目前，该系统已在中美、中日、中加、中马等多条国际航线上应用。集装箱RFID货运标签系统是中国一项由中国提出并积极推动制定、ISO正式发布的可公开提供的规范。

一套典型的RFID系统由电子标签、读写器和信息处理系统如图1所示。当带有射频识别标签(以下简称标签)的物品经过特定的信息读取装置(以下简称读写器)时，标签被读写器激活并通过无线电波开始将标签中携带的信息传送到读写器以及计算机系统完成信息的自动采集工作。电子标签可以如身份证大小，由人携带并当作信用卡使用，也可以像商品包装上的条型码似地贴附在商品等物品上。RFID计算机系统则根据需求承担相应的信息控制和处理工作。

RFID 技术是从 20 世纪 80 年代走向成熟的一项自动识别技术，近年来发展十分迅速。 目前，在全世界，基于 RFID 技术的电子标签，使用已经 非常广泛了，这主要取决于它的特性，RFID 标签可以使用在几乎所有的物理对象上。RFID 技术在 工业自动化，物体跟踪，交通运输控制管理，防伪校园卡，电子钱包，行李标签，收费系统，医用装 置，电子物品的监控和军事用途等方面已经得到了广泛的应用。例如第二代居民身份证，使用基于 ISO/IEC4443-B 标准的 13.56 MHz 电子标签，该项 目可以说国内乃至国际上最大的RFID 应用的项目之一。

英特尔、微软、IBM、NEC、日立、讯宝等巨头企业，都对RFID技术倾注了巨大的热情。TI，Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行RFID芯片开发，IBM、Microsoft等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用，而菲利普电子公司则是RFID芯片制造业的领头产商。故本文以Philips生产的Mifare lS50为例子，剖析RFID卡的结构及其芯片的通讯、存储技术。该卡的RFID芯片所具有的独特的MIFARE RF(射频)非接触式接口标准已被制定为国际标准ISO/IEC 14443 TYPE A标准，其应用很广泛。

英特尔、微软、IBM、NEC、日立、讯宝等巨头企业，都对RFID技术倾注了巨大的热情。TI，Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行RFID芯片开发，IBM、Microsoft等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用，而菲利普电子公司则是RFID芯片制造业的领头产商。故本文以Philips生产的Mifare lS50为例子，剖析RFID卡的结构及其芯片的通讯、存储技术。该卡的RFID芯片所具有的独特的MIFARE RF(射频)非接触式接口标准已被制定为国际标准ISO/IEC 14443 TYPE A标准，其应用很广泛。

Melexis公司的MLX90132是13.56MHz全集成的多协议NFC/RFID收发器，可处理亚载波频率106kHz~848kHz，高达848kbps，双路驱动器架构把外接元件数减少，能向合适的天线负载提供高达70mW的RF功率。器件和ISO/IEC 18092 (NFC)，ISO/IEC 14443 A1与B2， ISO/IEC 15693以及ISO/IEC 18000-3 模式1兼容，主要用在汽车接入和起动， 汽车发动机防盗，汽车诊断和汽车租赁。

基于 NI TestStand 管理软件，设计了一套测试软件，实现了对符合 ISO/IEC 18000-63 协议的芯片清点功能的测试。本测试软件使用 NI RFID 测试仪，根据测试设计人员的需求开发出自动化测试序列，自动完成与被测芯片的通信交互，实现对响应的判断，并完成结果的保存。该软件充分采用了 NI TestStand，相比之前测试清点功能的传统的手动测试、半自动测试，测试时间分别缩短了 5/6、2/3。实践证明，使用本测试软件可以提高对超高频电子标签开展功能测试的效率。

ISO/IEC联合技术委员会JTC委托SC31子委员会，负责所有RFID通用技术标准的制定工作，也即对所有RFID应用领域的共同属性进行规范化;委托各专业委员会负责应用技术标准的制定，如ISO TC104 SC4负责制定集装箱系列RFID标准的制定，ISO TC 23 SC19负责制定动物管理系列RFID标准，ISO TC122和ISO TC104组成的联合工作组制定物流与供应链系列应用标准。

对于标签芯片，降低系统时钟频率是降低功耗、提高通讯距离的最有效手段。首先从理论上按照一种等效判决方法推导出PIE解码电路的更低时钟频率，提出了一种低时钟频率下基于ISO 18000-6 TYPE C协议的UHF RFID标签芯片解码电路的实现方案。设计的解码电路大幅度降低了标签芯片解码电路功耗，提高了标签响应灵敏度。

EPCglobal制定了标准开发过程规范，它规范了EPCglobal各部门的职责以及标准开发的业务流程。对递交的标准草案进行多方审核，技术方面的审核内容包括防碰撞算法性能、应用场景、标签芯片占用面积、读写器复杂度、密集读写器组网、数据安全六个方面，确保制定的标准具有很强的竞争力。下面分别介绍EPCglobal 体系框架和相应的RFID技术标准。

对比GB29768和国际标准ISO 18000-6C，分析了GB29768针对我国国情的协议改进和优势，并着重介绍了RFID 标签的安全协议。在此基础上，详细介绍了一款基于自主协议的国产自主超高频射频识别标签芯片，并给出了设计这款芯片的关键技术。

物联网涉及的关键技术非常多，从传感器技术到通信技术，从嵌入式微处理节点到计算机软件系统，包含了自动控制、通信、计算机等不同的领域，是跨学科的综合应用。目前介入物联网领域主要的国际标准组织有IEEE、ISO、ETSI、ITU-T、3GPP、3GPP2等，这些标准组织在物联网总体架构、感知技术、通信网络技术、应用技术等方面制订了一系列标准，今天我们主要探讨的是关于射频技术RFID的标准。

本文根据ISO 18046-3等相关国际标准和作者在通信测量的经验介绍了两种较先进的测试方法。

根据ISO／IEC 14443一A协议．完成无源电子标签数字集成电路的设计及其功能测试，实现了对芯片面积、速度和功耗之间较好的平衡。结果表明，在采用中芯国际的0．35 μm工艺条件下，所研制芯片面积为36 877.75μm2，功耗为30．845 8 mW，可完全满足协议对标签的性能要求。

超高频RFID系统空中接口标准包括ISO/IEC 系列，F2C系列，以及中国正在研究制定的国家标准，数字接收机可实现软件升级和多协议支持，相比模拟接收机具备易于调试、应用灵活的优势，因而在超高频姗读写器中得到了广泛应用.提高超高频RFID读写器的读取效果一直是近年来的研究重点.在经过详尽分析和实验验证后，本文给出相关问题的解决办法。

本文基于ISO/IEC 18000-6C标准，给出了UHF无源电子标签芯片模拟电路的设计，设计结果表明电路具有很高的整流效率，满足了设计要求。下一步的研究将进行标签芯片的版图设计和流片，用实际测试结果来进一步验证设计的有效性。

RFID技术在工业自动化，物体跟踪，交通运输控制管理，防伪校园卡，电子钱包，行李标签，收费系统，医用装置，电子物品的监控和军事用途等方面已经得到了广泛的应用。例如第二代居民身份证，使用基于ISO/IEC4443-B标准的13.56MHz电子标签，该项目可以说国内乃至国际上最大的RFID应用的项目之一。

针对目前市场上射频识别阅读器只能识别单协议标签的情况，设计了一种能够识别ISO/IEC15693和ISO/IEC14443-3 TYPE A两种协议标签的射频识别阅读器。采用TI公司的13.56 MHz频段下的芯片S6700作为射频模块，现场可编程逻辑器件作为控制器，和单片机相比，减少了外围电路。同时针对同时读取多标签的情况，提出了一种改进的动态二进制防碰撞算法，用计数器保存标签的休眠程度，理论分析和仿真结果表明其性能优于动态二进制算法。

RFID卡片或徽章通常用来实现非接触式访问控制。这在写字楼中很常见，主要用于提供楼宇门禁功能，并且限制对特定区域的访问。与13.56MHz RFID一样，近场通信 (NFC) 采用同样的ISO和IEC标准与协议，应用于很多智能手机中。这些设备可在住宅中实现全新的访问控制应用，并实现应用与电话及支持RFIC的徽章或卡片之间的通信。在设计此类访问控制系统时，其中需要考虑的一个主要因素就是低功耗。

基于GB/T 20851-2007的专用短程通信(DSRC: Dedicated Short Range Communication)技术和基于ISO 18000-6B与ISO 18000-6C的无线射频识别(RFID: Radio Frequency Identification)技术在智能交通车辆标识和车路通信领域得到了广泛的应用，如基于DSRC的高速公路ETC系统和城市停车场车辆出入收费与管理系统，基于RFID的停车场车辆出入管理系统、海关码头车辆管理系统等等。

本文通过对比研究GB/T 20851和ISO 18000-6C的标准协议，客观地分析和评价了两种技术方案的安全性能。然而，系统的安全需求是与实际应用密切相关的，不同技术方案的安全性能实际表现如何，需要通过理论分析与实际测试获取大量的数据，以数据为技术选型提供充分、科学的参考依据。

本文介绍了一种超高频RFID读写器基带模块的原理和设计方法。一句ISO/IEC18000-6协议，提出将单片机与FPGA相结合，重复利用两者优点来实现设计。文中描述了单片机和FPGA协调工作的方法，着重阐述了编码、译码、出错校验等模块的原理和功能以及在FPGA中实现各模块的方法。

1 引 言 　　射频识别(RFID)技术作为一种新兴的自动识别技术，近年来在国内外得到了迅速发展。目前，我国开发的RFID产品普遍基于中低频，如二代身份证、票证管理等。在超高频段我国自主开发的产品较少，难以适应巨大的市场需求以及激烈的国际竞争。超高频(UHF)标签是指工作频率在860～960 MHz的RFID标签，具有可读写距离长、阅读速度快、作用范围广等优点，可广泛应用于物流管理、仓储、门禁等领域。为适应市场需求，本文以EPC C1G2协议为主，ISO/IEC18000.6为辅，设计了一种应用于超高频标签的数字电路。 　　2 UHF RFID标签的工作原理 　　射频识别系统通常由读写器(Reader)和射频标签(RFID Tag)构成。附着在待识别物体上的射频标签内存有约定格式的电子数据，作为待识别物品的标识性信息。读写器可无接触地读出标签中所存的电子数据或者将信息写入标签，从而实现对各类物体的自动识别和管理。读写器与射频标签按照约定的通信协议采用先进的射频技术互相通信，其基本通讯过程如下。 　　(1)读写器作用范围内的标签接收读写器发送的载波能量，上电复位; 　　(2)标签接收读写器发送的命令并进行操作; 　　(3)读写器发出选择和盘存命令对标签进行识别，选定单个标签进行通讯，其余标签暂时处于休眠状态; 　　(4)被识别的标签执行读写器发送的访问命令，并通过反向散射调制方式向读写器发送数据信息，进入睡眠状态，此后不再对读写器应答; 　　(5)读写器对余下标签继续搜索，重复(3)、(4)分别唤醒单个标签进行读取，直至识别出所有标签。 　　3 UHF RFID标签的结构及系统规格 　　UHF RFID标签的示意图如图1所示，由模拟和数字两部分组成。模拟电路主要包括天线、唤醒电路、时钟产生电路、包络检波电路、解调电路和反射调制电路;数字部分主要实现EPC通信协议，识别读写器发出的命令并执行，如实现多标签阅读时的防冲突方法、执行读写器发送的读写命令、实现读写器和标签的通讯过程以及对输出数据进行编码等。协议规定的标签系统规格如表1所示。 　　 　　图1 UHF RFID标签的示意图 　　表1 UHF RFID标签系统规格 　　 　　4 标签数字电路的设计方法 　　4.1 电路的整体系统设计 　　经过对协议内容的深入研究，本文采用Top.down的设计方法，首先对电路功能进行详细描述，按照功能对整个系统进行模块划分;再用VHDL硬件描述语言进行RTL代码设计并进行功能仿真;功能验证正确后，采用EDA工具，

针对超高频（UHF）RFID标签群快速运动通过读卡器的情景进行了研究，分析了ISO/IEC 180006 Type C类防冲突算法的具体实现过程。结果表明，当UHF RFID标签群在快速运动通过读卡器范围时，会产生新旧标签竞争现象。部分标签一段时间内不被识别，然后离开读卡器识别范围，导致“漏读”，造成系统不可靠。在Type C类防冲突算法的前提下，提出了两种解决方案。

传统射频识别(RFID）防伪系统仅利用标签编码的唯一性完成，存在着非法读写器恶意读取和假数据欺骗的安全隐患。针对上述缺点，介绍了一种新的基于RFID技术的防伪读写器的设计与实现，探讨了利用RFID和GSM通信，对读写器和商品编码进行双重认证的防伪验证机制。建立了商品防伪模型，并进行了实际测试。结果表明，系统能够安全、高效地运行。

本文在研究了ISO/IEC14443标准以及相关的金融标准基础上，基于RC632射频收发芯片，对非接触式CPU卡和终端机具之间通信所采用的空中传输协议进行了设计与实现，并进行有关测试，给出测试结果。

本文提出了一种基于ISO/IEC 18000-6B标准的低成本、便携式的超高频RFID读写器的设计。该设计采用了基于零中频结构的射频收发机模块和以单片机为主的数字基带处理模块，从而实现了低成本，并且达到了单标签80bit/5ms的读写速度。读写器不需外接天线，具有单机工作模式，便于携带，包括机壳在内重量不足200克。读写器可在860MHz～960MHz的频率范围内进行跳频操作，从而可以避免频带内其他信号的干扰。另外还可以在受控工作模式下进行在线升级，并在有相应软件支持下可以支持其他标准或多标准。目前已经进入产品化阶段。

给出了一种改进型的RFID读写器" title="读写器">读写器设计方案。介绍了各硬件模块,并给出了软件的总体流程、防碰撞" title="防碰撞">防碰撞算法及实现代码,最后进行了研发测试。对比基于射频芯片的RFID读写器设计，此方案提高了系统灵敏度和读写距离" title="读写距离">读写距离。本设计拥有自主知识产权，已用于开放式门禁系统" title="门禁系统">门禁系统。实践表明，该系统电路稳定，运行正常。

在实际应用中，RFID系统的应用要综合考虑位置、距离、温度、湿度、干扰等诸多影响系统性能的因素。未经过测试的RFID系统，系统整体性能不明确，可能会影响实际应用效果，甚至打击最终用户对RFID技术本身的信心。不同的无线信号传播方式需要不同的测试设备支持，并且要采用不同的方法。ISO/IEC 18047-3定义了用于物品管理的RFID标签的性能特性的测试方法，规定了标签性能的一般性要求和测试要求。下面对各个具体测试内容进行分析。

目前生产RFID产品的很多公司都使用自己的标准，可供射频卡使用的几种标准有ISO/IEC 11784、ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 18000等。其中应用最多的是ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693和ISO/IEC 18000这三个标准[4]。本文基于ISO/IEC 18000-6 Type B协议设计了一款工作频率为915 MHz的读卡器。

为了提高Aloha算法中标签的识别效率,根据ISO/IEC18000-6C国际标准中的防碰撞要求，对时隙计数（Q）的选择进行动态调整，以满足标签快速识别的要求，实现了一种动态的时隙Aloha算法。除此以外，在此基础上提出了对标签数量进行分组，分析了满足最大时隙利用率的客观条件，对动态时隙Aloha算法进行改进。仿真结果显示，改进后的算法提高了标签的识别效率，表现出良好的性能，具有一定的研究价值。

文中以ST公司的超低功耗单片机STMS8L152C6T6为主控芯片，控制恩智浦公司的高集成度读写器芯片MFRC1522，设计实现了遵循ISO／IEC14443AA协议的读写器模块，该模块提供了用户二次开发功能。可方便地集成到用户应用系统中。同时读写摸块还具有在线编程特性，因此可以很方便地供用户使用读写摸块继续开发RFID卡应用产品。