按照讀寫器工作頻率的不同,RFID系統可以分為低頻(135kHz以下)、高頻(13.56MHz)、超高頻UHF(860~960MHz)和微波(2.4GHz以上)等幾大類系統。目前大多數應用中的RFID系統使用的是低頻和高頻系統。但研究發現,更適合未來、特別是商業供應鏈中應用的是超高頻(UHF)系統,超高頻射頻識別產品具有廣闊的應用前景。隨著美國、歐洲、日本陸續確定和開放UHF頻段給RFID,一個使用UHF頻段的電子標簽追蹤商品的全球系統正逐步形成。可以說,未來大多數RFID的應用將會集中在超高頻頻段。
一、ISO 18000-1標準簡介
ISO/IEC 18000是基于物品管理的射頻識別國際標準,按照工作頻率的不同可以分為七個部分:第一部分,全球接收頻率;第二部分,低于135kHz的頻率;第三部分,頻率為13.56MHz;第四部分,頻率為2.45GHz;第五部分,頻率為5.8GHz;第六部分,頻率為860~930MHz;第七部分,頻率為433MHz。
標準ISO 18000-1《Information technology--Radio frequency identification for item management--Part 1: Reference architecture and definition of parameters to be standardized》(信息技術 項目管理的射頻識別 第1部分:已標準化的參考體系結構和參數定義),為標準ISO 18000后面幾部分規定了框架和規則,并且提供了無線電接口信息和體系框架。該標準的制定主要是為了:①提供國際間射頻識別(RFID)可用頻率的一般框架中通信協議的參數定義,盡可能地確定對所有頻率采用同樣的通信協議以減少頻率間移植帶來的問題;②最大限度地減少軟件和安裝費用;③使系統管理、控制、信息交換成為可能,并且盡可能地具有普遍性。ISO 18000-1標準定義了一套必需的(對所有頻率)參數,以防止和其他的 REID系統沖突和干擾,以建立最大程度上的協同工作能力,并且消除技術解決方案和支持軟件間的移植問題。標準實現的是決策和描述的一般方法。
ISO 18000-1標準的任務是:確定將被定義的空中接口標準的一般參數;定義方法和手段,提供詳細闡述和定義的一般形式。標準的隨后部分(ISO 18000-2到ISO 18000-n)提供了不同頻率的參數定義,以及標準要求的每一種參數依照的一般格式。也可能在適當的地方,提供地理因素限制的區域性定義。如果標準定義的某些參數不適合特定的頻率,那么應該特別明確地在該部分說明涉及的參數不適合該頻率。該標準還附加提供了無線電規范的主體和當RFID技術用于項目管理時一些可能用到的概念上的系統結構實例。
ISO 18000-1標準的范圍是:①定義了所有ISO 18000系列標準中空中接口定義中需要確定的參數。18000系列中的隨后部分將會為各種頻率/類型的空中接口參數定義提供具體的數值。標準也提供了空中接口經常用到的概念性結構實例的描述。②該標準通過在DZLTA參考點(參見圖1-1)處的空中接口限制了數據處理和數據交換的范圍。產生和管理這種數據處理的方法,除了該標準中要達到的傳送性能所需的要求外,其他都不在標準的范圍之內。該定義和規則對于一切支持的硬件、固件、軟件和相關設備也適用。③其他參考點的標準不在該標準范圍內定義(參見圖1-1)。④該標準是支持和推動其他RFID系統實現的標準,它并不會為任何可能的應用做出相關的技術優點的評論。
圖1-1:RFID參考通信結構
ISO 18000-1標準的一致性:①聲明一致性:為了與該標準保持一致,系統必須遵守標準中未標明“可選”的條款,并且必須在當地國家無線電規范(也許可能要求更多的限制)的范圍內操作。在適當的情況下,應該從適當的知識產權機構獲取有效的許可證。②通用一致性要求:通用一致性要求應該由ISO 18047信息技術--AIDC技術--RFID設備一致性測試方法來確定。③命令結構和擴展性:ISO/IEC 18000系列標準包括了標簽和讀寫器之間的命令碼結構的定義,并對未來有多少可用擴展位進行了簡要的說明。
ISO 18000-1標準的符號和縮略語:標準中重要符號和縮略語在ISO/IEC 19762《信息技術--AIDC技術--詞匯》中有詳細說明,表1-1中的術語和定義適用于ISO 18000-1標準。
表1-1:術語和定義
二、ISO 18000-6標準簡介
國際標準ISO/IEC 18000-6規定的是UBF頻段射頻識別(RFID)的國際標準,UHF射頻產品適合遠距離識別,并且對環境影響較小,從而成為了目前國際上RFID產品發展的熱點,相應地也成為了人們關注的焦點。
國際標準ISO/IEC 18000-6《信息技術 項目管理的射頻識別 第6部分:在860 MHz到960 MHz的空氣接口通信參數(Information technology--Radio frequency identification for item management--Part 6: Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz)》描述了一個被動式的反向散射RFID系統,該系統主要包括以下功能:①系統協議;②工作區域內多電子標簽識別及通信;③為了識別或通信目的,選擇電子標簽子群;④對單個電子標簽的讀寫和多次重寫數據;⑤用戶控制的永久性可鎖定存儲器;⑥數據完整性保護;⑦讀寫器-電子標簽通信鏈路的錯誤檢測;⑧電子標簽-讀寫器通信鏈路的錯誤檢測。ISO/IEC 18000-6主要參考資料為ISO/IEC 18000-1。
在REID系統中,讀寫器功率以及對電子標簽的通信都在系統的工作范圍內。電子標簽接收來自于讀寫器的on-off key幅度調制形式的功率/數據信號。在電子標簽對讀寫器進行響應時,讀寫器會發射一個連續的射頻功率電平,而電子標簽則調制其天線終端上的射頻負載的阻抗,然后,讀寫器會收到電子標簽的返回信號,該返回信號是讀寫器發射功率的反射變量。
國際標準ISO/IEC 18000-6主要包括以下幾方面的內容:①讀寫器和電子標簽之間的物理接口;②協議;③命令;④沖突仲裁方案。ISO/IEC 18000-6會用到以下的定義:①沖突仲裁循環。沖突仲裁循環就是用于處理讀寫器和電子標簽之間會話的一種算法,通常是沖突仲裁。②字節。一個字節包含8位,從b1到b8,b8為最高有效位(MSB,b8),b1為最低有效位(LSB,b1)。ISO/IEC 18000-6標準常用的縮略語和符號詳見下表2-1和表2-2。
表2-1:國際標準ISO/IEC 18000-6的常用縮略語
表2-2:國際標準ISO/IEC 18000-6的常用符號
ISO/IEC 18000-6定義了兩種類型:Type A和Type B。對于前向鏈路,Type A采用脈沖間隔編碼,Type B采用曼徹斯特編碼。對于沖突仲裁Type A采用Aloha機制,Type B采用一種自適應的二進制樹機制。兩種類型都采用相同的雙相零跳頻(FMO)返回鏈路編碼。圖2-1、2-2、2-3顯示了Type A和Type B各自的體系結構。
圖2-1:讀寫器的協議體系
圖2-2:Type A電子標簽的協議體系
圖2-3:Type B電子標簽的協議體系
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