RFID技術(shù)的發(fā)展與標準化情況

無(wú)線(xiàn)射頻識別(RFID)技術(shù)是一種識別技術(shù)，與之對應的識別技術(shù)還有一維條碼、二維條碼、光學(xué)識別技術(shù)等。

　　一套典型的RFID系統由電子標簽、讀寫(xiě)器和信息處理系統如圖1所示。當帶有射頻識別標簽(以下簡(jiǎn)稱(chēng)標簽)的物品經(jīng)過(guò)特定的信息讀取裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)讀寫(xiě)器)時(shí)，標簽被讀寫(xiě)器激活并通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波開(kāi)始將標簽中攜帶的信息傳送到讀寫(xiě)器以及計算機系統完成信息的自動(dòng)采集工作。電子標簽可以如身份證大小，由人攜帶并當作信用卡使用，也可以像商品包裝上的條型碼似地貼附在商品等物品上。RFID計算機系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。

1 RFID的技術(shù)發(fā)展

　　RFID技術(shù)并不是全新的技術(shù)，其應用最早可以追溯到第二次世界大戰時(shí)期英國空軍基地的軍事設施上。近年來(lái)隨著(zhù)微電子、計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)的應用范圍和深度都得到了迅速地發(fā)展。美國在伊拉克戰爭中對RFID技術(shù)的成功應用，以及全球有影響的大企業(yè)計劃未來(lái)幾年里在零售商店和貨棧開(kāi)始使用RFID系統，使得該技術(shù)現在迅速成為全球矚目的焦點(diǎn)，并被列為21世紀最有前途的重要產(chǎn)業(yè)和應用技術(shù)之一。

　　表1給出了RFID技術(shù)發(fā)展情況一覽。值得注意的是目前RFID已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)非常關(guān)鍵的階段，就是形成全球統一標準的階段，大規模應用雖然還未形成，很多相關(guān)系統也還是試驗或帶有驗證性質(zhì)的，但是RFID走向大規模應用的發(fā)展趨勢已經(jīng)明朗。

從技術(shù)上看，RFID最本質(zhì)的特性就是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和識別技術(shù)，有很多種技術(shù)實(shí)現方法，也有很多種應用形態(tài)。但從技術(shù)發(fā)展趨勢來(lái)看，目前所采用的RFID技術(shù)主要從兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域演變而來(lái)：自動(dòng)識別技術(shù)和非接觸型智能卡技術(shù)。

　　以RFID技術(shù)為基礎，添加不同的技術(shù)特征，會(huì )出現多種不同名稱(chēng)的擴展應用領(lǐng)域，如圖2所示。

圖2中的智能化程度主要包含：芯片的可重復讀寫(xiě)技術(shù)、芯片和識讀器之間的安全技術(shù)、高速率數據傳輸技術(shù)、在無(wú)源或低功耗情況下傳輸其他動(dòng)態(tài)信息的技術(shù)等。而價(jià)格低主要取決于芯片的大小尺寸、天線(xiàn)封裝成本等因素。

　　可以看到，價(jià)格低廉的標簽是RFID廣泛應用于物流管理關(guān)鍵，而用于電子支付的RFID技術(shù)則需要考慮鑒權和重復記錄存儲，對價(jià)格則不是很敏感;標簽的識別和無(wú)線(xiàn)傳輸同時(shí)也是傳輸環(huán)境參數的較好載體，這也是RFID延伸到是未來(lái)傳感網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)基礎;此外，RFID技術(shù)也可以應用于短距離無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，與藍牙等技術(shù)一樣成為家庭網(wǎng)絡(luò )的候選技術(shù)。

　　就現階段而言，價(jià)格低廉、傳輸距離適當、可廣泛應用于物流管理的RFID技術(shù)是目前標準化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的研究重點(diǎn)，也是國際標準化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互相競爭的焦點(diǎn)。
　
2 RFID標準化情況

　　與RFID技術(shù)和應用相關(guān)的國際標準化機構主要有：國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(huì )(IEC)、國際電信聯(lián)盟(ITU)、世界郵聯(lián)(UPU)。此外還有其他的區域性標準化機構，如CEN;國家標準化機構，如BSI、ANSI、DIN;產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，如ATA、AIAG、EIA等;這些機構均在制訂與RFID相關(guān)的區域、國家或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標準，并希望通過(guò)不同的渠道提升為國際標準。

　　與RFID技術(shù)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主要是EPCglobal和泛在ID中心(Ubiquitous ID Center)。其中EPCglobal是由美國統一代碼委員會(huì )(UCC)和歐洲物品編碼(EAN)組織聯(lián)合發(fā)起成立的一個(gè)獨立的非盈利性機構，UCC和EAN分別是推廣北美和歐洲條形編碼的組織。EPCglobal目前以推廣RFID電子標簽的網(wǎng)絡(luò )化應用為宗旨，繼承了AutoIDcenter組織的統一行業(yè)內企業(yè)的技術(shù)標準制訂工作，并成立公司(即EPCglobal Inc)統一研究標準并推動(dòng)商業(yè)應用，此外還負責EPCgobal號碼注冊管理組織。

　　RFID系統主要由數據采集和后臺數據庫網(wǎng)絡(luò )應用系統兩大部分組成。目前已經(jīng)發(fā)布或者是正在制訂中的標準主要是與數據采集相關(guān)的，主要有電子標簽與讀寫(xiě)器之間的空中接口、讀寫(xiě)器與計算機之間的數據交換協(xié)議、RFID電子標簽與讀寫(xiě)器的性能和一致性測試規范以及RFID電子標簽的數據內容編碼標準等。

　　國際標準化組織ISO和EPCglobal在RFID的空中接口方面形成了多個(gè)標準，如圖3所示?，F有的RFID技術(shù)工作在多個(gè)無(wú)線(xiàn)頻率范圍內，常見(jiàn)的工作頻率有：低頻125 kHz與134.2 kHz;高頻13.56 MHz;超高頻433 MHz、860 MHz～930 MHz、2.45 GHz等。在相同的頻率下也有多種RFID技術(shù)標準共存，比如13.56 MHz就有ISO14443 TypeA、TypeB、ISO15693、ISO18000-3等標準存在，不同的標準采用的無(wú)線(xiàn)調制方式、基帶編碼格式、傳輸協(xié)議和傳輸距離各有差異，不同標準的RFID電子標簽和識讀器無(wú)法互通。

３.1ISO/IECRFID國際標準化狀況

　　在ISO/IEC JTC31組的工作范圍內，在ISO 18000系列標準的范疇下，對RFID技術(shù)及應用的研究相對比較完整[1-6]。目前很多RFID技術(shù)及應用標準仍在制訂之中，尚未發(fā)布。此外，ISO/IEC SC17、TC122等工作組也已經(jīng)發(fā)布了一些標準，這些標準相對比較成熟，在部分行業(yè)內已經(jīng)開(kāi)始使用。

　　根據ISO/IEC JTC31 RFID技術(shù)的標準化工作計劃，ISO將RFID的國際標準分為空中接口標準、數據結構標準、一致性測試標準和應用標準4個(gè)方面。一致性測試標準主要針對的是電子標簽和卡之間的空中接口和數據傳輸測試標準。此外，其他3類(lèi)標準對應的邏輯架構結構如圖4所示。

圖5給出了ISO/IEC在RFID技術(shù)標準化領(lǐng)域的工作內容。

在ISO發(fā)布的RFID空中接口標準中涉及到較多的基本專(zhuān)利，在ISO/IEC 18000系列標準的文本中已經(jīng)有一些公司的專(zhuān)利聲明。ISO組織對知識產(chǎn)權的基本政策是專(zhuān)利持有者將按照公平、合理、無(wú)歧視的原則進(jìn)行許可。

EPC標準體系

　　EPCglobal是一個(gè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以推廣RFID電子標簽的網(wǎng)絡(luò )化應用為宗旨，不但發(fā)布了EPC電子標簽和讀寫(xiě)器方面的技術(shù)標準，還推廣RFID在物流管理領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò )化管理和應用，此外還負責EPCgobal號碼注冊管理組織?？梢院?jiǎn)單地將EPCglobal的研究范圍總結為：電子標簽(含電子標簽和識讀器的技術(shù)特性)、EPC、目標命名業(yè)務(wù)(ONS)(類(lèi)似于因特網(wǎng)的域名服務(wù)器(NDS)系統，使物流環(huán)節能夠共享EPC產(chǎn)品的產(chǎn)地信息等)、描述物品信息的標準化語(yǔ)言(PML)。

　　EPCglobal的標準化結構框架如圖6所示。

可以看到，EPCglobal體系的標準化工作為4個(gè)方面：

　　電子標簽和讀寫(xiě)器的物品編碼信息承載的技術(shù)要求;

　　EPC電子標簽信息規范，即物品編碼的規則;

　　EPCglobal提供業(yè)務(wù)方面，分為物品編碼分配管理和目標命名業(yè)務(wù);

　　軟件方面的標準，分為應用層事件(與物流管理相關(guān)的數據采集和刷新等)和EPC信息業(yè)務(wù)層面(與物品信息對應的信息描述)。

　　與ISO相比，EPCglobal標準在電子標簽和讀寫(xiě)器的空中接口技術(shù)要求上略有差異;在EPC電子標簽信息規范方面要求只能接受EPCglobal承認的代碼，在軟件標準化方面進(jìn)展比ISO快一些;同時(shí)制訂了EPC物品編碼分配管理規則以及目標命名業(yè)務(wù)的措施推廣EPCglobal業(yè)務(wù)。

　　此外，EPC定義了電子標簽的種類(lèi)，按照電子標簽實(shí)現的功能分為只讀式、帶附加功能的被動(dòng)式、半主動(dòng)式、寬帶點(diǎn)到點(diǎn)通信主動(dòng)式以及在可以和不同級別電子標簽進(jìn)行通信的無(wú)源標簽等5類(lèi)，如圖7所示。

目前階段在EPC聯(lián)盟中重點(diǎn)推廣的是只讀的等級0(Class0)和Class1類(lèi)電子標簽或者是擁有少量附加功能的電子標簽。到ClassIV和ClassV階段可以看到，電子標簽會(huì )朝著(zhù)點(diǎn)到點(diǎn)的寬帶通信以及電子標簽之間的通信發(fā)展。

RFID中國標準化情況

　　中國在RFID技術(shù)與應用的標準化研究工作上有一定的基礎，目前已從多個(gè)方面開(kāi)展了相關(guān)標準的研究制訂工作。制訂了《集成電路卡模塊技術(shù)規范》、《建設事業(yè)IC卡應用技術(shù)》等應用標準，并得到了廣泛應用。在技術(shù)標準方面，依據ISO/IEC15693系列標準已經(jīng)完成國家標準的起早工作，參照ISO/IEC18000系列標準制訂國家標準的工作正在進(jìn)行中。此外，中國RFID標準體系框架的研究工作也已基本完成。另外2007年4月底，信產(chǎn)部發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應用試行規定的通知》，根據信產(chǎn)部《800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應用規定(試行)》的規定，中國800/900 MHz RFID技術(shù)的試用頻率為840～845 MHz和920～925 MHz，發(fā)射功率為2 W。

4結束語(yǔ)

　　20世紀90年代以來(lái)，RFID技術(shù)得到了快速發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)達國家和地區已經(jīng)將其應用于很多領(lǐng)域，并積極推動(dòng)相關(guān)技術(shù)與應用標準的國際化。近年來(lái)，中國已初步開(kāi)展了RFID相關(guān)技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作，并在部分領(lǐng)域開(kāi)始應用。當前RFID技術(shù)發(fā)展迅速，但尚未成熟，中國有必要抓住這一時(shí)機，集中開(kāi)展RFID核心技術(shù)研發(fā)，制訂符合中國國情的技術(shù)標準，促進(jìn)具有競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈形成，使中國在該領(lǐng)域占有一席之地。