RFID技術的發(fā)展與標準化情況

無線射頻識別(RFID)技術是一種識別技術，與之對應的識別技術還有一維條碼、二維條碼、光學識別技術等。

　　一套典型的RFID系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)如圖1所示。當帶有射頻識別標簽(以下簡稱標簽)的物品經過特定的信息讀取裝置(以下簡稱讀寫器)時，標簽被讀寫器激活并通過無線電波開始將標簽中攜帶的信息傳送到讀寫器以及計算機系統(tǒng)完成信息的自動采集工作。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(tǒng)則根據(jù)需求承擔相應的信息控制和處理工作。

1 RFID的技術發(fā)展

　　RFID技術并不是全新的技術，其應用最早可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時期英國空軍基地的軍事設施上。近年來隨著微電子、計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，RFID技術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(zhàn)爭中對RFID技術的成功應用，以及全球有影響的大企業(yè)計劃未來幾年里在零售商店和貨棧開始使用RFID系統(tǒng)，使得該技術現(xiàn)在迅速成為全球矚目的焦點，并被列為21世紀最有前途的重要產業(yè)和應用技術之一。

　　表1給出了RFID技術發(fā)展情況一覽。值得注意的是目前RFID已經發(fā)展到一個非常關鍵的階段，就是形成全球統(tǒng)一標準的階段，大規(guī)模應用雖然還未形成，很多相關系統(tǒng)也還是試驗或帶有驗證性質的，但是RFID走向大規(guī)模應用的發(fā)展趨勢已經明朗。

從技術上看，RFID最本質的特性就是無線通信技術和識別技術，有很多種技術實現(xiàn)方法，也有很多種應用形態(tài)。但從技術發(fā)展趨勢來看，目前所采用的RFID技術主要從兩個技術領域演變而來：自動識別技術和非接觸型智能卡技術。

　　以RFID技術為基礎，添加不同的技術特征，會出現(xiàn)多種不同名稱的擴展應用領域，如圖2所示。

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

　　可以看到，價格低廉的標簽是RFID廣泛應用于物流管理關鍵，而用于電子支付的RFID技術則需要考慮鑒權和重復記錄存儲，對價格則不是很敏感;標簽的識別和無線傳輸同時也是傳輸環(huán)境參數(shù)的較好載體，這也是RFID延伸到是未來傳感網(wǎng)絡的技術基礎;此外，RFID技術也可以應用于短距離無線通信領域，與藍牙等技術一樣成為家庭網(wǎng)絡的候選技術。

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

　　與RFID技術和應用相關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(IEC)、國際電信聯(lián)盟(ITU)、世界郵聯(lián)(UPU)。此外還有其他的區(qū)域性標準化機構，如CEN;國家標準化機構，如BSI、ANSI、DIN;產業(yè)聯(lián)盟，如ATA、AIAG、EIA等;這些機構均在制訂與RFID相關的區(qū)域、國家或產業(yè)聯(lián)盟標準，并希望通過不同的渠道提升為國際標準。

　　與RFID技術有關的產業(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(tǒng)一代碼委員會(UCC)和歐洲物品編碼(EAN)組織聯(lián)合發(fā)起成立的一個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)絡化應用為宗旨，繼承了AutoIDcenter組織的統(tǒng)一行業(yè)內企業(yè)的技術標準制訂工作，并成立公司(即EPCglobal Inc)統(tǒng)一研究標準并推動商業(yè)應用，此外還負責EPCgobal號碼注冊管理組織。

　　RFID系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和后臺數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡應用系統(tǒng)兩大部分組成。目前已經發(fā)布或者是正在制訂中的標準主要是與數(shù)據(jù)采集相關的，主要有電子標簽與讀寫器之間的空中接口、讀寫器與計算機之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議、RFID電子標簽與讀寫器的性能和一致性測試規(guī)范以及RFID電子標簽的數(shù)據(jù)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標準，如圖3所示。現(xiàn)有的RFID技術工作在多個無線頻率范圍內，常見的工作頻率有：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線調制方式、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技術及應用的研究相對比較完整[1-6]。目前很多RFID技術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)內已經開始使用。

　　根據(jù)ISO/IEC JTC31 RFID技術的標準化工作計劃，ISO將RFID的國際標準分為空中接口標準、數(shù)據(jù)結構標準、一致性測試標準和應用標準4個方面。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(shù)據(jù)傳輸測試標準。此外，其他3類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技術標準化領域的工作內容。

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

EPC標準體系

　　EPCglobal是一個產業(yè)聯(lián)盟，以推廣RFID電子標簽的網(wǎng)絡化應用為宗旨，不但發(fā)布了EPC電子標簽和讀寫器方面的技術標準，還推廣RFID在物流管理領域的網(wǎng)絡化管理和應用，此外還負責EPCgobal號碼注冊管理組織。可以簡單地將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特性)、EPC、目標命名業(yè)務(ONS)(類似于因特網(wǎng)的域名服務器(NDS)系統(tǒng)，使物流環(huán)節(jié)能夠共享EPC產品的產地信息等)、描述物品信息的標準化語言(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個方面：

　　電子標簽和讀寫器的物品編碼信息承載的技術要求;

　　EPC電子標簽信息規(guī)范，即物品編碼的規(guī)則;

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

　　軟件方面的標準，分為應用層事件(與物流管理相關的數(shù)據(jù)采集和刷新等)和EPC信息業(yè)務層面(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器的空中接口技術要求上略有差異;在EPC電子標簽信息規(guī)范方面要求只能接受EPCglobal承認的代碼，在軟件標準化方面進展比ISO快一些;同時制訂了EPC物品編碼分配管理規(guī)則以及目標命名業(yè)務的措施推廣EPCglobal業(yè)務。

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

目前階段在EPC聯(lián)盟中重點推廣的是只讀的等級0(Class0)和Class1類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，電子標簽會朝著點到點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技術與應用的標準化研究工作上有一定的基礎，目前已從多個方面開展了相關標準的研究制訂工作。制訂了《集成電路卡模塊技術規(guī)范》、《建設事業(yè)IC卡應用技術》等應用標準，并得到了廣泛應用。在技術標準方面，依據(jù)ISO/IEC15693系列標準已經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，信產部發(fā)布了《關于發(fā)布800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用試行規(guī)定的通知》，根據(jù)信產部《800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用規(guī)定(試行)》的規(guī)定，中國800/900 MHz RFID技術的試用頻率為840～845 MHz和920～925 MHz，發(fā)射功率為2 W。

4結束語

　　20世紀90年代以來，RFID技術得到了快速發(fā)展。經濟發(fā)達國家和地區(qū)已經將其應用于很多領域，并積極推動相關技術與應用標準的國際化。近年來，中國已初步開展了RFID相關技術的研發(fā)及產業(yè)化工作，并在部分領域開始應用。當前RFID技術發(fā)展迅速，但尚未成熟，中國有必要抓住這一時機，集中開展RFID核心技術研發(fā)，制訂符合中國國情的技術標準，促進具有競爭力的產業(yè)鏈形成，使中國在該領域占有一席之地。