射频识别(RFID)技术

ISO18000-6C

作者：陈广日期：2019-4-2

ISO18000-6C 标准又称为 EPC C1 G2（ EPC Radio-Frequency Identity Protocols Class 1 Generation 2 UHF RFID protocol，EPC射频识别协议第一类第二代超高频 RFID 协议），用于 860-960MHz 的通信。它的前身是由 EPCglobal 组织于 2004 年开发的 GS1，并于2006年7月被批准为 ISO 18000-6C。它定义了在 860-960MHz 频率范围内工作的标签的空中接口参数，并在此范围内允许不同区域使用不同的频率。这个标准有几个版本，最新版本是 Gen2v2，于2013年首次推出，2015年批准，并在协议中引入了若干新的特点。

内存结构

Gen2 标签的内存可分为 4 个区：

保留内存（Reserved Memory）
EPC 存储器（EPC Memory）
TID 存储器（Tag Identification (TID) Memory）
用户存储器（User Memory）

图 1：逻辑内存映像

每个内存区域以 16 位长（称为“字”）为单位进行访问，从字 0 开始。

保留内存

内存的保留区存储了标签的访问（Access）和灭活（Kill）密码（各占 32bit），其中灭活密码使得标签永远处于静默状态，即被销毁。32bit 访问密码允许标签转换为安全状态。处于安全状态的标签可以执行所有访问命令，包括向被锁定的块写入数据。在使用前必须先设置访问和灭活密码，灭活密码存储在保留内存的 00h 到 1Fh 位置，MSB（最高有效位）在前。如果灭活密码为 0，标签无法执行灭活操作，标签默认的灭活密码为 0。访问密码为 32bit，存储在保留内存的 20h 到 3Fh 位置，MSB（最高有效位）在前。标签默认的访问密码为 0。

EPC 存储器

EPC 存储器由三部分组成：

16bit 循环冗余效验码（CRC-16），用于错误检测。
16bit 协议控制码 PC（Protocol Control）。
EPC 码。

图 2：EPC 存储器布局

协议控制码管理有多少位 EPC 被发送回读写器，而不考虑区域中 EPC 数据的实际长度。标准是 96bit，但是如果你需要发送更多呢？长度在 PC 中定义。内存中 EPC 数据的总字数取决于芯片制造商。

协议控制码（PC）

协议控制码组成如下图所示：

图 3：协议控制码

EPC 长度：前 5 个位指示 EPC 数据（图2中的【EPC 数据】部分）的长度。（00000）表示 EPC 长度为 0；值（00110）表示长度为 6 个字的 EPC，我手上的所有 18000-6C 标签都是这个值；值（11111）表示长度为 31 个字的 EPC（496-bit）。
用户内存指示位（User Memory Indicator bit，UMI）：此位使用两种模式：fixed（固定）或 computed（计算）模式。
- 固定模式：由芯片制造商设置；如果标签没有用户内存，则此位为 0，如果标签支持用户内存，则此位设置为 1。
- 计算模式：在启动或是在用户内存的第一个字写入数据时，由标签芯片计算。计算方法是将用户内存的第 0 个字的第3到第7位上的5个二进制数进行或运算，结果存放在用户内存指示位中。也就是说 3~7 位只要有一个位的值为 1，则 UMI 为 1；如果 3~7 位全部为 0，则 UMI 为 0。下图是用户内存的第一个字：

图 4：用户内存的第 0 号字

扩展协议控制指示位：此位标识在 EPC 存储器的第 21 号字上是否存在 Extended Protocol Control Word 1 (XPC_W1)。如果标签芯片不支持扩展协议控制（Extended Protocol Control，XPC），则此位由标签芯片制造商设置为 0。我手上的所有标签都不支持扩展协议控制。
数字系统标识切换位：此位标识 EPC 数据区域中的数据（图2中的【EPC 数据】部分）是遵守 GS1 EPCGlobal™ 还是 ISO/IEC 15961 编码方案。如果遵守的是 GS1 EPCGlobal™ ，则数字系统标识切换位为 0（我手上的标签此位都为 0）；如果遵守的是 ISO/IEC 15961，则此位值为 1。

EPC

EPC（Electronic Product Code）即电子产品编码，是一种编码系统。它建立在EAN.UCC（即全球统一标识系统）条型编码的基础之上，并对该条形编码系统做了一些扩充，用以实现对单品进行标志。EPC 的载体是 RFID 电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。EPC 旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC 是一个完整的、复杂的、综合的系统。

EPC 存储在以 20h 存储地址开始的 EPC 存储器内，MSB 优先。我手上所有 18000-6C 标签的 EPC 码的长度都为 6 个字（12字节）。

TID 存储器

TID（Tag Identifier）存储器携带无法更改或删除的唯一标签标识符。此 ID 标识标签本身，而不是应用到的项。

图 5：TID 存储器的前 2 个字（32-bit）

C1G2 协议下，标签的 TID 数据格式统一以 0xE2 开头。0x003 表示芯片厂商代号为 Alien，各支持 Gen2 协议的芯片厂商向 EPCglobal 申请获得唯一的代号，常见厂商代码见下表。在 18000-C 规范中此位置又称为掩模设计标识符（mask designer identifier）。0x412 表示芯片型号（tag model number）。从 20h 之后存储的是芯片序列号 TID。

常见芯片厂商代号：

厂商	地址 08h=0（无XTID）	地址 08h=1（携带XTID）
Impinj	001	801
Texas Instruments	002	802
Alien Technology	003	803
Intelleflex	004	804
Atmel	005	805
NXP Semiconductors	006	806
ST Microelectronics	007	807
EP Microelectronics	008	808
Motorola (Formerly Symbol Technologies)	009	809
Sentech Snd Bhd	00A	80A
EM Microelectronics	00B	80B
Renesas Technology Corp	00C	80C
Mstar	00D	80D
Quanray Electronics	00F	80F

TID 编号长度通常为 32-80bit，并且包含芯片类型和制造商。
某些标签有一个扩展的 TID 码，被称为 XTID。
TID 存储器的内容只能读取，无法重写。
每个 TID 码地都是唯一的，可用于唯一标识一张标签。

用户存储器

用户内存是可选的，并且可以有不同的大小，通常是 512 位，在某些标签中最多可以有 4 或 8k 的内存。此内存用于不适合放在 EPC 存储器的其他数据，例如临时或维护日志、过期日期和其他数据。

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