RFID与IPv6技术融合研究

张鹰+赖文曈

摘要摘要：RFID与IPv6融合可推动物联网更好地发展。介绍RFID（Radio Frequency Identification，RFID）的概念和工作原理，结合IPv6技术的特点，阐述RFID与IPv6技术融合的必要性和可行性。

关键词关键词：RFID；IPv6；技术融合

DOIDOI：10.11907/rjdk.143998

中图分类号：TP301

文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2015）004000302

0引言

互联网、移动通信、RFID（Radio Frequency Identification，RFID）三大信息技术变革推进了全网融合，延伸了各类网络体系的边界，出现了技术相互融合的趋势，未来网络将是一个相互融合、协同的网络。随着物品信息网络技术逐渐成熟以及无线射频识别标签成本的大幅降低，物品电子标示代码标准得到广泛推广，逐步形成了一个物品的互联网——“物联网”。

本文在介绍RFID技术及工作原理的基础上，结合RFID应用中的问题，探讨RFID与IPV6融合的必要性、可行性。

1RFID技术概述

RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无需人工干预，实现条形码的无线识别，可以使每个物品都连上互联网[1]。通过RFID技术，可以轻松在网上对各种植入RFID芯片的物体进行查找、管理。

1.1RFID系统结构

RFID系统一般由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna）及外围计算机处理系统组成。其中，标签（Tag）由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物品上以标识目标对象，保存物品信息，是RFID技术的核心[2]；阅读器读取标签信息，可设计为手持式RFID读写器或固定式；天线在标签和读取器间传递射频信号。

1.2RFID工作原理

当阅读器进入发射天线工作区域时即产生感应电流，电子标签获得能量并被激活，将编码等信息通过内置天线发送出去；接收天线收到从射频卡发送过来的载波信号后，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收信号进行解调和解码后送到后台系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断芯片卡的合法性，针对不同的设定进行相应的处理和控制，并发出指令信号控制执行。阅读器和电子标签之间射频信号的耦合类型有电感耦合（变压器模型）和电磁反向散射耦合（雷达原理模型）两种[3]。

2RFID与IPv6融合的意义

RFID与IPv6融合为物联网高效运行、智能化创造了基本的技术条件，融合意义在于：

（1）能有效解决物联网中大量的寻址问题。物联网中大规模RFID应用需要众多的节点进行网络连接，节点之间的信息通信涉及大量的寻址问题。RFID和IPv6融合后的地址空间扩展到128位，开辟了一个巨大的地址空间，可以解决IP地址匮乏问题。

（2）能提高物联网选路效率。物联网需要支持诸多设备，包括网络摄像机、非PC类智能终端、信息家电、游戏终端、网络汽车等。这些互相连接的智能终端设备要高效运转，需解决应用中的包头问题。RFID与IPv6融合的物联网包头总长为40字节的8个字段（其中两个是源地址和目的地址），使用固定格式的包头减少了需要检查和处理的字段数量。此外，依据国际标准确定的各类型地址层次结构，可对物联网应用中的地址空间进行层次性规划，既便于路由的快速查找，也有利于路由聚合，降低网络地址规划难度，使选路效率更高[4]。

（3）能提高物联网服务质量。

通过路由器配置，RFID与IPv6融合的物联网报头业务级别和数据流标记可实现优先级控制和QoS保障，可使低性能业务终端支持物联网的语音、视频、优先级服务等应用。此外，新增流标志域，使原宿端能快速处理实时业务。通过引入重配置技术以及自动配置技术，对IP地址等信息实现自动增删更新配置，提高系统管理能力，可实现移动终端在任何时间以任何方式进行互联，而且切换时不必脱离现有连接，很好满足了物联网移动性需求，提高了物联网的服务质量。

（4）提升物联网智能化管理水平。EPC的载体是RFID电子标签，它通过互联网进行信息传递，提升物联网智能化管理水平。EPC旨在为每一件物品建立全球的、开放的标识标准，可在全球范围内对单件产品进行跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平，降低物流成本[4]。

（5）扩展通信网络监测、控制功能。RFID与IPv6的结合，增强了监测和控制的智能化技术。这是由于IPSec可以无缝地为IP提供安全特性，如提供访问控制、数据源身份验证、数据完整性检查、机密性保证以及抗数据重发攻击等，进而可以对网络进行实时监测，确保系统正常运转，遇突发情况能及时处理，同时可控制数据流量，从而实现控制功能。

（6）催生出新的应用，强化兼容性。在RFID与IPv6融合的物联网中，需要构建全新的电子标识体系，使物联网电子标签在新的平台上得到运用。通过物联网追踪物品，促进物联网中各种智能终端设备技术创新。物品变成了网络资源后，会衍生出许多运用，使人们能够实时掌握信息、传递信息，甚至每件物品或设备之间也可以通过全网实现互相通信。

3RFID与IPv6融合的可行性

RFID与IPv6无缝融合在技术层面具有可行性。具体如下：

（1）扩展的编址丰富了RFID的需求。IPv6能够满足RFID海量地址资源的要求。IPv6采用128位地址长度基本上可以不受限制地提供地址，有效解决IPv4空间地址耗尽问题，确保端到端连接的可能性，使RFID全面应用具有发展基础[7]。

（2）自动配置便于即插即用。RFID技术与IPv6的融合，对即插即用自动配置和地址重新编号尤为重要。IPv6内置地址自动配置功能，使大量的RFID终端不用手动配置就能发现网络，并获得新的唯一的IPv6地址，从而利用因特网RFID设备实现即插即用。

（3）简化的报头格式提供了高效的终端。IPv6的数据包远远超过64k字节，使应用程序可以利用最大的传输单元，获得更可靠、更快的数据传输。同时通过改进选路结构；采用简化的报头定长结构和合理的分段方法，可提高路由器数据包的处理速度，提高转发效率，从而提高网络整体吞吐量，使RFID传输更高效[8]。

（4）强制性安全机制保障端到端的安全传输。IPv6对两端已建立连接主机的数据包进行IPSec封装。通过对通信端的验证和数据加密保护，可以保证端到端的传输安全。IPSec协议为RFID连接隐私的传递奠定了基础，通过无缝的方式保障了安全性，如提供数据源身份验证、访问控制、数据完整性检查、机密性保障，以抗击重发攻击等[9]。

（5）增强的移动IP满足RFID移动运用。RFID与IPv6的融合除了要在任何时间以任何方式相连外，还需在任何地点互联。要实现移动终端端到端切换的可移动性保持不变，就需要提高结构效率。IPv6不需要外地代理，使用内置自动配置获取转交地址，这一点与IPv4不同。此外，为避免IPv4中所要求的三角路由选择的额外系统开销，IPv6通过内联机制使通信节点能够与移动节点直接通信，使IPv6移动结构效率大大提高，从而满足了RFID需要。

（6）IPv6增强了QoS，保证了RFID传输服务质量。由于IPv6增加了增强的组播（Multicast）支持和对流支持（Flow Control），为服务质量控制提供了良好的网络平台，使得RFID有了更广的发展机会。IPv6报头中的业务级别和流标记通过路由器配置，可以实现优先级控制和QoS保障。增强的QoS服务，一方面能满足RFID应用中的实时性、优先级等服务质量需求；另一方面，还可以根据传感器传输需求特点，实现差异化服务，合理分配网络带宽[1011]。

4结语

RFID和IPv6的结合使网络应用更加普及，使人们能享受到全网络通信、全网络协同服务。目前，世界上比较成熟的网络协议中，IPv6最适合物联网发展需求。我国正在推动IPv6技术的完善，使之成为物联网应用的基础网络技术。这样可以在RFID的发展中，抢占技术发展制高点。IPv6为物联网的大规模应用提供强大的技术支持；反过来，RFID的大规模应用可推动IPv6产业发展壮大，为下一代互联网大规模部署IPv6技术奠定基础。

参考文献参考文献：

[1]孔令仲，唐鼎甲.RFID在电子标签中的应用[J].信息化研究 ，2014（8）：6165.

[2]黄万荣，王春霞.装备管理评估标准的联合方式[J].兵工自动化，2007（9）：79.

[3]王国良.RFID防冲突算法的研究和改进[J].哈尔滨工业大学，2009（1）：810.

[4]林昭文，马悦，马严.RFID与IPv6结合的特色应用[J].中国教育网络，2007（5）：3233.

[5]张宝峰.浅析IPv6协议在中国的发展[J].科技信息，2008（27）：555556.

[6]陈建群.移动事务系统的设计与实现[M].广州：中山大学出版社，2004.

[7]王相林.IPv6核心技术[M]北京：科学出版社，2009.

[8]董丽华.RFID技术与运用[M].北京：电子工业出版社，2008.

[9]吴建平，李星，刘莹.下一代互联网体系结构研究现状和发展趋势[J].中兴通讯技术，2 0 11（2）：1014.

[10 ]国脉物联网技术研究中心.物联网1 0 0问[ M ].北京：北京邮电大学出版社，2 010.

[11]王志良.物联网工程概论[M].北京：机械工业出版社，2011.

责任编辑（责任编辑：陈福时）