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集成电路ISO/IEC的RFID 空中接口标准比较分析
Compare and Analysis of RFID Air Interface Standards of ISO/IEC
信息产业部电子标签标准工作组秘书处
中国电子技术标准化研究所
耿 力
摘 要 介绍了ＩＳＯ／ＩＥＣ制定的射频识别空中接
ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ口标准—ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、
１８０００的主要技术特性并进行了对比分析，为制定我国相关技术标准提出了建议。
１ 概述
随着全球集成电路产业、微电子产业、互联网和无线通讯产业的发展，射频识别（ＲＦＩＤ）技术在生产、物流、医疗、防伪、交通、危险品安全管理等领域迅速发展，正酝酿形成巨大的产业链。目前国际上现有的ＲＦＩＤ产品工作在多个无线频率范围内，常见的工作频率有：低频１２５ｋＨｚ与１３４．２ｋＨｚ，高频１３．５６ＭＨｚ，超高频４３３ＭＨｚ、８６０～９３０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等。针对不同频段，国际上制定了不同的技术标准，而在相同的频率下也有多种ＲＦＩＤ技术标准共存。不同的标准采用的无线调制方式、基带编码格式、传输协议和传输距离各有差异，采用不同标准的ＲＦＩＤ标签和读写器无法互通。目前比较成熟并且应用最多的是载波频率为１３．５６ＭＨｚ的ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准，而最受关注的是ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准，它涵盖了从１２５ｋＨｚ到２．４５ＧＨｚ的频段内的空中接口通信参数。以下将着重介绍ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３及ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准的技术特性并进行分析。
关键词 射频识别 空中接口 ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３
ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３ ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００
Abs tract: This paper introduces technology
characteristics of RFID Air interface standards-ISO/IEC14443, ISO/IEC 15693 and ISO/IEC 18000, and analysesthe characteristics of them. At the same time, the suggestionsare given for the d evelopment of relevant technology standardsin China.
Keywords: RFID; air interface; ISO/IEC 14443;
ISO/IEC 15693; ISO/IEC 18000
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从接近式耦合设备（ＰＣＤ）向接近式卡（ＰＩＣＣ）传送信号时，ＴＹＰＥ Ａ采用改进的Ｍｉｌｌｅｒ编码方式，调制深度为１００％的ＡＳＫ信号；ＴＹＰＥ Ｂ则采用ＮＲＺ编码方式，调制深度为１０％的ＡＳＫ信号。
从ＰＩＣＣ向ＰＣＤ传送信号时，二者均通过调制载波传送信号，副载波频率皆为８４７ｋＨｚ。ＴＹＰＥ Ａ采用开关键控（Ｏｎ－Ｏｆｆ ｋｅｙｉｎｇ）的Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码；ＴＹＰＥ Ｂ采用ＢＰＳＫ的ＮＲＺ－Ｌ编码。ＴＹＰＥ Ｂ与ＴＹＰＥ Ａ相比，由于调制深度和编码方式的不同，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力更强的优点。
２ ＩＳＯ／ＩＥＣ的ＲＦＩＤ空中接口标准
ＲＦＩＤ是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术。电子标签和读写器之间通过相应的空中接口协议才能进行相互通信。空中接口协议定义了读写器与标签之间进行命令和数据双向交换的机制，即读写器发给标签的命令和标签发给读写器的响应。因此空中接口标准在ＲＦＩＤ系统中举足轻重，它将直接决定系统传输和识别的可靠性和有效性。国际标准化组织ＩＳＯ／ＩＥＣ制定了一些ＲＦＩＤ空中接口标准，其中影响最大的主要有ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００ ３个系列标准。
２．１ ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３系列标准
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３：２００１《识别卡—无触点的集成电路卡—接近式卡》系列标准是由ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ１７负责制定的非接触式ＩＣ卡国际标准，它采用的载波频率为１３．５６ＭＨｚ，应用十分广泛，目前的二代身份证标准中采用的就是ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３ ＴＹＰＥ Ｂ协议。
该系列标准共分为物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性４个部分。它定义了ＴＹＰＥ Ａ、ＴＹＰＥ Ｂ两种类型协议，通信速率为１０６ ｋｂｐｓ，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。
２．２ ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准
ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３：２００１《识别卡—无触点的集成电路卡—邻近式卡》系列标准也是由ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ１７负责制定的载波频率为１３．５６ＭＨｚ的非接触式ＩＣ卡国际标准。
该系列标准分为４个部分：物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性。它规定了邻近式耦合设备（ＶＣＤ）和邻近式卡（ＶＩＣＣ）之间全部采用ＡＳＫ的调制原理进行通信，调制指数为１０％和１００％，ＶＣＤ确定使用哪种调制指数，ＶＩＣＣ应对两种调制指数正确解码。
从ＶＣＤ向ＶＩＣＣ传送信号时，编码方式为两种：“２５６取１”和“４取１”，二者皆以固定时间段内以位置编码。这两种编码方式的选择与调制指数无关。当“２５６取１”编码时，１０％的ＡＳＫ调制优先在长距离模式中使用，在这种组合中，与载波信号的场强相比，调制波边带较低的场强允许充分利用许可的磁场强度对ＩＣ卡提供能量。与此相反，读写器的“４取１”编码可和１００％的ＡＳＫ调制的组合在作用距离变短或在读写器的附近被屏蔽时使用。
从ＶＩＣＣ向ＶＣＤ传送信号时，用负载调制副载波。电阻或电容调制阻抗在副载波频率的时钟中接通和断开，而副载波本身在Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码数据流的时钟中进行调制，使用ＡＳＫ或ＦＳＫ调制。调制方法的选择是由读写器发送的传输协议中ＦＬＡＧ字节的标记位来标明，因此，ＶＩＣＣ支持ＡＳＫ（副载波频率为４２４ｋＨｚ）和ＦＳＫ（副载波频率为４２４／４８４ｋＨｚ） 两种调制方法。数据传输速率分为高速和低速两种，同样是通过ＦＬＡＧ字节的标记位来选择。这
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两种速率根据采用的副载波速率不同而略有不同，采用单副载波时低速为６．６２ｋｂｐｓ，高速为８ｋｂｐｓ；采用双副载波时则分别为６．６７ｋｂｐｓ和２６．６９ｋｂｐｓ。可见，ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３标准应用更加灵活，操作距离远，而且与ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００－３标准兼容。
２．３ ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００：２００４《信息技术—用于项管理的射频识别技术》系列标准是由ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ３１负责制定的ＲＦＩＤ空中接口通信协议标准，它涵盖了从１２５ｋＨｚ到２．４５ＧＨｚ的通信频率，识读距离由几厘米到几十米，主要适用于射频识别技术在单品管理中的应用。目前该系列标准分为以下６部分：
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－１：２００４《参考结构和标准化参数定义》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－２：２００４《频率小于１３５ｋＨｚ的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－３：２００４《１３．５６ＭＨｚ频率下的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－４：２００４《２．４５ＧＨｚ频率下的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－６：２００４《８６０～９６０ＭＨｚ频率下的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－７：２００４《４３３ＭＨｚ频率下的有源空中接口通信参数》。
其中，ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－１定义了在所有ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００系列标准中空中接口定义所要用到的参数。还列出了所有相关的技术参数元数据及各种通信模式，如工作频率、跳频速率、跳频序列、占用频道带宽、最大发射功率、杂散发射、调制方式、调制指数、数据编码、比特速率、标签惟一标识符（ＵＩＤ）、读处理时间、写处理时间、错误检测、
存储容量、防冲突类型、标签识读数目等，并在标准的其他５个部分中详细给出了在该通信频率和模式下的具体参数值，为后续的各部分标准设定了一个框架和规则，并提供了有关射频法规方面的信息和结构框架示例，这样更有利于简化、增加或修订标准内容的工作。
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的其他部分分别定义了通信频率在１２５～１３４ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、８６０～９６０ＭＨｚ、４３３ＭＨｚ下的空中接口通信协议。规定了读写器与标签之间的物理层和媒体存取控制（ＭＡＣ）参数、协议和命令以及防冲突判断机制。这些协议使读写器与标签之间能够实现通信。时序参数以及协议中的信号特性在每一种模式中的物理链路规范中确定。
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的物理层和媒体存取控制（ＭＡＣ）参数、协议参数和防冲突参数较为复杂，表１列出了该系列标准中的主要空中接口技术指标。
表１ ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的主要空中接口技术指标
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续表１
３ 比较分析
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准主要从射频ＩＣ卡的角度描述了接近式卡和邻近式卡与相应的耦合设备处于不同距离时的情况，而ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准侧重描述了在单品管理中，在不同频率下利用射频识别技术进行自动识别和数据采集。
３．３ 读写距离
ＲＦＩＤ的工作频段大体决定了读卡器与标签之间有效识别距离。ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准皆以１３．５６ＭＨｚ交变信号为载波频率。ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３读写距离较远，有效距离可达１米左右，而ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３读写距离稍近，有效距离在１０厘米以内，但应用较广泛。ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准覆盖的频段较为宽泛，因此识读距离可从几厘米到几十米。
３．１ 定义对象
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准是射频ＩＣ卡标准，它针对封装成ＩＣ卡的射频标签定义了４个部分内容：物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性。ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准针对单个物品管理的射频识别规定了相关空中接口协议，而对标签的封装形式、物理特性、数据内容和数据结构没有限制和定义。
３．４ 工作原理
由于ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００系列标准中定义的工作频率不同，各频段下的标签与读写设备之间的工作原理也有所差异。ＨＦ频段１３．５６ＭＨｚ下的读写设备和标签采用近距离磁场耦合的方式来工作，标签感应读写设备所产生的磁场信号，并依靠磁场的变化来传递信息，因此工作距离很近；ＵＨＦ段下的标签和读写设备采用反向散射的方式工作，标签利用接收到的由读写器发出的射频能量，将其中的编码信息利用电波传播回去，其工作距离较大。而且ＵＨＦ频段波长较短，所以射频标签也可以实现相对较小的物理尺寸，同时该频段的绕射能力较强，适合大规模使用。
３．２ 通信频率
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准涵盖了从１２５ｋＨｚ到２．４５ＧＨｚ的通信频率，其中的ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－３标准与ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准采用的通信频率均为１３．５６ＭＨｚ，形成了在相同的频率下也有多种ＲＦＩＤ技术标准共存的局面。
３．５ 防冲突机制
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如果在同一时间段内有多于一个的射频标签同时响应，则说明发生冲突。ＲＦＩＤ的核心是防冲突技术，防冲突机制使得同时处于读写区内的多个标签的正确操作成为可能，通过算法编程，读写器即可自动选取其中一个标签进行读写操作。这样既方便了操作，也提高了操作的速度。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３中规定了ＴＹＰＥ Ａ和ＴＹＰＥ Ｂ两种防冲突机制，前者是基于比特冲突检测协议，后者是通过系列命令序列完成防冲突。ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３则是采用基于时隙的轮询机制、分时查询的方式完成防冲突机制，在模式１的防冲突算法中最多有１６个时隙，电子标签在每个时隙通过比较读写器指定的ＵＩＤ中某些位来决定是否响应，从而达到防冲突的目的。ＩＳＯ １８０００系列标准中则采用了多种防冲突机制，如ＡＬＯＨＡ法、时分多址和频分多址法、二进制树搜索算法等。
国国情，坚持自主创新、确保信息安全，同时也要考虑与国外标准兼容和互联互通。在参照和引用国际标准时要充分研究其中的技术专利和知识产权问题，以进行相应的本地化修改的方式来制定我国的国家标准。
（３） 超高频段的ＲＦＩＤ系统在供应链管理中的应用是当前关注的一个重点，在ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准中没有规定相应频段读写器的具体工作频率、发射功率、频道占有带宽、信道数量、杂散发射、跳频速率等技术指标，这完全取决于各国无线电管制政策，因此需要重点关注，在进行全面电磁兼容测试的基础上，深入地研究和分析。
（４） 从ＲＦＩＤ的技术和应用角度来说，目前的ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００系列标准仍存在着一些不足，如标准中定义的基于概率的防冲突机制是在确定时间内依靠一定的概率分辨出所有在读写器工作范围内的标签，如果在识别区内的标签数目相对开始识别命令中制定的初始时隙数较多时，防冲突的过程就会比较长，识别效率不高，不能适应同时识别很大数量标签的应用；数据、指令和识别过程比较复杂，不适应一些需要高速识别的应用；对一些社会问题如个人隐私保护等考虑不周等等，这些都有待进一步改进。
（５） 目前ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准只规定了各频段
３．６ 应用领域
一般来说，ＲＦＩＤ系统使用的频率不同，读写距离、数据传输量及传输速率差别很大，应用领域也就不同。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３主要应用在短距离中等速率读取少量数据的领域，如门禁控制、电子门票、电子证照等，ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３由于读写距离稍远，目前在危险品管理方面应用比较广泛。ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的应用更为宽泛，其中ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－２适用于低成本、短距离、小量数据和低速率的应用，如动物识别、工具识别等；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－３适用于产品标识和门禁管理；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－４适合较长阅读距离的应用，如高速公路收费、托盘和货箱标识等；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－６适合以较长的阅读距离和较高速率读取数据的应用，如物流和供应管理，生产制造和装配；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－７可用于集装箱、托盘和货箱标识的管理。
下的空中接口协议，而标签的物理特性，如形状尺寸、紫外线、Ｘ射线、交变磁场、交变电场、静电、静磁场、工作温度等指标没有进行相应定义。我国可以开展这方面的研究，制定相应的标准。
参考文献
［１］
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３：２００１ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃａｒｄｓ－Ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ（ｓ） ｃａｒｄｓ－ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃａｒｄｓ［Ｓ］．
４ 结论
通过对ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００的技术特性进行对比分析，笔者认为我国制定相应技术标准有很多值得思考和借鉴之处：
（１）目前国内缺乏相应的标准规范，生产ＲＦＩＤ产品的公司采用的标准也不尽相同，同一频段下的空中接口协议应趋于一致，以降低标签成本并满足标签与读写器之间互操作性的要求。
（２）我国在制定ＲＦＩＤ空中接口标准时首先要符合中
［２］ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３：２００１ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃａｒｄｓ－Ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ｓ） Ｃａｒｄｓ－ＶｉｃｉｎｉｔｙＣａｒｄｓ［Ｓ］．
［３］ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００：２００４ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ＡＩＤＣｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ－ＲＦＩＤ ｆｏｒ ｉｔｅｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ－Ａｉｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ［Ｓ］．
［４］张纲，杨庆森，程君侠，俞军．ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－６（ＣＤ）研究综述［Ｊ］．信息技术与标准化，２００４，０４．
［５］赵昼辰，何伟，张晓华．ＲＦＩＤ前端技术标准体系简述［Ｎ］．计算机世界报，２００４－１１－０１（Ｂ６、Ｂ７）．
（收稿日期：２００６－０６－０１）
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摘 要 介绍了ＩＳＯ／ＩＥＣ制定的射频识别空中接
ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ口标准—ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、
１８０００的主要技术特性并进行了对比分析，为制定我国相关技术标准提出了建议。
１ 概述
随着全球集成电路产业、微电子产业、互联网和无线通讯产业的发展，射频识别（ＲＦＩＤ）技术在生产、物流、医疗、防伪、交通、危险品安全管理等领域迅速发展，正酝酿形成巨大的产业链。目前国际上现有的ＲＦＩＤ产品工作在多个无线频率范围内，常见的工作频率有：低频１２５ｋＨｚ与１３４．２ｋＨｚ，高频１３．５６ＭＨｚ，超高频４３３ＭＨｚ、８６０～９３０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等。针对不同频段，国际上制定了不同的技术标准，而在相同的频率下也有多种ＲＦＩＤ技术标准共存。不同的标准采用的无线调制方式、基带编码格式、传输协议和传输距离各有差异，采用不同标准的ＲＦＩＤ标签和读写器无法互通。目前比较成熟并且应用最多的是载波频率为１３．５６ＭＨｚ的ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准，而最受关注的是ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准，它涵盖了从１２５ｋＨｚ到２．４５ＧＨｚ的频段内的空中接口通信参数。以下将着重介绍ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３及ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准的技术特性并进行分析。
关键词 射频识别 空中接口 ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３
ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３ ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００
Abs tract: This paper introduces technology
characteristics of RFID Air interface standards-ISO/IEC14443, ISO/IEC 15693 and ISO/IEC 18000, and analysesthe characteristics of them. At the same time, the suggestionsare given for the d evelopment of relevant technology standardsin China.
Keywords: RFID; air interface; ISO/IEC 14443;
ISO/IEC 15693; ISO/IEC 18000
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从接近式耦合设备（ＰＣＤ）向接近式卡（ＰＩＣＣ）传送信号时，ＴＹＰＥ Ａ采用改进的Ｍｉｌｌｅｒ编码方式，调制深度为１００％的ＡＳＫ信号；ＴＹＰＥ Ｂ则采用ＮＲＺ编码方式，调制深度为１０％的ＡＳＫ信号。
从ＰＩＣＣ向ＰＣＤ传送信号时，二者均通过调制载波传送信号，副载波频率皆为８４７ｋＨｚ。ＴＹＰＥ Ａ采用开关键控（Ｏｎ－Ｏｆｆ ｋｅｙｉｎｇ）的Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码；ＴＹＰＥ Ｂ采用ＢＰＳＫ的ＮＲＺ－Ｌ编码。ＴＹＰＥ Ｂ与ＴＹＰＥ Ａ相比，由于调制深度和编码方式的不同，具有传输能量不中断、速率更高、抗干扰能力更强的优点。
２ ＩＳＯ／ＩＥＣ的ＲＦＩＤ空中接口标准
ＲＦＩＤ是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术。电子标签和读写器之间通过相应的空中接口协议才能进行相互通信。空中接口协议定义了读写器与标签之间进行命令和数据双向交换的机制，即读写器发给标签的命令和标签发给读写器的响应。因此空中接口标准在ＲＦＩＤ系统中举足轻重，它将直接决定系统传输和识别的可靠性和有效性。国际标准化组织ＩＳＯ／ＩＥＣ制定了一些ＲＦＩＤ空中接口标准，其中影响最大的主要有ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００ ３个系列标准。
２．１ ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３系列标准
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３：２００１《识别卡—无触点的集成电路卡—接近式卡》系列标准是由ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ１７负责制定的非接触式ＩＣ卡国际标准，它采用的载波频率为１３．５６ＭＨｚ，应用十分广泛，目前的二代身份证标准中采用的就是ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３ ＴＹＰＥ Ｂ协议。
该系列标准共分为物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性４个部分。它定义了ＴＹＰＥ Ａ、ＴＹＰＥ Ｂ两种类型协议，通信速率为１０６ ｋｂｐｓ，它们的不同主要在于载波的调制深度及位的编码方式。
２．２ ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准
ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３：２００１《识别卡—无触点的集成电路卡—邻近式卡》系列标准也是由ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ１７负责制定的载波频率为１３．５６ＭＨｚ的非接触式ＩＣ卡国际标准。
该系列标准分为４个部分：物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性。它规定了邻近式耦合设备（ＶＣＤ）和邻近式卡（ＶＩＣＣ）之间全部采用ＡＳＫ的调制原理进行通信，调制指数为１０％和１００％，ＶＣＤ确定使用哪种调制指数，ＶＩＣＣ应对两种调制指数正确解码。
从ＶＣＤ向ＶＩＣＣ传送信号时，编码方式为两种：“２５６取１”和“４取１”，二者皆以固定时间段内以位置编码。这两种编码方式的选择与调制指数无关。当“２５６取１”编码时，１０％的ＡＳＫ调制优先在长距离模式中使用，在这种组合中，与载波信号的场强相比，调制波边带较低的场强允许充分利用许可的磁场强度对ＩＣ卡提供能量。与此相反，读写器的“４取１”编码可和１００％的ＡＳＫ调制的组合在作用距离变短或在读写器的附近被屏蔽时使用。
从ＶＩＣＣ向ＶＣＤ传送信号时，用负载调制副载波。电阻或电容调制阻抗在副载波频率的时钟中接通和断开，而副载波本身在Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ编码数据流的时钟中进行调制，使用ＡＳＫ或ＦＳＫ调制。调制方法的选择是由读写器发送的传输协议中ＦＬＡＧ字节的标记位来标明，因此，ＶＩＣＣ支持ＡＳＫ（副载波频率为４２４ｋＨｚ）和ＦＳＫ（副载波频率为４２４／４８４ｋＨｚ） 两种调制方法。数据传输速率分为高速和低速两种，同样是通过ＦＬＡＧ字节的标记位来选择。这
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两种速率根据采用的副载波速率不同而略有不同，采用单副载波时低速为６．６２ｋｂｐｓ，高速为８ｋｂｐｓ；采用双副载波时则分别为６．６７ｋｂｐｓ和２６．６９ｋｂｐｓ。可见，ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３标准应用更加灵活，操作距离远，而且与ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００－３标准兼容。
２．３ ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００：２００４《信息技术—用于项管理的射频识别技术》系列标准是由ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１ ＳＣ３１负责制定的ＲＦＩＤ空中接口通信协议标准，它涵盖了从１２５ｋＨｚ到２．４５ＧＨｚ的通信频率，识读距离由几厘米到几十米，主要适用于射频识别技术在单品管理中的应用。目前该系列标准分为以下６部分：
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－１：２００４《参考结构和标准化参数定义》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－２：２００４《频率小于１３５ｋＨｚ的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－３：２００４《１３．５６ＭＨｚ频率下的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－４：２００４《２．４５ＧＨｚ频率下的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－６：２００４《８６０～９６０ＭＨｚ频率下的空中接口通信参数》；
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－７：２００４《４３３ＭＨｚ频率下的有源空中接口通信参数》。
其中，ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－１定义了在所有ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００系列标准中空中接口定义所要用到的参数。还列出了所有相关的技术参数元数据及各种通信模式，如工作频率、跳频速率、跳频序列、占用频道带宽、最大发射功率、杂散发射、调制方式、调制指数、数据编码、比特速率、标签惟一标识符（ＵＩＤ）、读处理时间、写处理时间、错误检测、
存储容量、防冲突类型、标签识读数目等，并在标准的其他５个部分中详细给出了在该通信频率和模式下的具体参数值，为后续的各部分标准设定了一个框架和规则，并提供了有关射频法规方面的信息和结构框架示例，这样更有利于简化、增加或修订标准内容的工作。
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的其他部分分别定义了通信频率在１２５～１３４ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、８６０～９６０ＭＨｚ、４３３ＭＨｚ下的空中接口通信协议。规定了读写器与标签之间的物理层和媒体存取控制（ＭＡＣ）参数、协议和命令以及防冲突判断机制。这些协议使读写器与标签之间能够实现通信。时序参数以及协议中的信号特性在每一种模式中的物理链路规范中确定。
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的物理层和媒体存取控制（ＭＡＣ）参数、协议参数和防冲突参数较为复杂，表１列出了该系列标准中的主要空中接口技术指标。
表１ ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的主要空中接口技术指标
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续表１
３ 比较分析
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准主要从射频ＩＣ卡的角度描述了接近式卡和邻近式卡与相应的耦合设备处于不同距离时的情况，而ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准侧重描述了在单品管理中，在不同频率下利用射频识别技术进行自动识别和数据采集。
３．３ 读写距离
ＲＦＩＤ的工作频段大体决定了读卡器与标签之间有效识别距离。ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准皆以１３．５６ＭＨｚ交变信号为载波频率。ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３读写距离较远，有效距离可达１米左右，而ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３读写距离稍近，有效距离在１０厘米以内，但应用较广泛。ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准覆盖的频段较为宽泛，因此识读距离可从几厘米到几十米。
３．１ 定义对象
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３和ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准是射频ＩＣ卡标准，它针对封装成ＩＣ卡的射频标签定义了４个部分内容：物理特性、空中接口和初始化、防冲突和传输协议、扩展命令集和安全特性。ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准针对单个物品管理的射频识别规定了相关空中接口协议，而对标签的封装形式、物理特性、数据内容和数据结构没有限制和定义。
３．４ 工作原理
由于ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００系列标准中定义的工作频率不同，各频段下的标签与读写设备之间的工作原理也有所差异。ＨＦ频段１３．５６ＭＨｚ下的读写设备和标签采用近距离磁场耦合的方式来工作，标签感应读写设备所产生的磁场信号，并依靠磁场的变化来传递信息，因此工作距离很近；ＵＨＦ段下的标签和读写设备采用反向散射的方式工作，标签利用接收到的由读写器发出的射频能量，将其中的编码信息利用电波传播回去，其工作距离较大。而且ＵＨＦ频段波长较短，所以射频标签也可以实现相对较小的物理尺寸，同时该频段的绕射能力较强，适合大规模使用。
３．２ 通信频率
ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准涵盖了从１２５ｋＨｚ到２．４５ＧＨｚ的通信频率，其中的ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－３标准与ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３系列标准采用的通信频率均为１３．５６ＭＨｚ，形成了在相同的频率下也有多种ＲＦＩＤ技术标准共存的局面。
３．５ 防冲突机制
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28信息技术与标准化
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如果在同一时间段内有多于一个的射频标签同时响应，则说明发生冲突。ＲＦＩＤ的核心是防冲突技术，防冲突机制使得同时处于读写区内的多个标签的正确操作成为可能，通过算法编程，读写器即可自动选取其中一个标签进行读写操作。这样既方便了操作，也提高了操作的速度。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３中规定了ＴＹＰＥ Ａ和ＴＹＰＥ Ｂ两种防冲突机制，前者是基于比特冲突检测协议，后者是通过系列命令序列完成防冲突。ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３则是采用基于时隙的轮询机制、分时查询的方式完成防冲突机制，在模式１的防冲突算法中最多有１６个时隙，电子标签在每个时隙通过比较读写器指定的ＵＩＤ中某些位来决定是否响应，从而达到防冲突的目的。ＩＳＯ １８０００系列标准中则采用了多种防冲突机制，如ＡＬＯＨＡ法、时分多址和频分多址法、二进制树搜索算法等。
国国情，坚持自主创新、确保信息安全，同时也要考虑与国外标准兼容和互联互通。在参照和引用国际标准时要充分研究其中的技术专利和知识产权问题，以进行相应的本地化修改的方式来制定我国的国家标准。
（３） 超高频段的ＲＦＩＤ系统在供应链管理中的应用是当前关注的一个重点，在ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准中没有规定相应频段读写器的具体工作频率、发射功率、频道占有带宽、信道数量、杂散发射、跳频速率等技术指标，这完全取决于各国无线电管制政策，因此需要重点关注，在进行全面电磁兼容测试的基础上，深入地研究和分析。
（４） 从ＲＦＩＤ的技术和应用角度来说，目前的ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００系列标准仍存在着一些不足，如标准中定义的基于概率的防冲突机制是在确定时间内依靠一定的概率分辨出所有在读写器工作范围内的标签，如果在识别区内的标签数目相对开始识别命令中制定的初始时隙数较多时，防冲突的过程就会比较长，识别效率不高，不能适应同时识别很大数量标签的应用；数据、指令和识别过程比较复杂，不适应一些需要高速识别的应用；对一些社会问题如个人隐私保护等考虑不周等等，这些都有待进一步改进。
（５） 目前ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００系列标准只规定了各频段
３．６ 应用领域
一般来说，ＲＦＩＤ系统使用的频率不同，读写距离、数据传输量及传输速率差别很大，应用领域也就不同。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３主要应用在短距离中等速率读取少量数据的领域，如门禁控制、电子门票、电子证照等，ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３由于读写距离稍远，目前在危险品管理方面应用比较广泛。ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００的应用更为宽泛，其中ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－２适用于低成本、短距离、小量数据和低速率的应用，如动物识别、工具识别等；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－３适用于产品标识和门禁管理；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－４适合较长阅读距离的应用，如高速公路收费、托盘和货箱标识等；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－６适合以较长的阅读距离和较高速率读取数据的应用，如物流和供应管理，生产制造和装配；ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－７可用于集装箱、托盘和货箱标识的管理。
下的空中接口协议，而标签的物理特性，如形状尺寸、紫外线、Ｘ射线、交变磁场、交变电场、静电、静磁场、工作温度等指标没有进行相应定义。我国可以开展这方面的研究，制定相应的标准。
参考文献
［１］
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３：２００１ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃａｒｄｓ－Ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ（ｓ） ｃａｒｄｓ－ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃａｒｄｓ［Ｓ］．
４ 结论
通过对ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３、ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３和ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００的技术特性进行对比分析，笔者认为我国制定相应技术标准有很多值得思考和借鉴之处：
（１）目前国内缺乏相应的标准规范，生产ＲＦＩＤ产品的公司采用的标准也不尽相同，同一频段下的空中接口协议应趋于一致，以降低标签成本并满足标签与读写器之间互操作性的要求。
（２）我国在制定ＲＦＩＤ空中接口标准时首先要符合中
［２］ＩＳＯ／ＩＥＣ １５６９３：２００１ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃａｒｄｓ－Ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ｓ） Ｃａｒｄｓ－ＶｉｃｉｎｉｔｙＣａｒｄｓ［Ｓ］．
［３］ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００：２００４ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ＡＩＤＣｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ－ＲＦＩＤ ｆｏｒ ｉｔｅｍ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ－Ａｉｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ［Ｓ］．
［４］张纲，杨庆森，程君侠，俞军．ＩＳＯ／ＩＥＣ １８０００－６（ＣＤ）研究综述［Ｊ］．信息技术与标准化，２００４，０４．
［５］赵昼辰，何伟，张晓华．ＲＦＩＤ前端技术标准体系简述［Ｎ］．计算机世界报，２００４－１１－０１（Ｂ６、Ｂ７）．
（收稿日期：２００６－０６－０１）
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