韭瘟鑾適友堂強(qiáng)攫堂焦垃塞蟲塞擅碧 中文摘要 摘要：無線射頻識別( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 技術(shù)，是一種利用射 頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。該技術(shù)是一種綜合利用芯片技術(shù)、天線技 術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)以及電磁場理論的應(yīng)用技術(shù)。該系統(tǒng)具 有不局限于視線，識別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠(yuǎn)，射頻識別卡具有可讀寫能力、可攜帶 大量數(shù)據(jù)，同時(shí)具有難以偽造和智能性較高等優(yōu)點(diǎn)而得到社會各領(lǐng)域的廣泛使用。 本文概括的介紹了r f i d 系統(tǒng)的基本概念，基本工作原理和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)討 論了r f i d 讀寫器中接收部分的關(guān)鍵技術(shù)和解決方案?；谶@些理論知識，確定了 符合e p cg l o b a lc l a s s lg e n l & g e n 2 標(biāo)準(zhǔn)的讀寫器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，并選擇1 r i 公司 的t m s 3 2 0 v c 5 4 1 6 d s p 和a t m e l 公司的a t m e g a l 2 8 l 單片機(jī)作為基帶微處理器， 分別采用a d c 、d a c 和a n a d i g m 公司的r f i d 基帶處理芯片以及不同的調(diào)制器、 解調(diào)器和射頻芯片作為硬件開發(fā)平臺，通過使用嵌入式c 語言和匯編語言對系統(tǒng) 作了具體的軟硬件實(shí)現(xiàn)。 最后，針對系統(tǒng)的特點(diǎn)，制定出具體的測試方案，對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了部 分調(diào)試和性能測試。雖然沒有完全測試完畢，但是為將來的繼續(xù)研究提供了指導(dǎo)， 就系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可能存在的問題提出了進(jìn)一步的改進(jìn)方案，并提出了許多在具體的 硬件調(diào)試工作中要注意的事項(xiàng)和測試步驟。 關(guān)鍵詞：r f i d ；讀寫器；反向散射調(diào)制技術(shù)；d s p , 單片機(jī)；頻率綜合器 分類號：t n 9 2 9 5 j 塞奎耍五堂亟照堂僮監(jiān)塞旦s 至基至 a b s t r a c t a b s t r a c t ：r a d i o f r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ( r f i d ) s y s t e m i saw i r e l e s s c o m m u n i c a t i o ns y s t e mi nw h i c ht h er a d i ol i n kb e t w e e nt h eb a s es t a t i o na n dt h et a g sa l e f u m i s h e db yt h em o d u l a t e db a c k - s c a t t e r e dw a v e s i tu s e sal o to f t e c l m o l o g i o s ，s u c ha s i c ，a n t e n n a , w i r e l e s su - a n s c e i v e l , d a t ac o d i n ga n de l e c t r o m a g n e t i c f e wa d v a n t a g e so f r f i da 坤n o tr e q u i r i n gt h et r a n s p o n d e rt ob ei n l i n e - o f - s i g h t , l o n g d i s t a n c e i d e n t i f i c a t i o n , r e a d a b l e a n dw r i t a b l e t a g s ，m u l t i p l et a g si d e n t i f i c a t i o n , h a n d l e e n v i r o n m e n t sl i k em o i s t u r e ，d i r tf r o s te t c s oi ti sb e c o m i n gm o l ea n dm o r ep o p u l a r i nt h i sp a p e r , w ei n t r o d u c et h eb a s i ct h e o r y , f u n d a m e n t a lo p e r a t i n gp r i n c i p l e sa n d r e l a t e ds t a n d a r d s a l s ow ed i s c u s st h ek e yt e c h n o l o g ya n ds o l u t i o n so f r e c e i v e ri nr f i d r e a d e r t h e nt h ew h o l es y s t e ms o l u t i o n ss u p p o r t i n ge p cg l o b a lc l a s s lg e n i & g e n 2 s t a n d a r d sa b o u tr f i dr e a d e ra p r e n t e d a l s ow eu s et i sd s pt m s 3 2 0 v c 5 4 1 6a n d a t m e l sm i c r o c o n t r o l l e ra t m e g a l 2 8 la sc p uf o rm a k i n gt w oh a r d w a r ep l a t f o r m s ， a n do b ew i ma d c ，d a c ，t h eo t h e rw i m a n a d i g m ss p e c i a li cf o rr f i d f i n a l l y , w es e t d o w nd e t a i l e dt e s tp l a na n dm a k et h et e s t a f t e r t h et e s t , w ed r a ws o m eu s e f u l c o n c l u s i o n sa n dg i v et h eg u i d et ot h ec o n t i n u o u sw o r k k e y w o r d s ：r f i d ；r e a d e r ；b a c k - s c a t t e r i n g ；d s p ；m c u ；s y n t h e s m e r c l a s s n o ：t n 9 2 9 5 致謝 本論文的工作是在我的導(dǎo)師陶成副教授的悉心指導(dǎo)下完成的，陶成副教授嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此衷心感謝三年來 陶成老師對我的關(guān)心和指導(dǎo)。 陶成副教授悉心指導(dǎo)我們完成了實(shí)驗(yàn)室的科研工作，在學(xué)習(xí)上和生活上都給 予了我很大的關(guān)心和幫助，在此向陶成老師表示衷心的謝意。 陶成副教授，周曉波博士，杜凱老師對于我的科研工作和論文都提出了許多 的寶貴意見，在此表示衷心的感謝。 在實(shí)驗(yàn)室工作及撰寫論文期間，王振海、張風(fēng)珍等同學(xué)對我論文中的d s p 研 究工作、電路板p c b 布局布線工作給予了熱情幫助，劉留博士，朱丹，李瑾，房 興元，李昌林等同學(xué)也為我的論文提供了許多建議和幫助，在此向他們表達(dá)我的 感激之情。 另外也感謝家人，他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專心完成我的學(xué)業(yè)。 1 1 課題研究的目的與意義 1 引言 無線射頻識別技術(shù)( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r r d ) 是一種非接觸的自 動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合( 電感耦合或電磁耦合) 傳 輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識別物體的自動識別。 識別系統(tǒng)在許多服務(wù)領(lǐng)域、貨物銷售與后勤分配方面、商業(yè)部門、生產(chǎn)企業(yè) 和材料流通領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。目前，條型碼系統(tǒng)和i c 卡系統(tǒng)是識別 系統(tǒng)中的最具代表性和應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)。但是，隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的 不斷進(jìn)步，條型碼在越來越多的情況下已經(jīng)不能滿足人們的需求了，條型碼雖然 很便宜，但它的不足之處在于存儲能力以及不能改寫。對i c 卡來說，對i c 卡的 識別需要機(jī)械觸點(diǎn)，然而，在許多情況下，機(jī)械觸點(diǎn)的接通是不可靠的。而r f i d 系統(tǒng)具有不局限于視線，識別距離遠(yuǎn)，射頻識別卡具有可讀寫能力、可攜帶大量 數(shù)據(jù)，可工作在潮濕、干燥等惡劣環(huán)境下，同時(shí)具有難以偽造和智能性較高等優(yōu) 點(diǎn)從而得到社會各領(lǐng)域的青睞。 根據(jù)v e n t u r ed e v e l o p m e n tc o r p o r a t i o n ( v d c ) 提供的資料表明，2 0 0 2 年全球 r f i d 市場銷售額為9 6 5 億美元，并保持著每年2 2 6 的增長率。而i d c 提供的統(tǒng) 計(jì)資料則更加明確表明，r f i d 正在成為繼電子商務(wù)之后全球性的科技熱潮。 1 2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 9 2 2 年雷達(dá)誕生以后，隨著雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用，特別是在第二次世界大戰(zhàn)中 的應(yīng)用，催生了r f i d 技術(shù)。1 9 4 8 年哈里斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通 訊”奠定了r f i d 技術(shù)的理論基礎(chǔ)。2 0 世紀(jì)7 0 年代，r f i d 技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于 一個大發(fā)展時(shí)期，各種r f l d 技術(shù)測試得到加速，r f i d 產(chǎn)品逐漸成為人們生活中 的一部分。2 0 世紀(jì)8 0 年代，r f i d 技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用 開始出現(xiàn)。2 0 世紀(jì)9 0 年代，r f i d 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨得到重視，r f i d 產(chǎn)品得到 了廣泛應(yīng)用。 2 0 0 1 年至今，r f i d 標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視。目前還沒有正式的r f i d 產(chǎn)品國際標(biāo)準(zhǔn)，各廠家推出的r f i d 產(chǎn)品互不兼容，造成了r f i d 產(chǎn)品在不同市場 和應(yīng)用上的混亂和孤立，這勢必對未來的r f i d 產(chǎn)品互通和發(fā)展造成障礙。標(biāo)準(zhǔn)不 統(tǒng)一已成為制約r f i d 發(fā)展的重要因素之一。目前，r f i d 存在著兩個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)陣 容，一個是美國的a u t o - i dc o t t e r ，一個是日本的u b i q u i t o u si dc e n t e r ( u i d ) 。這 兩大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)陣容在使用的無線頻段、信息位數(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域等方面有許多的不同 點(diǎn)，而且旗下各有數(shù)家公司提供技術(shù)研究支持，每個陣容都在爭取自己的標(biāo)準(zhǔn) 成為世界標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而成為r f i d 行業(yè)的領(lǐng)跑者。針對e p cg l o b a lc l a s a lg e n l & g e n 2 標(biāo)準(zhǔn)，美國的w j c o m m u n i c a t i o n s 公司、a l i e n t c c h n o l 0 6 ”y 公司、t i 公司，中國的 深劫|(zhì) 遠(yuǎn)望谷公司，深圳先施公司等公司都已經(jīng)成功研制出符合該標(biāo)準(zhǔn)的讀寫器， 而且已有成功的應(yīng)用案例。 中國作為世界上最大的產(chǎn)品制造基地，當(dāng)中國制造的產(chǎn)品遠(yuǎn)涉重洋走向世界 的時(shí)候，在產(chǎn)品中安裝的r f i d 標(biāo)簽也必須符合世界通用標(biāo)準(zhǔn)。但是國內(nèi)由于涉足 r f i d 時(shí)間較晚，在標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)儲備和人才培養(yǎng)等方面與國外存在著較大的差 距。2 0 0 4 年2 月，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會宣布成立電子標(biāo)簽國家標(biāo)準(zhǔn)工作組， 負(fù)責(zé)起草、制定中國有關(guān)電子標(biāo)簽的國家標(biāo)準(zhǔn)。2 0 0 4 年4 月，中國企業(yè)分別加入 e p c g l o b a l 和日本的u i d ，同時(shí)e p c g l o b a l c h i a a 和u i d 中國中心成立。 2 0 0 6 年，中國科技部宣布，在“十一五”期間，將在“射頻識別( r f i d ) 技 術(shù)與應(yīng)用”領(lǐng)域撥款一億兩千八百萬，力爭實(shí)現(xiàn)中國r f i d 領(lǐng)域技術(shù)突破與自主創(chuàng) 新。 1 3 作者在論文中的主要工作 本文旨在研究符合e p cg l o b f lc l a s s lg e n l & g c n 2 標(biāo)準(zhǔn)的讀寫器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)， 驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的可行性，搭建r f i d 系統(tǒng)硬件平臺，并為防碰撞算法的研究提供硬件平 臺。所以我們作為在校研究生研究該課題的主要目的為：以該課題作為研究載體， 培養(yǎng)自學(xué)能力，鍛煉搜索資料能力，提高提出問題、分析問題、解決問題的能力 以及實(shí)際動手能力 在課題研究期間，作者通過i n t e m e t 查詢、文件檢索、向國內(nèi)外廠商索取資料、 樣片，同國內(nèi)外相關(guān)公司技術(shù)人員交流等多種方式，仔細(xì)研究了該技術(shù)的現(xiàn)狀及 部分廠商的詳細(xì)情況 在課題研究期間，作者主要完成的工作如下； 1 研讀e p cg l o b a lc l a s a lg c n i & g e n 2 標(biāo)準(zhǔn)，比較其異同點(diǎn)。 2 確定r f i d 讀寫器接收方案，并作可行性論證 3 制定詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和測試方案。 4 以t i 公司的d s p ：n 訌s 3 2 0 v c 5 4 1 6 ，a d i 公司的d a c ：a d 9 7 6 1 和a d c ： a d 9 2 0 1 ，r s 2 3 2 接口搭建基帶處理硬件平臺。 2 5 以a t m e l 公司的單片機(jī)：a t m e g a l 2 8 ，a n a d i g m 公司的d s a s p ：a n 2 3 l e 0 4 和r a n g e m a s t e r 2 ：a n 2 3 8 k 0 4 ，r s 2 3 2 接口搭建基帶處理硬件平臺。 6 以a d i 公司的調(diào)制器：a d 8 3 4 6 和解調(diào)器：a d 8 3 4 7 ，以及w j c o m m u n i c a t i o n s 公司的器件為主搭建射頻收發(fā)電路。 7 以l i n e a rt e c h n o l o g y 公司的調(diào)制器：l t 5 5 6 8 和解調(diào)器：l t 5 5 1 6 以及 m i n i - c i r c u i t s 公司的器件為主搭建射頻收發(fā)電路。 8 以a d i 公司的a d f 4 3 6 0 - 7 芯片搭建頻率綜合器硬件開發(fā)板。 3 韭塞鑾逼塞堂亟醴鱟焦監(jiān)塞b 巨! 旦垃苤啦至掛厘壟霆擔(dān)羞茲鲞 2r f i d 技術(shù)的工作原理及相關(guān)技術(shù) r f i d 技術(shù)f 1 2 1 1 3 l 的基本工作原理是利用空間電磁波的耦合或傳播來進(jìn)行通信， 以達(dá)到自動識別被標(biāo)識對象，獲取標(biāo)識對象相關(guān)信息的目的?；竟ぷ鞣椒ㄊ菍?無線射頻識別電子標(biāo)簽安裝在被識別物體上( 粘貼、插放、掛佩、植入等) ，當(dāng)被 標(biāo)識物體進(jìn)入無線射頻識別系統(tǒng)讀寫器的識讀范圍時(shí)，電子標(biāo)簽和讀寫器之間進(jìn) 行非接觸式信息通信，電子標(biāo)簽向讀寫器發(fā)送自身信息( 如i d 號等) ，讀寫器接 收這些信息并進(jìn)行解碼，傳輸給后臺計(jì)算機(jī)處理，完成整個信息處理過程。 2 1r f i d 系統(tǒng)基本概念 r f i d 技術(shù)是種非接觸式自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間 耦合( 電感耦合或電磁耦合) 傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識別物體的自動識別。圖2 1 為r f i d 系統(tǒng)配置示意圖。 圖2 - 1 r f i d 系統(tǒng)配置示意閏 f i g u r e 2 1 r f i ds y s t e mc o n f i g u r a t i o nd i a g r a m 電感耦合，即變壓器模型，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，通過空間高頻交變磁場 實(shí)現(xiàn)耦合，如圖2 2 所示。電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻 識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：1 2 5 k h z 、2 2 5 k h z 、1 3 5 6 m h z 。識別作用距離小 于l m ，典型作用距離為l o - 2 0 c m 。例如第二代身份證魏工作在此模式下。 電磁耦合或者電磁反向散射耦合，即所謂的雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁 波碰到目標(biāo)電子標(biāo)簽后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播 規(guī)律，如圖2 3 所示。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離 4 射頻識別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：4 3 3 m h z 、9 1 5 m h z 、2 4 5 ( 3 h z 、5 8 g h z 。識別 作用距離大于1 m ，典型的作用距離為3 - l o m 。本文設(shè)計(jì)的讀寫器即工作在此模式 圖2 - 2 電感耦合圖2 3 電磁耦合 f i g u r e 2 - 2 i n d u c t i v ec o u p l i n gf i g u r e2 - 3 e l e c a m a a g n e t i cc o u p l i n g 射頻識別系統(tǒng)一般由兩部分組成，即電子標(biāo)簽( 應(yīng)答器，t a g ) 和讀寫器( 讀 頭，r e a d e r ) 。在r f i d 的實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在被識別的物體上，將帶有 電子標(biāo)簽的被識別物品通過讀寫器的可讀區(qū)域時(shí)，讀寫器自動以非接觸方式將電 子標(biāo)簽中的識別信息取出，從而實(shí)現(xiàn)自動識別物品或自動收集物品標(biāo)識信息的功 能。讀寫器又由讀寫器模塊和天線組成，也有些讀寫器將天線集成到讀寫器設(shè)備 中。 2 2r f i d 系統(tǒng)分類 根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，r f i d 系統(tǒng)可以有很多種不同的分類。一般來說，可以 按照以下方式進(jìn)行分類： i 有源、無源和半有源系統(tǒng) 根據(jù)標(biāo)簽的供電形式不同，r f i d 系統(tǒng)可分為有源、無源及半有源系統(tǒng)，主要 依據(jù)射頻標(biāo)簽工作所需要能量的供給方式。有源系統(tǒng)的標(biāo)簽使用標(biāo)簽內(nèi)的電池來 供電，系統(tǒng)識別距離較長，但其壽命有限并成本較高無源系統(tǒng)的標(biāo)簽內(nèi)沒有電 池，由讀寫器發(fā)射的電磁場能量作為工作能量，體積小，壽命長，成本低廉。半 無源系統(tǒng)的標(biāo)簽內(nèi)帶有電池，但是電池只起到激活系統(tǒng)的作用。電子標(biāo)簽一旦被 激活，就無須電池供電，即可進(jìn)入無源電子標(biāo)簽工作模式。 2 主動式、被動式和半主動式系統(tǒng) 根據(jù)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式不同，r f i d 系統(tǒng)可分為主動式、被動式和半主動式 系統(tǒng)。一般來講，無源系統(tǒng)為被動式，有源系統(tǒng)為主動式，半有源系統(tǒng)為半主動 式。主動式射頻識別系統(tǒng)用自身的射頻能量主動發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器，調(diào)制方式可 以為調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相。被動式射頻識別系統(tǒng)使用反向散射調(diào)制方式發(fā)送數(shù)據(jù)， 5 它必須利用讀寫器提供的未經(jīng)調(diào)制的連續(xù)載波來調(diào)制自己的信號。半主動式射頻 識別系統(tǒng)也稱為電池支援式反向散射調(diào)制系統(tǒng)。電子標(biāo)簽內(nèi)部的電池只起到對電 子標(biāo)簽內(nèi)部數(shù)字電路供電的作用，但是標(biāo)簽并不通過自身能量主動發(fā)送數(shù)據(jù)，而 是在標(biāo)簽被激活后，通過反向散射調(diào)制方式傳送自身的數(shù)據(jù)。 3 低頻、高頻、超高頻和微波系統(tǒng) 讀寫器發(fā)送無線信號時(shí)使用的頻率被稱為r f l d 系統(tǒng)的工作頻率，基本上分 為：低頻( l f ，3 0 - 3 0 0 k h z ) 、高頻( h f ，3 - 3 0 m h z ) 、超高頻( u h f ，3 0 0 9 6 8 m h z ) 和微波( # w f ，2 4 5 5 8 g h z ) 。門禁和安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用是低頻r f i d 系統(tǒng)的主 要應(yīng)用之一，三表預(yù)收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用是高頻r f i d 系統(tǒng)的主要應(yīng)用之，供應(yīng)鏈上 的管理和應(yīng)用是超高頻r f i d 系統(tǒng)的主要應(yīng)用之一。 4 只讀、讀寫和一次寫入多次讀出系統(tǒng) 根據(jù)射頻電子標(biāo)簽內(nèi)部使用的存儲器類型不同，標(biāo)簽可分為三種：可讀寫卡、 一次寫入多次讀出卡和只讀卡。 2 3r f i d 系統(tǒng)基本工作原理 2 3 1 與r f i d 相關(guān)的電磁場基本理論 電子標(biāo)簽和讀寫器通過各自的天線構(gòu)建起二者之間的非接觸信息傳輸通道。 這種空間信息傳輸通道的性能完全由天線周圍的場區(qū)特性決定，是電磁傳播的基 本規(guī)律射頻信號加載到天線后，在緊鄰天線的空問中，除了輻射場之外，還有 一個非輻射場。該場與距離的高次冪成反比，隨著離開天線的距離的增大迅速減 小。在這個區(qū)域，由于電抗場占優(yōu)勢，所以把此區(qū)域叫電抗近場區(qū)，它的外界約 為一個波長。超過電抗近場區(qū)就到了輻射場區(qū)，按照離開天線距離的遠(yuǎn)近又把輻 射場區(qū)分為輻射近場區(qū)和輻射遠(yuǎn)場區(qū)。因而，根據(jù)觀測點(diǎn)距離天線的距離的不同， 天線周圍的場呈現(xiàn)出的性質(zhì)也不同。通?？梢愿鶕?jù)觀測點(diǎn)距天線的距離將天線周 圍的場劃分為三個區(qū)域。 1 無功近場區(qū) 無功近場區(qū)又稱為電抗近場區(qū)，它是天線輻射場中緊鄰天線口徑的一個近場 區(qū)域。在該區(qū)域中電抗性儲能場占支配地位，通常，該區(qū)域的界限取為距天線口 徑表面州2 石處。從物理概念上講，無功近場區(qū)是一個儲能場，其中的電場與磁場 的轉(zhuǎn)換類似于變壓器中的電場、磁場之間的轉(zhuǎn)換。如果在其附近還有其他金屬物 體，這些物體將會以類似電容、電感耦合的方式影響儲能場，因而也可將這些金 屬物體看作組合天線( 原天線與這些金屬物體組成的新的天線) 的一部分。在該 6 區(qū)域中束縛于天線的電磁場未曾做功( 只是進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換) ，因而將該區(qū)域稱為無 功近場區(qū)。 2 輻射近場區(qū) 超過電抗近場區(qū)就到了輻射場區(qū)，輻射場區(qū)的電磁場已經(jīng)脫離了天線的束縛， 并作為電磁波進(jìn)入空間。按照離開天線距離的遠(yuǎn)近又把輻射場區(qū)分為輻射近場區(qū) 和輻射遠(yuǎn)場區(qū)。 在輻射近場區(qū)中，場區(qū)中輻射場占優(yōu)勢，并且輻射場的角度分布與距離天線 口徑的距離有關(guān)，天線各單元對觀察點(diǎn)輻射場的貢獻(xiàn)，其相對相位和相對幅度是 天線的距離的函數(shù)。對于通常的天線，此區(qū)域也稱為菲涅爾區(qū)。因?yàn)榇笮吞炀€的 原場測試距離很難滿足，因此研究該區(qū)域中場的角度分布對大型天線的測試非常 重要。 3 輻射遠(yuǎn)場區(qū) 輻射遠(yuǎn)場區(qū)又稱為夫朗荷費(fèi)區(qū)。在該區(qū)域中，輻射場的角分布與距離無關(guān)。 嚴(yán)格的講，只有離天線無窮遠(yuǎn)處才達(dá)到天線的遠(yuǎn)場區(qū)。但在某個距離上，輻射場 的角度分布與無窮遠(yuǎn)時(shí)的角度分布誤差在允許的范圍內(nèi)時(shí)，即把該點(diǎn)至無窮遠(yuǎn)的 區(qū)域成為天線遠(yuǎn)場區(qū)。 天線的方向性圖即指該輻射區(qū)域中輻射場的角度分布，因此遠(yuǎn)場區(qū)是天線輻 射場區(qū)中最重要的一個。公認(rèn)的輻射近場區(qū)與遠(yuǎn)場區(qū)的分界距離r 為： 1 n 2 r = 三匕( 2 1 ) 五 式中，d 為天線直徑；a 為天線波長；d 五。 對于天線而言，滿足天線的最大尺寸小于波長五時(shí)，天線周圍只存在無功 近場區(qū)與輻射遠(yuǎn)場區(qū)，沒有輻射近場區(qū)。無功近場區(qū)的外界約為州2 萬，超過了這 個距離，輻射場就占主要優(yōu)勢。 對于標(biāo)簽和射頻識別系統(tǒng)而言，一般情況下，由于對標(biāo)簽尺寸的限制，以及 讀寫器天線應(yīng)用時(shí)的尺寸限制，絕大多數(shù)情況下，采用l x 口l 或糾a 3 5 3 m( 3 5 3 m ) 1 3 5 6 m h z2 2 13 5 m( 3 5 m ) 4 3 3 m h z0 6 9 31 1 0 l n( 1 1 0 n ) 9 1 5 m h z0 3 2 85 2 c m6 1 c i n 2 4 5 g h z 0 1 2 21 9 c r n1 6 4 c r n 5 8 g h z0 0 5 28 2 8 r a m3 8 5 c m 注：墨為無功近場區(qū)外界，足為輻射遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)界 表2 1 的計(jì)算數(shù)據(jù)是基本的數(shù)值參考。對于給定的工作頻率，無功近場區(qū)的 外界基本上由波長決定，輻射遠(yuǎn)場區(qū)的內(nèi)界應(yīng)滿足大于無功近場區(qū)外界的約束。 當(dāng)天線尺寸( d 或l ) 與波長可比或大于波長時(shí)，其輻射近場區(qū)的區(qū)域大致在冠與 見之問。 有關(guān)天線場區(qū)的劃分，一方面表示了天線周圍長的分布特點(diǎn)，即輻射場中的 能量以電磁波的形式向外傳播，無功近場中的射頻能量以磁場、電場的形式相互 轉(zhuǎn)換并不向外傳播；另一方面表示了天線周圍場強(qiáng)的分布情況，距離天線越近， 場強(qiáng)越強(qiáng)。 2 3 2 能量耦合類型 r f i d 系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽與讀寫器之間的作用距離是射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用中的一 個重要指標(biāo)。通常情況下，這種作用距離定義為電子標(biāo)簽與讀寫器之間能夠可靠 交換數(shù)據(jù)的距離。根據(jù)射頻識別系統(tǒng)的作用距離，電子標(biāo)簽天線與讀寫器天線之 間的耦合可以分為三類：密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。 1 密耦合系統(tǒng) 具有很小作用距離的射頻識別系統(tǒng)，典型作用距離范圍從o - - 1 e r a ，人們把這 種系統(tǒng)稱作密耦合系統(tǒng)，即緊密耦合系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用中，通常需要將電子標(biāo)簽插 入到讀寫器中或者將其放置到讀寫器天線的表面。密耦合系統(tǒng)利用的是射頻標(biāo)簽 與讀寫器天線的無功近場區(qū)之間的電感耦合構(gòu)成的無接觸的空間信息傳輸射頻通 道工作的。密耦合系統(tǒng)的工作頻率一般局限在3 0 m h z 以下的頻率。由于密耦合方 式的電磁泄露很小，耦合獲得的能量較大，因而適合要求安全性較高，作用距離 無要求的應(yīng)用系統(tǒng)，例如電子門鎖系統(tǒng)或帶有計(jì)數(shù)功能的非接觸i c 卡系統(tǒng)。目前 s 鏨塞窯遒盔堂亟縫土堂焦監(jiān)塞! 立遺苤啦- 工往廈堡厘擔(dān)羞拉苤 密耦合應(yīng)答器只作為d 1 格式的非接觸i c 卡使用。 2 遙耦合系統(tǒng) 把寫和讀的作用距離增至l m 的系統(tǒng)稱作遙耦合系統(tǒng)。遙耦合系統(tǒng)又可細(xì)分 為近耦合系統(tǒng)( 典型的作用距離為1 5 c m ) 和疏耦合系統(tǒng)( 典型的作用距離為i r a ) 兩類。遙耦合系統(tǒng)利用的是射頻標(biāo)簽與讀寫器天線的無功近場區(qū)之間的電感耦合 構(gòu)成的無接觸空間信息傳輸射頻通道工作的。因此，人們也把這些系統(tǒng)稱作電感 無線電裝置。所有出售的射頻識別系統(tǒng)的9 0 - 0 5 都屬于電感耦合系統(tǒng)。遙耦合系 統(tǒng)的典型工作頻率為1 3 5 6 m h z ，2 7 1 2 5 m h z 等。 3 遠(yuǎn)距離系統(tǒng) 遠(yuǎn)距離系統(tǒng)典型的作用距離是從l 一1 0 m ，個別的系統(tǒng)也有更遠(yuǎn)的作用距離。 所有遠(yuǎn)距離系統(tǒng)都是在微波范圍內(nèi)用電磁波工作的，發(fā)送頻率通常在2 4 5 g h z ，也 有些系統(tǒng)使用的是9 1 5 m h z ( 在歐洲和中國是不允許的) ，5 8 g i - i z 和2 4 1 2 5 g h z 。 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)即屬于遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。 為了電子標(biāo)簽與讀寫器之間的聯(lián)系，只能使用高頻能量，該能量由讀寫器接 收了。因此，把反向散射方法作為由電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)方法。 2 3 3 數(shù)據(jù)傳輸原理 2 1 節(jié)中曾提到r f i d 系統(tǒng)的基本工作原理是利用電感禍合或者電磁傳播的方 式，相應(yīng)地，讀寫器與電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)交換也分為負(fù)載調(diào)制和反向散射調(diào)制 兩種方式。 1 負(fù)載調(diào)制 近距離低頻射頻識別系統(tǒng)是通過準(zhǔn)靜態(tài)場的耦合來實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下， 讀寫器和標(biāo)簽之間的天線能量交換方式類似于變壓器結(jié)構(gòu)，稱為負(fù)載調(diào)制。這種 調(diào)制方式在1 2 5 k i - - i z 和1 3 5 6 m h z 射頻識別系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 2 反向散射調(diào)制 在9 1 5 m h 和2 4 5 g h z 的遠(yuǎn)場射頻識別系統(tǒng)中，讀寫器和電子標(biāo)簽之間的距 離有幾米，而載波波長僅有幾厘米到幾十厘米。讀寫器和標(biāo)簽之間的能量傳遞方 式為反向散射調(diào)制 反向散射調(diào)制技術(shù)【4 】【5 1 是指無源r f i d 標(biāo)簽將數(shù)據(jù)發(fā)送回讀寫器所采用的通信 方式。電子標(biāo)簽返回?cái)?shù)據(jù)的方式是控制天線的阻抗?？刂茦?biāo)簽天線阻抗的方法有 多種，都是基于一種稱為阻抗開關(guān)的方法。實(shí)際采用的幾種阻抗開關(guān)有：變?nèi)荻?極管、邏輯門和高速開關(guān)等。 電子標(biāo)簽根據(jù)要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過控制天線開關(guān)，從而改變匹配程度。如圖2 - 4 9 所示為簡單的反向散射通信。假設(shè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)為l 。開關(guān)打開，輻射到電子標(biāo)簽 的大部分電磁能量被反射回讀寫器；當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)為0 時(shí)，開關(guān)關(guān)閉，輻射到 電子標(biāo)簽的大部分電磁能量被標(biāo)簽吸收了，從而反射回的電磁能量相應(yīng)的減少了。 這樣，從電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)就被調(diào)制到返回的電磁波幅度上，這類似于a s k 調(diào) 制。 圖2 - 4 簡單的反向散射通信 f i g u r e 2 - 4 s i m p l eb a c ks c a t t e r i n gm o d u l a t i o nc o m m u n i c a t i o n 2 3 4 反向散射調(diào)制的能量傳遞 電磁波從天線向周圍空間發(fā)射，會遇到不同的目標(biāo)。到達(dá)目標(biāo)的電磁能量一 部分被目標(biāo)吸收，另一部分以不同的強(qiáng)度散射到各個方向上去，反射能量的部 分最終返回到發(fā)射天線。在雷達(dá)技術(shù)中，用這種反射來測量目標(biāo)的距離和方位。 對射頻識別系統(tǒng)來說，采用反向散射調(diào)制的系統(tǒng)，利用電磁波反射完成從電 子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸，這主要是應(yīng)用在9 1 5 m h z 、2 4 5 g h z 或者更高頻率的 系統(tǒng)中。電子標(biāo)簽接收到的能量可以分為兩部分，部分是為電子標(biāo)簽正常工作 提供的能量，另一部分是反射回讀寫器的能量。所以，電子標(biāo)簽吸收的能量越少， 反射回的能量越多。 1 讀寫器到電子標(biāo)簽的能量傳輸 在距離讀寫器距離為r 的電子標(biāo)簽處的功率密度為： s ：血魚：墨絲 4 萬r 24 萬r 2 式中，j 為讀寫器的發(fā)射功率；g 0 為讀寫器發(fā)射天線的增益；胄是讀寫器到電 子標(biāo)簽的距離；e i r p 為讀寫器發(fā)射天線的有效輻射功率，是指讀寫器發(fā)射功率與 天線增益的乘積。 在電子標(biāo)簽、發(fā)射天線最佳對準(zhǔn)和正確極化時(shí)，標(biāo)簽可吸收的最大功率與入 射波的功率密度s 成正比?？杀硎緸?1 0 韭塞交通太堂亟蠖堂焦泣塞b 壘拄苤的王往厘理叢揎苤拉苤 = 4 s ( 2 3 ) 鉚= 竺4 萬門t a s s = 一( 去) 2 協(xié)4 ， 5 4 趾塵門s = 腳【去j ( 2 4 ) 無源射頻識別系統(tǒng)電子標(biāo)簽通過電磁場供電，標(biāo)簽功耗較大，讀寫距離越短， 性能越差。射頻標(biāo)簽是否能夠工作主要由電子標(biāo)簽的工作電壓來決定的，這也決 定了無源射頻識別系統(tǒng)的識別距離。現(xiàn)代低功耗i c 設(shè)計(jì)技術(shù)，使得標(biāo)簽本身的功 耗逐步降低。目前，典型的低功耗的標(biāo)簽工作電壓在l 1 2 v 左右，標(biāo)簽本身的 功耗可以低至5 5 0 j w 。這使得u h f 無源電子標(biāo)簽的識別距離在無線電發(fā)射功 率限制下可以達(dá)到1 0 m 以上。 2 電子標(biāo)簽到讀寫器的能量傳輸 電子標(biāo)簽返回的能量和它的雷達(dá)散射截面o r ( r c s ) 成正比，是目標(biāo)反射電磁 波能力的測度。散射截面取決于一系列參數(shù)，例如目標(biāo)的大小、形狀、材料表面 結(jié)構(gòu)以及波長和極化方向等。標(biāo)簽的返回能量為 。只，g ， e r p b 礎(chǔ)劃 茲一麗盯 所以返回讀寫器的功率密度為 吐2 幫 ( 2 5 ) ( 2 6 ) 接收天線的有效面積4 = 五2 g 0 4 萬，g 0 為接收天線增益，得出接收功率為 p r x = s b a e k a w = 帶 眩7 ， 因此，讀寫器與電子標(biāo)簽的通信距離既與讀寫器的發(fā)送功率、發(fā)送天線增益、 發(fā)送信號頻率或波長有關(guān)，還與電子標(biāo)簽的天線增益、芯片工作需要的能量、反 射的能量有關(guān)。所以，減少電子標(biāo)簽工作需要的能量，增大其反射的能量是增加 讀寫器與電子標(biāo)簽通信距離的有效方法，從而對電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)與制作提出了更 高的要求。 線天的簽標(biāo)予電為 長波的波載射發(fā)器寫讀為 丑 一鋤 l l 4 有 ， 以 中 所 式 。 益增 韭鏖鑾垣太堂硒煌堂焦j 金塞b e ! q 拄丕的往廈堡厘擔(dān)羞撞丕 2 3 5 多標(biāo)簽同時(shí)識別與系統(tǒng)防碰撞 射頻識別的一個優(yōu)點(diǎn)就是多個目標(biāo)識別。在射頻識別系統(tǒng)工作時(shí)，在讀寫器 的識讀范圍內(nèi)，可能會有多個電子標(biāo)簽同時(shí)存在。在多個讀寫器和多個電子標(biāo)簽 的射頻識別系統(tǒng)中，存在著兩種形式的沖突方式：一種是同一個電子標(biāo)簽同時(shí)收 到不同讀寫器發(fā)出的命令，另一種是一個讀寫器同時(shí)收到多個不同的電子標(biāo)簽返 回的數(shù)據(jù)。第一種情況在實(shí)際使用中要盡量避免，在此只討論第二種情況。在這 種形式的系統(tǒng)中，存在著兩種基本的通信：由讀寫器到電子標(biāo)簽的通信和由電子 標(biāo)簽到讀寫器的通信。 從讀寫器到電子標(biāo)簽的通信類似于無線電廣播方式，即多個接收機(jī)( 電子標(biāo) 簽) 同時(shí)接收同一個發(fā)射機(jī)( 讀寫器) 發(fā)出的信息。這種通信方式也稱為“無線 電廣播”。 從電子標(biāo)簽到讀寫器的通信稱為多路存取，即在讀寫器的作用范圍內(nèi)有多個 電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)同時(shí)傳送給讀寫器。 無線電通信系統(tǒng)中多路存取方法般具有以下幾種形式：空分多路法 ( s c d m a ) 、時(shí)分多路法( t d m a ) ，頻分多路法( f d m a ) 和碼分多路法( c d m a ) 射頻識別系統(tǒng)多路存取技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對射頻標(biāo)簽和讀寫器提出了一些特殊的要 求，因?yàn)楸仨毷褂脩舾杏X不到浪費(fèi)時(shí)間，因此必須可靠的防止由于射頻標(biāo)簽的數(shù) 據(jù)相互沖突而不能讀出的情況。下面就集中在射頻識別系統(tǒng)中采用的多路存取方 法和特點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹。 1 空分多路法 空分多路法是在分離的空間范圍內(nèi)進(jìn)行多個目標(biāo)識別的技術(shù)。一種方式是將 讀寫器和天線的作用距離空間區(qū)域進(jìn)行劃分，把多個讀寫器和天線放置在這個陣 列中。這樣，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入不同的讀寫器范圍時(shí)，就可以在空間上將標(biāo)簽區(qū)別 開來。其實(shí)現(xiàn)的另一種方式是在讀寫器上利用一個相控陣天線，并使天線的方向 性圖對準(zhǔn)某個標(biāo)簽。不同標(biāo)簽可以根據(jù)其在讀寫器作用范圍內(nèi)的角度位置相互區(qū) 別開來。 空分多路方法的缺點(diǎn)是復(fù)雜的天線系統(tǒng)和相當(dāng)高的實(shí)施費(fèi)用，因此采用這種 技術(shù)的系統(tǒng)一般是在一些特殊應(yīng)用場合，如這種方法在大型的馬拉松活動中就獲 得了成功。 2 頻分多路法 頻分多路法是提供若干個不同的載波頻率的傳輸通路同時(shí)給通信用戶使用的 技術(shù)。般情況下，這種射頻識別系統(tǒng)采用的下行鏈路( 從讀寫器到標(biāo)簽) 的頻 率是固定的，用于能量供應(yīng)和命令數(shù)據(jù)的傳輸。而對于上行鏈路( 從標(biāo)簽到讀寫 器) ，射頻標(biāo)簽可以采用不同的、獨(dú)立的負(fù)載載波頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 f d m a 的一個缺點(diǎn)是讀寫器的成本高，因?yàn)槊恳粋€接收通路必須有自己單獨(dú) 的接收器，射品標(biāo)簽的差異更為麻煩。因此，這種防碰撞方法只限制在少數(shù)幾個 特殊的應(yīng)用上。 3 時(shí)分多路法 時(shí)分多路法是把整個可提供使用的通路容量按時(shí)間分配給多個用戶的技術(shù)。 t d m a 首先在數(shù)字移動系統(tǒng)范圍內(nèi)推廣使用。對射頻識別系統(tǒng)來說，t d m a 構(gòu)成 了防碰撞算法最大的一族。這種方法可以分為電子標(biāo)簽控制法和讀寫器控制法， 如圖2 5 所示為射頻識別系統(tǒng)中t d m a 防碰撞技術(shù)分類。 圖2 - 5 射頻識別系統(tǒng)中t d m 防碰撞技術(shù)分類 f i g u r e 2 - s r f l ds y 8 t o mc l a s s i f i c a t i o no f t d m a a n t i c o l l i s i o n 電子標(biāo)簽控制法的工作是非同步的，因?yàn)檫@里沒有讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸控制， 例如a l o h a 算法。按照射頻標(biāo)簽成功完成數(shù)據(jù)讀取后是否通過讀寫器發(fā)出的命 令進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)( 即不再發(fā)送自己的d 號和數(shù)據(jù)) ，又可分為開關(guān)斷開法和非開 關(guān)法。 在讀寫器控制法中，所有的射頻標(biāo)簽同時(shí)由讀寫器進(jìn)行觀察和控制。通過一 種規(guī)定的算法，在讀寫器作用范圍內(nèi)，首先在選擇的標(biāo)簽組中選中一個標(biāo)簽，然 后完成讀寫器和電子標(biāo)簽之問的通信。在同一時(shí)間只能建立一個通信關(guān)系，所以 如果要選擇另外一個標(biāo)簽，就應(yīng)該解除與原來標(biāo)簽的通信聯(lián)系。讀寫器控制法可 以進(jìn)一步劃分為輪詢法和二進(jìn)制搜索法。 輪詢法需要一個所有可能用到的射頻標(biāo)簽的序列號清單。讀寫器依次詢問所 有的序列號，直至詢問到某個有相同序列號的射頻標(biāo)簽為止。然而，這個過程依 賴于標(biāo)簽的數(shù)量，只適用于作用區(qū)內(nèi)僅有幾個已知的射頻標(biāo)簽的場合。 韭塞鑾暹左堂亟盛翌焦鹼奎基e l 旦技壟盥佳厘理厘擔(dān)羞拄丕 最靈活的和應(yīng)用最廣泛的是使用二進(jìn)制搜索法。對這種方法來說，為了從一 組標(biāo)簽中選擇其中之一，讀寫器要發(fā)出一個請求命令。讀寫器通過合適的信號編 碼，能夠確定發(fā)生碰撞的準(zhǔn)確的比特位置，從而對標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)作出進(jìn)一步的 判斷，發(fā)出另外的請求命令，最終確定讀寫器作用范圍內(nèi)的所有標(biāo)簽。 2 4r f i d 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)介紹 由于r f i d 的應(yīng)用牽涉到眾多行業(yè)，因此其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)非常復(fù)雜。從類別看， r f i d 標(biāo)準(zhǔn)可以分為以下四類：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)( 如r f i d 技術(shù)、i c 卡標(biāo)準(zhǔn)等) ；數(shù)據(jù)內(nèi) 容與編碼標(biāo)準(zhǔn)( 如編碼格式、語法標(biāo)準(zhǔn)等) ；性能與一致性標(biāo)準(zhǔn)( 如測試規(guī)范等) ； 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)( 如船運(yùn)標(biāo)簽、產(chǎn)品包裝標(biāo)準(zhǔn)等) 。 具體來講，r f i d 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)涉及電氣特性、通信頻率、數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)、 通信協(xié)議、安全、測試、應(yīng)用等方面。 與r f i d 技術(shù)和應(yīng)用相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)主要有：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織( i s o ) 、 國際電工委員會( i e c ) 、國際電信聯(lián)盟( 刪) ，世界郵聯(lián)( u p u ) 。此外還有其他 的區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)( 如e p cg l o b a l 、u i dc e n t e r 、c e n ) 、國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)( 如 b s i 、a n s i 、d ) 和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟( 如朋a 、a i a g ，e 認(rèn)) 等也制定與r f i d 相關(guān)的 區(qū)域、國家、或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，并通過不同的渠道提升為國際標(biāo)準(zhǔn)。 表2 - 2 列出了目前r f i d 系統(tǒng)主要頻段標(biāo)準(zhǔn)與特性。 表2 - 2r f i d 系統(tǒng)主要頻段標(biāo)準(zhǔn)與特性 t a b l e 2 - 2 i l f i ds y s t e mm a i ns t a n d a r d s 低頻 高頻 超高頻 微波 工作頻率1 2 5 1 3 4 k h z1 3 5 6 m h z8 6 8 9 1 5 m h z2 4 5 5 8 g h z 讀取距離 1 2 m1 2 m4 m ( 美國)1 5 m ( 美國) 速度慢中等快很快 潮濕環(huán)境無影響無影響影響較大影響較大 方向性無無部分有 部分( 歐盟，美部分( 非歐盟國 全球適用頻率是是 國) 家) 1 4 4 4 3 ，1 8 0 0 0 - 3 ， 現(xiàn)有i s o 標(biāo)準(zhǔn)1 1 7 8 4 8 5 ，1 4 2 2 3 e p cc o c l , c 21 8 0 0 0 4 5 1 5 6 9 3 進(jìn)出管理，固定設(shè) 圖書館，產(chǎn)品跟蹤， 貨架，卡車，拖 主要應(yīng)用范圍收費(fèi)站，集裝箱 備，天然氣，洗衣貨架，運(yùn)輸，空運(yùn)，車跟蹤 1 4 韭立鑾適盤望亟匿堂毽監(jiān)毫 區(qū)! 壘技苤的工往厘矍趣擔(dān)羞越盔 2 4 1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系 總體來看，目前r f i d 存在三個主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系：總部設(shè)在美國麻省理工 學(xué)院( m i t ) 的a u t o i dc e n t e r ( 自動識別中心) 、日本的u b i q u i t o u si dc e n t e r ( 泛 在d 中心，u i c ) 和i s o 標(biāo)準(zhǔn)體系。 1 e p cg l o b a l e p cg l o b a l 是由美國統(tǒng)一代碼協(xié)會( u c c ) 和國際物品編碼協(xié)會( e a n ) 于 2 0 0 3 年9 月共同成立的非營利性組織，其前身是1 9 9 9 年1 0 月1 日在美國麻省理 工學(xué)院成立的非營利性組織a u t o d 中心 a u t o - i d 中心以創(chuàng)建“物聯(lián)網(wǎng)”( i n t e r a c to f t h i n g s ) 為使命，與眾多成員企業(yè)共 同制訂一個統(tǒng)一的開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。旗下有沃爾瑪集團(tuán)、英國t e s c o 等1 0 0 多家歐美 的零售流通企業(yè)，同時(shí)有i b m 、微軟、飛利浦、a u t o - l d l a b 等公司提供技術(shù)研究 支持 目前e p c g l o b a l 已在加拿大、日本、中國等國建立了分支機(jī)構(gòu)，專門負(fù)責(zé)e p c 碼段在這些國家的分配與管理、e p c 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定、e p c 相關(guān)技術(shù)在本國 的宣傳普及以及推廣應(yīng)用等工作。 e p cg l o b a l “物聯(lián)網(wǎng)”體系架構(gòu)由e p c 編碼、e p c 標(biāo)簽及讀寫器、e p c 中闖 件、0 n s 服務(wù)器和e p c i s 服務(wù)器等部分構(gòu)成。 e p c 賦予物品惟一的電子編碼，其位長通常為“位或9 6 位，也可擴(kuò)展為2 5 6 位。對不同的應(yīng)用規(guī)定有不同的編碼格式，主要存放企業(yè)代碼、商品代碼和序列 號等最新的g e n 2 標(biāo)準(zhǔn)的e p c 編碼可兼容多種編碼。 2 u b i q u i t o u si d 日本在電子標(biāo)簽方面的發(fā)展，始于2 0 世紀(jì)8 0 年代中期的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng) i r o n 。t - e n g i n e 是其中核心的體系架構(gòu)。 在t - - e n g i n e 論壇領(lǐng)導(dǎo)下，泛在m 中心于2 0 0 3 年3 月成立，并得到日本政 府經(jīng)產(chǎn)省和總務(wù)省以及大企業(yè)的支持，目前包括微軟、索尼、三菱、日立、日電、 東芝、夏醬、富士通、n r r d o c o m o 、k d d i 、j - p h o n e 、伊藤忠、大日本印刷、凸 版印刷、理光等重量級企業(yè)。 泛在i d 中心的泛在識別技術(shù)體系架構(gòu)由泛在識別碼( u c o d e ) 、信息系統(tǒng)服務(wù) 器、泛在通信器和u c o d e 解析服務(wù)器等四部分構(gòu)成。 u c o d e 采用1 2 8 位記錄信息，提供了3 4 0 x 1 0 3 6 編碼空間，并可以以1 2 8 位為 單元進(jìn)一步擴(kuò)展至2 5 6 、3 8 4 或5 1 2 位。u c o d e 能包容現(xiàn)有編碼體系的元編碼設(shè)計(jì)， 1 5 韭瘟鑾逼厶堂亟簋堂僮i 金塞b e ! q 控丕竣工往愿堡厘扭羞拉丕 可以兼容多種編碼，包括j a n 、u p c 、i s b n 、口v 6 地址，甚至電話號碼。u c o d e 標(biāo)簽具有多種形式，包括條碼、射頻標(biāo)簽、智能卡、有源芯片等。泛在i d 中心把 標(biāo)簽進(jìn)行分類，設(shè)立了9 個級別的不同認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。 信息系統(tǒng)服務(wù)器存儲并提供與u c o d e 相關(guān)的各種信息。 u c o d e 解析服務(wù)器確定與u c o d e 相關(guān)的信息存放在哪個信息系統(tǒng)服務(wù)器上。 u c o d e 解析服務(wù)器的通信協(xié)議為u c o d