生的磁场能否为一个非接触IC卡的工作提供足够的能量。基准卡的电路如图9.2l所示。电路主要由可调谐振频率的电子标签谐振线路、桥式整流器以及用于调制数据载体的负载电阻组成。

测试时，将基准卡放入读写器的作用范围内，在基准卡规定的谐振频率￥RES(13～19MHz)和负载电阻(910Ω、1800Ω)下，测量基准卡的输出电压U。如果作用范围内的电压不低于下限值3V，那么测试就是合格的。

②负载调制

3．第7部分：疏耦合IC卡的测试方法

标准的这一部分规定了非接触IC卡的物理接口和根据国际标准ISO 15693-2的读写器的功能测试。测试工具和测试方法在很大程度上与近耦合IC卡的测试相符。区别仅在于：基准卡结构中的副载波频率不同(模拟负载调制)以及工作中的场强不同。

    3  工具和具夹用的数据载体——国际标准D1N／ISO 69873

国际标准DIN／ISO 69873规定了非接触的数据载体的尺寸和它们在工具、夹具中的安装空间。通常，将数据载体放入一个符合国际标准DIN／ISO 69871的陡峭圆锥体中或放入一个符合国际标准DIN／ISO 69872的固定把手中。在这项标准中还给出了安装举例。

 4  集装箱识别——国际标准ISO 10374

 

国际标准ISO 10374说明了基于微波电子标签的集装箱自动识别系统。国际标准ISO 6346中规定了集装箱的光学识别，在电子标签支持的集装箱识别的数据记录中可以表示出这些光学标志。

 

标准中使用了有源(电池支持)的微波电子标签。这种电子标签通过850～950MHz以及2400～2500MHz频率范围内的未调制的载波信号被活化。以最大电场强度为150mV／m来规定电子标签的灵敏度。电子标签用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波40kHz和20kHz之间被调制。

 

传输的数据序列与表9.10相应。

 

5  货物安全系统——德国工程师协会规范VDI 4470

 

    1．第1部分：闸门系统对顾客检查规范

 

VDI 4470提供了验收和检验所安装的电子防盗系统(EAS系统)的方法。规范说明了决定性的系统参数——错误报警率和检出率的定义和检测方法。

 

“错误报警”表明不是通过激活的安全标签启动的报警，而检出率则表示报警次数与激活标签总数之比。

 

    (1)错误报警率的测定

 

错误报警率应该在EAS系统安装后的正常营业时立即测定。这意味着所有设备都在工作，在这个测试阶段中商店的商品还不必用安全标签。在一至三周的观察期间观察者应该记录所有的报警和它们发生的条件。偶尔由被带过大门的安全标签引起的报警不要计算在内。  (2)检出率的测定

 

检出率可以用真实产品或仿真产品来测定。

 

·真实的产品：此时可以选择一些有被盗危险的代表性产品，由测试人员隐藏在头巾、胸部、衣服、鞋、提包等处通过闸门，在选择试验产品时应该注意：产品的材料对探测率会有较大的影响。

 

·仿真产品：在一个木棒中间贴上安全标签，试验人员以常速带着这个参照对象通过闸门的基点，这些基准点在规范VDI 4470中已经明确地予以了规定。

 

一个系统的探测率是启动的报警次数与进行试验的总次数之比。

 

(3)规范VDl4470中的表格

 

为了简化有关对象的检测，并在所有各方面使测试能够协调进行，规范VDI 4470提供了各种表格：

 

表格1：“检测错误报警”。

 

表格2：“检测真实产品”。

 

表格3a：“检测仿真产品”。

 

表格3b：“检测仿真产品”。

 

表格4a：“检测仿真产品”。

 

表格4b：“检测仿真产品”。

 

2．第2部分：去活化设备的检查规范

 

除了选择在付款处去掉硬标签外，可以使各种标签“钝化”，即去活化。

 

为了使顾客不受错误报警的干扰，要求所有放入去活化设备中的标签应完全去活化。因此，去活化设备必须产生光信号或声信号。该信号能够提示去活化是否成功。

 

要在商店正常营业过程中检查去活化设备。为此，至少需要60个产品作样品。在试验前和试验后都要检查这些产品的功能。要将这些产品分别依次放入去活化设备中，同时要把信号发生器的显示记录下来。

 

为了测定去活化率，要用总标签数去除成功的去活化标签数。这个比率必须为1，相当于100％的去活化率。否则，测试是不成功的。

 

  6  道路交通——国际标准ISOTC 204

 

·ISO／DTR 14813-1：运输信息与控制系统(TICS)部分的参考模型构造第一部分：TICS基础服务。

 

·ISO／DTR 14813-2：参考模型，TICS部分的构造第二部分：核心参考模型。

 

·ISO／DTR 14813-3：参考模型，TICS部分的构造第三部分：案例细节。   

 

·ISO／DTR 14813-4：参考模型，TICS部分的构造第四部分：参考模型指南。

 

·ISO／DTlR 14813-5：TICS部分的参考模型构造第五部分：在TICS标准中对构造描述的要求。

 

· ISO／DTR 14813-6：参考模型，TICS部分的构造第六部分：ASN.1中的数据描述。

 

·ISO／DTlR 14816：一般AVI／AEI的数字配置。

 

·ISO／DTR 14819-1：交通和旅游信息(TTI)通过交通信息编码第一部分：无线数字系统的代码协议，交通信息通道(RDS-TFMC)采用C警报。

 

   ·ISO／DTlR 14825：地理数据文件(GDF)。

 

   ·ISO／DTlR 14904：道路交通和交通信息通信自动收费系统(AFC)交换机之间的清空界面规范。

 

·ISO／DTlR 14906：道路交通和交通信息通信(RTTT)电子收费系统(EFC)专用的近距离通信的应用界面定义。

 

   7  包装——国际标准ISOTC 122

 

·ISO 15394：包装用于船运、运输和接收标签的条码和二维条码。

 

·NWIP：用于产品包装的条码和二维条码。

 

·ANSI MH 9.8.4：装载单元和运输单元的射频标签。

 

    8  自动识别——国际标准ISO／IECJTClSC 31

 

·ISO／IEC 15434：信息技术——高品质ADC介质的传输规则。

 

· ISO／IEC 15459-1：传输单元的惟一识别第一部分：技术标准。

 

· ISO／IEC 15459-2：传输单元的惟一识别第二部分：程序标准。

 

· ISO／IEC 15418 EANA/UCC：应用标志符和实际数据标志符。

 

·ISO／IEC 15424：数据载体／象征标志符。

 

·ISO／IEC 1 8001：项目管理无线射频识别应用需求概要。

 

·ISO／IEC 15961：项目管理无线射频识别数据对象。

 

·ISO／IEC 15962：数据符号。

 

·ISO／IEC 15963：射频标签的惟一识别和管理惟一性的注册职权。

 

    9  项目管理——国际标准ISO／IEC 18000

 

ISO 18000是一系列标准，此标准是目前较新的标准，它可用于商品的供应链，其中的部分标准也正在形成之中。ISO 18000-6基本上是整合了一些现有RFID厂商的读写器规格和EAN·LICC所提出的标签架构要求而订出的规范。ISO 18000只规定了空中接口协议，对数据内容和数据结构无限制，因此可用于EPC。

 

Part 1：全球通用频率非接触接口通信一般参数。

 

Part 2：135kHz以下的非接触接口通信参数。

 

Part 3：13.56MHz非接触接口通信参数。

 

Part 4：2.45GHz非接触接口通信参数。

 

Part 5：5.8GHz非接触接口通信参数。

  

Part 6：UHF频段非接触接口通信参数。

 

9.1 18000-6综述

 

以下简单介绍ISO／IEC 18000-6：《信息技术——针对物品管理的射频识别(RFID)第6部分》：针对频率为860～930MHz无接触通信空中接口参数的读写器与电子标签之间的物理接口、协议和命令机制。

 

    1．物理接口

 

ISO 18000-6标准定义了两种类型的协议：Type A和Type B，标准规定：读写器需要同时支持两种类型，它能够在两种类型之间切换，电子标签至少支持一种类型。

 

    (1)TypeA的物理接口

 

Type A协议的通信机制是基于一种“读写器先发言”，即基于读写器的命令与电子标签的回答之间交替发送的机制。整个通信中的数据信号定义为以下四种：“0”，“1”，“SOF”，“EOF”。   

 

通信中的数据信号的编码和调制方法定义为：

 

    ①读写器到电子标签之间的数据传输

 

读写器发送的数据采用ASK进行调制，调制指数为30％(误码不超过3％)。

 

    数据编码采用脉冲宽度编码，即通过定义下降沿之间的不同宽度来表示不同的数据

信号。

 

②电子标签到读写器之间的传输连接

 

电子标签通过反向散射给读写器传输信息，数据速率为40kbit／s。数据采用双相间隔码来编码，是在一个位窗内采用电平变化来表示逻辑，如果电平从位窗的起始处翻转，则表示逻辑“1”；如果电平除了在位窗的起始处翻转，还在位窗的中间翻转，则表示逻辑“0”。 

  ’

(2)TypeB的物理接口

 

Type B的传输机制也是基于“读写器先发言”的，即基于读写器命令与电子标签的回答之间交换的机制。

 

    ①读写器到电子标签之间的数据传输

 

采用ASK调制，调制指数为11％或99％，位速率规定为10kbit／s或40kbit／s，曼彻斯特编码。具体来说就是一种on-offkey格式，射频场存在代表1，射频场不存在代表0。曼彻斯特编码在一个位窗内采用电平变化来表示逻辑“1”(下降沿)和逻辑“O”(上升沿)。

 

②电子标签到读写器之间的传输连接

 

同Type A一样，通过调制入射并反向散射给读写器来传输信息，数据速率为40kbit／s，同TypeA采用一样的编码。

 

2．协议和命令

 

    (1)TypeA协议和命令

 

    ①命令格式   

 

由读写器发送给电子标签的数据采用图9.23所示的帧格式。

 

 

开始的静默(Quiet)是一段持续时间至少300?s的无调制载波，SOF是帧开始标志。在发送完EOF结束标志以后，读写器必须继续维持一段时间的稳定载波来提供电子标签应答的能量。

 

命令包含下列各部分区域(见表9.11)。

 

 

RFU位，保留作为协议的扩展；命令码的长度是6bit；命令标志的长度是4bit；使用CRCl6或者CRC5取决于命令的位数，可在不同长度的命令中分别采用不同位数的CRC编码。

 

电子标签的回答格式见表9.12，回答包含下列区域：帧头、标志位、一个或更多的参数区、数据、采用16位的CRC编码。

 

 

②数据和参数

 

在TypeA协议的通信中可能会用到以下的数据内容和参数信号。

 

命令标志段：一个4位的数据用来规定电子标签的工作和数据段的有效性。其中1位的标志定义命令是否使用在防冲突过程中，其他三位根据具体情况有不同的定义。

 

 

数据段：数据段中定义了电子标签的识别码和数据结构，另外为了加快识别过程，还定义了一个较短的识别码。

 

③存储器寻址

 

    TypeA可以寻址最多可达256个block，每个block最多可以包含256bit的容量。所以整个电子标签的存储容量最多可达64kbit。

 

④通信中的一些时序规定

 

电子标签应该在无电或者电源不足的情况下保持它的状态至少300?s，特别是当电子标签处于静默状态时，电子标签必须保持该状态至少2s，可以用复位(Reset to ready)命令退出该状态。

 

电子标签从读写器接收到一个帧结束(EOF)以后，需要等到帧结束(EOF)的下降沿开始计时的一段时间后才开始回发，等待的时间根据时隙延迟标志确定，一般在150?ts以上。

 

读写器对于特定的一个电子标签的回答必须在一个特定的时间窗口里发送，这个时间从电子标签的最后一个传输位结束后的第2和第3位的边界开始，持续2．75个电子标签位。  读写器在发送命令以前至少3位内不得调制载波。读写器在电子标签最后一个传输位结束后的第4个位时内发送命令帧的第一个下降沿。

 

(2)聊eB协议和命令

 

    ①命令格式

 

Type B中，读写器命令包含下列各部分区域(见表9.14)。

 

 

帧头探测段是一个至少持续400gs的稳定无调制载波(相当于16位数据的传输)。

 

帧头是9位的曼彻斯特“O”，NRZ格式就是010101010101010101。

 

分割符是用来区分帧头和有效数据的，共定义了五种，经常使用第一种5位的分割符(1100 11 10 10)。

 

命令和参数段没有作明确定义。

 

CRC采用16位的CRC编码。

 

聊e B中，电子标签的回答格式如表9.15。

 

 

静默是电子标签持续2字节的反向散射(40kbit／s的速率相当于400gs的持续时间)。

 

返回帧头是一个16位数据“00 00 01 01 0l 01 0l 01 01 01 00 0110 ll 00 01”。

 

CRC采用16位的数据编码。

 

②数据和参数

 

在聊e B协议的通信中可能用到以下的数据内容和参数信号：

 

电子标签包含一个惟一独立的UID号，包含一个8位的标志段(低四位分别表示4个标志，高四位保留，通常为O)。

 

64位LIID包含50位的独立的串号，12位的。Foundry code和一个两位的校验和。

 

③存储器寻址

 

电子标签通过一个8位的地址区寻址，因此它共可以寻址256个存储器块，每个block包含一个字节数据，整个存储器将可以最多保存2kbit个数据。

 

存储器的O块到17块被保留作为存储系统信息，18块以上的存储器用作电子标签中普通的应用数据存储区。

 

    每个数据字节包含响应的锁定位，可以通过lock命令将该锁定位锁定，通过Query．10ck(查询锁定)命令读取锁定位的状态，电子标签的锁定位不允许被复位。

 

④通信中的一些时序规定

 

电子标签向基础存储器写操作的等待阶段，读写器需要向电子标签提供至少15μs的稳定无调制载波。在写操作结束以后，读写器需要发送10个“01”信号。同时在读写器的命令之间发生频率跳变时，或者读写器的命令和电子标签的回答之间发生跳变时，在跳变结束后也需要读写器发生10个“01”信号。

 

电子标签将使用反向调制技术回发数据给读写器，这就需要整个回发过程中读写器必须向电子标签提供稳定的能量，同时检测电子标签的回答。

 

在电子标签发送完回答后，至少需要等待400μs才能再次接收读写器的命令。