1.5 RFID标准体系简介

随着RFID技术的不断成熟和跨企业、跨地区商业应用的增多，RFID产品间的互通性变得越来越重要，标准化工作已经成为RFID领域普遍关注的热点。RFID标准体系通常有空中接口规范、物理特性、读写器协议、编码体系、测试规范、应用规范、数据管理以及信息安全等标准组成。

目前国际上制定RFID标准的主要组织是国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）和国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC），其中ISO/IEC JTC1 SC31负责制定与RFID技术相关的国际标准。除了ISO以外，还有一些相关组织，如EPCglobal也在RFID标准化方面起到重要的影响作用。在国际标准化组织的积极推动下，各区域性和行业性RFID组织已经开始重视应用层面上的互联互通工作，未来的标准有望实现最终统一。

1.5.1 ISO/IEC RFID标准体系概述

ISO和IEC作为一个整体，担负着制定全球国际标准的任务，是世界上历史最长、涉及领域最多的国际标准制定组织，也是制定RFID标准最早的组织，主要涵盖了技术标准、数据结构、性能标准、应用标准和标准解析等内容。

1.5.2 ISO/IEC 18000空中接口标准

ISO/IEC 18000空中接口通信协议主要规范了读写器与电子标签之间信息交互，目的是实现不同厂家生产设备之间的互联互通。ISO/IEC制定了5种频段的空中接口协议，这种思想充分体现出标准统一的相对性，一个标准是满足相当广泛的应用系统的共同需求，但不是满足所有应用系统的需求，而一组标准可以满足更大范围的应用需求。ISO/IEC 18000标准的结构图如图1-8所示。

（1）ISO/IEC 18000-1标准

ISO/IEC 18000-1标准基于单品管理的射频识别参考结构和标准化的参数定义。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。这样每一个频段对应的标准不需要对相同内容进行重复规定。

（2）ISO/IEC 18000-2标准

ISO/IEC 18000-2标准基于单品管理的射频识别，适用于中频125～134kHz，规定在标签和读写器之间通信的物理接口，读写器应具有与Type A（FDX）和Type B（HDX）标签通信的能力；规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法。

（3）ISO/IEC 18000-3标准

ISO/IEC 18000-3标准基于单品管理的射频识别，适用于高频段13.56MHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式，而模式1又被分为基本型与两种扩展型协议（无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议）。模式2采用时频复用FTDMA协议，共有8个信道，适用于标签数量较多的情形。

（4）ISO/IEC 18000-4标准

ISO/IEC 18000-4标准基于单品管理的射频识别，适用于微波段2.45GHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。该标准包括两种模式：模式1是无源标签，工作方式是读写器先讲；模式2是有源标签，工作方式是标签先讲。

（5）ISO/IEC 18000-5标准

ISO/IEC 18000-5标准基于单品管理的射频识别，适用于微波段5.85GHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。该标准主要用于有源标签，适用于人员跟踪及定位。

（6）ISO/IEC 18000-6标准

ISO/IEC 18000-6标准基于单品管理的射频识别，适用于超高频段860～960MHz，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三种无源标签的接口协议，通信距离最远可以达到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，它在识别速度、读写速度、数据容量、防碰撞、信息安全、频段适应能力和抗干扰等方面有较大提高。V4.0草案针对带辅助电源和传感器电子标签的特点进行扩展，包括标签数据存储方式和交互命令。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的通信可靠性，不过其尺寸较大，价格也更贵一些。

（7）ISO/IEC 18000-7标准

ISO/IEC 18000-7标准适用于超高频段433.92MHz，属于有源电子标签，规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。有源标签识读范围大，适用于大型固定资产的跟踪。

1.5.3 ISO/IEC数据标准

ISO/IEC数据标准主要规定数据在标签、读写器到主机（即中间件或应用程序）各个环节的表示形式。因为标签能力（存储能力、通信能力）的限制，所以在各个环节的数据表示形式必须充分考虑各自的特点，采取不同的表现形式。另外，主机对标签的访问可以独立于读写器和空中接口协议，也就是说，读写器和空中接口协议对应用程序来说是透明的。RFID数据协议的应用接口基于ASN.1，它提供一套独立于应用程序、操作系统和编程语言，也独立于标签读写器与标签驱动之间的命令结构。ISO/IEC数据标准的结构图如图1-9所示。

（1）ISO/IEC 15961标准

ISO/IEC 15961标准规定了读写器与应用程序之间的接口，侧重于应用命令与数据协议加工器交换数据的标准方式，这样应用程序可以完成对电子标签数据的读取、写入、修改和删除等操作功能，该协议也定义了错误响应消息。

（2）ISO/IEC 15962标准

ISO/IEC 15962标准规定了数据的编码、压缩和逻辑内存映射格式，再加上如何将电子标签中的数据转化为应用程序有意义的方式。该协议提供了一套数据压缩的机制，能够充分利用电子标签中有限数据存储空间再加上空中通信能力。

（3）ISO/IEC 24753标准

ISO/IEC 24753标准扩展了ISO/IEC 15962数据处理能力，适用于具有辅助电源和传感器功能的电子标签。增加传感器以后，电子标签中存储的数据量再加上对传感器的管理任务大大增加，ISO/IEC 24753规定了电池状态监视、传感器设置与复位和传感器处理等功能。ISO/IEC 24753与ISO/IEC 15962一起，规范了带辅助电源和传感器功能电子标签的数据处理与命令交互。它们的作用使得ISO/IEC 15961独立于电子标签和空中接口协议。

（4）ISO/IEC 15963标准

ISO/IEC 15963标准规定了电子标签唯一标识的编码标准，兼容ISO/IEC 7816-6、ISO/TS 14816、EAN.UCC标准编码体系、INCITS 256再加上保留对未来扩展。需注意的是与物品编码的区别，物品编码是对标签所贴附物品的编码，而该标准标识的是标签自身。

1.5.4 ISO/IEC应用标准

ISO/IEC比较重视RFID应用系统的标准化工作，将ISO/IEC 24752调整为6个部分，并重新命名为ISO/IEC 24791。制定该标准的目的是对RFID应用系统提供一种框架，并规范了数据安全和多种接口，便于RFID系统之间的信息共享；使得应用程序不再关心多种设备和不同类型设备之间的差异，便于应用程序的设计和开发；能够支持设备的分布式协调控制和集中管理等功能，优化密集读写器组网的性能。ISO/IEC应用技术标准的主要目的是解决读写器之间再加上应用程序之间共享数据信息，随着RFID技术的广泛应用，RFID数据信息的共享越来越重要。

应用技术标准与用户应用系统既有相同点又有区别，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、把通用技术标准看成是一个基础类的话，那么应用技术标准就是一个派生类。

在20世纪90年代，ISO/IEC已经开始制定集装箱自动识别标准ISO 10374，后来又制定集装箱电子官方标准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，而不是完全独立制定每一个应用技术标准，即通用技术标准。

1.集装箱运输应用标准

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和标识符号标准

ISO 6346集装箱编码、ID和标识符号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）方面，与集装箱本身显示一样。对集装箱标识中的强制标识再加上在自动设备标识（Automatic Equipment Identification，AEI）和电子数据交换（Electronic Data Interchange，EDI）应用的可选特征。该标准规定在集装箱尺寸、类型等数据的编码系统中再加上相应的标记方法、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

ISO 10374集装箱自动识别标准基于微波应答器的集装箱自动识别系统，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850～950MHz及2.4～2.5GHz。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，所以还没有用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集装箱电子官方标准

ISO 18185集装箱电子官方标准被海关用于监控集装箱装卸状况，包含7部分，即空中接口通信协议、应用要求、环境特性、数据保护、传感器、信息交换的消息集和物理层特性要求。此标准涉及的空中接口协议并没有引用ISO/IEC 18000系列空中接口协议，主要原因是它们的制定时间早于ISO/IEC 18000系列空中接口协议。

2.物流管理应用标准

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、产品包装和单品5级物流单元，制定了6个应用标准。

（1）ISO 17358应用标准

ISO 17358应用标准是供应链RFID的应用要求标准，由TC 122技术委员会主持。该标准定义供应链物流单元各个层次的参数，定义了环境标识和数据流程。

（2）ISO 17363～17367系列标准

ISO 17363～17367系列标准是供应链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相同，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进行补充规定，如使用环境条件、标签的尺寸和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、可视识读标识等因素。可回收单元在数据容量、安全性和通信距离方面的要求较高。这个系列标准正在制订过程中。

3.动物管理应用标准

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标准。

ISO 11784编码结构标准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27～64位可由各个国家自行定义。

1.5.5 软件标准

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3大类，即数据平面、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。这3个平面的划分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5个标准的部分内容。

（1）ISO/IEC 24791-2数据管理标准

ISO/IEC 24791-2数据管理标准主要包括读、写、采集、过滤、分组、事件通告和事件订阅等功能。另外支持ISO/IEC 15962提供的接口，也支持其他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。

（2）ISO/IEC 24791-3设备管理标准

ISO/IEC 24791-3设备管理标准类似于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。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。

（3）ISO/IEC 24791-4应用接口标准

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。

（4）ISO/IEC 24791-5设备接口标准

ISO/IEC 24791-5设备接口标准类似于EPCglobal LLRP低层读写器协议，它为用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。

（5）ISO/IEC 24791-6数据安全标准

ISO/IEC 24791-6数据安全标准正在制定中。

1.5.6 实时定位标准

实时定位系统可以改善供应链的透明性，提高船队管理、物流和船队的安全性等。RFID标签可以解决短距离尤其是室内物体的定位，可以弥补GPS等定位系统只能适用于室外大范围的不足。GPS定位、手机定位再加上RFID短距离定位手段与无线通信手段一起可以实现物品位置的全程跟踪与监视。正在制订的标准如下。

（1）ISO/IEC 24730-1标准

ISO/IEC 24730-1标准适用于应用编程接口（API），它规范实时定位系统（RTLS）服务功能再加上访问的方法，目的是应用程序可以方便地访问RTLS系统。它独立于RTLS的低层空中接口协议。

（2）ISO/IEC 24730-2标准

ISO/IEC 24730-2标准适用于2450MHz的RTLS空中接口协议。它规范一个网络定位系统，该系统利用RTLS发射机发射无线电信标，接收机根据收到的几个信标信号解算位置。发射机的许多参数可以远程实时配置。

（3）ISO/IEC 24730-3标准

ISO/IEC 24730-3标准适用于433MH的RTLS空中接口协议。内容与ISO/IEC 24730-2类似。