1.5 RFID標準體系簡介

隨著RFID技術的不斷成熟和跨企業、跨地區商業應用的增多，RFID產品間的互通性變得越來越重要，標準化工作已經成為RFID領域普遍關注的熱點。RFID標準體系通常有空中接口規范、物理特性、讀寫器協議、編碼體系、測試規范、應用規范、數據管理以及信息安全等標準組成。

目前國際上制定RFID標準的主要組織是國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）和國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC），其中ISO/IEC JTC1 SC31負責制定與RFID技術相關的國際標準。除了ISO以外，還有一些相關組織，如EPCglobal也在RFID標準化方面起到重要的影響作用。在國際標準化組織的積極推動下，各區域性和行業性RFID組織已經開始重視應用層面上的互聯互通工作，未來的標準有望實現最終統一。

1.5.1 ISO/IEC RFID標準體系概述

ISO和IEC作為一個整體，擔負著制定全球國際標準的任務，是世界上歷史最長、涉及領域最多的國際標準制定組織，也是制定RFID標準最早的組織，主要涵蓋了技術標準、數據結構、性能標準、應用標準和標準解析等內容。

1.5.2 ISO/IEC 18000空中接口標準

ISO/IEC 18000空中接口通信協議主要規范了讀寫器與電子標簽之間信息交互，目的是實現不同廠家生產設備之間的互聯互通。ISO/IEC制定了5種頻段的空中接口協議，這種思想充分體現出標準統一的相對性，一個標準是滿足相當廣泛的應用系統的共同需求，但不是滿足所有應用系統的需求，而一組標準可以滿足更大范圍的應用需求。ISO/IEC 18000標準的結構圖如圖1-8所示。

（1）ISO/IEC 18000-1標準

ISO/IEC 18000-1標準基于單品管理的射頻識別參考結構和標準化的參數定義。它規范空中接口通信協議中共同遵守的讀寫器與標簽的通信參數表、知識產權基本規則等內容。這樣每一個頻段對應的標準不需要對相同內容進行重復規定。

（2）ISO/IEC 18000-2標準

ISO/IEC 18000-2標準基于單品管理的射頻識別，適用于中頻125～134kHz，規定在標簽和讀寫器之間通信的物理接口，讀寫器應具有與Type A（FDX）和Type B（HDX）標簽通信的能力；規定協議和指令再加上多標簽通信的防碰撞方法。

（3）ISO/IEC 18000-3標準

ISO/IEC 18000-3標準基于單品管理的射頻識別，適用于高頻段13.56MHz，規定讀寫器與標簽之間的物理接口、協議和命令再加上防碰撞方法。關于防碰撞協議可以分為兩種模式，而模式1又被分為基本型與兩種擴展型協議（無時隙無終止多應答器協議和時隙終止自適應輪詢多應答器讀取協議）。模式2采用時頻復用FTDMA協議，共有8個信道，適用于標簽數量較多的情形。

（4）ISO/IEC 18000-4標準

ISO/IEC 18000-4標準基于單品管理的射頻識別，適用于微波段2.45GHz，規定讀寫器與標簽之間的物理接口、協議和命令再加上防碰撞方法。該標準包括兩種模式：模式1是無源標簽，工作方式是讀寫器先講；模式2是有源標簽，工作方式是標簽先講。

（5）ISO/IEC 18000-5標準

ISO/IEC 18000-5標準基于單品管理的射頻識別，適用于微波段5.85GHz，規定讀寫器與標簽之間的物理接口、協議和命令再加上防碰撞方法。該標準主要用于有源標簽，適用于人員跟蹤及定位。

（6）ISO/IEC 18000-6標準

ISO/IEC 18000-6標準基于單品管理的射頻識別，適用于超高頻段860～960MHz，規定讀寫器與標簽之間的物理接口、協議和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三種無源標簽的接口協議，通信距離最遠可以達到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，它在識別速度、讀寫速度、數據容量、防碰撞、信息安全、頻段適應能力和抗干擾等方面有較大提高。V4.0草案針對帶輔助電源和傳感器電子標簽的特點進行擴展，包括標簽數據存儲方式和交互命令。帶電池的主動式標簽可以提供較大范圍的讀取能力和更強的通信可靠性，不過其尺寸較大，價格也更貴一些。

（7）ISO/IEC 18000-7標準

ISO/IEC 18000-7標準適用于超高頻段433.92MHz，屬于有源電子標簽，規定讀寫器與標簽之間的物理接口、協議和命令再加上防碰撞方法。有源標簽識讀范圍大，適用于大型固定資產的跟蹤。

1.5.3 ISO/IEC數據標準

ISO/IEC數據標準主要規定數據在標簽、讀寫器到主機（即中間件或應用程序）各個環節的表示形式。因為標簽能力（存儲能力、通信能力）的限制，所以在各個環節的數據表示形式必須充分考慮各自的特點，采取不同的表現形式。另外，主機對標簽的訪問可以獨立于讀寫器和空中接口協議，也就是說，讀寫器和空中接口協議對應用程序來說是透明的。RFID數據協議的應用接口基于ASN.1，它提供一套獨立于應用程序、操作系統和編程語言，也獨立于標簽讀寫器與標簽驅動之間的命令結構。ISO/IEC數據標準的結構圖如圖1-9所示。

（1）ISO/IEC 15961標準

ISO/IEC 15961標準規定了讀寫器與應用程序之間的接口，側重于應用命令與數據協議加工器交換數據的標準方式，這樣應用程序可以完成對電子標簽數據的讀取、寫入、修改和刪除等操作功能，該協議也定義了錯誤響應消息。

（2）ISO/IEC 15962標準

ISO/IEC 15962標準規定了數據的編碼、壓縮和邏輯內存映射格式，再加上如何將電子標簽中的數據轉化為應用程序有意義的方式。該協議提供了一套數據壓縮的機制，能夠充分利用電子標簽中有限數據存儲空間再加上空中通信能力。

（3）ISO/IEC 24753標準

ISO/IEC 24753標準擴展了ISO/IEC 15962數據處理能力，適用于具有輔助電源和傳感器功能的電子標簽。增加傳感器以后，電子標簽中存儲的數據量再加上對傳感器的管理任務大大增加，ISO/IEC 24753規定了電池狀態監視、傳感器設置與復位和傳感器處理等功能。ISO/IEC 24753與ISO/IEC 15962一起，規范了帶輔助電源和傳感器功能電子標簽的數據處理與命令交互。它們的作用使得ISO/IEC 15961獨立于電子標簽和空中接口協議。

（4）ISO/IEC 15963標準

ISO/IEC 15963標準規定了電子標簽唯一標識的編碼標準，兼容ISO/IEC 7816-6、ISO/TS 14816、EAN.UCC標準編碼體系、INCITS 256再加上保留對未來擴展。需注意的是與物品編碼的區別，物品編碼是對標簽所貼附物品的編碼，而該標準標識的是標簽自身。

1.5.4 ISO/IEC應用標準

ISO/IEC比較重視RFID應用系統的標準化工作，將ISO/IEC 24752調整為6個部分，并重新命名為ISO/IEC 24791。制定該標準的目的是對RFID應用系統提供一種框架，并規范了數據安全和多種接口，便于RFID系統之間的信息共享；使得應用程序不再關心多種設備和不同類型設備之間的差異，便于應用程序的設計和開發；能夠支持設備的分布式協調控制和集中管理等功能，優化密集讀寫器組網的性能。ISO/IEC應用技術標準的主要目的是解決讀寫器之間再加上應用程序之間共享數據信息，隨著RFID技術的廣泛應用，RFID數據信息的共享越來越重要。

應用技術標準與用戶應用系統既有相同點又有區別，應用技術標準針對一大類應用系統的共同屬性，而用戶應用系統針對具體的一個應用。如果用面向對象分析思想來比喻、把通用技術標準看成是一個基礎類的話，那么應用技術標準就是一個派生類。

在20世紀90年代，ISO/IEC已經開始制定集裝箱自動識別標準ISO 10374，后來又制定集裝箱電子官方標準ISO 18185，動物管理標準ISO 11784/5、ISO 14223等。隨著RFID技術的應用越來越廣泛，ISO/IEC認識到需要針對不同應用領域中所涉及的共同要求和屬性制定通用技術標準，而不是完全獨立制定每一個應用技術標準，即通用技術標準。

1.集裝箱運輸應用標準

ISO TC 104技術委員會專門負責集裝箱標準制定，是集裝箱制造和操作的最高權威機構。與RFID相關的標準，由第四子委員會（SC4）負責制定，包括如下標準。

（1）ISO 6346集裝箱編碼、ID和標識符號標準

ISO 6346集裝箱編碼、ID和標識符號標準提供集裝箱標識系統。集裝箱標識系統用途很廣泛，比如在文件、控制和通信（包括自動數據處理）方面，與集裝箱本身顯示一樣。對集裝箱標識中的強制標識再加上在自動設備標識（Automatic Equipment Identification，AEI）和電子數據交換（Electronic Data Interchange，EDI）應用的可選特征。該標準規定在集裝箱尺寸、類型等數據的編碼系統中再加上相應的標記方法、操作標記和集裝箱標記的物理展示。

（2）ISO 10374集裝箱自動識別標準

ISO 10374集裝箱自動識別標準基于微波應答器的集裝箱自動識別系統，把集裝箱當作一個固定資產來看。應答器為有源設備，工作頻率為850～950MHz及2.4～2.5GHz。只要應答器處于此場內，就會被活化并采用變形的FSK副載波通過反向散射調制做出應答。信號在兩個副載波頻率40kHz和20kHz之間被調制。因為它在1991年制定，所以還沒有用RFID這個詞，實際上有源應答器就是今天的有源RFID電子標簽。此標準和ISO 6346共同應用于集裝箱的識別，ISO 6346規定光學識別，ISO 10374則用微波的方式來表征光學識別的信息。

（3）ISO 18185集裝箱電子官方標準

ISO 18185集裝箱電子官方標準被海關用于監控集裝箱裝卸狀況，包含7部分，即空中接口通信協議、應用要求、環境特性、數據保護、傳感器、信息交換的消息集和物理層特性要求。此標準涉及的空中接口協議并沒有引用ISO/IEC 18000系列空中接口協議，主要原因是它們的制定時間早于ISO/IEC 18000系列空中接口協議。

2.物流管理應用標準

為使RFID能在整個物流供應鏈領域發揮重要作用，ISO TC 122包裝技術委員會和ISO TC 104貨運集裝箱技術委員會成立聯合工作組JWG，負責制定物流供應鏈系列標準。工作組按照應用要求、貨運集裝箱、裝載單元、運輸單元、產品包裝和單品5級物流單元，制定了6個應用標準。

（1）ISO 17358應用標準

ISO 17358應用標準是供應鏈RFID的應用要求標準，由TC 122技術委員會主持。該標準定義供應鏈物流單元各個層次的參數，定義了環境標識和數據流程。

（2）ISO 17363～17367系列標準

ISO 17363～17367系列標準是供應鏈RFID物流單元系列標準分別對貨運集裝箱、可回收運輸單元、運輸單元、產品包裝、產品標簽的RFID應用進行規范。該系列標準內容基本相同，如空中接口協議采用ISO/IEC 18000系列標準。在具體規定上存在差異，分別針對不同的使用對象進行補充規定，如使用環境條件、標簽的尺寸和標簽張貼的位置等特性；根據對象的差異，要求采用電子標簽的載波頻率也不同。貨運集裝箱、可回收運輸單元和運輸單元使用的電子標簽一定是重復使用的，產品包裝則要根據實際情況而定，而產品標簽來說通常是一次性的。另外，還要考慮數據的完整性、可視識讀標識等因素。可回收單元在數據容量、安全性和通信距離方面的要求較高。這個系列標準正在制訂過程中。

3.動物管理應用標準

ISO TC 23/SC 19負責制訂動物管理RFID方面標準，包括ISO 11784/11785和ISO 14223標準。

ISO 11784編碼結構標準規定動物射頻識別碼的64位編碼結構。動物射頻識別碼要求讀寫器與電子標簽之間能夠互相識別。通常由包含數據的比特流再加上為保證數據正確所需要的編碼數據。代碼結構為64位，其中的27～64位可由各個國家自行定義。

1.5.5 軟件標準

ISO/IEC 24791-1體系架構給出軟件體系的總體框架和各部分標準的基本定位。它將體系架構分成3大類，即數據平面、控制平面和管理平面。數據平面側重于數據的傳輸與處理，控制平面側重于運行過程中對讀寫器中空中接口協議參數的配置，管理平面側重于運行狀態的監視和設備管理。這3個平面的劃分使得軟件架構體系的描述得以簡化，每一個平面包含的功能將減少，在復雜協議的描述中經常采用這種方法。每個平面包含數據管理、設備管理、應用接口、設備接口和數據安全5個標準的部分內容。

（1）ISO/IEC 24791-2數據管理標準

ISO/IEC 24791-2數據管理標準主要包括讀、寫、采集、過濾、分組、事件通告和事件訂閱等功能。另外支持ISO/IEC 15962提供的接口，也支持其他標準的標簽數據格式。該標準位于數據平面，已經給出標準草案。

（2）ISO/IEC 24791-3設備管理標準

ISO/IEC 24791-3設備管理標準類似于EPCglobal讀寫器管理協議，能夠支持設備的運行參數設置、讀寫器運行性能監視和故障診斷。性能監視包括歷史運行數據收集和統計等功能。故障診斷包括故障的檢測和診斷等功能。

（3）ISO/IEC 24791-4應用接口標準

位于最高層，提供讀、寫功能的調用格式和交互流程。據估計，類似于ISO/IEC 15961應用接口，但是肯定還需要擴展和調整，該標準位于數據平面。

（4）ISO/IEC 24791-5設備接口標準

ISO/IEC 24791-5設備接口標準類似于EPCglobal LLRP低層讀寫器協議，它為用戶控制和協調讀寫器的空中接口協議參數提供通用接口規范，它與空中接口協議相關。

（5）ISO/IEC 24791-6數據安全標準

ISO/IEC 24791-6數據安全標準正在制定中。

1.5.6 實時定位標準

實時定位系統可以改善供應鏈的透明性，提高船隊管理、物流和船隊的安全性等。RFID標簽可以解決短距離尤其是室內物體的定位，可以彌補GPS等定位系統只能適用于室外大范圍的不足。GPS定位、手機定位再加上RFID短距離定位手段與無線通信手段一起可以實現物品位置的全程跟蹤與監視。正在制訂的標準如下。

（1）ISO/IEC 24730-1標準

ISO/IEC 24730-1標準適用于應用編程接口（API），它規范實時定位系統（RTLS）服務功能再加上訪問的方法，目的是應用程序可以方便地訪問RTLS系統。它獨立于RTLS的低層空中接口協議。

（2）ISO/IEC 24730-2標準

ISO/IEC 24730-2標準適用于2450MHz的RTLS空中接口協議。它規范一個網絡定位系統，該系統利用RTLS發射機發射無線電信標，接收機根據收到的幾個信標信號解算位置。發射機的許多參數可以遠程實時配置。

（3）ISO/IEC 24730-3標準

ISO/IEC 24730-3標準適用于433MH的RTLS空中接口協議。內容與ISO/IEC 24730-2類似。