jutaiRFID射频识别技术

RFID射频识别技术

RFID reader

早在二十世纪九十年代,ISO/IEC已经开始制定集装箱标准ISO 10374标准,后来又制定集装箱电子关封标准ISO 18185,动物管理标准ISO 11784/5、ISO 14223等。随着RFID技术的应用越来越广泛,ISO/IEC认识到需要针对不同应用领域中所涉及的共同要求和属性制定通用技术标准,而不是每一个应用技术标准完全独立制定,这就是上一节的通用技术标准。
在制定物流与供应链ISO 17363~17367系列标准时,直接引用ISO/IEC 18000系列标准。通用技术标准提供的是一个基本框架,而应用标准是对它的补充和具体规定,这样既保证 不同应用领域RFID技术具有互联互通与互操作性,又兼顾 应用领域的特点,能够很好地满足应用领域的具体要求。应用技术标准是在通用技术标准基础上,根据各个行业自身的特点而制定,它针对行业应用领域所涉及的共同要求和属性。应用技术标准与用户应用系统的区别,应用技术标准针对一大类应用系统的共同属性,而用户应用系统针对具体的一个应用。如果用面向对象分析思想来比喻的话,把通用技术标准看成是一个基础类,则应用技术标准就是一个派生类。
集装箱系列标准
ISO TC 104技术委员会专门负责集装箱标准制定,是集装箱制造和操作的最高权威机构。与RFID相关的标准,由第四子委员会(SC4)负责制定。包括如下标准:
1)ISO 6346 集装箱—编码、ID和标识符号,1995制订
该标准提供集装箱标识系统。集装箱标识系统用途很广泛,比如在文件、控制和通信(包括自动数据处理),象集装箱本身显示一样。在集装箱标识中的强制标识再加上在自动设备标识AEI(Automatic Equipment Identification)和电子数据交换EDI(Electronic Data Interchange)应用的可选特征。该标准规定集装箱尺寸、类型等数据的编码系统再加上相应标记方法,操作标记和集装箱标记的物理展示。
2)ISO 10374 集装箱自动识别标准,1991制订,1995年修订
该标准基于微波应答器的集装箱自动识别系统,是把集装箱当作一个固定资产来看。应答器为有源设备,工作频率为850MHz~950Mhz及2.4GHz~2.5GHz。只要应答器处于此场内就会被活化并采用变形的FSK副载波通过反向散射调制做出应答。信号在两个副载波频率40kHz和20kHz之间被调制。因为它在1991年制定,还没有用RFID这个词,实际上有源应答器就是今天的有源RFID电子标签。此标准和ISO 6346共同应用于集装箱的识别,ISO 6346规定 光学识别,ISO 10374则用微波的方式来表征光学识别的信息。
3)ISO 18185,集装箱电子关封标准草案(陆、海、空)
该标准是海关用于监控集装箱装卸状况[9],包含7个部分,它们是:空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换的消息集、物理层特性要求。
以上两个标准涉及到的空中接口协议并没有引用ISO/IEC 18000系列空中接口协议,主要原因它们的制定时间早于ISO/IEC 18000系列空中接口协议。
物流供应链标准
为使RFID能在整个物流供应链领域发挥重要作用,ISO TC 122包装技术委员会和ISO TC 104货运集装箱技术委员会成立联合工作组JWG,负责制定物流供应链系列标准。工作组按照应用要求、货运集装箱、装载单元、运输单元、产品包装、单品五级物流单元,制定六个应用标准。
1)ISO 17358 应用要求
这是供应链RFID的应用要求标准,由TC 122技术委员会主持,正在制订过程中。该标准定义 供应链物流单元各个层次的参数,定义 环境标识和数据流程。
2)ISO 17363~17367系列标准
供应链RFID物流单元系列标准分别对货运集装箱、可回收运输单元、运输单元、产品包装、产品标签的RFID应用进行规范。该系列标准内容基本类同,如空中接口协议采用ISO/IEC 18000系列标准。在具体规定上存在差异,分别针对不同的使用对象做 补充规定,如使用环境条件、标签的尺寸、标签张贴的位置等特性,根据对象的差异要求采用电子标签的载波频率也不同。货运集装箱、可回收运输单元和运输单元使用的电子标签一定是重复使用的,产品包装则要根据实际情况而定,而产品标签来说通常是一次性的。另外还要考虑数据的完整性、可视识读标识等。可回收单元在数据容量、安全性、通信距离要求较高。这个系列标准正在制订过程中。
这里需要注意的是ISO 10374、ISO 18185和ISO 17363三个标准之间的关系,它们都针对集装箱,但是ISO 10374是针对集装箱本身的管理,ISO 18185是海关为监视集装箱,而ISO 17363是针对供应链管理目的而在货运集装箱上使用可读写的RFID标识标签和货运标签。
动物管理标准
ISO TC 23/SC 19负责制订动物管理RFID方面标准,包括ISO 11784/11785和ISO 14223三个标准。
1)ISO 11784 编码结构
它规定动物射频识别码的64位编码结构,动物射频识别码要求读写器与电子标签之间能够互相识别。通常由包含数据的比特流再加上为 保证数据正确所需要的编码数据。代码结构为64位,其中的27至64位可由各个国家自行定义。
标准的具体内容
ISO/IEC 24791-1 体系架构:给出软件体系的总体框架和各部分标准的基本定位。它将体系架构分成三大类:数据平面、控制平面和管理平面。数据平面侧重于数据的传输与处理,控制平面侧重于运行过程中对读写器中空中接口协议参数的配置,管理平面侧重于运行状态的监视、和设备管理。三个平面的划分可以使得软件架构体系的描述得以简化,每一个平面包含的功能将减少,在复杂协议的描述中经常采用这种方法。每个平面包含数据管理、设备管理、应用接口、设备接口和数据安全五个方面的部分内容。已经给出标准草案。
ISO/IEC 24791-2 数据管理:主要功能包括读、写、采集、过滤、分组、事件通告、事件订阅等功能。另外支持ISO/IEC 15962 提供的接口,也支持其它标准的标签数据格式。该标准位于数据平面,已经给出标准草案。
ISO/IEC 24791-3 设备管理:类似于EPCglobal读写器管理协议,能够支持设备的运行参数设置、读写器运行性能监视和故障诊断。设置包括初始化运行参数、动态改变的运行参数再加上软件升级等。性能监视包括历史运行数据收集和统计等功能。故障诊断包括故障的检测和诊断等功能。该标准位于管理平面,正在制定过程中,还没有公布草案。
ISO/IEC 24791-4 应用接口:位于最高层,提供读、写功能的调用格式和交互流程。据估计类似于ISO/IEC 15961应用接口,但是肯定还需要扩展和调整。该标准位于数据平面,正在制定中,还没有看到草案。
ISO/IEC 24791-5 设备接口:类似于EPCglobal LLRP低层读写器协议,它为客户控制和协调读写器的空中接口协议参数提供通用接口规范,它与空中接口协议相关。该标准位于控制平面,正在制定中,还没有看到草案。
ISO/IEC 24791-6 数据安全:正在制定中,没有见到草案。
6、实施指南
ISO/IEC 24729-实施指南[7],它是正在制定过程中标准,包含以下三个部分:
ISO/IEC 24729-1 RFID使能标签标识与包装;
ISO/IEC 24729-2 RFID可回收标签;
ISO/IEC 24729-3 RFID读写器/天线安装。
应该注意的是以上RFID系列标准中包含 大量专利,如ISO/IEC 18000系列中列出 部分专利,其实还有很多专利并没有在标准中列出来。
零售商推崇
据Sanford C.Bernstein公司的零售业分析师估计,通过采用RFID,沃尔玛每年可以节省83.5亿美元,其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观,但毫无疑问,RFID有助于解决零售业两个最大的难题:商品断货和损耗(因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品),而单是盗窃一项,沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元,如果一家合法企业的营业额能达到这个数字,就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计,这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。 
典型应用
物流和供应管理、生产制造和装配 、航空行李处理、邮件/快运包裹处理 、文档追踪/图书馆管理、动物身份标识 、运动计时、门禁控制/电子门票 、道路自动收费、一卡通、仓储中塑料托盘、周转筐中等
RFID读写设备
只有当有读写设备时,RFID才能发挥其作用。RFID读写设备有RFID读卡器,RFID读写模块等。这些设备可以将RFID的数据读取或写入,读卡器连接的识别系统有密钥芯片,能做到很好的加密。 
射频识别技术
射频识别技术(Radio Frequency Identification,缩写RFID),
射频识别技术(2张)是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 
原理
射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递),在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的"利用反射功率的通信"奠定了射频识别技术的理论基础。

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