物聯(lián)網(wǎng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)非常多，從傳感器技術(shù)到通信技術(shù)，從嵌入式微處理節(jié)點(diǎn)到計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，包含了自動控制、通信、計(jì)算機(jī)等不同的領(lǐng)域，是跨學(xué)科的綜合應(yīng)用。目前介入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域主要的國際標(biāo)準(zhǔn)組織有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等，這些標(biāo)準(zhǔn)組織在物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、感知技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)等方面制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)，今天我們主要探討的是關(guān)于射頻技術(shù)RFID的標(biāo)準(zhǔn)。

　　射頻識別(RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。

　　許多行業(yè)都運(yùn)用了射頻識別技術(shù)，將標(biāo)簽附著在一輛正在生產(chǎn)的騎車中，廠家便可以追蹤這輛車在生產(chǎn)線上的進(jìn)度;將標(biāo)簽附著在藥品包裝上，倉庫可以追蹤藥品的所在。標(biāo)簽也可以附于牲畜與寵物上，方便對牲畜與寵物的積極識別(就是防止數(shù)只牲畜或?qū)櫸锸褂猛粋€身份)。射頻識別的身份識別卡可以使員工得以進(jìn)入鎖住的建筑部分，汽車上的射頻應(yīng)答器也可以用來征收路段與停車場的費(fèi)用。

　　某些射頻標(biāo)簽附在衣物、個人財(cái)物上，甚至植入人體內(nèi)，由于這項(xiàng)技術(shù)可能會在未經(jīng)本人許可的情況下讀取個人信息，這項(xiàng)技術(shù)也會有侵犯個人隱私的憂患。

　　【RFID的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)】

　　國際標(biāo)準(zhǔn)：由ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)IEC(國際電工委員會)負(fù)責(zé)制定。ISO的主要功能是為人們制訂國際標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致意見提供一種機(jī)制。

　　國家標(biāo)準(zhǔn)：由工業(yè)與信息化部與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會負(fù)責(zé)制定。

　　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：由國際、國家的行業(yè)組織制定，例如：國際物品編碼協(xié)會(EAN)與美國統(tǒng)一代碼委員會(UCC)制定的用語物體識別的EPC標(biāo)準(zhǔn)。

　　此外，還有設(shè)計(jì)道德、倫理、健康、數(shù)據(jù)安全、隱私等的規(guī)范。

　　【標(biāo)準(zhǔn)的作用】

　　1.確保協(xié)同工作的進(jìn)行，規(guī)范經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，工作實(shí)施的安全性。

　　2.主要目的在于通過制定、發(fā)布和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，解決編碼、通信、空中接口和數(shù)據(jù)共享問題，最大程度的促進(jìn)RFID技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　【接口協(xié)議】

　　一、空中接口

　　空中接口通信協(xié)議規(guī)范 讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息交互，目的是為 不同廠家生產(chǎn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通性。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協(xié)議，這種思想充分體現(xiàn) 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)定協(xié)議和指令再加上多標(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 讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。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)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。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)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。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 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 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)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。有源標(biāo)簽識讀范圍大，適用于大型固定資產(chǎn)的跟蹤。

　　二、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

　　空中接口通信協(xié)議規(guī)范 讀寫器與電子標(biāo)簽之間信息交互，目的是為 不同廠家生產(chǎn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通性。ISO/IEC制定五種頻段的空中接口協(xié)議，這種思想充分體現(xiàn) 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)定協(xié)議和指令再加上多標(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 讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。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)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。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)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。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 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 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)定讀寫器與標(biāo)簽之間的物理接口、協(xié)議和命令再加上防碰撞方法。有源標(biāo)簽識讀范圍大，適用于大型固定資產(chǎn)的跟蹤。

　　ISO/IEC 24730-3適用于433MH的RTLS空中接口協(xié)議。

　　三、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　1.集裝箱

　　ISO TC 104技術(shù)委員會專門負(fù)責(zé)集裝箱標(biāo)準(zhǔn)制定，是集裝箱制造和操作的最高權(quán)威機(jī)構(gòu)。與RFID相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，由第四子委員會(SC4)負(fù)責(zé)制定。包括如下標(biāo)準(zhǔn):

　　1)ISO 6346 集裝箱-編碼、ID和標(biāo)識符號，1995制訂

　　該標(biāo)準(zhǔn)提供集裝箱標(biāo)識系統(tǒng)。集裝箱標(biāo)識系統(tǒng)用途很廣泛，比如在文件、控制和通信(包括自動數(shù)據(jù)處理)，象集裝箱本身顯示一樣。在集裝箱標(biāo)識中的強(qiáng)制標(biāo)識再加上在自動設(shè)備標(biāo)識AEI(Automatic Equipment Identification)和電子數(shù)據(jù)交換EDI(Electronic Data Interchange)應(yīng)用的可選特征。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定集裝箱尺寸、類型等數(shù)據(jù)的編碼系統(tǒng)再加上相應(yīng)標(biāo)記方法，操作標(biāo)記和集裝箱標(biāo)記的物理展示。

　　2)ISO 10374 集裝箱自動識別標(biāo)準(zhǔn)，1991制訂，1995年修訂

　　該標(biāo)準(zhǔn)基于微波應(yīng)答器的集裝箱自動識別系統(tǒng)，是把集裝箱當(dāng)作一個固定資產(chǎn)來看。應(yīng)答器為有源設(shè)備，工作頻率為850MHz~950Mhz及2.4GHz~2.5GHz。只要應(yīng)答器處于此場內(nèi)就會被活化并采用變形的FSK副載波通過反向散射調(diào)制做出應(yīng)答。信號在兩個副載波頻率40kHz和20kHz之間被調(diào)制。因?yàn)樗?991年制定，還沒有用RFID這個詞，實(shí)際上有源應(yīng)答器就是今天的有源RFID電子標(biāo)簽。此標(biāo)準(zhǔn)和ISO 6346共同應(yīng)用于集裝箱的識別，ISO 6346規(guī)定 光學(xué)識別，ISO 10374則用微波的方式來表征光學(xué)識別的信息。

　　3)ISO 18185，集裝箱電子官方標(biāo)準(zhǔn)草案(陸、海、空)

　　該標(biāo)準(zhǔn)是海關(guān)用于監(jiān)控集裝箱裝卸狀況[9]，包含7個部分，它們是:空中接口通信協(xié)議、應(yīng)用要求、環(huán)境特性、數(shù)據(jù)保護(hù)、傳感器、信息交換的消息集、物理層特性要求。

　　以上兩個標(biāo)準(zhǔn)涉及到的空中接口協(xié)議并沒有引用ISO/IEC 18000系列空中接口協(xié)議，主要原因它們的制定時間早于ISO/IEC 18000系列空中接口協(xié)議。

　　2.物流管理

　　為使RFID能在整個物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，ISO TC 122包裝技術(shù)委員會和ISO TC 104貨運(yùn)集裝箱技術(shù)委員會成立聯(lián)合工作組JWG，負(fù)責(zé)制定物流供應(yīng)鏈系列標(biāo)準(zhǔn)。工作組按照應(yīng)用要求、貨運(yùn)集裝箱、裝載單元、運(yùn)輸單元、產(chǎn)品包裝、單品五級物流單元，制定六個應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

　　1)ISO 17358 應(yīng)用要求

　　這是供應(yīng)鏈RFID的應(yīng)用要求標(biāo)準(zhǔn)，由TC 122技術(shù)委員會主持，正在制訂過程中。該標(biāo)準(zhǔn)定義 供應(yīng)鏈物流單元各個層次的參數(shù)，定義 環(huán)境標(biāo)識和數(shù)據(jù)流程。

　　2)ISO 17363~17367系列標(biāo)準(zhǔn)

　　供應(yīng)鏈RFID物流單元系列標(biāo)準(zhǔn)分別對貨運(yùn)集裝箱、可回收運(yùn)輸單元、運(yùn)輸單元、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品標(biāo)簽的RFID應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范。該系列標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容基本類同，如空中接口協(xié)議采用ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)。在具體規(guī)定上存在差異，分別針對不同的使用對象做 補(bǔ)充規(guī)定，如使用環(huán)境條件、標(biāo)簽的尺寸、標(biāo)簽張貼的位置等特性，根據(jù)對象的差異要求采用電子標(biāo)簽的載波頻率也不同。貨運(yùn)集裝箱、可回收運(yùn)輸單元和運(yùn)輸單元使用的電子標(biāo)簽一定是重復(fù)使用的，產(chǎn)品包裝則要根據(jù)實(shí)際情況而定，而產(chǎn)品標(biāo)簽來說通常是一次性的。另外還要考慮數(shù)據(jù)的完整性、可視識讀標(biāo)識等?？苫厥諉卧跀?shù)據(jù)容量、安全性、通信距離要求較高。這個系列標(biāo)準(zhǔn)正在制訂過程中。

　　這里需要注意的是ISO 10374、ISO 18185和ISO 17363三個標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，它們都針對集裝箱，但是ISO 10374是針對集裝箱本身的管理，ISO 18185是海關(guān)為監(jiān)視集裝箱，而ISO 17363是針對供應(yīng)鏈管理目的而在貨運(yùn)集裝箱上使用可讀寫的RFID標(biāo)識標(biāo)簽和貨運(yùn)標(biāo)簽。

　　3.動物管理

　　ISO TC 23/SC 19負(fù)責(zé)制訂動物管理RFID方面標(biāo)準(zhǔn)，包括ISO 11784/11785和ISO 14223三個標(biāo)準(zhǔn)。

　　ISO 11784 編碼結(jié)構(gòu)

　　它規(guī)定動物射頻識別碼的64位編碼結(jié)構(gòu)，動物射頻識別碼要求讀寫器與電子標(biāo)簽之間能夠互相識別。通常由包含數(shù)據(jù)的比特流再加上為 保證數(shù)據(jù)正確所需要的編碼數(shù)據(jù)。代碼結(jié)構(gòu)為64位，其中的27至64位可由各個國家自行定義。

　　【與RFID技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)】

　　1.無線通信管理

　　頻譜分布、功率、電磁兼容等。

　　2.人類健康的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

　　國際非電離輻射保護(hù)委員會(ICNIRP)所提出的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

　　3.數(shù)據(jù)安全的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

　　經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)

　　4.隱私問題

　　目前，很多用于物品識別的應(yīng)答器(電子標(biāo)簽)都能支持KILL命令

　　【RFID的標(biāo)準(zhǔn)體系框架】