射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）.pdf

射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）中国电子技术标准化研究院2023 年 11 月前言前言近年来，射频识别（RFID）技术作为物联网感知层的关键技术，为推动产业实现信息化、数字化转型，促进企业实现经营管理的可视化和透明化，形成数据驱动的高效运营管理模式提供了重要的技术支撑。RFID 技术在物流、制造、零售、医药、安防、民航、交通管理、防伪追溯、民爆、资产管理、动物识别、图书馆、军事等领域发挥出越来越重要的作用，显示出巨大的发展潜力和广阔的应用前景。为进一步梳理 RFID 技术现状和发展趋势、行业应用情况、RFID 标准制定和应用实施情况，充分发挥标准化支撑作用，进一步推动 RFID 产业高质量发展，中国电子技术标准化研究院组织编写了射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）。蓝皮书介绍了低频、高频、超高频 RFID 系统的工作原理、技术特征和应用特点以及 RFID 天线技术、中间件技术、标识技术和安全技术现状；分析了 RFID 芯片、标签与传感器融合、特种标签、RFID 读写器网络化和智能化、RFID 动态自适应读写技术、RFID 智能读写技术和 RFID 无线感知技术发展趋势；详细剖析了物流、交通管理、零售、制造业、工业建造、电力、民爆、防伪追溯、停车场管理、资产管理、仪器仪表等领域的发展现状、RFID 技术应用现状、面临的问题以及 RFID 标准化现状及需求；梳理了国际和国内相关标准化组织、国际标准分类及明细表、我国标准体系制定原则、标准体系框图和标准明细表；最后围绕 RFID 国际标准化、标准体系完善、自主创新标准的实施和应用、应用标准研制、测试认证公共服务平台建设等方面提出了工作建议。目录一、概述.1（一）RFID 定义.1（二）应用情况.2（三）政策支持.3（四）标准情况.5二、技术原理.6（一）低频 RFID 系统.61、系统工作原理.62、系统主要技术特征.63、应用特点.6（二）高频 RFID 系统.71、系统工作原理.72、系统主要技术特征.73、应用特点.7（三）超高频无源 RFID 系统.81、系统工作原理.82、系统主要技术特征.103、应用特点.12（四）超高频有源 RFID 系统.131、系统工作原理.132、系统主要技术特征.143、应用特点.14（五）RFID 天线.151、RFID 天线概述.152、RFID 标签天线.163、RFID 读写器天线.17（六）RFID 中间件.171、RFID 中间件基本概念.172、RFID 中间件主要技术特征.18（七）标识技术.191、RFID 标识技术概述.192、TID.193、EPC.194、OID.20（八）安全技术.211、RFID 安全技术概述.212、RFID 鉴权.213、RFID 加密.224、其它 RFID 安全技术.23三、发展趋势.25（一）RFID 芯片.251、读写器芯片.252、标签芯片.253、有机 RFID 标签.27（二）标签与传感器技术融合.271、RFID 传感器标签工作原理.272、RFID 传感器标签应用.29（三）特种标签.301、特种标签技术特点.302、特种标签应用.31（四）RFID 网络化与智能化.341、RFID 读写器网络化协同.342、RFID 读写器边缘融合.343、RFID 智能读写技术.35（五）RFID 动态自适应读写技术.351、功率自适应控制技术.352、空中接口自适应技术.363、移动读写技术.364、多波束相控天线技术.37（六）RFID 无线感知.381、RFID 无线感知概述.382、RFID 生命体征感知.383、RFID 动作行为感知.394、RFID 空间位置感知.41四、行业应用.42（一）物流.421、发展现状.422、RFID 应用情况介绍.433、面临问题.444、RFID 标准化现状和需求.45（二）交通管理.461、发展现状.462、RFID 应用情况介绍.463、面临问题.484、RFID 标准化现状和需求.49（三）零售.511、发展现状.512、RFID 应用情况介绍.523、面临问题.524、RFID 标准化现状和需求.53（四）制造业.531、发展现状.532、RFID 应用情况介绍.543、面临问题.564、RFID 标准化现状和需求.57（五）工业建造.591、发展现状.592、RFID 应用情况介绍.603、面临问题.624、RFID 标准化现状和需求.62（六）电力.631、发展现状.632、RFID 应用情况介绍.643、面临问题.664、RFID 标准化现状和需求.67（七）民爆.671、发展现状.672、RFID 应用情况介绍.683、面临问题.694、RFID 标准化现状和需求.69（八）防伪追溯.701、发展现状.702、RFID 应用情况介绍.703、面临问题.714、RFID 标准化现状和需求.71（九）停车场管理.731、发展现状.732、RFID 应用情况介绍.743、面临问题.744、RFID 标准化现状和需求.76（十）资产管理.761、发展现状.762、RFID 应用情况介绍.773、面临问题.794、RFID 标准化现状和需求.79（十一）文件档案管理.801、发展现状.802、RFID 应用情况介绍.803、面临问题.804、RFID 标准化现状和需求.81（十二）仪器仪表.821、发展现状.822、RFID 应用情况介绍.833、面临问题.864、RFID 标准化现状和需求.87五、标准情况.88（一）标准化组织.881、国际标准化组织.882、国内标准化组织.90（二）标准体系.911、国际标准分类.912、我国标准体系制定原则.913、我国标准体系.92（三）标准清单.941、国际标准.942、国内标准.105六、工作建议.1201、积极推动国际标准化工作.1202、根据技术发展趋势完善标准体系.1203、进一步推动自主标准实施和应用进程.1204、加强应用标准研究和制定工作.1215、持续推进测试认证公共服务平台建设.121射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）1一、概述（一）RFID 定义一、概述（一）RFID 定义射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种利用电磁场耦合或电磁波传播实现信息交换，达到对目标识别、读取、写入信息的技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别，可实现数据采集、自动识别和无线传感。射频识别涉及并融合了信息和通信、先进制造、材料、装备及工艺等诸多前沿和高新技术领域，与条码识别技术相比，它具有载体携带信息量大、可靠性高、识别速度快、识别距离远、非可视识别、方便快捷等优势，应用涵盖面广，渗透力强，不仅对诸多产业带来重大影响，还将给人们的生活带来深刻变化。典型的 RFID 系统包括 RFID 读写器和标签，根据系统工作频段可划分为低频（LF）RFID 系统、高频（HF）RFID系统和超高频（UHF）RFID 系统。低频（LF）RFID 系统典型工作频率为 134kHz 或 125kHz，高频（HF）RFID 系统典型工作频率为 13.56MHz，超高频 RFID 系统典型工作频率为 920MHz 和 2.45GHz，RFID 系统实际工作频率应符合国家及地方无线电法规的具体规定。根据 RFID 标签是否携带电池供电，可分为无源 RFID和有源 RFID。无源 RFID 标签不携带电池，标签工作所需射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）2能量来自读写器辐射。有源 RFID 标签携带电池，为标签工作提供能量。无源 RFID 标签依赖读写器辐射的能量进行工作，在脱离读写器辐射能量的情况下无法主动发送信号工作，因此，也称为被动式（Passive）RFID。有源 RFID 标签携带电池可以主动发送信号工作，因此，也称为主动式（Active）RFID。（二）应用情况（二）应用情况近年来，随着电子、通信、信息技术与制造工艺的飞速发展，以及电子标签成本的大幅下降，RFID 技术步入了商业化广泛应用的阶段，广泛应用于物流、交通运输、生产制造、资产管理、零售、医疗、防伪等行业。在物流仓储中，RFID 技术能够实现自动化、信息化管理，提高货物的运转效率。利用 RFID 技术可以实现物流供应链上的物流信息管理，帮助企业实现物流信息的即时获取和管理，提高物流配送效率和准确度。同时，RFID 标签还可以帮助企业对仓储货物进行智能管理，实现自动化的库存管理。在零售行业，商场、超市等零售场所可以采用 RFID 技术管理商品，实现商品的实时监控、定位、管理和追溯。在商品结算环节，RFID 技术也可以实现自助结算和积分管理，提高消费者的购物体验。在交通管理中，RFID 技术可以实现车辆的识别和追踪。射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）3通过 RFID 标签对车辆进行跟踪和管控，可以提高道路交通的安全性和通行效率。在生产制造中，RFID 技术可以实现各种生产数据采集的自动化和实时化，及时掌握生产计划和生产线生产状态，有效跟踪、管理和控制生产所需资源和在制品，实现生产过程的透明化和可视化管理，增强生产现场物料配送的及时性和准确性，提高产品质量和生产效率。总之，RFID 技术已经广泛应用于各个领域，极大地方便了人们的生活和工作。随着技术的进步，RFID 技术的应用也将不断探索和拓展，为人们创造更加便捷、高效、科技化的生活方式。（三）政策支持（三）政策支持射频识别技术作为物联网感知层的关键技术，为推动产业实现信息化、数字化转型，促进企业实现经营管理的可视化和透明化，形成数据驱动的高效运营管理模式提供了重要的技术支撑。近年来，我国相继出台的相关政策文件中，都涉及到射频识别领域，持续支持和引导射频识别产业的发展。2023 年 8 月，工业和信息化部、科技部、国家能源局、国家标准化管理委员会印发了 新产业标准化领航工程实施方案（20232035 年），提出“标准化在推进新产业发展中发挥着基础性、引领性作用”，“研制大数据、物联网、射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）4算力、云计算、人工智能、区块链、工业互联网、卫星互联网等新兴数字领域标准”。2022 年 5 月，交通运输部发布了 交通运输标准化“十四五”发展规划，提出“加快基础条件、作业程序、装备技术和服务质量等方面标准制修订”，包括联运旅客行李电子射频标签数据规范等标准。2021 年 10 月，工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室、科学技术部、生态环境部、住房和城乡建设部、农业农村部、国家卫生健康委员会、国家能源局等八部门联合印发物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023 年），提出“加快智能传感器、射频识别（RFID）、二维码、近场通信、低功耗广域网等物联网技术在建材部品生产采购运输、BIM 协同设计、智慧工地、智慧运维、智慧建筑等方面的应用。利用物联网技术提升对建造质量、人员安全、绿色施工的智能管理与监管水平”。2021 年 11 月，工业和信息化部印发了“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划，提出“打通企业数据链，通过智能传感、物联网等技术推动全业务链数据的实时采集和全面贯通”。2021 年 12 月，工业和信息化部发布了“十四五”民用爆炸物品行业安全发展规划，提出“探索 5G 通信与无线射频识别（RFID）等智能传感技术在生产、运输、储射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）5存过程控制环节的应用，实现原料制备、制药、装药、包装、装卸车、出入库等全流程数据采集与监控，应用先进控制与实时优化技术提高生产过程自动控制与管理水平”。2021 年 12 月，国务院办公厅印发了“十四五”冷链物流发展规划，提出“推进冷链设施数字化改造。推动冷链物流全流程、全要素数字化，鼓励冷链物流企业加大温度传感器、温度记录仪、无线射频识别（RFID）电子标签及自动识别终端、监控设备、电子围栏等设备的安装与应用力度，推动冷链货物、场站设施、载运装备等要素数据化、信息化、可视化，实现对到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各作业环节数据自动化采集与传输”。（四）标准情况（四）标准情况在射频识别领域，经过多年的发展以及国家政策的引导扶持，目前我国已建立起较为完整的射频识别领域的标准体系，制定了一批关键技术标准，基本满足国内相关领域产业发展需求。近年来，射频识别技术作为物联网的核心技术之一，在物流、制造、零售、医药、安防、民航、交通管理、防伪追溯、民爆、资产管理、动物识别、图书馆、军事等领域发挥出越来越重要的作用，应用范围越来越广，各种创新产品和服务不断涌现。虽然各个行业制定了相关应用标准，指导射频识别技术在相关领域的应用推广，但随着 RFID 技术发展以及应用领域不断扩大，催生出更多的标准化需求。射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）6二、技术原理（一）低频（一）低频 RFID 系统系统1、系统工作原理符合 ISO/IEC 18000-2 标准的低频 RFID 系统通常工作在 134kHz，读写器向标签发送低频电磁信号，当标签处于读写器有效读写范围内时，天线感应电流会激活标签接收读写器命令和返回响应，实现读写器与标签的相互通信，信息采用 Manchester、Miller 等编码方式，读写器与标签之间以询问与应答的方式实现标签读写。2、系统主要技术特征低频 RFID 属于无源 RFID 技术，系统识别距离通常在几厘米到几十厘米之间，少数应用场景可以到几米。由于较低的工作频率，低频 RFID 信号具有较好的穿透特性，不易被遮挡，有较好的抗电磁干扰能力，对金属或液体等介质环境有良好的抗干扰效果。低频标签由标签芯片和线圈天线组成，标签内部设有存储器（例如，512 位 EEPROM 存储器），用于存储标签 TID 信息和少量应用信息。3、应用特点低频 RFID 技术被广泛用于牲畜、宠物等动物标识和追踪。低频信号的传播特性使得 RFID 信号具有较好的穿透能力，不易受到环境和遮挡干扰。低频信号链路衰退快，RFID通信距离较近，数据传输速率相对较慢，因此适用于近距离、射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）7小数量的识别管理应用。（二）高频（二）高频 RFID 系统系统1、系统工作原理符合 ISO/IEC 18000-3 标准和 GB/T 33848.3-2017 标准的高频 RFID 系统通常工作在 13.56MHz，高频 RFID 系统中读写器与标签之间基于电磁耦合原理进行通信，读写器发送高频信号，当标签置于读写器电磁辐射范围内时，标签的电感线圈会产生感应电流，并从电磁场的变化中获取信息，标签通过调制电感线圈的负载来向读写器返回信息数据。2、系统主要技术特征高频 RFID 属于无源 RFID 技术，由于电磁通信信号易衰减，高频 RFID 通信距离一般在几厘米到几十厘米，数据传输速率一般在几十 kbps 到几百 kbps。标签包含一个 64位的 TID 标识，用于在识别过程中唯一标识标签。高频 RFID系统通常应用于单标签识别应用，但 RFID 读写器与标签的空中接口协议提供了多标签防碰撞机制，可以支持高频RFID 的多标签识别应用。ISO/IEC 18000-3 标准定义了基于随机的防碰撞协议，使得高频 RFID 系统可以实现每秒几百张标签的识别应用。3、应用特点高频RFID作为识别卡时被广泛应用于智能卡、公交卡、门禁卡等场景，实现基于卡的身份识别与服务、管理应用。射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）8高频 RFID 具备良好的抗干扰能力、通信可靠、数据传输速率高等特点。高频 RFID 作为标签时被广泛用于工业产线托盘识别、图书档案管理、药品追踪、设备管理、零售以及工具管理等场景。受限于信号传播距离，多数的高频 RFID 应用为近距离识别场景。（三）超高频无源（三）超高频无源 RFID 系统系统1、系统工作原理符合 ISO/IEC 18000-6 标准和 GB/T 29768-2013 标准的超高频无源 RFID 系统工作在 900MHz 频段。RFID 在国际范围内工作频段为 860MHz960MHz 频段，具体根据各国频率法规执行。我国国家无线电管理委员会2007205 号文 件（试 行）规 定 RFID 工 作 在 840MHz845MHz 和920MHz925MHz 频段，2023 年 1 月对该文件进行修订征集 意 见，建 议 超 高 频 无 源 RFID 工 作 频 段 为920MHz925MHz。超高频无源RFID系统信道带宽250kHz，其 5MHz 频谱带宽可划分为多个信道，支持多读写器同时工作。超高频无源RFID系统采用反向散射调制技术实现标签到读写器的通信，读写器向标签交替发送命令和连续载波，处于读写器辐射的电磁能量场内的标签通过耦合读写器命令信号中的能量激活标签，解析读写器命令信息，并通过改变标签芯片与天线之间的阻抗匹配实现对反射载波的信息射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）9调制，实现从标签到读写器的通信。受限于标签复杂度、成本与能量，读写器与标签之间采用较简单 ASK 幅度调制进行通信，信息速率通常在几十 kbps 到几百 kbps。超高频无源 RFID 系统采用读写器先讲的工作模式，读写器发送命令，标签响应。当标签进入读写器辐射场内时，读写器发送命令激活标签，标签解析命令后进行响应。当辐射场区内有多个标签时，系统通过防碰撞机制来解决标签响应冲突，实现多标签的同时读取。在读写器辐射场区之外，标签处于掉电状态。超高频无源RFID系统在多标签识别中会产生标签响应信号碰撞而影响标签的正常识别和效率。RFID 系统通常采用基于随机多址的防碰撞机制来解决标签冲突，标签收到读写器命令后，随机选择一个时隙进行回复，读写器对所有标签的响应信息进行统计后再发送命令调整标签响应概率，以使得多标签的竞争处于最优的状态。超高频 RFID 读写器对标签的识别过程一般分为选择、清点和访问三个过程。读写器通过包含标签特定信息的选择命令，选定一类标签进行响应，接着发送清点命令（也称为盘点命令）对标签进行清点，标签运行防碰撞协议解决多标签冲突，被识别到的标签向读写器返回物品编码信息等。在读写器识别到特定标签后，可以对标签存储区进行读写操作，实现应用数据的读取和写入。RFID 读写器还可以向特射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）10定标签发送杀死命令，通过执行杀死命令可以永久禁止标签的激活，被杀死的标签无法再响应任何读写器命令，也无法被继续使用。2、系统主要技术特征超高频RFID读写器通过标准无线接口协议与标签进行半双工通信，读写器发送命令，标签响应，实现标签信息读取或写入。一款超高频无源 RFID 读写器设备至少具备以下技术特征：（1）空中接口协议：符合或兼容 ISO/IEC 18000-6 B/C 或GB/T 29768-2013 标准协议，或其它定制协议；（2）数据通信接口：至少包括串行通信、无线局域网/BT、以太网、4G/5G 等一个或多个接口，或其它定制通信接口，可接收应用系统指令，并将读取的标签信息传至应用系统；（3）发射功率：全向等效辐射功率不大于 2W，或符合国家及地区无线电法规规定的辐射值；（4）天线：一个或多个，多个天线通常为分时工作模式，以增大无线覆盖。超高频无源标签通常由标签芯片和天线构成，标签根据应用需求设计不同的封装材质和形态，以使得在实际应用中得到良好的防护和更优的系统性能。超高频无源标签芯片灵敏度是指芯片启动工作的最小功率值，单位为 dBm，灵敏度越高（值越低），系统性能越好；写标签所需功率要大于射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）11读标签所需功率，因此，通常所说灵敏度多指读标签灵敏度。受益于标签芯片制作工艺和技术的进步，当前行业标签芯片的读灵敏度水平大约在-18dBm 至-23dBm（2005 年约-10dBm）。标签芯片内部一般会预设 TID、产品代码、用户区和保留区的存储区域，其中 TID 区域为 32bit、64bit 或96bit，产品代码为 96bit 或 128bit，用户区会根据需求设计为不同大小，多的可到 1k 至 2k bit 位的存储区域。超高频无源RFID系统的基本性能指标包括以下三个方面：（1）标签读写距离：正确读取标签信息的距离或向标签写入信息的距离；（2）标签读写效率：单位时间读写标签的数目或读写单个标签的时间；（3）标签读写成功率：一次读写应用中读/写目标标签的成功率。受限于标签无源和成本约束，超高频无源 RFID 系统无线链路较为脆弱，容易受到标签灵敏度、介质、天线、环境等多方面因素影响，约束 RFID 系统性能的主要因素包括：（1）标签灵敏度：取决于标签芯片灵敏度、芯片与天线的匹配等，更高的标签灵敏度可以在标签侧获得更大的接收功率，提升系统的通信距离或可靠性；（2）介质：标签容易受到金属、液体、橡胶等介质的影射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）12响而降低性能，但通过针对特定介质而专门设计的标签可以减少这种性能衰退。然而，当针对特定介质设计的标签在介质环境发生变化时，标签的性能也可能随之变化；（3）天线：天线是影响标签性能的一个关键因素，标签封装形态、材质、工艺等都可能对标签天线性能产生影响，从而影响系统的性能；（4）环境：RFID 信号在传播过程中容易受到周围环境的反射而带来的多径干扰，多径信号的叠加可在标签端或读写器端产生不确定的信号衰落，从而降低标签读取距离或可靠性等。当前实际应用中，超高频无源 RFID 标签的识别距离约为 10m20m，采用更大增益的读写器天线或更高灵敏度的标签可提升识别距离。限制 RFID 系统识别距离因素主要包括读写器辐射功率、读写器接收机灵敏度、标签灵敏度以及天线效能等。得益于更远的辐射距离和更优的多标签处理机制，超高频无源 RFID 系统可以实现较远距离的多标签快速识别，在不同环境下读写器可以实现每秒几十到几百张标签读取速度。3、应用特点超高频无源 RFID 具有成本低、识别距离远、多标签识别速度快等优点，被广泛应于仓储物流、资产管理、服装零售、图书档案和生产制造等各个行业应用场景。经过十几年射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）13的技术与应用发展，超高频无源 RFID 技术正在进入规模应用发展初期，未来应用市场潜力巨大。超高频无源 RFID 除了标签识别应用外，基于 RFID 标签反馈的信号强度、相位、时间、读写次数等信息实现 RFID定位、动作识别、环境感知等应用正在成为新的 RFID 应用方向。（四）超高频有源（四）超高频有源 RFID 系统系统1、系统工作原理超高频有源 RFID 是一种远距离的无线射频识别技术，因标签具有电池供电，可实现几十到几百米的通信距离，且具有良好的抗干扰能力，可以实现更可靠、安全的标签识别及传感器数据采集。超高频有源 RFID 系统典型的工作频率有 433MHz、2.45GHz，其中大部分系统工作于 2.45GHz 频段。典型的有源 RFID 技术空中接口标准包括工作于433MHz的ISO/IEC 18000-7标准和工作于2.45GHz的GB/T28925-2012 标准。在行业应用中，大部分非标准化的超高频有源 RFID 系统通常采用标签主动上报的工作方式，标签周期性地发送，或因传感器、事件触发而向读写器发送标签数据，完成对标签的识别和数据采集。当多个标签的数据在读写器接收端产生冲突时，采用随机退避的方式进行竞争发送。符合 ISO/IEC 18000-7 和 GB/T 28925-2012 标准的有源射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）14RFID 系统会定义唤醒、防碰撞、标签识别等更完备的交互过程和读写命令，能够更大程度满足不同应用场景需求。ISO/IEC 18000-7 标准定义了一种基于帧时隙 ALOHA 的方式，解决标签识别过程的冲突。GB/T 28925-2012 标准定义了一种成帧的二进制树协议实现多标签防碰撞。2、系统主要技术特征超高频有源 RFID 读写器与标签通常采用对称链路设计，双向采用相同的调制方式、信息速率和编码等通信设置。有源 RFID 读写器具有更多的数据接口、存储和安全能力。标签因电池供电、成本和尺寸限制，通常设计较小，内部处理器、存储、接口、天线都需要考虑小型化、低功耗和低成本约束。有源标签更易于携带传感器，实现环境监测、定位等应用。有源 RFID 标签采用电池供电，标签发射功率较小，典型的功率值在 3dBm 至 20dBm 左右，信息速率 2Mbps、1Mbps、250kbps 或更低。有源 RFID 标签可以设计更大的存储，从几十到几百 KB，或按需求设计更大的存储区，以存储传感器数据或业务数据。3、应用特点超高频有源 RFID 系统即具有较远的通信距离，增加读写器覆盖范围，又支持高效的防碰撞协议，可以实现多标签的快速识别，能更好解决远距离、高可靠、多标签识别管理射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）15应用需求，特别是标签携带传感器可实现标签的环境监测与实时定位。基于上述技术特点，超高频有源 RFID 被广泛应用于人员追踪、贵重资产监管、仓储物流、车辆识别、环境监测和实时定位等应用场景。例如，超高频有源 RFID 在婴儿腕带的应用中具有实时定位和跟踪功能，实现婴儿身份识别和位置追踪。在资产管理应用中，有源标签可实现资产的实时监管，当发生非法移动或标签拆卸时，会自动向后台报警。在集装箱、车辆追踪应用中，可通过加装有源标签实现集装箱、车辆的位置追踪、安全管理、快速盘点等，有助于提高物流可视性、加强集装箱安全性，提升运输和物流管理的效率。（五）（五）RFID 天线天线1、RFID 天线概述RFID 系统中读写器、标签在天线设计和使用上有不同的技术要求和特点，低频/高频 RFID 系统与超高频 RFID 系统因工作频段差异而有不同的天线形态和技术特征，读写器天线与标签天线也因为产品形态、工艺而出现较大差异。低频/高频天线以线圈形态为主，超高频天线多为普通的远场天线，读写器多为外置天线，而标签多为内置一体化天线。从生产制造过程上，读写器天线通常独立生产和连接部署，标签天线通常一体设计、封装和生产，天线作为标签紧密结合的一部分。射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）162、RFID 标签天线（1）低频/高频 RFID 标签天线低频/高频 RFID 标签采用线圈天线，电子标签与读写器之间采用电感耦合方式工作。低频/高频 RFID 标签天线具有成本低、高效率、低污染的特性。低频/高频 RFID 标签天线形状会根据封装要求设计不同大小、形态，天线的制作工艺主要有线圈绕制法、蚀刻法、印刷法等。（2）超高频无源 RFID 标签天线超高频无源 RFID 标签一般设计为偶极子线极化天线，特别要求下也可设计圆极化天线。超高频无源 RFID 标签在应用中形状各异，因此天线也随标签形状需要重新设计大小和形态。为采用微带贴片型或偶极子型的 RFID 天线。超高频无源 RFID 标签一般是全向天线，但实际应用中因与读写器天线的相对位置不确定，无法确保最佳接收角度。超高频无源 RFID 天线设计过程中频段、天线基底与辐射导体材质、天线形态以及天线与芯片的阻抗匹配对会对天线性能产生较大影响。另外，在标签天线设计过程中应尽可能考虑标签使用场景中的介质干扰。（3）超高频有源 RFID 标签天线超高频有源RFID标签天线一般采用线极化的偶极子天线，可内置于 PCB 板表面，也可以独立安装在标签外部。实际应用中，有源 RFID 标签天线采用 PCB 天线形式，封射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）17装在标签内部，便于标签安装、悬挂等应用。3、RFID 读写器天线RFID 读写器天线在设计原理上与标签天线相同，相比较标签天线，读写器天线主要是在天线极化、形态、结构和安装上与标签存在差异。低频/高频 RFID 读写器天线与标签天线同为线圈天线方式，超高频读写器天线可以根据应用场景需求，使用全向天线或定向天线，采用线极化或圆极化方式，相比较标签天线更加灵活，能够更多的照顾到 RFID 系统对射频性能和信号覆盖方面的技术要求。超高频无源 RFID 读写器在应用中会使用多天线，以增加覆盖范围，多个天线之间采用时间轮询方式，可以通过设置确定每个天线的工作时间。超高频无源 RFID 读写器天线大多数情况下会选择圆极化天线，以降低读写器天线与标签天线的极化匹配误差。对于一些确定的场景，读写器也可以使用线极化天线，来平衡更合适的尺寸、指标和成本。在一些对 RFID 信号需求精确控制的应用中，读写器会使用相控天线，实现更高的增益和更准确的波束控制。（六）（六）RFID 中间件中间件1、RFID 中间件基本概念RFID 中间件是一种介于读写器与上层应用程序之间的功能软件，主要实现 RFID 读写器管理、事件管理、数据处射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）18理等功能，中间件技术是 RFID 大规模应用、场景深度应用的关键技术。RFID 中间件从应用程序接收任务需求，通过对需求进行分析，确定读写任务，并向读写器发送读写命令，接收从标签返回的数据，在对标签返回数据进行解析、解析、过滤和处理后，将任务执行结果上报应用程序。2、RFID 中间件主要技术特征RFID 中间件在简单的 RFID 应用系统中主要实现读写器的管理和读写控制，多以整合、串联 RFID 读写器为目的，中间件应用程序接口由读写器厂商主动提供。在大型 RFID应用系统中，中间件主要负责读写器设备管理、RFID 事件模型、RFID 数据管理以及 RFID 数据解析与处理等，实现应用程序与读写器设备的解耦，使得业务软件与读写器能更快速的连接应用。一般RFID中间件可以作为功能模块嵌入应用软件中或独立部署，也可以嵌入读写器内部，连接应用软件与读写器。在大型 RFID 应用中，RFID 中间件可采用分布式架构，提高读写器设备管理与协作效率。在一些特殊的应用中，中间件也可以独立的软硬件设备形态使用，以满足 RFID 应用中对读写器控制、数据处理、存储等特别要求。当前，中间件技术在 RFID 系统中使用还有待进一步发展，尽管 EPC Global 曾提出中间件技术标准，但目前 RFID行业应用中并没有成熟统一的中间件技术规范和应用模式。射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）19（七）标识技术（七）标识技术1、RFID 标识技术概述RFID 标识技术基于对物体附着的 RFID 标签实现对物体的唯一识别和数据交换，具有非接触、快速、无线化和灵活等特点，广泛应用于物流、零售、医疗、制造业、资产管理、供应链管理等领域。2、TIDTID 是 RFID 标签中的一个数据字段，用于唯一标识一个 RFID 标签。TID 信息通常由标签类型、厂商代码、芯片型号以及唯一识别编码组成，以确保 RFID 标签标识符的唯一性。通过读取 TID，可对不同的标签进行识别和区分，实现对物体的精确识别和跟踪。某些应用场景中 TID 还可用于识别标签的制造商、日期和批次等信息。TID 的数据结构和长度通常由 RFID 标签芯片制造商依据相关技术标准设定。3、EPCEPC（Electronic Product Code）即电子产品编码，用于唯一标识物品，是 GS1 标识系统的重要组成内容，可存储于 RFID 标签 EPC 存储区，用于标识物品信息。EPC 码由版本号、域名管理者、对象分类代码和序列号组成。其中，版本号标识 EPC 码的版本，并决定 EPC 编码的长度。EPC 码可以给全球任何一个物品进行编码，具有编射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）20码容量大、兼容性好、国际通用等特点。4、OIDOID（Object Identifier）即对象标识符是 ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会）和 ITU（国际电信联盟）三大国际权威标准组织共同推动的标识体系，用于标识“通信和信息处理世界中的任何事物”。基于 OID 标识体系覆盖全球的顶层设计及分层管理的结构特点使得 OID 能够实现兼容其他的局域标识体系，可作为元标识方案实现全域的互联互通，保证对象在通信或信息处理中正确地定位和管理。OID 标识体系的每个节点的管理者都具有独立的管理权限，可以实现灵活且自主可控的管理模式。各行业领域OID 主管机构可以根据需求自主设计、管理本行业领域的各组织机构、应用系统、实体对象、虚拟对象等 OID 标识注册与分配工作，与上级节点互连时只需要提交对象基本信息，并不需要实时报送 OID 的详细信息，而是按照标准接口进行数据互连。可满足管理自主性和数据互连兼容的需求。目前 OID 标识体系已在全球 208 个国家/地区的医疗卫生、信息安全、网络管理等领域广泛应用，技术成熟，体系完整。在我国医疗卫生、智能制造、产品追溯、信息安全等领域广泛应用。射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）21（八）安全技术（八）安全技术1、RFID 安全技术概述RFID 系统的安全问题涉及标签、读写器、后台数据管理系统以及数据传输、获取、处理、存储等环节。但一般认为读写器与后台数据管理系统间的连接是安全可靠的，安全问题主要源自读写器与标签之间数据在保密性、完整性、可用性等方面受到的安全威胁。RFID 系统安全威胁主要包括物理攻击、空中接口攻击两个方面：（1）物理攻击针对标签和读写器，分为干扰攻击和伪造攻击。干扰攻击是采用一些技术手段扰乱、破坏标签和读写器之间的传输信号，破坏 RFID 系统的可用性；伪造攻击是伪造读写器或标签篡改物联网商品信息和标签使用人员身份，破坏 RFID系统的信用。（2）空中接口攻击利用空中接口协议机制漏洞对数据的完整性、协议的可信性、系统的可用性等方面进行破坏，从而获得标签、用户、读写器等的隐私信息。攻击方式包括窃听攻击、异步化攻击、标签失效攻击、病毒攻击等。2、RFID 鉴权RFID 鉴权用于验证和确认 RFID 系统中标签和读写器身份。系统通过鉴权确保只有经过授权的标签和读写器才能射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）22进行数据交互，防止未经授权的设备或恶意用户访问和篡改RFID 数据，提高 RFID 系统的安全性和可信度。RFID 鉴权的基本原理和方法如下：（1）标签鉴权标签鉴权是验证标签身份的过程。当标签被激活并且通信范围内的读写器需要与标签进行交互时，读写器会向标签发送鉴权请求。标签会根据预设的鉴权规则和密钥进行鉴权操作。常见的鉴权方法包括密码验证、加密算法和挑战-响应协议等。（2）读写器鉴权读写器鉴权是验证读写器身份的过程，确保只有经过授权的读写器能够访问标签。当标签需要与读写器进行交互时，标签要求读写器进行鉴权，以确认其身份。读写器会根据预设的鉴权规则和密钥进行鉴权操作，向标签证明其合法性。（3）双向鉴权双向鉴权是同时对标签和读写器进行鉴权。在交互开始之前，标签和读写器会相互进行鉴权，确保彼此的合法性和身份。3、RFID 加密RFID 加密对 RFID 数据进行加密保护，确保只有授权的用户才能解密和访问数据。RFID 加密的基本原理和方法射频识别（RFID）技术与标准化蓝皮书（2023）23如下：（1）数据加密算法RFID 加密时通常使用加密算法对 RFID 数据进行加密处理。常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。对称加密算法使用相同的密钥对数据进行加密和解密，而非对称加密算法使用成对的公钥和私钥进行加密和解密。（2）密钥管理RFID 加密依赖于合理的密钥管理。密钥用于加密和解密 RFID 数据，因此需要对密钥进行安全存储和分发。密钥可以是预共享的密钥，也可通过密钥交换协议生成。为增强RFID 系统的安全性，密钥的定期更新和轮换是常见的做法。定期更换密钥可降低密钥被破解或泄露的风险。（3）访问控制和鉴权RFID 加密可以与访问控