RFID所涉及的主要技術(shù)方向

　　1. RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

　　RFID的標(biāo)準(zhǔn)化工作最早在1995年就開始進行了研究，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)組織聯(lián)合技術(shù)委員會開展此項工作，委員會的成員來自不同的企業(yè)、各類區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化組織和不同國家，代著各方的利益。ISO/IEC出臺的RFID標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注基本的模塊構(gòu)建、空中接口、涉及到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用的具體實施等方面的問題。ISO/IEC出臺的一系列RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要可以分為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)四大類，另外還包含一些規(guī)范。從ISO/IEC制訂的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容來說，是在RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議等基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)之上，定義了使用條件、標(biāo)簽尺寸、標(biāo)簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內(nèi)容格式、使用頻段等具體性能要求，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域在包括數(shù)據(jù)完整性、人工識別等其他功能方面制定了應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC所制訂的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最大意義在于通用性，它提供了一個基本框架，在保證互通與互操作性的原則之上兼顧不同應(yīng)用領(lǐng)域的特點實現(xiàn)各應(yīng)用領(lǐng)域的具體實現(xiàn)要求。

　　EPC Global是美國統(tǒng)一代碼協(xié)會(UCC)和國際物品編碼協(xié)會(EAN)在美國麻省理工學(xué)院Auto-ID Center基礎(chǔ)之上組建的全球第二大RFID標(biāo)準(zhǔn)化組織，該中心與眾多企業(yè)成員共同制訂了EPC Global技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注點在于“物聯(lián)網(wǎng)”自動識別基礎(chǔ)架構(gòu)和標(biāo)識的數(shù)據(jù)載體及其內(nèi)容，在開放技術(shù)和計算機互聯(lián)的基礎(chǔ)體系上，實現(xiàn)商品信息的交換與共享，面向物流供應(yīng)鏈解決透明性和追蹤性。EPC Global致力于建立面向全球電子標(biāo)簽用戶的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，由于其成員企業(yè)大多來自歐美地區(qū)且得到了IBM、Microsoft、Philips等眾多國際巨頭的支持，因此在業(yè)界成為事實上的最大標(biāo)準(zhǔn)而得到了廣泛的應(yīng)用。目前，EPC Global也將自身的部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提交給ISO以期成為國際標(biāo)準(zhǔn)，從而使自身技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系具備更強的競爭力。

　　世界第三大RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是由日本政府經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省牽頭成立的泛在中心(Ubiquitous IDCenter)負(fù)責(zé)起草的，其技術(shù)聯(lián)盟成員主要是日本廠商，涵蓋電子、信息、包裝、物流、印刷等多個行業(yè)，泛在中心(Ubiquitous ID Center)是日本電子標(biāo)簽RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織。泛在中心(Ubiquitous ID Center)組織及其成員拒絕EPC Global技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該組織制定的RFID相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也構(gòu)建了一個完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，擁有自己的ucode編碼系統(tǒng)，保持自主獨立又不失兼容性，該體系的關(guān)注點更加重視網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用體系的安全性能。

　　除了這三大RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織，國際上還有AIM-global即全球自動識別組織和第三世界標(biāo)準(zhǔn)組織IP-X共同推進建設(shè)人類未來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。

　　2. 電子標(biāo)簽的成本

　　電子標(biāo)簽的成本對于RFID技術(shù)的推廣具有極其重要的影響，一旦擁有價格低廉的電子標(biāo)簽，將可以迅速推廣應(yīng)用。在RFID系統(tǒng)中使用的電子標(biāo)簽分為主動式電子標(biāo)簽(即有源電子標(biāo)簽)和被動式電子標(biāo)簽(即無源電子標(biāo)簽)。主動式電子標(biāo)簽一般配有電池作為電源，所存數(shù)據(jù)內(nèi)容較多，因而包含更多信息以實現(xiàn)較多功能且識別的空間范圍也相對較大;缺點在于體積較大、價格較高，且電池壽命由標(biāo)簽功耗決定。被動式電子標(biāo)簽體積小成本低便于應(yīng)用，但功能有限，包含信息量較小，識別距離較短。受成本因素的制約，目前實際所用電子標(biāo)簽以被動式無源電子標(biāo)簽為多。影響電子標(biāo)簽價格的因素很多，但最主要的是材料及電子元器件，電子標(biāo)簽的體積和功耗也是影響價格的重要因素，一般而言技術(shù)體系相同且兼容性好的電子標(biāo)簽因批量較大往往可以降低單個電子標(biāo)簽的價格。

　　3. 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)干擾

　　RFID技術(shù)使用多種頻段用于數(shù)據(jù)通信，完成電子標(biāo)簽的識別及其數(shù)據(jù)的讀寫功能。因其使用非接觸的通信方式，以電磁波作為傳輸媒介并將自由空間作為傳輸信道，所以一般運用電感耦合原理或反向散射工作原理，具體采用的頻段和運用的原理依據(jù)應(yīng)用需求和應(yīng)用領(lǐng)域而決定。電磁波在空間傳播時，由于反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象的存在，導(dǎo)致?lián)p耗而引起信號的衰減，又因存在多徑效應(yīng)的原因而產(chǎn)生時延，并且室內(nèi)空間環(huán)境和室外空間環(huán)境都具有很大的隨機性，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_很難在固定條件的模型里進行分析。另外，由于空間的開放性，實際中存在的各種電磁波信號，也對空間傳輸信道產(chǎn)生著各類干擾。在RFID系統(tǒng)中，由于標(biāo)簽數(shù)量眾多，當(dāng)閱讀器發(fā)送信號后，來自不同標(biāo)簽的應(yīng)答信號也互相干擾，甚至于運用多個閱讀器時，閱讀器相互之間也存在干擾，理論上說越龐大的RFID系統(tǒng)，自身存在的干擾問題就越為復(fù)雜和突出。因這些原因，最終在數(shù)據(jù)讀寫的傳輸過程中，會出現(xiàn)漏讀、無法識別等種種故障現(xiàn)象。

　　4. 數(shù)據(jù)碰撞

　　在很多RFID系統(tǒng)的應(yīng)用場合里，往往需要在極短的時間片段(秒級)里對數(shù)十個甚至上百個標(biāo)簽進行讀寫數(shù)據(jù)操作，信號傳輸在時間域上存在著重疊，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)碰撞問題。數(shù)據(jù)碰撞的問題本質(zhì)上是信道共享的問題，在信道共享的問題上，一般采用時分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)、頻分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、空分多址(Space Division MultipleAccess,SDMA)、碼分多址(Code Division MultipleAccess,CDMA)四種方式解決，但在RFID系統(tǒng)中受制于功耗及其他因素影響，F(xiàn)DMA、SDMA、CDMA三種方式并不適用。目前廣泛使用的基本都是基于TDMA方式的防沖突算法來解決數(shù)據(jù)碰撞問題，一種是基于二進制數(shù)的確定性算法，還有一種是基于ALOHA的不確定性算法。二進制數(shù)的確定性算法防沖突能力強、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指令都比較簡單，但支持的存儲容量小，搜索時間也需要優(yōu)化;ALOHA的不確定性算法識別速率高，但復(fù)雜度明顯且不能完全解決沖突，存在“標(biāo)簽餓死”的問題。算法的優(yōu)化和研究在RFID系統(tǒng)中，成為解決數(shù)據(jù)碰撞問題從而完成多目標(biāo)識別的關(guān)鍵技術(shù)。

　　5.數(shù)據(jù)安全

　　RFID系統(tǒng)大量使用電子標(biāo)簽，在這種環(huán)境下企業(yè)的商業(yè)機密、國家的安全問題都有可能泄露，安全威脅主要來自標(biāo)簽威脅、網(wǎng)絡(luò)威脅和數(shù)據(jù)威脅。RFID標(biāo)簽的計算能力、存儲空間和電源供給都比較有限，越便宜的電子標(biāo)簽計算能力越弱，對安全威脅的防護也越差。由于采用無線通信的方式，在某些介質(zhì)可穿透的狀態(tài)下，對于長達50米以上的通信信道，不法分子可以利用技術(shù)手段盜取標(biāo)簽信息，通過隱蔽方式對電子標(biāo)簽或者是讀取電子標(biāo)簽信息的閱讀器發(fā)動攻擊或者截獲信息。對于電子標(biāo)簽本身而言，具有多次讀寫功能的電子標(biāo)簽相對應(yīng)用便捷，但也存在更大隱患，安全策略保護顯得尤為重要;對于無線通信信道而言，容易遭受非法截取通信數(shù)據(jù)的風(fēng)險，容易遭到攻擊而產(chǎn)生通信鏈路堵塞或受到欺騙;對于網(wǎng)絡(luò)連接而言，易于遭受來自互聯(lián)網(wǎng)的各種攻擊。RFID系統(tǒng)在數(shù)據(jù)安全方面應(yīng)當(dāng)保證機密性、數(shù)據(jù)完整性、防欺騙的真實性和通信信息的隱私性。