RFID系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)

　　RFID標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展體現(xiàn)了RFID技術(shù)的發(fā)展歷程。早在1948年，它的理論基礎(chǔ)就隨著雷達(dá)的應(yīng)用和研究建立起來，20世紀(jì)90年代后進(jìn)入商用階段。早期的RFID應(yīng)用并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，由各公司自己制定的標(biāo)準(zhǔn)，后來發(fā)展成為了第一代UHF RFID標(biāo)準(zhǔn)，例如，美國(guó)出現(xiàn)的以Matrics和Impinj等公司推出的EPC Class 0、Alien公司和Rafsec公司等支持的EPC Class1，以及在歐洲出現(xiàn)的以ISO組織支持的ISO-18000-6A/B等標(biāo)準(zhǔn)。由于這些標(biāo)準(zhǔn)互不兼容，因此無法在全球范圍內(nèi)通用。

　　隨著RFID技術(shù)的不斷成熟，跨地區(qū)、跨行業(yè)的應(yīng)用的不斷增多，RFID產(chǎn)品間的互通性、兼容性變得越來越重要，RFID系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)成為該領(lǐng)域普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。參與RFID標(biāo)準(zhǔn)研究的機(jī)構(gòu)分為標(biāo)準(zhǔn)化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。標(biāo)準(zhǔn)化組織又有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）是從事RFID國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究的重要組織ISO/IEC18000標(biāo)準(zhǔn)是最早制定的關(guān)于RFID的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，按頻段被劃分為7個(gè)部分。目前支持ISO/EC18000標(biāo)準(zhǔn)的RFID產(chǎn)品最多相對(duì)也最為成熟。

　　區(qū)域性的標(biāo)準(zhǔn)化組織—?dú)W洲計(jì)算機(jī)制造協(xié)會(huì)（ECMA）在RFID基礎(chǔ)上提出了近距離通信（NFC）的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并獲得歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ETSD以及ISO/ IEC JTC1/SC6（系統(tǒng)間通信與信息交換）的認(rèn)可，發(fā)布了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ANSI）下的MH1、NCITS等也制定了與RFID技術(shù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大部分標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)或者正在上升為ISO標(biāo)準(zhǔn)。

　　除了標(biāo)準(zhǔn)化組織進(jìn)行RFID的標(biāo)準(zhǔn)化研究外，一些行業(yè)協(xié)會(huì)也在從事RFID技術(shù)的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前比較有代表性的兩個(gè)組織是以歐美企業(yè)為主的EPC global和以日本企業(yè)為主的 Iniquitous ID。

　　美國(guó)EPC global是由美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)（UCC）和國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)（EAN）兩大組織聯(lián)合成立的，它吸收了麻省理工學(xué)院Auto ID中心的研究成果后推出了系列標(biāo)準(zhǔn)草案。EPC global重視UHF頻段的RFID產(chǎn)品，極力推廣基于EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)的RFID產(chǎn)品。目前，EPC global標(biāo)準(zhǔn)的推廣和發(fā)展十分迅速，許多大公司如沃爾瑪?shù)榷际荅PC標(biāo)準(zhǔn)的支持者。

　　日本Uniquitous ID一直致力于本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的RFID產(chǎn)品開發(fā)和推廣，拒絕采用美國(guó)的EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)。與美國(guó)大力發(fā)展UHF頻段RFID不同的是，日本對(duì)2.4GHz微波頻段的RFID似乎更加青睞，目前日本已經(jīng)開始了許多2.4 GHZ RFID產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)和推廣工作。但是，迫于和美國(guó)UHF頻段RFID產(chǎn)品互通的壓力，日本也開始考慮和EPC標(biāo)準(zhǔn)兼容問題。

　　ISO/EC18000、美國(guó)EPC Global、日本Uniquitous ID都在分別制定標(biāo)準(zhǔn)。這3個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)相互之間并不兼容，主要差別在無線調(diào)制方式、傳輸協(xié)議和傳輸距離各有差異，因此不同標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽和讀寫器很難互通。

　　我國(guó)有關(guān)政府部門已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到RFID產(chǎn)業(yè)的重要性，在2004年初，正式成立了電子標(biāo)簽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組，其目的就是制定中國(guó)自己的RFID標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)中國(guó)自己的RFID產(chǎn)業(yè)。

　　RFID系統(tǒng)的分類

　　RFID系統(tǒng)按照不同的原則有多種分類方法。常用的分類方法有兩種：按RFID標(biāo)簽有源、無源劃分和按工作頻率劃分。

　　1、按RFID標(biāo)簽有源、無源劃分

　　按照RFID標(biāo)簽有源和無源，RFID系統(tǒng)可分為：主動(dòng)式、半主動(dòng)式和被動(dòng)式3種。

　　主動(dòng)式和半主動(dòng)式標(biāo)簽內(nèi)部都攜帶電源，因此均為有源標(biāo)簽。主動(dòng)標(biāo)簽和一臺(tái)通用無線收發(fā)終端沒有太大區(qū)別，例如，Wi-Fi RFID和ZigBee RFID等，這種標(biāo)簽的無線信號(hào)收發(fā)都由標(biāo)簽內(nèi)的電源供電，其工作距離遠(yuǎn)，價(jià)格也最貴；半主動(dòng)標(biāo)簽與主動(dòng)標(biāo)簽不同，內(nèi)部電源只是對(duì)標(biāo)簽內(nèi)部處理芯片供電，例如，接收解調(diào)、譯碼編碼和控制等部分的芯片，半主動(dòng)標(biāo)簽不同于主動(dòng)標(biāo)簽的是它本身并不發(fā)送電磁波，而是反向散射來自閱讀器的電磁波，這使得它比主動(dòng)標(biāo)簽省電，有更長(zhǎng)的工作時(shí)間，比被動(dòng)標(biāo)簽有更強(qiáng)的處理能力，更遠(yuǎn)的識(shí)讀能力，能適應(yīng)較惡劣通信環(huán)境要求。主動(dòng)標(biāo)簽和半主動(dòng)標(biāo)簽由于成本均較高，限制了它們的推廣，目前只是在一些特定場(chǎng)合中應(yīng)用，例如，高速公路自動(dòng)繳費(fèi)、高速電氣化火車的定位等領(lǐng)域。

　　無源被動(dòng)RFID標(biāo)簽內(nèi)部沒有電源設(shè)備，其內(nèi)部集成電路通過接收由閱讀器發(fā)出的電磁波進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)。與前述兩種類型比較起來，最大的優(yōu)勢(shì)就是成本低，它的成本只是前兩種的十分之一或幾十分之一，由于被動(dòng)標(biāo)簽的成本優(yōu)勢(shì)，使它得到了大規(guī)模的應(yīng)用，也成為了近年來RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。

　　2、按RFID系統(tǒng)工作頻率劃分

　　RFID系統(tǒng)工作頻率可以分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波（MF）。

　　被動(dòng)式RFID按工作方式有兩種：電磁感應(yīng)和反向散射。其中，低頻和高頻RFID的工作原理都成為電磁感應(yīng)，這是因?yàn)長(zhǎng)F RFID的波長(zhǎng)都較長(zhǎng)，例如：LF RFID的波長(zhǎng)約為2km，HF RFID的波長(zhǎng)約為22m，即使標(biāo)簽與閱讀器有1m的距離，也僅是整個(gè)波長(zhǎng)的5%（取13.56MHz無線信號(hào)的波長(zhǎng)），標(biāo)簽天線與閱讀器天線之間的電磁場(chǎng)分不清哪個(gè)是發(fā)射場(chǎng)，哪個(gè)是反射場(chǎng)，稱為電磁互耦更恰當(dāng)些。對(duì)于UHF和MF頻段的RFID，可輕易地將工作時(shí)電磁波分為發(fā)射電磁波和反射電磁波，因此它們的工作方式稱為反向散射。

　　閱讀器讀頭天線是一個(gè)線圈，工作時(shí)產(chǎn)生一定頻率的交變電磁場(chǎng)；標(biāo)簽天線也是一個(gè)線圈，放在感應(yīng)區(qū)中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可以產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和電流，經(jīng)濾波為標(biāo)簽芯片供電；標(biāo)簽芯片通過控制標(biāo)簽內(nèi)與標(biāo)簽天線相連的負(fù)載，改變互感量，由此改變讀頭和標(biāo)簽之間的電磁場(chǎng)；閱讀器讀頭感應(yīng)到互感的變化，解調(diào)出標(biāo)簽傳遞的信息。電磁互耦的工作距離短，適用于門禁、身份證等短距離自動(dòng)識(shí)別應(yīng)用，但不適用于需要幾米識(shí)讀距離的場(chǎng)合，例如，物流、供應(yīng)鏈管理等，在這些領(lǐng)域里，UHIE RPID的特點(diǎn)得到了充分發(fā)揮。

　　閱讀器發(fā)送電磁波給標(biāo)簽，標(biāo)簽通過天線拾取無線電波能量，以供標(biāo)簽芯片工作，標(biāo)簽芯片控制天線的負(fù)載，影響天線的雷達(dá)散射截面（Radar Cross Section，RCS）值，從而調(diào)制反射信號(hào)；閱讀器天線接收到標(biāo)簽反向散射的信號(hào)后，解調(diào)出標(biāo)簽的信息。UHF RFID工作距離長(zhǎng)，為物流、倉儲(chǔ)等應(yīng)用提供了快捷的自動(dòng)識(shí)別方法，已成為了RFID行業(yè)的發(fā)展熱點(diǎn)。