目前,射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)还未形成统一的全球化标准,市场为多种标准共存的局面。但随着RFID技术在全球物流行业的大规模应用,RFID标准的统一已经得到了业界的广泛认同。RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。当前己经发布或者是正在制定中的标准主要是与数据采集相关,其中包括射频标签与读写器之间的空中接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范、RFID标签的数据内容和编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准,只有少数产业联盟制定了一些规范,现阶段仍在不断演变中。
一、RFID标准体系结构
标准化的重要意义在于改进产品、过程和服务的适用性,防止贸易壁垒,促进技术合作。射频识别技术的标准化主要目标在于通过制定、发布和实施标准,解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题,最大程度地促进RFID技术及相关系统的应用。由于射频识别技术主要应用于物流管理等行业,需要通过射频标签来实现数据共享,因而射频识别技术中的数据编码结构、数据的读取需要通过标准进行规范,以保证射频标签能够在全世界范围跨地区、跨行业、跨平台使用。
RFID标准体系基本机构如图1所示,主要包括RFID技术标准、RFID应用标准、RFID数据内容标准和RFID性能标准。其中编码标准和通信协议(通信接口)是争夺比较激烈的部分,二者也构成了RFID标准的核心。
图1:RFID标准体系
1、RFID技术标准:RFID技术标准主要定义了不同频段的空中接口及相关参数,包括基本术语、物理参数、通信协议和相关设备等。例如,RFID中间件是RFID标签和应用程序之间的中介,从应用程序端使用中间件所提供的一组应用接口API,即能连接到RFID读写器,读取RFID标签数据。RFDI技术标准基本结构如图1-1所示。
图1-1:RFID技术标准
2、RFID应用标准:RFID应用标准主要设计特定应用领域或环境中RFID构建规则,包括RFID在物流配送、仓储管理、交通运输、信息管理、动物识别、工业制造和休闲体育等领域应用标准与规范。RFID应用标准基本结构如图1-2所示。
图1-2:RFID应用标准基本结构
3、RFID数据内容标准:RFID数据内容标准主要涉及数据协议,数据编码规则及语法,包括编码格式、语法标准、数据符号、数据对象、数据结构、数据安全等。RFID数据内容标准能够支持多种编码格式,比如支持EPCglobal和DoD等规定的编码格式,也包括EPCglobal所规定的标签数据格式标准。
4、RFID性能标准:RFID性能标准主要涉及设备性能及一致性测试方法,尤其是数据结构和数据内容(即数据编码格式及其内存分配),主要包括印制质量、设计工艺、测试规范和试验流程等。
由于WiFi、WiMAX、蓝牙、Zigbee、专用短程通信(DSRC,Dedicated Short Range Communication)协议以及其他短程无线通信协议正用于RFID系统或融入RFID设备中,这使得RFID标准所包含的范围正在不断扩大,实际应用变得更加复杂。
二、RFID标准化组织
由于RFID的应用牵涉到众多行业,因此其相关的标准盘根错节,非常复杂。而RFID标准争夺的核心主要在RFID标签的数据内容编码标准这一领域。目前,形成了五大标准组织,分别代表了国际上不同的团体或者国家的利益。EPCglobal在全球拥有上百家成员,得到了零售巨头沃尔玛,制造业巨头强生、宝洁等跨国公司的支持。而AIM、ISO、UID则代表了欧洲、美国和日本;IP-X的成员则以非洲、大洋洲和亚洲等国家为主。比较而言,EPCglobal由于综合了美国和欧洲厂商,实力绝对占上风。
1、EPCglobal
EPCglobal是由美国统一代码协会(UCC)和国际物品编码协会(EAN)于2003年9月共同成立的非赢利性组织,其前身是1999年10月1日在美国麻省理工学院成立的非赢利中心,Auto-ID中心。Auto-ID中心以创建物联网为使命,与众多成员企业共同制定一个统一的开放技术标准。旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等100多家欧美零售流通业,同时有IBM、微软、飞利浦、Auto-ID Lab等公司提供技术研究支持。此组织除发布标准外,还负责EPCglobal号码注册管理。目前EPCglobal己在加拿大、日本、中国等国建立了分支机构,专门负责EPC码段在这些国家分配与管理、EPC相关技术标准制定、EPC相关技术在本国的宣传普及以及推广应用等工作。
2、泛在识别中心
主导日本RFID标准与应用的组织是T-Engine forum论坛,该论坛已经拥有近500多家成员,值得注意的是成员绝大多数都是日本的厂商,如NEC、日立、东芝等,少数来自其他国家的厂商,如微软、三星、LG和SKT。T-Engine Forum论坛下的泛在识别中心成立于2002年12月,具体负责研究和推广自动识别核心技术,即在所有的物品上植入微型芯片,组建网络进行通信。目前包括微软、索尼、三菱、日立、日电、东芝、夏普、富士通、NTT DoCoMo、KDDI、J-Phone、理光等重量级单位和企业。
3、ISO/IEC
和EPCglobal相比,ISO/IEC有着天然的公信力,因为ISO是公认的全球非赢利工业标准组织。与EPCglobal只专注于860~960MHz频段不同,ISO/IEC在每个频段都发布了标准。ISO/IEC组织下面有多个分技术委员会从事RFID标准研究。大部分RFID标准都是由ISO/IEC的JTC1/SC31制定的,附录2-3给出了ISO/IEC部分关于RFID国际标准的编号、中文名称、英文名称等,以供参考。
附录2-3:ISO/IEC部分关于RFID标准索引
4、AIM和IP-X
AIM和IP-X的实力相对较弱小。AIDC(Automatic Identification and Data Collection)组织原先制定通行全球的条形码标准,于1999年另外成立AIM(Automatic Identification Manufacturers)组织,推出了RFID标准。2004年11月,AIM(国际自动识别技术协会)和CompTIA(美国计算机行业协会)宣布为发展RFID的第三方认证而合作。
而IP-X的成员则以非洲、大洋洲、亚洲等地的国家为主,主要在南非国家推行。
另外,2004年9月ETSI发布了EN302208标准,规定了865~868MHz波段中UHF(欧洲RFID所用超高频段)段RFID设备的技术要求和测量方法。2005年3月第一次RFID Pugtests测试在ETSI总部进行,测试关注的焦点放在如何在码头、仓库的环境下做到多个读写器同时识读。
三、三大编码标准体系的区别
RFID编码标准体系存在上述三个标准体系,分别为ISO标准体系、EPCglobal标准体系和UID标准体系。
1、ISO标准体系:RFID领域的ISO标准可以分为如下表3-1所示的四大类,应该说,ISO的标准并非单独为RFID设立,而且在其标准与协议中,大量涵盖了EPC和UID两种编码体系。
表3-1:ISO的RFID领域标准类别
2、EPCglobal标准体系:EPCglobal提出的物联网体系构架由EPC编码、EPC标签及读写器、Savant管理软件、ONS服务器和PML服务器等部分构成。其各部分的作用详见下表3-2中。
表3-2:EPCglobal标准体系中各部分的作用
3、UID标准体系:UID中心的泛在识别技术体系架构由泛在识别码(Ucode )、信息系统服务器、泛在通信器和Ucode解析服务器四部分构成。其各部分的特点详见下表3-3-1中;UID中心编码体系和EPCglobal比较列表如表3-3-2所示。
表3-3-1:UID标准体系中各部分的特点
表3-3-2: UID与EPC的比较
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