RFID标准学习教程.pptx

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1、3.1.6 RFID标准化现状标准化现状标准化概况目前为止，RFID还未形成统一的全球化标准，市场表现为多种标准并存的局面。随着RFID在全球物流、交通行业的大规模商用，RFID标准的统一已经成为业界认同的趋势。第1页/共44页 RFID系统构成1.数据采集系统 (1)RFID读写器与RFID电子标签之间的空中接 口(2)读写器与计算机之间的数据交换协议(3)RFID电子标签与读写器的性能和一致性测 试规范(4)RFID电子标签的数据内容编码标准3.1.6 RFID标准化现状第2页/共44页2.后台数据库网络应用系统 目前还没有形成正式的国际标准3.1.6 RFID标准化现状第3页/共44页

2、RFID相关标准 1.电气特性部分 2.通信频率 3.数据格式 4.元数据3.1.6 RFID标准化现状第4页/共44页 RFID标准体系 1.ISO/IEC 2.以美国为首的EPCglobal 3.日本UID3.1.6 RFID标准化现状第5页/共44页 ISO/IEC 的RFID标准体系ISO/IEC已出台的RFID标准主要关注基本的模块构建、空中接口、涉及的数据结构以及其实施问题。目前制定的RFID标准可以分为四个方面：1.数据标准 2.空中接口标准 3.测试标准 4.应用标准3.1.6 RFID标准化现状第6页/共44页 ISO有关RFID协议，按照信息流向可以表述为以下层次关系，如图

3、所示。第7页/共44页ISO/IEC18000是一系列空中协议。此标准是目前最新的也是最热门的标准，原因是它可用于商品的供应链。其中ISO/IEC18000-6基本上是整合了一些现有RFID厂商的产品规格和EAN-UCC所提出的标签架构要求而订出的规范。3.1.6 RFID标准化现状 ISO/IEC 的RFID标准体系第8页/共44页标 准 号内 容应 用 领 域18000-1一般参数定义18000-2135kHz以下空中接口参数适合短距离标签如门禁卡18000-313.56MHz空中接口参数适合中距离使用，如货架18000-42.45GHz空中接口参数适合较长距离使用18000-55.8GH

4、z空中接口参数已中止18000-6860930MHz空中接口参数适合较长距离使用18000-7433.92MHz空中接口参数易于被干扰ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000标准组成标准组成3.1.6 RFID标准化现状第9页/共44页ISO/IEC的RFID标准制订思想，既保证了RFID技术具有互通与互操作性，又兼顾了应用领域的特点，能够很好地满足应用领域的具体要求。3.1.6 RFID标准化现状 ISO/IEC 的RFID标准体系第10页/共44页 EPCglobal 的RFID标准体系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

5、共同成立的非营利性组织。EPC global以推广RFID电子标签的网络化应用为宗旨，继承了Auto-ID中心的行业内企业的技术标准制订工作，统一研究标准并推动商业应用，此外还负责EPCglobal号码注册管理。3.1.6 RFID标准化现状第11页/共44页EPC概念的提出源于射频识别技术的发展和计算机网络技术的发展。EPC的标准是由EPCglobal建立和推动，主要面向物流供应链领域。EPC系统最终目标是为每一商品建立全球的、开放的标识标准。EPCglobal 的RFID标准体系3.1.6 RFID标准化现状第12页/共44页系 统 构 成名 称注 释EPC编码体系EPC编码用来标识目标的

6、特定代码射频识别系统EPC标签贴在物品之上或者内嵌在物品之中读写器识读EPC标签信息网络系统EPC中间件EPC系统的软件支持系统对象名称解析服务（Object Naming Service，ONS）EPC信息服务（EPC IS）EPCEPC系统的构成表系统的构成表3.1.6 RFID标准化现状第13页/共44页EPC系统构成 1.EPC编码体系:EPC编码是存储在射频标签中的唯一信息。2.射频识别系统:射频识别（RFID）系统由EPC标签和EPC标签读写器组成。3.EPC信息网络系统:在全球互联网的基础上，通过EPC中间件、对象名称解析服务和EPC信息服务来实现全球“实物互联”或是“物联网”。

7、3.1.6 RFID标准化现状 EPCglobal 的RFID标准体系第14页/共44页EPCEPC系统的工作流程系统的工作流程3.1.6 RFID标准化现状第15页/共44页与ISO通用性RFID标准相比，EPCglobal标准体系是面向物流供应链领域，可以看成是一个应用标准。物联网标准是EPCglobal所特有的，ISO仅仅考虑自动身份识别与数据采集的相关标准，数据采集以后如何处理、共享并没有做规定。物联网是未来的一个目标，对当前RFID应用系统建设来说具有长远的指导意义。3.1.6 RFID标准化现状 EPCglobal 的RFID标准体系第16页/共44页 UID的RFID标准体系UI

8、D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解析服务器等四部分构成。UID的核心是赋予现实世界中任何物理对象唯一的泛在识别码Ucode。UID采用扁平式信息采集分析方式，强调信息的获取与分析，比较强调前端的微型化与集成。3.1.6 RFID标准化现状第17页/共44页3.2 ZigBee技术技术3.2.1 ZigBee技术概述技术概述3.2.2 ZigBee协议协议3.2.3 ZigBee技术的应用技术的应用第18页/共44页3.2.1 ZigBee技术概述技术概述ZigBee技术模拟蜂群使用飞翔和嗡嗡（zig）的抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉

9、所在方位信息的通信方式。ZigBee技术则是物联网的热门技术。ZigBee是一种低数据传输速率的短距离无线通信技术。ZigBee技术来源第19页/共44页 2002年英国Invensys公司、日本三菱电气、美国摩托罗拉公司宣布组成ZigBee技术联盟。IEEE于2003年制定了针对ZigBee技术的IEEE 802.15.4-2003无线规范，定义了一种新的无线设备的物理层和MAC层，致力于开发一种可以应用在固定或移动设备上的低成本、低功耗、低速率的无线连接技术。ZigBee是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的。802.15.4仅仅定义了物理层和MAC层，并不足以保证不同的设备之

10、间可以对话，于是便有了ZigBee。3.2.1 ZigBee技术概述 ZigBee技术来源第20页/共44页近距离无线通信技术一览近距离无线通信技术一览3.2.1 ZigBee技术概述第21页/共44页（1）低功耗 ZigBee主要通过降低传输的数据量、降低收发 信机的忙闲比及数据传输的频率、降低帧开销以 及实行严格的功率管理机制来降低设备的功耗。（2）工作可靠 ZigBee采用了载波侦听多址/冲突避免（CSMA/CA）的信道接入方式和完全握手协议。MAC层采用了回复确认的数据传输机制，提高了 可靠性。3.2.1 ZigBee技术概述 ZigBee技术优势第22页/共44页（3）成本低 主机芯

11、片成本低，其他终端成本低。（4）网络容量大 每个ZigBee网络最多可支持65000个节点。（5）有效范围大 可多级拓展。（6）时延短 对时延敏感的应用做了优化。3.2.1 ZigBee技术概述 ZigBee技术优势第23页/共44页（7）优良的拓扑能力 ZigBee具有组成星、网和簇树网络结构能力。还具有无线网络自愈能力。（8）安全性较好 ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权能力，加 密算法采用通用的AES-128。（9）工作频段灵活 使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），均为免执照频段。ZigBee技术优势3.2.1 ZigBee技术概述第24页/共4

12、4页 ZigBee网络结构（1）ZigBee的网络组成 基于ZigBee技术的无线个人局域网（WPAN）是一种低速率的无线个人区域网（LR-WPAN）。LR-WPAN网状结构简单、成本低廉，具有有限 的功率和灵活的吞吐量。3.2.2 ZigBee协议第25页/共44页（2）ZigBee网络设备 在一个LR-WPAN网络中，可同时存在两种不 同类型的设备:全功能设备 （Full Functional Device，FFD）精简功能设备 （Reduced Function Device，RFD）ZigBee网络结构3.2.2 ZigBee协议第26页/共44页FFD通常有3种状态：作为一个主协调器

13、；作为一个协调器；作为一个终端设备。一个FFD可以同时和多个RFD或多个其他的FFD通信。3.2.2 ZigBee协议 ZigBee网络结构第27页/共44页 RFD的应用非常简单，容易实现，且RFD仅需要使用较小的资源和存储空间，这样就可非常容易地组建一个低成本、低功耗的无线通信网络。RFD只能和一个FFD进行通信。ZigBee网络结构3.2.2 ZigBee协议第28页/共44页（3）ZigBee网络拓扑3.2.2 ZigBee协议 ZigBee网络结构第29页/共44页 ZigBee支持3种拓扑结构：星形、网状形、簇树形 星形网络拓扑是一种常用且适用于长期运行使 用操作的网络，整个网络由

14、一个网络协调器来 控制。网状型拓扑结构的网络具有强大的功能，可以通 过“多级跳”的方式来通信，还可以组成极为复杂 的网络，而且这种网络还具备自组织、自愈功能。ZigBee网络结构3.2.2 ZigBee协议第30页/共44页 簇树形网络是星形和网状形的混合型拓扑网络，结合了上述两种拓扑的优点。星型和树型网络适合多点、距离相对较近的应 用。可以根据实际应用需要来选择合适的网络结构。ZigBee网络结构3.2.2 ZigBee协议第31页/共44页3.2.2 ZigBee协议协议ZigBee协议自下而上包括物理层、MAC层、网络层、安全层和应用层。物理层和MAC层由IEEE 802.15.4定义网

15、络层、应用层和安全服务由ZigBee联盟定义。ZigBee协议架构第32页/共44页 ZigBee协议架构3.2.2 ZigBee协议第33页/共44页（1）IEEE 802.15.4协议 IEEE 802.15.4标准定义了ZigBee物理层和MAC 子层，符合开放系统互联模型（OSI）。IEEE 802.15.4的物理层提供两类服务：物理层数据服务和物理层管理服务。物理层功能包括无线收发信机的开启和关闭、能量检测（ED）链路质量指示（LQI）、信道评估（CCA）和通过物理媒体收发数据包。ZigBee协议架构3.2.2 ZigBee协议第34页/共44页IEEE 802.15.4中两个不同的

16、物理层中两个不同的物理层3.2.2 ZigBee协议 ZigBee协议架构（1）IEEE802.15.4协议第35页/共44页 IEEE 802.15.4定义了两种不同工作频段的物理层：868/915MHz和2450MHz。下表给出了各国对ZigBee频率工作范围的划分。工作频率范围/MHz频 段 类 型 国家和地区 868868.6 ISM 欧洲 902928 ISM 北美 24002483.5 ISM 全球 ZigBee协议架构3.2.2 ZigBee协议（1）IEEE802.15.4协议第36页/共44页 由于各个国家和地区采用的工作频率范围不同，为了提高数据传输速率，IEEE 802.

17、15.4对于不同的频率范围，规定了不同的调制方式。（1）IEEE802.15.4协议 ZigBee协议架构3.2.2 ZigBee协议 频段（MHz）扩 展 参 数 数 据 参 数码片速率（kchip/s）调 制比特速率（kbit/s）符号速率（kBaud/s）符 号868868.6 300BPSK2020二进制902928 600BPSK4040二进制24002483.5 2000O-QPSK25062.516相正交第37页/共44页（2）ZigBee的上层协议 应用层、网络层、安全服务 应用层 包括3个组成部分：应用支持子层（APS）应用框架 ZigBee设备对象（ZDO）ZigBee协议

18、架构3.2.2 ZigBee协议第38页/共44页（2）ZigBee的上层协议 网络层 实现节点加入或离开网络 接收或抛弃其他节点 路由查找 数据传送 ZigBee协议架构3.2.2 ZigBee协议第39页/共44页 安全服务 ZigBee中引入了信任中心的概念，负责分配安 全密钥 ZigBee中定义了3种密钥：网络密钥-用在数据链路层、网络层和应用层 链路密钥-应用在应用层 主密钥-应用在应用层 ZigBee协议架构3.2.2 ZigBee协议第40页/共44页（1）家庭自动化3.2.3 ZigBee技术的应用第41页/共44页（2）无线定位3.2.3 ZigBee技术的应用第42页/共44页（3）工业领域3.2.3 ZigBee技术的应用第43页/共44页谢谢您的观看！第44页/共44页