《電子技術(shù)應(yīng)用》
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淺談RFID空中接口標(biāo)準(zhǔn)ISO18000系列的總綱

----ISO18000-1的地位與作用
2008-03-31
作者:武岳山

摘?要:在目前已有的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,ISO18000系列標(biāo)準(zhǔn)無疑是最受關(guān)注的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列。其核心內(nèi)容——空中接口" title="空中接口">空中接口協(xié)議決定著標(biāo)簽與讀寫器" title="讀寫器">讀寫器之間的底層約定。本文將對ISO 18000系列標(biāo)準(zhǔn)的總綱ISO18000-1進(jìn)行分析和討論,涉及到標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)表框架、知識產(chǎn)權(quán)政策等。
關(guān)鍵詞:RFID標(biāo)準(zhǔn)? ISO18000? 讀寫器標(biāo)準(zhǔn)? 電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)

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??? 射頻識別(RFID)是近年來人們普遍關(guān)注的一項(xiàng)新技術(shù)。從應(yīng)用角度看該項(xiàng)技術(shù)的基本特征是可對加貼“標(biāo)簽”的各種“物品”實(shí)現(xiàn)無接觸的自動(dòng)識別。
??? 這里的“標(biāo)簽”通常是指電子標(biāo)簽,具有和條碼標(biāo)簽相似的功能,但其外觀及原理均較條碼復(fù)雜許多,最典型的特點(diǎn)是標(biāo)簽中嵌入了集成芯片。這里的“物品”具有較為廣泛的意義,包括一般意義上的一件物品、商品,例如:一瓶牛奶、一臺電視機(jī),一輛汽車、一節(jié)火車、一個(gè)集裝箱,等等,也包括動(dòng)物或人員等。
??? 無接觸識別表示無需物理接觸即可達(dá)到識別的功能或目的。更進(jìn)一步,無接觸識別可以離開一定的距離(近到毫米量級,遠(yuǎn)到數(shù)百米的量級)完成識別的功能。識別距離的遠(yuǎn)近與具體的應(yīng)用需求密切相關(guān)也直接決定于所采用的技術(shù)細(xì)節(jié)。
??? 射頻識別(RFID)系統(tǒng)至少包括電子標(biāo)簽和讀寫器(與電子標(biāo)簽進(jìn)行無接觸的數(shù)據(jù)交換)兩部分。電子標(biāo)簽與讀寫器之間的空中接口顯然是非常重要的,也是隨著應(yīng)用的擴(kuò)大急需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約的。ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)即是國際標(biāo)準(zhǔn)" title="國際標(biāo)準(zhǔn)">國際標(biāo)準(zhǔn)化組織針對這一問題提出的標(biāo)準(zhǔn)化研究的課題。
??? 標(biāo)準(zhǔn)化一方面可以解決產(chǎn)品之間的互連互通、相互替換,另一方面也為縮減產(chǎn)品規(guī)格門類、降低產(chǎn)品成本做好了準(zhǔn)備。
??? 在高新技術(shù)發(fā)展的過程中,不可避免地會在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中引入一些專利內(nèi)容,與RFID相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也不例外。標(biāo)準(zhǔn)與專利既是一對矛盾,又相互依存。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)通用,大家都來用,并且都遵守,具有平等開放性;專利強(qiáng)調(diào)發(fā)明人專有及使用付費(fèi)的基本特征,從而在一定程度上約束了專利的廣泛使用。因而,標(biāo)準(zhǔn)與專利的關(guān)系及處理是一個(gè)既復(fù)雜又引人關(guān)注的問題。遵循國際通行規(guī)則是基本共識,但首先應(yīng)了解國際通行規(guī)則的內(nèi)容。ISO/IEC 18000-1闡明了ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循的通行規(guī)則。
??? 不同廠家生產(chǎn)的電子標(biāo)簽是否可以被同一個(gè)廠家生產(chǎn)的讀寫器所識讀。同樣,由一個(gè)廠家生產(chǎn)的電子標(biāo)簽是否可以被多個(gè)不同廠家生產(chǎn)的讀寫器所識讀,這就是RFID技術(shù)中電子標(biāo)簽與讀寫器之間的空中接口標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)予規(guī)定的核心內(nèi)容。就像世界上存在多種語言一樣,在RFID技術(shù)中也存在著基于工作頻率及技術(shù)發(fā)展等因素所決定的多種電子標(biāo)簽與讀寫器的空中接口標(biāo)準(zhǔn),但I(xiàn)SO/IEC18000-1試圖對這些標(biāo)準(zhǔn)給出一個(gè)共同遵守的框架。至少,這個(gè)框架套在了ISO/IEC 18000系列的后續(xù)-2-3-4-6-7等標(biāo)準(zhǔn)上,使得有關(guān)RFID技術(shù)最基礎(chǔ)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)的描述不再顯得很亂,達(dá)到了基本有序的狀態(tài)。
??? 本文側(cè)重于討論ISO/IEC 18000-1標(biāo)準(zhǔn)在整個(gè)ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)體系" title="標(biāo)準(zhǔn)體系">標(biāo)準(zhǔn)體系中的地位和作用的問題。
1 ISO標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的基本流程
??? 國際標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)遵循著許多基本規(guī)則和流程,這些規(guī)則和流程常常被編入國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的工作導(dǎo)則。下面結(jié)合ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)過程,簡單介紹有關(guān)ISO/IEC JTC 1的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)流程。
1.1 組織機(jī)構(gòu)簡況
??? ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織International Standardization Organization)是國際上最大也最具權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)化組織, IEC(國際電工技術(shù)委員會International Electro-technical Commission)是僅次于ISO的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織。JTC 1是ISO和IEC聯(lián)合組成的第一個(gè)聯(lián)合技術(shù)委員會,SC31是JTC 1下設(shè)的專門針對RFID技術(shù)應(yīng)用于物品識別標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的專業(yè)技術(shù)委員會。ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)即由SC31負(fù)責(zé)開發(fā)。在SC31中進(jìn)一步又分了4個(gè)工作組WG1,WG2,WG3,WG4(working group),ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)具體由WG4承辦。從組織機(jī)構(gòu)的角度來說,WG下還可進(jìn)一步分為若干個(gè)興趣小組SG,例如SC31/WG4下設(shè)有SG1、SG2、SG3、SG4。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的幾個(gè)階段
??? 聯(lián)合技術(shù)委員會開發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通常要經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的提出階段NP(New Proposal),然后形成工作草案WD(Working Draft),進(jìn)一步修改成委員會草案CD(Committee Draft)和最終委員會草案FCD(Final Committee Draft),再走一步即為FDIS(Final Draft IS)草案,最終正式發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)稱為IS版。標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的每一個(gè)階段都需要花費(fèi)一定的時(shí)間,通過會議評估后才能進(jìn)入下一個(gè)階段。標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布前,必須由標(biāo)準(zhǔn)組織的成員代表投票通過才能成為正式的國際標(biāo)準(zhǔn)。
??? 一般情況下,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的投票成員由各國標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)威機(jī)構(gòu)指定的代表行使投票權(quán)。通常情況下,標(biāo)準(zhǔn)草案要成為一項(xiàng)正式的標(biāo)準(zhǔn),必須征得70%以上的成員投贊成票。由此可見,國際標(biāo)準(zhǔn)的制定是公開的,也是本著公平、公正和廣泛參與的原則進(jìn)行的。正因?yàn)槿绱?,國際標(biāo)準(zhǔn)也最具有權(quán)威性。當(dāng)然,參與國際標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)活動(dòng)不但要有技術(shù)實(shí)力也還得要有經(jīng)濟(jì)實(shí)力來支撐(例如,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織不會負(fù)責(zé)報(bào)銷參與者參與標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的相關(guān)費(fèi)用)。
??? ISO/IEC 18000-1-2-3-4-6-7即是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)制定的規(guī)則(ISO/IEC18000-5(5.8GHz)于FCD階段被取消),經(jīng)過幾年的修改完善,在廣泛參與和征求意見的基礎(chǔ)上,走過了NP - WD - CD - FCD - FDIS五個(gè)階段,最后于2004年成員國投票獲得通過而正式發(fā)布的IS版(較FDIS又有修改更新)。
2 ISO/IEC 18000-1的核心內(nèi)容
??? ISO/IEC 18000-1的正式發(fā)布時(shí)間是2004-9-15,從其內(nèi)容的組織方式來看,符合國際標(biāo)準(zhǔn)的基本框架。其中涉及的核心內(nèi)容分述如下:
2.1 標(biāo)準(zhǔn)的名稱
??? ISO/IEC 18000-1的標(biāo)題名稱是“參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)定義”。其所屬的歸類是“信息技術(shù)”大項(xiàng)下的“RFID子項(xiàng)”。因而,ISO/IEC 18000-1標(biāo)準(zhǔn)的全稱是“信息技術(shù)——基于單品管理的射頻識別——第1部分:參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)定義”。
??? 從標(biāo)準(zhǔn)的名稱來看,標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容涉及到兩個(gè)主題,即:參考結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)定義。其中,參考結(jié)構(gòu)是為定義標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)設(shè)定的一個(gè)基本前提,即將所關(guān)注的問題定位于一個(gè)粗略的總體模型上的一個(gè)點(diǎn),如圖1所示的“DELTA”點(diǎn),即標(biāo)簽(圖1中的“應(yīng)答器”即為本文中的“標(biāo)簽”或“電子標(biāo)簽”,后同)與讀寫器之間無接觸識別的空中接口。

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2.2 標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容
??? ISO/IEC 18000-1的核心內(nèi)容是ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn)的公共參數(shù)表(在標(biāo)準(zhǔn)的正文中給出了參數(shù)的定義,在標(biāo)準(zhǔn)的資料性附錄B中給出了匯總的參數(shù)表格)。參數(shù)表根據(jù)標(biāo)簽與讀寫器之間的媒介訪問控制(MAC)參數(shù)、“協(xié)議參數(shù)”和“碰撞管理參數(shù)”分類表示,如表1-4所示。此外,ISO/IEC 18000-1中的資料性附錄也提供了豐富的信息,值得從事RFID專業(yè)技術(shù)研究的人員研讀。
??? 毫無疑問,ISO/IEC 18000-1中給出的公共參數(shù)表及其定義,在規(guī)范RFID標(biāo)簽與讀寫器通信參數(shù)方面發(fā)揮著極其重要的作用。
3 ISO/IEC18000-1傳送的關(guān)鍵信息
??? 分析研究ISO/IEC 18000-1,可以獲取有關(guān)ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)體系的全局、公共匯總和整體框架性信息,便于對ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)體系有一個(gè)整體的把握。有關(guān)各頻率的細(xì)節(jié)內(nèi)容,可從ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)體系中依頻率劃分的后續(xù)各部分中找到。
??? 以下從標(biāo)準(zhǔn)的定位、關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)的信息、通用技術(shù)參數(shù)和命令與響應(yīng)四個(gè)方面說明ISO/IEC 18000-1所荷載的關(guān)鍵信息。
3.1 標(biāo)準(zhǔn)定位的問題
??? ISO/IEC 18000-1指明了ISO/IEC18000標(biāo)準(zhǔn)體系所關(guān)注的主題,即標(biāo)簽與讀寫器之間的空中接口通信協(xié)議。該主題在RFID應(yīng)用于單品識別系統(tǒng)中的角色如圖1中的DELTA點(diǎn)(接口)。
??? 可以說,這一接口決定著標(biāo)簽與讀寫器在物理媒介(即空氣)訪問控制(MAC)層的兼容性。通俗地說,即是同一讀寫器可以識讀遵循本標(biāo)準(zhǔn)(依頻點(diǎn))的各種標(biāo)簽,同一標(biāo)簽可以被遵循本標(biāo)準(zhǔn)(依頻點(diǎn))的各種讀寫器所識讀(讀寫操作)。
??? 顯然,ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)體系定位的問題是RFID技術(shù)非常重要的實(shí)際中最基礎(chǔ)性的問題之一。
3.2 關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)的信息
??? 從全面的" title="面的">面的觀點(diǎn)來說,ISO/IEC 18000-1中傳達(dá)出的有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)方面的問題包括三個(gè)方面:
??? (1)標(biāo)準(zhǔn)本身的版權(quán)。這里的含義可類比出版社的出版物。未經(jīng)ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織書面授權(quán)的復(fù)制、翻版等行為屬侵權(quán)行為。
??? (2)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容涉及到的專利知識產(chǎn)權(quán)應(yīng)遵守的標(biāo)準(zhǔn)化約定。ISO/IEC 18000-1本身不涉及任何具體的專利問題,但論及到專利和知識產(chǎn)權(quán)問題處理規(guī)則的地方有兩處。一處是在ISO/IEC 18000-1中的第8章,內(nèi)容如圖2所示。另一處是在ISO/IEC 18000-1的資料性附錄B中,為后續(xù)依頻點(diǎn)編制標(biāo)準(zhǔn)所提供的標(biāo)準(zhǔn)模板給出的ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)體系中,涉及到的有關(guān)專利知識產(chǎn)權(quán)的約定,如圖3所示。

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??? (3)ISO/IEC 18000-1在其資料性附錄E中列出了截止標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布時(shí)為止的有關(guān)ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)所涉及到的有關(guān)專利信息的匯總性資料,甚至列出了具體相關(guān)專利的摘要信息。這些信息是進(jìn)一步研究判斷是否存在有關(guān)專利侵權(quán)與避讓問題的重要技術(shù)線索。
??? 通過以上內(nèi)容的分析,所能得到的基本結(jié)論是:
??? (1)采用ISO/IEC 18000系列國際標(biāo)準(zhǔn)有可能涉及到專利權(quán)的問題,具體是否涉及到使用標(biāo)準(zhǔn)中的侵權(quán)問題,需要研究標(biāo)準(zhǔn)所涉及到的相關(guān)專利的專利權(quán)要求,以及專利權(quán)要求在獲得專利許可國的專利法的規(guī)定中是否越界,等等。顯然,這是一個(gè)極其復(fù)雜的問題和過程。
??? (2)有關(guān)專利的使用授權(quán)遵循無歧視性原則處理。
3.3 通用技術(shù)參數(shù)
??? 如2.2節(jié)中的表1~表4。即是核心內(nèi)容,也是關(guān)鍵信息。

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3.4 關(guān)于命令與響應(yīng)
??? ISO/IEC 18000-1規(guī)定了ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)中的命令分為以下四類:
??? (1)強(qiáng)制性命令。強(qiáng)制性命令是具有兼容性的所有應(yīng)答器均應(yīng)滿足的命令,具有兼容性的讀寫器也必須支持所有的強(qiáng)制性命令。
??? (2)選擇性命令。選擇性命令是那些在ISO/IEC18000中規(guī)定了的命令,(盡管不必設(shè)置成使用這些命令,)但讀寫器應(yīng)從技術(shù)上有能力實(shí)現(xiàn)所有在ISO/IEC18000中規(guī)定的選擇性命令。應(yīng)答器可以支持選擇性命令,也可以不支持選擇性命令。
??? (3)自定義命令。自定義命令可以在ISO/IEC18000的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中被允許,但自定義命令將不在該國際標(biāo)準(zhǔn)中明確指定。
??? (4)專用命令。專用命令可以在ISO/IEC18000的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中被允許,但專用命令將不在該國際標(biāo)準(zhǔn)中明確指定。
在ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)各部分標(biāo)準(zhǔn)中具體規(guī)定有各頻點(diǎn)及工作模式下的詳細(xì)的命令格式及相應(yīng)于命令的響應(yīng)格式。
4 地位與作用
4.1 一般要求

??? 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究顯然是定位在統(tǒng)攬全局的制高點(diǎn)上對有關(guān)具體內(nèi)容給予恰當(dāng)?shù)暮Y選、沒有大的偏差和遺漏,對并行內(nèi)容、可相互替代內(nèi)容進(jìn)行深層次地分析、感悟和酌定。所制定的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是既強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的通用性,也強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的可操作性。因而,研究或處理與標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)有關(guān)的具體問題,需要花費(fèi)大量的時(shí)間、精力,同時(shí)也要求具體參與者對相關(guān)技術(shù)(專項(xiàng))內(nèi)容有深入而全面的了解與把握。
??? 對于ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)來說,了解并把握了ISO/IEC18000-1(此為面)也就基本把握了ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn),如果再研究一個(gè)具體頻段的特例,則會對ISO18000系列標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)較為全面的把握(此為點(diǎn))。
4.2 地位與作用
??? 通過以上的分析討論,就ISO/IEC 18000-1及ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn),可以得以下總的概括:
ISO/IEC18000-1標(biāo)準(zhǔn)起著統(tǒng)領(lǐng)ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn),定位于空中接口通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了共同遵守的讀寫器與標(biāo)簽的通信參數(shù)表,統(tǒng)一了本系列標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)問題的基本規(guī)則的作用。
??? 因而,ISO/IEC 18000-1是ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)總綱,一個(gè)共同遵守的框架性規(guī)定,同時(shí)也是(提供了)后續(xù)各部分標(biāo)準(zhǔn)的模板。
??? ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)在ISO/IEC 18000-1統(tǒng)一規(guī)范下的依據(jù)頻率劃分,針對RFID用于單品管理應(yīng)用,側(cè)重于無線通信參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化,定位于標(biāo)簽與讀寫器無接觸通信的空中接口層面的通信協(xié)議集。
參考文獻(xiàn)
1 International Standard ISO/IEC 18000-1 First Edition 2004-09-15 Information Technology—Radio Frequency Identification for item management—Part 1: Reference architecture and definition of parameters to be standardized

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