第6章RFID的ISOIEC标准课件.pptx

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1、RFID原理与应用原理与应用第第2版版单承赣 教授2第6章 RFID的ISO IEC标准6.1 标准概述标准概述6.1.1 标准的作用和内容标准的作用和内容标准的作用确保协同工作的进行，规模经济的实现，工作实施的安全性以及其他许多方面RFID标准化的主要目的在于通过制定、发布和实施标准，解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题，最大程度的促进RFID技术及相关系统的应用标准采用过早，有可能会制约技术的发展和进步；采用过晚，可能会限制技术的应用范围。RFID标准涉及的主要内容包括技术（接口和通信技术，如空中接口、防碰撞方法、中间件技术、通信协议）一致性（数据结构、编码格式及内存分配）电池辅助及与

2、传感器的融合应用（如不停车收费系统、身份识别、动物识别、物流、追踪、门禁等）第6章 RFID的ISO IEC标准6.1.2 标准分类标准分类 国际标准国际标准 国家标准国家标准 行业标准行业标准4第6章 RFID的ISO IEC标准6.1.3 ISO/IEC及我国制定及我国制定的的RFID标准概况标准概况 技术标准 5第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC及我国制定的RFID标准概况 数据内容标准 6第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC及我国制定的RFID标准概况 性能标准 7第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC及我国制定的RFID标准概况 应用标准8第

3、6章 RFID的ISO IEC标准6.1.4 和和RFID技术相关的标准技术相关的标准 无线通信管理 频谱分布、功率、电磁兼容等内容 人类健康的有关标准和规范 国际非电离辐射保护委员会（ICNIRP）所提出的标准和规范 数据安全的有关标准和规范 经济合作与发展组织（OECD）隐私问题 目前，很多用于物品识别的应答器（电子标签）都能支持KILL命令 第6章 RFID的ISO IEC标准6.1.5 标准制定的推动力标准制定的推动力 大零售商 美国国防部 广泛的应用6.1.6 标准多元化的原因标准多元化的原因 技术因素和利益因素6.1.7 发展趋势发展趋势10第6章 RFID的ISO IEC标准6.

4、2 ISO/IEC的的RFID标准简介标准简介非接触式IC卡 三种非接触式IC卡标准标准卡的类型阅读器作用距离ISO/IEC 10536密耦合（CICC）CCD紧靠ISO/IEC 14443近耦合（PICC）PCD10 cmISO/IEC 15693疏耦合（VICC）VCD约50 cm11第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC的RFID标准简介动物识别标准 ISO/IEC 11784 规定动物识别的代码结构 ISO/IEC 11785规定相关的技术准则ISO/IEC 14223 为读取动物应答器内的特殊数字提供了协议，这些数字被存储在集中所有动物数据的中央数据库内 12第6章 RF

5、ID的ISO IEC标准ISO/IEC的RFID标准简介动物识别标准ISO/IEC 11784 动物识别代码13第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC的RFID标准简介动物识别标准ISO/IEC 11785数据以差分曼彻斯特码为数字基带信号全双工/半双工应答器的数据帧结构差分曼彻斯特码14第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC的RFID标准简介物品识别标准 ISO/IEC 18000：空中接口的重要标准，无线频段（频率）有6个，即低于135 kHz，13.56 MHz，433 MHz，860960 MHz，2.45 GHz和5.8 GHz。作用距离从数厘米至十多米不等

6、ISO/IEC 18001：给出了应答器的外形要求ISO/IEC 10374：微波应答器的集装箱识别标准，工作频率范围为850950 MHz以及2.42.5 GHz，应答器的灵敏度以最大电场强度150 mV/m定义，最大可阅读距离为13 mFSK副载波的数据位编码15第6章 RFID的ISO IEC标准6.3 国际标准国际标准ISO/IEC 14443 近耦合非接触式IC卡的国际标准用于身份证和各种智能卡、存储卡ISO/IEC 14443标准由四部分组成，即ISO/IEC 14443-1/2/3/46.3.1 ISO/IEC 14443-1物理特性物理特性6.3.2 ISO/IEC 14443

7、-2射频能量和信号接口射频能量和信号接口TYPE A型TYPE A接口信号波形示例16第6章 RFID的ISO IEC标准TYPE B型副载波相位变化和数位表示 TYPE B接口信号波形示例17第6章 RFID的ISO IEC标准6.3.3 ISO/IEC14443-4传输协议传输协议TYPE A型PICC激活的协议操作TYPE A 型 PICC激活过程 RATS ATS PPS（协议和参数选择）请求PPS响应 186 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC的RFID标准简介 PCD激活TYPE A 型PICC 19第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 14443-4传输协议

8、 RATS 命令的格式20第6章 RFID的ISO IEC标准ATSATS的结构格式字节编码TA(1)编码的结构21第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC14443-4传输协议PPS（协议和参数选择）请求 22第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 14443-4传输协议 TYPE B型PICC激活的协议操作 参阅4.3.2节 半双工分组传输协议 （1）分组格式 分组格式23 半双工分组传输协议PCB域三种分组24第6章 RFID的ISO IEC标准 ISO/IEC 14443-4传输协议 半双工分组传输协议 CID域 b8b7 ：PICC发送S-block中，用于指示

9、PICC从PCD获得的功率情况。在PCD向PICC通信时，这两位为00b。b6b5:00b b4b3b2b1:CID编码 NAD域 用于PCD和PICC之间建立逻辑连接，8和4位为0,7、6、5位为目标节点地址，3、2、1位为原节点地址。INF域：可选。如果有，在信息分组中为应用 数据，在管理分组中是状态信息。功率电平指示编码25第6章 RFID的ISO IEC标准（2）帧等待时间扩展当PICC需要比定义的帧等待时间（FWT）更长的时间处理收到的分组时，它可以用WTX分组请求等待时间的扩展。表中b6到b1为倍增因子。FWTTEMP=FWTWTXM WTX分组信息域26第6章 RFID的ISO

10、IEC标准半双工分组传输协议（3）协议操作多PICC激活27第6章 RFID的ISO IEC标准半双工分组传输协议协议操作链接（分组链）28第6章 RFID的ISO IEC标准6.4 ISO/IEC 15693 疏耦合射频卡（VICC）的国际标准物理特性（机械特性，物理尺寸，抗紫外线、X射线和电磁射线能力，弯曲和扭曲性能）空中接口与初始化防碰撞和传输协议命令扩展安全特性29第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 156936.4.1 空中接口和初始化空中接口和初始化 VCD到VICC的通信 30ISO/IEC 15693空中接口和初始化10%ASK调制ISO/IEC 15693空中

11、接口和初始化256中取1的PPM方式的原理31第6章 RFID的ISO IEC标准Pause处的详细情况 4中取1的PPM方式32ISO/IEC 15693空中接口和初始化4中取1的PPM方式例：所传输的字节为E1H=(1110 0001)b33第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 15693空中接口和初始化VCD到VICC的帧帧用SOF和EOF分隔34第6章 RFID的ISO IEC标准 SOF的结构EOF的结构35第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 15693空中接口和初始化副载波：单副载波时，副载波的频率423.75 kHz；在使用双副载波时，频率484.2

12、8 kHz数据速率位表示和编码：采用曼彻斯特码编码方式 VICC到VCD的通信 ISO/IEC 15693空中接口和初始化VICC到VCD的通信数据速率36第6章 RFID的ISO IEC标准37第6章 RFID的ISO IEC标准ISO/IEC 15693空中接口和初始化位表示和编码：采用曼彻斯特码编码方式 VICC到VCD的通信 38第6章 RFID的ISO IEC标准SOFEOF39第6章 RFID的ISO IEC标准6.4.2 传输协议传输协议 唯一标识符（UID）：由制造商永久地设定 应用族标识符（AFI）：由VCD锁定的应用类型 数据存储格式标识符（DSFID）：指出了数据在VIC

13、C内存中的结构 CRC：初始值为FFH VICC内存结构：可寻址块达256个，块大小可至256位，最大内存容量可达64 kb（8 kB）。块安全状态：由VICC作为对VCD请求的响应参数返回 UID的格式块安全状态40第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 请求帧格式请求帧由SOF（帧开始）、标志、命令编码、强制和可选的参数、数据、CRC、EOF（帧结束）等域组成。请求标志域14位41第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 请求帧格式目录标志值为0时，58位的定义42第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 请求帧格式目录标志值为1时，58位的定义传输协议 应答帧格式应答帧的标

14、志域为8位43第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 应答帧格式8位错误码的编码44第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 命令的类型和编码45第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 强制命令目录命令目录命令的应答46第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 强制命令 保持静默命令47第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 可选命令48第6章 RFID的ISO IEC标准传输协议 可选命令49第6章 RFID的ISO IEC标准50第6章 RFID的ISO IEC标准VICC状态 断电（Power-Off）、就绪（Ready）、静默（Quiet）、选择（Select

15、ed）4种状态 51第6章 RFID的ISO IEC标准6.4.3 防碰撞防碰撞 时隙数为16的典型防碰撞处理过程 52第6章 RFID的ISO IEC标准防碰撞过程VCD发送目录命令的请求帧，时隙数设置为16。VICC1在时隙0返回应答，因只有这一个VICC应答，故不存在碰撞，它的UID被VCD接收存储。VCD发送EOF，指示下一个时隙开始。在时隙1，VICC2和VICC3进行应答，发生了碰撞。VCD检测到碰撞，并记录该时隙发生了碰撞。VCD再发送EOF，进入时隙2。在时隙2，无VICC应答，VCD未检测到VICC的应答的SOF，因此VCD通过发送EOF，进入时隙3。在时隙3，VICC4和V

16、ICC5应答，产生了碰撞。VCD决定发送寻址请求（例如读块请求）给VICC1（VICC1的UID已被UCD正确接收）。所有VICC都检测到对VICC1请求的SOF，它们都处理这个请求，但只有UID匹配的VICC1才返回应答，其他的VICC则退出防碰撞序列。所有VICC准备接收下一个请求。如果又是一个目录命令的请求，则又从时隙0开始按上面步序执行。53第6章 RFID的ISO IEC标准防碰撞过程中VICC的UID匹配方法根据目录请求帧中的掩码长度和掩码值，去掉掩码值中的填充部分，将得到的掩码放入比较器。VICC中的时隙计数器对时隙数进行跟踪计数，将时隙数放入比较器。将上面两步得到的位值和VIC

17、C的UID相应低位值进行比较，如果相同即为匹配。6.5 ISO/IEC 18000-6标准标准 定义了阅读器和应答器之间的物理接口、协议、命令及防碰撞机制。标准包含三种通信模式：TYPE A、TYPE B和TEPE C。6.5.1 TYPE A模式模式 1.物理接口 PCD向PICC数据编码（脉冲间隔编码，PIE）54第6章 RFID的ISO IEC标准帧格式调制：ASK55第6章 RFID的ISO IEC标准应答器向阅读器的数据传输 数据编码帧格式 前同步码、标志、参数、数据、CRC 56第6章 RFID的ISO IEC标准TYPE A模式2.数据元素数据元素包括唯一标识符（UID），子唯一

18、标识符（SUID），应用族标识符（AFI）和数据存储格式标识符（DSFID）。SUID和UID的映射关系 3.协议元素57第6章 RFID的ISO IEC标准4.命令命令格式命令编码58第6章 RFID的ISO IEC标准TYPE A模式命令标志命令标志域由4位构成。b1为防碰撞过程（Census）标志，b1=0表示命令的执行不处于防碰撞过程中，b1=1表示命令的执行处于防碰撞过程中。b2b3b4位的含义取决于b1位的值。b1=0时，b2b3b4命令标志的定义59第6章 RFID的ISO IEC标准TYPE A模式命令标志 b1=1时，b2b3b4命令标志的定义60第6章 RFID的ISO I

19、EC标准5.响应应答器的响应格式 标志域的编码错误码61第6章 RFID的ISO IEC标准TYPE A模式 6.应答器的状态应答器具有离场、就绪、静默、选择、循环激活、循环准备6个状态62第6章 RFID的ISO IEC标准7.强制命令及状态转换 INIT ROUND命令 NEXT SLOT命令：确认已被识别的应答器；指示所有处于循环激活状态的应答器对它们的时隙计数器加1并进入下一个时隙 CLOSE SLOT命令：STANDBY ROUND 命令：确认来自一个应答器的有效应答，并指示该应答器进入选择状态，阅读器可以发送选择标志为1的读写命令等对此应答器进行操作；指示所有处于循环激活状态的应答

20、器进入循环准备状态，等待NEXT SLOT，NEW SLOT或CLOSE SLOT命令的到来，重新进入循环激活状态进入新的循环 NEW ROUND命令：指示在循环准备和循环激活状态的应答器进入循环激活状态，复位它们的时隙计数器为1，进入新的循环；指示在选择状态的应答器变迁到静默状态，在静默和就绪状态的应答器仍维持它的状态 63第6章 RFID的ISO IEC标准强制命令及状态转换 SELECT（by SUID）命令：无论应答器原先处于场内哪个状态（不含离场状态），接收到该命令且SUID匹配时进入选择状态，并发回应答帧；SUID不匹配的应答器不发回应答帧，当它处于循环激活状态时变迁到循环准备状态

21、，处于选择状态时变迁到静默状态，处于就绪、静默或循环准备状态时保持状态不变 READ BLOCKS命令 GET SYSTEM INFORMATION命令：获取应答器的有关系统信息 64第6章 RFID的ISO IEC标准8.TYPE A的防碰撞过程 启动防碰撞过程：阅读器发出INIT ROUND命令启动防碰撞过程，在命令中给出循环空间大小 参与防碰撞过程的应答器对命令的处理 阅读器发出INIT ROUND命令后出现的三种可能情况 阅读器在一个时隙中没有检测到应答帧时，它发出CLOSE SLOT命令。阅读器检测到碰撞或错误的CRC时，在确认无应答器仍在传输应答的情况下，发出CLOSE SLOT命

22、令。阅读器接收到一个应答器无差错的应答帧时，它发送NEXT SLOT命令，命令中包括该应答器的签名，对此已被识别的应答器进行确认，使它进入静默状态以便循环的继续 接收到CLOSE SLOT命令或NEXT SLOT而签名不匹配的参与循环的应答器将自己的时隙计数器加1并和所选择的随机数比较以决定该时隙是否发回应答帧，并根据本次循环时的时隙延迟标志决定发回应答帧的时延 65第6章 RFID的ISO IEC标准TYPE A的防碰撞过程阅读器按第（3）步中的三种情况处理，直至该循环结束（达到了循环空间预置值）一个循环结束后，如果在INIT ROUND命令或CLOSE SLOT命令中重复循环标志位置为1，

23、则自动开始一个新的循环。如果重复循环标志位为0，阅读器可以决定用新的INIT ROUND命令或NEW ROUND命令继续进行循环以完成防碰撞过程 在一次循环中，阅读器可以通过发送STANDBY ROUND命令来确认签名匹配的应答器的有效应答，并指示该应答器进入选择状态，同时让签名不匹配的应答器进入循环准备状态，以便在后续命令来到时将循环继续。66第6章 RFID的ISO IEC标准6.5.2 TYPE B（与TYPE A相类比）物理接口 命令和应答的帧格式 数据元素 应答器的存储器 应答器的状态 命令 强制和推荐的命令 防碰撞算法 67TYPE BTYPE B防碰撞流程 第6章 RFID的IS

24、O IEC标准6.5.3 TYPE C（与（与TYPE A相类比）相类比）物理接口 应答器的存储器阅读器对应答器的命令Select命令盘存命令访问命令69第6章 RFID的ISO IEC标准6.6 ISO/IEC 18000-7标准标准 6.6.1 物理层物理层 使用窄带UHF频段。载波频率为433.92 MHz20 ppm采用FSK调制方式，频率偏移为35 kHz，逻辑0的频率为fc（载波频率）35 kHz，逻辑1的频率为fc35 kHz。数据位采用曼彻斯特编码，数据速率为27.7 kbps 阅读器和应答器之间的通信采用主从方式 6.6.2 数据链路层数据链路层 70第6章 RFID的ISO

25、 IEC标准数据链路层前同步码：包含20个周期为60 s的脉冲，高电平30 s，低电平30 s 数据字节：包括8个数据位和一个停止位，采用曼彻斯特编码，位持续时间为36 s，字节周期（含停止位）为324 s。CRC码：多项式为x16+x12+x5+1 包结束符 71第6章 RFID的ISO IEC标准6.6.3 命令格式命令格式 阅读器命令格式 域命令前缀命令类型拥有者ID应答器ID阅读器ID命令编码参数CRC位长字节（31H）1字节3字节4字节2字节1字节N字节2字节72第6章 RFID的ISO IEC标准6.6.4 应答格式应答格式对广播命令应答的信息格式对点到点命令应答的信息格式 域应答

26、器状态信息长度Int ID应答器ID拥有者ID用户ID数据CRC位长2字节1字节2字节4字节3字节016字节0N字节2字节域应答器状态信息长度Int ID应答器ID命令编码参数CRC位长2字节1字节2字节4字节1字节N字节2字节73第6章 RFID的ISO IEC标准6.6.5 命令和应答命令和应答6.6.6 防碰撞防碰撞74第6章 RFID的ISO IEC标准6.7 我国制定的我国制定的RFID标准标准简介简介GB/T 28925信息技术 射频识别 2.45GHz空中接口协议GB/T 20563动物射频识别 代码结构（代码段含义见右图）GB/T 22334动物射频识别 技术准则（数据帧见下图

27、）1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。3月-233月-23Wednesday,March 29,20232、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。06:52:0306:52:0306:523/29/2023 6:52:03 AM3、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2306:52:0306:52Mar-2329-Mar-234、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。06:52:0306:52:0306:52Wednesday,March 29,20235、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-233月-2306:52:0306:52:03March 29,20236、意志坚强的

28、人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。29 三月 20236:52:03 上午06:52:033月-237、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月 236:52 上午3月-2306:52March 29,20238、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/29 6:52:0306:52:0329 March 20239、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。6:52:03 上午6:52 上午06:52:033月-2310、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。3/29/2023 6:52:03 AM06:52:0329-3月-2311、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。3/29/2023 6:52 AM3/29/2023 6:52 AM3月-233月-2312、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。29-Mar-2329 March 20233月-2313、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Wednesday,March 29,202329-Mar-233月-2314、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。3月-2306:52:0329 March 202306:52谢谢大家谢谢大家