1、信息技术分类管理射频识别技术第 4 部分：2.45GHz 通信接口参数上海华虹集成电路有限责任公司2003.81目录1 范围2 规范性引用文件3 信息参考4 定义和短语5 符号6 支持 ISO 18000-1 的 2.45GHz RFID 协议7 本标准描述的不同模式间的特性差别8 本标准的专利和知识产权的声明附录 A附录 B附录 C21 范围1.1 频率本标准描述的 RFID 是在 2450MHz 的工业、科学和医学（ISM）频段。1.1.1 接口定义本标准支持 API 标准（ISO/IEC 18000-1）并且接口标准执行管理应用的无线，非接触信息系统设备。典型应用的距离长于 1 米。1.
2、1.1.1 RFID 系统定义RFID 系统包括主机系统和 RFID 装置（阅读器和标签） 。主机系统执行应用程序，控制与 RFID 的接口。RFID 主要由两部分组成：标签和阅读器。标签粘贴到分类物品上，使用者来控制。它能够储存标签的 ID 号以及标签和分类物品的其他数据，并能把这些信息发送到阅读器。阅读器是能够与在其工作域中的标签进行通信的装置。另外，阅读器能够使用它传输的 RF 载波来激活标签。系统依赖传输的阅读器载波来激活标签，一般认为是无源标签系统。阅读器控制协议，从标签读取信息，指示标签在一些域中存储数据，确保信息发送准确。1.1.1.2 特征本标准定义的 RFID 系统包括以下的
3、最小特征： 范围内的识别标签 读数据 写数据或适当地控制只读系统 组或地址的选择 在工作域中的多标签的合理处理 错误检查1.1.1.3 一致需求为了与本标准一致，RFID 系统应遵照 ISO/IEC 18047 标准，其中的一个物理/数据层的执行在 6.1 和 6.2 中描述。1.1.2 文档结构和参考ISO 18000 由以下几部分组成： ISO/IEC 18000-1 提供了基本的信息，定义和系统描述。 ISO/IEC 18000-2 定义了支持 ISO/IEC 18000-1 的 125134KZ 的协议。每一个详细的物理/数据层链接构造在单独的子条款中定义。构造包括一个物理层和一个数据
4、链接层。数据链接层包含必须的子层。 ISO/IEC 180003 定义了支持 ISO/IEC 18000-1 的 13.56MHz 的协议。每一个详细的物理/数据层结构在一个单独的子条款中定义。构造包括一个物理层和一个数据链接层，数据链接层包含必须的子层。 ISO/IEC 18000-4 定义了支持 ISO/IEC 18000-1 的 2.45GHz 的协议。每一个详细的物理/数据层结构在一个单独的子条款中定义。构造包括一个物理层和一个数据链接层，数据链接层包含必须的子层。 ISO/IEC 18000-5 定义了支持 ISO/IEC 18000-1 的 5.8GHz 的协议。每一个详细的物理/
5、数据层结构在一个单独的子条款中定义。构造包含一个物理层和一个数据链接层，数据链接层包含必须的子层。 ISO/IEC 18000-6 定义了支持 ISO/IEC 18000-1 的 860930MHz 的协议。每一个详细的物理/数据层结构在一个单独的子条款中定义。构造包含一个物理层和一个数据链接层，数据链接层包含必须的子层。3在本标准的以后的版本中，将定义其他不同频率的协议。每一频段单独定义为一部分。1.1.3 标签识别码标签的识别码包含在描述标签的命令中。本标准要求每一个标签包含制造商的识别代码。mode 1 类型的在 6.1 章和附录 A 中定义，mode 2 的在 6.2 章中定义。一张单
6、独的标签识别不是强制的，是可选的。当使用标签的 ID 时，应根据应用构成代码的字节。这个代码和其它的应用数据存在标签的用户数据域中。这些区域通过使用否决机制的 API 来存取。这种标签的识别是用户定义的标签识别号，不必唯一。1.2 可能的接口标准的开发者应确认2 规范性引用文件 ISO/IEC 18047 信息技术AIDC 技术RFID 装置一致性测试方法 ISO/IEC 18000-1 接口，第 1 部分：全球通信接口的一般参数 ISO/IEC 17962 信息技术 AIDC 技术词汇3 信息参考 ETSI EN 300 4401 电磁兼容和频谱（EMR） ；小范围装置；用于 1GHz40G
7、Hz频率范围的射频装置；第 1 部分：技术特征和测试方法 ETSI EN 300 4402 电磁兼容和频谱（EMR） ；小范围装置；用于 1GHz40GHz频率范围的射频装置；第 2 部分：在 R&TTE 3.2 条款的协调 EN CEPT/ERC 建议 7003（1997）：“涉及小范围装置的应用（SRD） ”附录 11 US 联合规则代码（CFR）标题 47，1 章，15 部分。 “射频装置” ；US 联合通信委员会，1995 年 10 月 1 日。 RCR STD33。 “低压数据传输/无线系统”射频行业和商业协会；1993 年 3 月17。 ARIB STDT66 “第二代低压数据传输
8、系统/无线系统” ；1999 年 12 月 14。4 定义和短语本资料中的定义和短语参照 ISO/IEC 17962-信息技术 AIDC 技术词汇应用 中的定义。5 符号Cht Carrier high level toleranceClt Carrier low level tolerancefc Frequency of operating field (carrier frequency)Mlt Modulation lower toleranceMut Modulation upper toleranceTbmf Manchester fall time4Tbmr Manchester
9、 rise timeTcf Carrier fall timeTcr Carrier rise timeTcs Carrier steady timeTfhf Carrier FHSS fall timeTfhr Carrier FHSS rise timeTfhs Carrier FHSS steady timeTrlb Return link bit time6 支持 ISO 18000-1 的 2.45GHz RFID 协议这一部分中主要定义 ISO/IEC 18000-4 2.45GHz RFID 指令/数据层的通信协议。这些协议使兼容的读卡器和兼容的标签之间能够实现通信。时序参数以及
10、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。6.1 模式 1：后向散射无源 RFID 系统FHSS（跳频模式）后向散射选择或窄波段 RFID 操作系统应包括运行 FHSS 后向散射多选 1 RFID 协议或在窄波段操作的阅读器，和在阅读区域内一张或多张标签一样。当放到阅读器的 RF 域中，标签被激活。当 RF 域满足要求时，标签启动并准备接收命令。每一个命令都有开始标志符和分隔符，同时选用确保标签根据引入的信号执行时钟和数据恢复。从标签来和到标签的数据用循环冗余校验码（CRC）来检验错误，因此 CRC 存在所有的阅读器询问和标签的应答中。附加数据在上行链路中（阅读器到标签）通过曼彻斯特
11、编码提供保护，在下行链路中（标签到阅读器）通过 FM0 编码提供保护。通过使用 FHSS 后向散射多选 1 RFID 命令设置或窄波段操作，阅读器在操作域中与标签进行多项功能操作。例如，阅读器发送一命令序列，以允许同时识别操作域中的多张标签。能够间隔地根据标签存储容量选择部分标签，并能够读存储在标签中的数据，也能够写或锁定标签的数据。在后面的条款中描述的 RFID 标签命令提供了详尽的命令域和返回数据域。另外，包括附加 FHSS 后向散射系统 RFID 协议的高层元素。包括多项目识别的规则和字节命令要求。本标准部分描述了支持以下系统功能的后向散射 RFID 系统。系统协议： 识别并和场中的多个
12、标签进行通信； 根据标签中预存储的信息选择一个子类标签进行识别或者通信； 从标签上读取或者多次重复写入； 用户可以控制的存储区永久锁定功能；数据完整性保护： 曼彻斯特比特编码，上行链路提供数据包级的 CRC-16校验； FM0 比特编码，下行链路提供数据包级的 CRC-16校验；在RFID系统中，阅读器能够在其工作范围内激活标签并与之通信。标签从阅读器的电源/数据信号的on-off key幅值调制来接收数据。在标签到阅读器的通信返回中，读卡器广播一个稳定能量的射频信号，标签则是通过调整连接到标签天线上的特性阻抗，进而是读卡机检测到发送能量的反射变化。56.1.1 模式 1：物理层和介质存取控制
13、（MAC）参数6.1.1.1 模式 1：阅读器到标签链路表 1 物理层描述上行链路Ref. 参数名 描述/值M1-Int: 1 工作频率范围 2400MHz-2483.5MhzM1-Int: 1a 默认工作频率 2450MHzM1-Int: 1b 工作信道（跳频系统）依照当地无线电管理规范例如对美国而言，从2422.5MHz2461.5MHz，以0.5MHz间隔工79个信道(channel)M2-Int: 1c 工作频率精度 +/-50 ppmM2-Int: 1d 跳频速率 依照当地无线电管理规范,例如对美国而言，在任何频率的最大时间是FCC确定的，FCC part 15, clause 15
14、.247规定为0.4秒钟M1-Int: 1e 跳频顺序 伪随机跳频顺序M1-Int: 2 频道占有带宽 最大0.5MHz，依照当地无线电规范M1-Int: 3 读卡机发射EIRP（Effective Isotropic Radiated Power 有效全向辐射功率）依照当地无线电管理规范，例如美国不能超过4WM1-Int: 4 Spurious Emissions（杂散辐射）依照M1-Int: 4a和M1-Int: 4bM1-Int: 4a 带内Spurious Emissions 不适用M1-Int: 4b 带外Spurious Emissions 依照当地无线电管理规范M1-Int: 5
15、 读卡机发射spectrum mask（频谱模板）通信载波：幅度调制ASKM1-Int: 6 时序 依照M1-Int: 6a到M1-Int: 6dM1-Int: 6a 发射接收转换时间 最小400 usM1-Int: 6b 接收发射转换时间 由下行链路参数6a决定M1-Int: 6c 读卡机发射器RF上电和从standby状态回复稳定时间40 dBcM1-Int: 7e 占空比（duty cycle的中文是占空比？）50%+/- 5%M1-Int: 7f 跳频漂移（FM deviation）？ Not ApplicableM1-Int: 8 数据编码 ManchesterM1-Int: 9 比
16、特率 3040kbpsM1-Int: 9a 比特率精度 100ppmM1-Int: 10 读卡器传送调制精度 见6.1.2.4.16M1-Int: 11 Preamble Yes，见6.1.2.8.2M1-Int: 11aPreamble长度 9比特，见6.1.2.8.2M1-Int: 11bPreamble波形 见6.1.2.8.2M1-Int: 11c比特同步序列 是，见6.1.2.8.3M1-Int: 11d帧同步序列 是，见6.1.2.8.3M1-Int: 12 Scrambling Not ApplicableM1-Int: 13 比特传输序列 MSB先M1-Int: 14 唤醒序列
17、 根据标签类型确定一个wake-up指令，并跟在恰当的RF信号后发送M1-Int: 15 天线极化 读卡机确定。本标准中不定义。6.1.1.2 模式1：标签到阅读器链路（下行链路）表2 物理曾描述后向散射返回链路Ref. 参数名 描述/值M1-Tag: 1 工作频率范围 根据当地规范，24002483.5MHzM1-Tag: 1a 默认工作频率 Tag回应读卡机M1-Tag: 1b 工作频道（跳频系统） Tag回应读卡机M1-Tag: 1c 工作频率精度 +/-50 ppm，由当地规范决定M1-Tag: 1d 跳频速率 依照当地无线电管理规范M1-Tag: 1e 扩频序列（针对跳频系统） 符合
18、当地规范，参考M1-Int:1eM1-Tag: 2 占用带宽 参考M1-Int:2M1-Tag: 3 发射EIRP 参考M1-Int:3M2-Tag: 4 Spurious Emissions 参考M1-Int: 4a 和M1-Int: 4bM2-Tag: 4a 带内Spurious Emissions 依照当地无线电管理规范M2-Tag: 4b 带外Spurious Emissions 依照当地无线电管理规范M2-Tag: 5 发射spectrum mask 依照当地无线电管理规范M2-Tag: 6a 发射接收转换时间 1msM2-Tag: 6b 接受发射转换时间 由下行链路参数6a决定M1
19、-Tag: 6c 读卡机发射器RF上电和从standby状态回复稳定时间没应用M1-Tag: 6d 读卡机发射器下电衰落时间 没应用M1-Tag: 7 调制方式 On-Off Keying(OOK)-天线阻抗调制M1-Tag: 7a 扩频序列（针对跳频系统） 没应用M1-Tag: 7b Chip rate 没应用M1-Tag: 7c Chip rate accuracy 没应用M1-Tag: 7d 开关比例On/Off ratio 没应用M1-Tag: 7e 副载波 没应用M1-Tag: 7f 副载波频率精度 没应用M1-Tag: 7g 副载波调制 没应用7M1-Tag: 7h 占空比 50%
20、+/- 5%M1-Tag: 7I 跳频漂移 没应用M1-Tag: 8 数据编码 FM0M1-Tag: 9 比特率 30-40kbpsM1-Tag: 9a 比特率精度 +/-15%M1-Tag: 10 标签传输调制度精度 +/- 12%M1-Tag: 11 起始符 参考6.1.2.5.5M1-Tag:11a 起始符长度 由静默周期构成的16bitsM1-Tag:11b 起始符波形 双相编码的数据“1”M1-Tag:11c 比特同步序列 有，包含在preamble中M1-Tag:11d 帧同步序列 有，包含在preamble中M1-Tag:12 不规则性 没应用M1-Tag:13 比特传输序列 M
21、SB先M1-Tag:14 Reserved ReservedM1-Tag:15 天线极化 产品设计特征。本标准中不定义。M1-Tag:16 Tag最小接收带宽 2400-2483.5MHz6.1.1.3 模式 1：协议参数表 3 协议参数Ref. 参数名 描述/值M1-P: 1 那一个先说 读卡机先说M1-P: 2 标签寻址能力 有M1-P: 3 标签UID 包含在标签存储器中，可以通过指令访问M1-P: 3a UID长度 64 bitM1-P: 3b UID格式 参见附录 AM1-P: 4 读尺寸 可依据字节块寻址M1-P: 5 写尺寸 字节模式(可以1,2,3,4bytes)M1-P: 6
22、 读交互时间 头64比特时间小于10msM1-P: 7 写交互时间(写32位的一个块的时间)写一个8到32比特数据块的时间小于20msM1-P: 8 错误检测 CRC-16M1-P: 9 错误纠正 未采用上行纠错编码，错误通过重发纠正M1-P: 10 存储尺寸用户物理存储最小64bits,建议至少有18bytesM1-P: 11 命令结构和扩展性 预留命令字6.1.1.4 模式 1：防冲突参数表 4 防冲突参数Ref. 参数名 描述/值M1-A:1 类型(概率型或确定型) 概率型M1-A:2 线性 本质线性(依赖数据大小，最大可至2 256 标签)M1-A:3 标签识别能力 250 张标签86
23、.1.2 物理层和数据编码6.1.2.1 阅读器上电波形阅读器的上电波形应遵从图 1 和表 5 的描述。图 1 阅读器上电波形表 5 阅读器上电波形参数值参数 最小值 最大值Tcs 1500sTcr 1s 500sCht 10%Clt 1%6.1.2.2 阅读器下电波形一旦负载波下降到 Cht 的极限值，下电必需单调且有一定持续时间 Tcf。图 2 阅读器下电波形表 6 阅读器下电波形参数值参数 最小值 最大值Tcf 1s 500sCht 10%Clt 1%6.1.2.3 跳频载波的上升和下降时间当阅读器工作在跳频模式时，上升和下降时间应遵从图 3 和表 7 的描述。9图 3 跳频载波的上升和下降特性表 7 跳频载波上升和下降参数参数 最小值 最大值Tfhr 15sTfhs 400sTfhf 15s6.1.2.4 上行链路6.2.4.1 载波调制阅读器到标签的数据传输是以幅值调制来获得。数据编码为曼彻斯特编码。图 4 40kbps 信号的载波调制表 8 99%调制的参数参数 最小值 标称值 最大值M（A-B）/（A+B） 90 99 100Ma 0 0.03（A-B）
