《RFID原理及应用》期末复习总结

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《RFID原理及应用》期末复习总结

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适用教材：《RFID原理与应用（第2版）》，许毅、陈建军编著，清华大学出版社

提示：与教材内容不完全匹配，有所取舍。

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写在前面： 这份复习总结是笔者根据老师授课内容，结合教材、PPT整理出来的，本意是为了帮助笔者查缺补漏，理解记忆。现将其上传至CSDN博客，希望能对大家有所帮助。另外，内容上可能有遗漏、错误或者错字现象，还请多多包涵，并予以指教！谢绝转载！

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第一章 概述

1.RFID的中文名称是射频识别。

2.RFID的特点（相较于条形码、二维码）：①快速扫描；②体积小型化，形状多样化；③抗污染能力，耐久性；④可重复使用；⑤穿透性，无需无屏障阅读；⑥数据记忆容量大；⑦安全性。

3.RFID由软件、阅读器和标签组成。其中，阅读器由射频接口，逻辑控制单元，天线构成，它的职责是与电子标签进行通信，接受来自主机系统的控制指令。

（1）射频接口的主要任务有：①供能。产生高频发射能量，激活电子标签，为其提供能量。②写。调制发射信号，传输数据给电子标签。③读。接受、调制来自标签的射频信号。

（2）逻辑控制单元的主要任务有：①与应用系统进行通信，执行接收的指令；②控制阅读器与电子标签的通信过程；③信号的编解码；④数据的加解密；⑤防碰撞算法；⑥对阅读器和标签进行身份验证。

（3）天线的主要功能有：①将接收到的电磁波转换为电流信号；②将电流信号转换为要发射的电磁波。

4.天线的电磁场范围即是阅读器的可读区域。

5.磁卡是将具有信息存储功能的特殊材料以液体磁性材料或磁条为信息载体制作而成。

6.智能卡，又称集成电路卡，IC卡，是超大规模集成电路技术、计算机技术以及信息安全技术等发展结合的产物，内部带有微处理器和存储单元等部件，其芯片具有写入和存储数据的能力。按照与外界数据传送的形式来分，IC卡分为接触式和非接触式两种。

其中，非接触式IC卡通过无线电波或电磁场感应来交换信息，将射频识别技术和IC技术结合起来，解决了无源和非接触两大难题。优点：①可靠性高；②操作方便、迅速；③防碰撞；④可适合多种应用；⑤加密性能好。

7.电子标签，也称智能标签，由IC芯片和无线通信天线组成的微型标签。

8.中间件主要功能：①阅读器协调控制。配置、监控、发送指令给阅读器。②数据过滤与处理。纠正错误，去除冗余。③数据路由与集成。发送数据给对应的应用。④进程管理。根据用户需求，监控数据并触发相应进程。

9.电子标签按工作方式可分为主动式标签和被动式标签。

（1）主动式标签自身具有内部电源，读取距离比较长，但存在寿命有限、体积较大、成本较高等缺陷，较多应用于集装箱。

（2）被动式标签内部没有供电电源，当无源电子标签进入读写器的工作区域后，受到读写器发出的射频信号的激励，进入到正常工作状态，由于其价格低廉、体积小巧、无需电源的优点，目前市场的RFID标签主要是被动式的。

10.电子标签按读写性可分为①只读电子标签；②一次写入只读电子标签；③读写电子标签；④含有片上传感器的可读写电子标签；⑤含有收发信机的可读写电子标签。

11.RFID的工作频率是指电子标签工作时采用的频率，可划分为：低频（30~300kHz）、高频（3~30MHz）、超高频（300MHz~1GHz）、微波（2.45GHz以上）。

类型	常用工作频率	读取距离	特点
低频	125kHz，135kHz	10~20cm	传播速度慢；具有强穿透性；传播距离短；信息量小；多用于动物管理，汽车防盗，玩具等。
高频	13.56MHz	10~100cm	传输速度较快；穿透性不好；较远的传播距离；对环境干扰较敏感；使用最广泛，如门禁，电子钱包，电子机票等。
超高频	430~460MHz，860~960MHz	5~6m	成本低；常用于物流管理，供应链追踪，是未来主流。
极高频/微波	2.4GHz，5.8GHz		对环境极敏感。

12.目前常见的射频识别系统采用的是双频技术，具有较强的穿透能力、较远的识别距离、高速的识别能力。在双频系统中，发送数据和接收数据采用不同的工作频率，读写器不断地产生低频编码电磁信号，用来激活进入有效范围的双频标签，同时读写器将接收天线接受来的来自双频标签的高频载波信号放大，再解调出有效的数字信号。

13.RFID系统可粗略分为：①EAS系统；②便携式数据采集系统；③物流控制系统；④定位系统。

14.标签与读写器的耦合方式包括适合近距离通信的电感耦合和适合远距离通信的电磁耦合。

15.RFID系统的基本工作过程可归结为：目的→数据交换；实现形式→时序；实现基础→能量。

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第二章 数字通信基础

1.数字通信系统是利用数字信号来传输信息的通信系统。其发送模型流程为：信息源-信源编码-信道编码-加密-载波调制。

*2.数字通信的特点：①避免噪声积累，便于长距离高质量传输；②便于加密处理；③便于设备的集成，微型化；④占用较宽的信道频率。

*3.数字通信的特征指标：①传输速率；②信道带宽；③误码率。

4.RFID系统的数据传输方式与基本数字通信系统结构类似。以读写器向电子标签传输数据为例，读写器中信号经过信号编码、调制器及传输介质（无线信道），以及电子标签中的解调器、信号译码等处理。

*5.波特率与比特率：①波特率为每秒可传输的码元数；②比特率为每秒可传输的二进制位数。

若 1码元的状态可用 M 个离散电平个数表示，则 比特率 = 波特率 × l o g 2 M 比特率=波特率×log_2M 比特率=波特率×log2​M。

若 1码元包含N个二进制位数，则 比特率 = 波特率 × N 比特率 = 波特率×N 比特率=波特率×N。

例如：

两相调制：1个码元使用 1 个 bit ，则 M=2，N=1

四相调制：1个码元使用 2 个 bit ，则 M=4，N=2

八相调制：1个码元使用 3 个 bit ，则 M=8，N=3

6.相位调制技术通常有两相、四相、八相等调制方式。四相调制方式下，每个调制时间间隔包含2位二进制信息。类似的，八相调制方式下，每个调制时间间隔包含3位二进制信息。注：可以理解为，8种状态需要3位二进制数来表示。

7.理想信道：根据奈奎斯特准则， 最高波特率 = 2 × 信道带宽 最高波特率=2×信道带宽 最高波特率=2×信道带宽， 信道容量 = 2 × 信道带宽 × M 信道容量=2×信道带宽×M 信道容量=2×信道带宽×M。

受高斯白噪声干扰的信道：根据香农定理， 信道容量 C = 信道带宽 B × l o g 2 （ 1 + 信号功率 S 噪声功率 N ） 信道容量C=信道带宽B×log_2（1+\frac{信号功率S}{噪声功率N}） 信道容量C=信道带宽B×log2​（1+噪声功率N信号功率S​），其中， 信号功率 S 噪声功率 N \frac{信号功率S}{噪声功率N} 噪声功率N信号功率S​称为信噪比。故可知，信道带宽越大，信道容量越大；信噪比越大，信道容量越大。

8.瞬时值的概率分布服从高斯分布，功率谱密度服从均匀分布的噪声称为高斯白噪声。

9.RFID系统在通信时，需要进行信号编码。根据编码的目的不同，可以分为信源编码和信道编码。信源编码的主要功能包括连续信号的离散化（数模转换）和数据压缩。而信道编码是对信源编码器输出的信号进行再变换，目的是前向纠错，是为了区分通路、适应信道条件以及提高通信可靠性而进行的编码。

10.信源编码的数据压缩可使用哈夫曼编码。

11.信号需要调制的因素有：①工作频率越高，带宽越大；②工作频率越高，天线尺寸越小；③信道复用。

12.信源编码是指将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号编码成更适合传输的数字信号。RFID系统中的编码均为数字信号编码。

13.在实际的RFID系统中，选择编码方法的考虑因素有：①对无源标签的能量供应，编码方式必须保证不中断读写器对电子标签的能量供应。②电子标签的检错能力。③电子标签时钟的提取。

14.典型的编码方式有：①反向不归零编码；②单极性归零编码；③曼彻斯特编码；④差动双相编码；⑤密勒编码；⑥修正密勒编码。

15.几种编码方式的总结：

①不归零码（NRZ）：

• 单极性不归零码（UNRZ）：高电平表示“1”，低电平表示“0”。
• 双极性不归零码（BNRZ）：正的高电平表示“1”，负的高电平表示“0”。

特点：带宽完全利用；难以同步；直流分量。

②归零码（RZ）：

• 单极性归零码（URZ）：高电平表示“1”，低电平表示“0”，但高电平持续时间小于一个调制周期，归零。
• 双极性归零码（BRZ）：一个调制周期内的”10”表示“1”，“-10”表示“0”。

特点：易于同步；浪费带宽。

③反向不归零码（NRZI）：电平反转表示“0”，电平保持表示“1”。USB2.0采用的编码方式。

特点：完全利用带宽；携带时钟信号。

④曼彻斯特编码：半个位周期时，电平由高变低表示“1”，由低变高表示“0”，即“10”表示“1”，“01”表示“0”。10M以太网采用的编码方式。

特点：携带时钟信号，自同步，不需要填充位；损失带宽，但对高速信号影响较小；有利于发现传输碰撞错误：多信号叠加抵消产生不跳变。

⑤差分曼彻斯特编码：半个周期时跳变，周期起始处电平跳变表示“0”，电平保持表示“1”。令牌环网络采用的编码方式。

特点：电平变化不多于曼彻斯特编码。

⑥差动双相编码：周期起始处电平反向，半周期时电平跳变表示“0”，电平保持表示“1”。即“11”“00”表示“1”，“01”“10”表示“0”。

特点：容易重建位同步。

⑦密勒编码：码元起始不跳变，中心点出现跳变表示“1”；码元起始不跳变，中心点也不跳变表示“0”，但连续两个“0”之间的边界处跳变。即“01”“10”表示“1”，“00”“11”表示“0”。

⑧修正密勒编码：数据中间有窄脉冲表示“1”，数据中间没有窄脉冲表示“0”，但有连续的“0”时，从第二个“0”开始，在数据的起始部分增加一个窄脉冲。在密勒编码跳变处产生一个负的窄脉冲就是修正密勒编码。

16.在读写器与电子标签的无线通信中，最主要的干扰因素是信道噪声和多标签操作，这些干扰会导致传输的信号发生畸变，从而使传输出现错误。为了提高数字传输系统的可靠性，有必要采用差错控制编码，即在发送端将被传输的信息附上一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则互相关联。接收端则按照既定规则校验信息码元与监督码元之间的关系，差错会导致信息码元与监督码元的关系受到破坏，因而接收端可以发现错误乃至纠正错误。根据监督码元的用途，可分为检错码和纠错码。

17.RFID信道编码的任务：①校验和：差错控制编码。②多路存取：信道复用。③防碰撞：降低信号干扰。

18.信息码元，又称信息序列或信息位，是发送端由信源编码得到的被传输的信息数据比特。监督码元，又称为监督位或附加数据比特，是为了检纠错而在信道编码时加入的判断数据位。

19.编码效率R：码字中信息位k占总码元数n的比例。 R = k n = k k + r R=\frac{k}{n}=\frac{k}{k+r} R=nk​=k+rk​，它直接影响信道中用来传输信息码元的有效利用率。一般情况下，监督位r越多，检纠错能力越强，但相应的编码效率也随之降低。

例：某差错控制码要求每 4位后加 1位监督码元。则该差错控制码的编码效率 R = 4 4 + 1 = 0.8 R=\frac{4}{4+1}=0.8 R=4+14​=0.8。

20.差错控制码的相关概念：

码字：若干个码元组成，如：1001 1001.

码长：码字的总位数，如：1001 1001的码长位8.

码元距离：两个等长码字之间对应码位上码元不同的个数，简称码距，也称汉明距。其反映了码字之间的差异程度。多个码字之间相互比较，可能会有不同的码距，其中的最小值被称为最小码距，是衡量编码检纠错能力的重要依据。

例：码字 10011001和 01110111的汉明距为 6.

*21.常用的差错控制编码有①奇偶校验法；②循环冗余校验法；③汉明码等。这些方法用于识别数据是否发生传输错误，并且可以启动校正措施，或者舍弃错误数据，要求重新传输有错误的数据块。

（1）奇偶校验法：在每一字节中加上一个奇偶校验位，并被传输，即每个字节发送9位数据。奇偶校验法又分为奇校验法和偶校验法。加上监督码元后，使该码组“1”的数目为奇数的编码称为奇校验码，为偶数的编码称为偶校验码。根据编码分类，奇偶校验属于一种检错、线性、分组、系统码。

（2）纵向冗余校验法：多个信息码字纵向排列，对应位使用奇偶校验法计算一个监督码元，形成监督码字，随多个信息码字后面发送。

（3）循环冗余校验法（CRC）：利用除法及余数的原理来进行错误检测。不分组，不产生奇偶校验码，是数据通信领域最常见的一种差错校验方法。操作步骤：发送方和接收方约定一个生成多项式G(x)，发送方将信息码字向左移位，位数为G(x)位数-1，并补0后，与M(X)÷G(x)的余数异或，生成CRC码。接收方计算CRC÷G(x)，整除则传输无误，否则，出错。CRC检错效率很高，但无法保证数据完整性。

*例1：已知生成多项式为 x 3 + x 2 + 1 x^3+x^2+1 x3+x2+1，则信息 101001的校验位为？

解：由生成多项式 x 3 + x 2 + 1 x^3+x^2+1 x3+x2+1，可知除数 G(x)=1101，位数为4；

​ 信息码字 M(x)= 101001左移 3位，补零，M(x)= 101001000；

​ 模 2计算M(x)÷G(x)：

​ 所以，CRC码为101001000 XOR 0001 ，即 CRC码为 101001001

*例2：已知生成多项式 x 4 + x 3 + 1 x^4+x^3+1 x4+x3+1，接收方收到的二进制序列为 110111101，判断传输过程中是否出现错位？

解：由生成多项式 x 4 + x 3 + 1 x^4+x^3+1 x4+x3+1，可知除数 G(x)=11001，位数为5；

​ 接收方收到的二进制序列 CRC=110111101，计算 CRC÷G(x)：

​ 有余数 00110，无法整除，所以传输出错。

（4）汉明码：采用奇偶校验的方法，但添加多个校验位，不同校验位覆盖不同的信息码组位。校验时通过综合考虑所有出错和未出错的校验位，可迅速准确地定位出错的二进制位，并加以纠正。属于纠错码。

22.多路复用：①空分多路复用SDMA；②频分多路复用FDMA；③时分多路复用TDMA；④码分多路复用CDMA。其中，时分多路复用是使用最广泛的多路复用方式。码分多路复用的数学解释是信号相互正交。

23.防碰撞算法：①ALOHA；②时隙ALOHA；③动态时隙ALOHA；④二进制搜索算法。

（1）ALOHA：一种随机竞争类TDMA算法。核心思想：需要发送的数据包立刻发送。信道利用率最大不超过18.4%。

（2）时隙ALOHA：时间分成小的间隙，电子标签只在下一个间隙开始时才发送数据包。信道利用率最大不超过36.8%。信道利用率高于ALOHA，但单个数据包的传输时间高于ALOHA。

（3）动态时隙ALOHA：根据每帧中的空闲和碰撞情况，动态调整帧长以提高识别效率。

（4）二进制搜索算法：读写器发出序列号限制，只有符合该限制的标签才应答，重复以上操作，直到确定唯一标签。

24.载波调制：其目的在于使载波携带要发送的信息。途径是根据信息改变载波的某个参数。故可分为幅移键控ASK、频移键控FSK、相移键控PSK等。其中，通断键控OOK指的是调制深度为100%的幅移键控调制。用0°和180°两种相位的调制称为二相调制。

25.RFID的安全需求：①机密性；②数据完整性；③可用性；④真实性；⑤隐私性。

26.密码设计的基本原则：①混淆；②扩散。

27.密码体制分为：①对称密码体制；②非对称密码体制。

（1）对称密码体制：①加密密钥和解密密钥相同；②计算量小，速度快；③分为分组密码与流密码（序列密码）。

（2）非对称密码体制：①加密密钥和解密密钥不同；②很难由加密密钥或解密密钥推出另一密钥。

28.RSA算法过程：

（1）选择大素数p和q，通常大于 1 0 100 10^{100} 10100；

（2）计算 n = p × q ； ϕ ( n ) = ( p − 1 ) ( q − 1 ) n=p×q；\phi(n)=(p-1)(q-1) n=p×q；ϕ(n)=(p−1)(q−1)；

（3）选择d，使得d与 ϕ ( n ) \phi(n) ϕ(n)互质；

（4）选择e，使得 e d m o d    ( ϕ ( n ) ) = 1 ed \mod(\phi(n))=1 edmod(ϕ(n))=1；

（5）公开密钥（e，n），私人密钥（d，n）。

（6）加密 C = M e m o d   n C=M^emod\ n C=Memod n；解密 M = C d m o d   n M=C^dmod\ n M=Cdmod n。

*例：假设明文信息 m=85；选择：e=7，p=11，q=13，说明该明文使用RSA算法的加密解密过程。

解：由题可知， n = p × q = 143 ， ϕ ( n ) = ( p − 1 ) ( q − 1 ) = 120 n=p×q=143，\phi(n)=(p-1)(q-1)=120 n=p×q=143，ϕ(n)=(p−1)(q−1)=120；

​ 根据 e d m o d    ( ϕ ( n ) ) = 1 ed \mod(\phi(n))=1 edmod(ϕ(n))=1，可选 d=103；

​ 故公钥（e，n）=（7，143）；私钥（d，n）=（103，143）。

​ 加密 C = M e m o d   n = 8 5 7 m o d 143 = 123 C=M^emod\ n=85^7mod143=123 C=Memod n=857mod143=123；

​ 解密 M = C d m o d   n = 12 3 103 m o d 143 = 85 M=C^dmod\ n=123^{103}mod143=85 M=Cdmod n=123103mod143=85。

*例：不大于35的整数中，与35互质的整数个数为？

解：因为 35 = 5 × 7 35=5×7 35=5×7，由欧拉函数可知，与35互质的整数个数为 ϕ ( 35 ) = 35 ( 1 − 1 5 ) ( 1 − 1 7 ) = 24 \phi(35)=35(1-\frac{1}{5})(1-\frac{1}{7})=24 ϕ(35)=35(1−51​)(1−71​)=24.

29.非对称密码体制用处：①加密；②签名。

30.RFID的两种认证技术：（1）相互对称认证；（2）导出密钥的相互对称认证。

（1）相互对称认证：①阅读器发送查询口令；②应答器生成一个随机数B，发送给阅读器；③阅读器生成一个随机数A，用随机数A和共享密钥加密随机数B生成令牌1并发送；④应答器解密令牌1后，确认随机数B，完成阅读器的认证；⑤应答器用随机数B和共享密钥加密A生成令牌2并发送；⑥阅读器解密令牌2后确认随机数A，完成应答器的认证。

缺陷：大量廉价标签使用同一密钥，破解后信息损失，密钥更换代价大。

（2）导出密钥的相互对称认证：标签生产过程中使用主控密钥和标签ID导出该标签的个体密钥，阅读器通过相同算法，在查询标签ID后也可导出标签个体密钥。

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第三章 RFID的天线技术

1.天线：用来发射和接收无线电波的装置和器件。在无线电波传输过程中，无线通信系统的第一个和最后一个器件。

2.天线的分类：

（1）按波段分：长波天线；中波天线；短波天线；超短波天线；微波天线。

（2）按结构分：

​ ①线状天线：半径远小于长度和波长的金属导线；

​ ②面状天线：尺寸大于波长的金属面；微波频段；

​ ③缝隙天线：金属面上的线状长槽；

​ ④微带天线：金属铁片+金属接地板。

（3）按用途分：广播天线、通信天线、雷达天线、导航天下、RFID天线等。

*3.对电子标签天线的一般要求：①小；②易附着或嵌入；③标签的方向性；④提供最大可能的信号；⑤与读写器匹配的无向性；⑥灵活性；⑦可靠性；⑧适当的频率和带宽；⑨鲁棒性（对参数扰动的低敏感性）；⑩成本低。

*4.对读写器天线的一般要求：①低剖面，小型化；②多频段覆盖；③分离式读写器的天线阵设计。

5.对固定位置的标签，天线采用线极化；对不可知位置或方向的标签，天线采用圆极化。

6.天线瓣宽度越窄，方向性越好，增益越大，作用距离越远，抗干扰能力越强，覆盖范围越小。

7.芯片的输入阻抗要和天线的输出阻抗匹配。

8.读写器天线的目标是与电子标签进行匹配和能量与信息的传递。

*9.

	低、高频天线技术	微波天线技术
工作方式	电感耦合	电磁辐射
工作距离	0~1m	1~10m
特点	①采用线圈天线，线圈形式多样；②天线尺寸决定标签尺寸；③可附着与柔软基板；④易小型化；⑤可批量生产。	①天线结构多样；②多附着于柔软基板；③天线尺寸决定标签尺寸；④易小型化；⑤可批量生产；⑥天线的可扩充装置。

10.生产生活中超过1m的RFID应用均采用微波天线。

11.微波天线的设计：

（1）弯曲偶极子天线。优势：允许天线紧凑；提供了平面的全向性；调整弯曲可获得更好的阻抗匹配。

（2）微带天线。目前已应用于100MHz~100GHz的宽广频域上的大量无线电设备中，特别是飞行器上和地面便携式设备中。缺点：频带窄；有导体和介质损耗，会激励起表面波，导致辐射效率降低；功率容量小，适用于中小功率场合；性能受基片材料影响大。

（3）阵列天线。典型：八木天线（只有一个有源阵元，其他阵元采用近场耦合从有源阵元获得激励）。

（4）非频变天线。能在很宽频率范围内基本保持特性；在不同频率等效应用，适应读写器的发展趋势。

*12.RFID天线的制造工艺：

（1）线圈绕制法：适用于125~134kHz的标签天线。特点：成本高，速度慢，对焊接质量要求高。

（2）蚀刻法：适用于13.56MHz和UHF频宽的电子标签。特点：精度高；成本高，产能低。

（3）印刷法：适用于13.56MHz和RFID超高频频段的电子标签。特点：成本低，产出量大；电阻大，附着力低，耐用年限较短；可精确调整性能参数；满足定制化要求；可使用各种基体材料；可兼容各种晶片模块。

*13.导电油墨由细微导电粒子或其他特殊材料（如导电的聚合物等）组成，印刷在柔性或硬质承印物上可制成印刷电路，起到导线、天线和电阻的作用。

导电油墨印刷天线技术的特点有：①成本低；②导电性好；③无污染；④使用时间短。

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第四章 RFID的射频前端

1.实现射频能量和信息传递的电路称为射频前端电路，简称为射频前端。

2.标签和读写器的感应方式包括适合近距离的电感耦合和适合远距离的电磁反向散射耦合。

（1）电感耦合（磁耦合）系统：通过空间高频交变磁场实现耦合，依据电磁感应定律。适合于低、高频率的近距离RFID系统。电感耦合的射频载波频率为13.56MHz和小于135kHz的频段，应答器和读写器之间的工作距离小于1m，典型的作用距离为10~20cm。

（2）电磁反向散射耦合（电磁场耦合）系统：雷达原理模型，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。由于目标的反射性能通常随频率的升高而增强，所以RFID反向散射耦合方式适合于超高频、微波工作频率的远距离RFID系统。应答器和读写器之间的工作距离大于1m。

3.读写器和电子标签线圈形式的天线相当于电感。电感有自感和互感两种。读写器线圈、电子标签线圈分别有自感，同时两者之间形成互感。

4.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。通过线圈的总磁通与电流的比值称为线圈的自感。

5.在阅读器中，常见3种典型的天线电路：串联谐振回路、并联谐振回路、耦合电路。

（1）串联谐振回路特点：简单、成本低；激励可采用低内阻的恒压源；谐振时可获得最大的回路电流；被阅读器广泛采用。

（2）并联谐振回路特点：并联谐振时，电路可以获得最大的电压；可最大程度耦合读写器的能量；能根据带宽要求调整谐振电路的品质因数，满足接收的信号无失真；被电子标签广泛采用。

6.阅读器天线的设计要求：①天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；②功率匹配，以最大限度地利用磁通量的可用能量，即最大程度的输出读写器的能量；③足够的带宽，保证载波信号的传输，使读写器信号无失真输出。

电子标签天线的设计要求：①电子标签天线上的感应电压最大，使电子标签线圈输出最大的电压；②功率匹配，电子标签最大程度的耦合来自读写器的能量；③足够的带宽，使电子标签接收的信号无失真。

7.当感抗 w L wL wL等于容抗 1 w C \frac{1}{wC} wC1​时，复阻抗Z=R，串联电路的等效复阻抗变成了纯电阻，端电压与端电流同相，此时称电路发生了串联谐振。

*8.串联谐振回路的特性：①谐振时，回路电抗X=0，阻抗Z=R为最小值，且为纯阻；②谐振时，回路电流最大，且与信号源 V s V_s Vs​同相；③电感与电容两端电压的模值相等，且等于外加电压的Q倍。

并联谐振回路的特性：①谐振时，回路电抗X=0，阻抗Z=R为最大值，且为纯阻；②谐振时，回路电流最小，端电压最大；③支路电流是总电流的Q倍。

9.在无线电技术方面，正是利用串联谐振将电压放大Q倍的特点，将微弱信号电压输入到串联谐振回路后，在电感或电容两端可以得到一个比输入信号电压大许多倍的电压，这是十分有利的。但在电力系统中，由于电源电压较高，如果电路在接近串联谐振的情况下工作，在电感或电容两端将出现过电压，引起电器设备的损坏，所以在电力系统中，应避免发生谐振现象。

10.在电感耦合的RFID系统中，阅读器天线电路的电感常采用短圆柱形线圈结构。在线圈半径a一定时，在r=0.707a处可获得最大磁场强度。电子标签感应电压与两个线圈距离的3次方成反比，因此电子标签和读写器的距离越近，电子标签的耦合的电压越大。因此，在电感耦合工作方式中，电子标签必须靠近读写器才能工作。

11.当应答器进入阅读器产生的交变磁场时，应答器的电感线圈上就会产生感应电压，当距离足够近，应答器天线电路所截获的能量可以供应答器芯片正常工作时，阅读器和应答器才能进入信息交互阶段。

*12.应答器向阅读器信息传送时采用负载调制技术。可分为电阻负载调制和电容负载调制。其中，电阻负载调制是通过让负载并联一个电阻（称为负载调制电阻），该电阻按照数据流的时钟的接通和断开，开关的通断由二进制数据编码控制。 电容负载调制是用附加的电容器C代替了由二进制数据编码控制的负载调制电阻。它们的不同之处在于电阻负载调制是一个调幅过程，电容负载调制不仅发生振幅的变化，也发生相位的变化。

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第五章 RFID电子标签

1.电子标签的分类：

（1）利用物理效应，可分为①一位电子标签；②声表面波技术的标签。

（2）利用电子电路，可分为①具有存储功能的标签；②微处理器标签。

2.一位电子标签，也叫比特电子标签，没有芯片，只有0和1两种状态，工作方法多种多样：射频法、微波法、分频法、电磁法、声磁法等。读写器只能感测两种状态：响应范围内存在标签；响应范围内不存在标签。独有的组件是去激活器。主要应用于电子商品防盗系统EAS。

*3.以射频法为例，一位电子标签的工作原理： 首先，将标签频率调谐到一定频率。然后读写器发出一定频率的交变磁场。移近读写器时，会感应到磁场。当标签频率等于读写器发出的频率时，标签产生谐振，感应电流激发的感应磁场对外部磁场产生反作用，故而读写器判断有标签存在。使用去激活器破坏或者移去标签后，读写器感测不到标签，判断标签不存在。

4.声表面波技术的标签由天线、压电基底、叉指换能器、反射器构成。

（1）其工作原理：高频信号输入叉指换能器，激发声表面波；反射器反射声波，使同一组叉指换能器进行声波-电信号的互相转换；特定组合规律的反射器可以使反射信号携带特定的编码信息。

*（2）特点：①读取范围大，可靠；②不同种类产品均可使用；③芯片与天线匹配简单，工艺要求低；④可识别高速移动物体；⑤受环境影响小，如高温差、强辐射。

（3）采用声表面波技术的标签至少需要1套叉指换能器。

5.具有存储功能，不含微处理器的电子标签的状态和功能的控制依赖于状态机组件。

6.具有存储功能的电子标签的控制部分由地址与安全逻辑、存储器构成，特点是利用状态机在芯片上实现寻址和安全逻辑。

*7.分级密钥是指系统由多个密钥，权限不同对应不同的子系统。以公交应用为例。公共交通系统可简单认为有两个密钥A和B，两个子系统，扣费系统和充值系统；公交车读写器使用A密钥配对，只允许扣除金额，属于扣费系统；充值点读写器使用B密钥配对，只允许充值，属于充值系统。

*8.IC卡和ID卡的区别：①IC卡，全称为集成电路卡，可读写，容量大，可选加密功能，数据记录可靠；ID卡仅仅保存了卡片的“ID”号，无任何额外数据存储、保密功能，卡号为明文公开形式。②IC卡出厂时需经过厂家初始化，生成卡片密钥，以保证发卡和使用的安全；ID卡无需初始化。 ③IC卡使用时必须与读写器经过认证；ID卡卡号为公开裸露。

*9.电子标签的发展趋势：①作用距离更远；②无源可读写功能；③识别高速移动物体；④快速多标签读写；⑤制造的一致性；⑥抗强磁场干扰；⑦智能性，加密性更强；⑧与传感器结合；⑨与其他附属功能结合；⑩自毁功能；⑪新生产工艺；12小型化；13低成本。

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第六章 RFID读写器

1.读写器的基本功能：

（1）发送：将待发送的信号经过编码后加载在特定频率的载波信号上，再经天线向外发送；

（2）接收：进入读写器工作区域的电子标签将接收到此脉冲信号，并返回响应信号；

（3）处理：读写器对接收到的返回信号进行解调、解码和解密处理后，再送至计算机处理.

2.读写器的基本任务：**①和电子标签建立通信关系；②完成对电子标签信息的读写。**这个过程涉及到的通信的建立、防止碰撞和身份验证等都是由读写器处理完成的。

3.具体来说，读写器具有以下功能：（1）给标签提供能量。（2）实现与电子标签的通信；（3）实现与计算机的通信；（4）实现多个电子标签识别；（5）实现移动目标识别；（6）具备数据记录功能。

4.读写器的工作方式两种：（1）读写器先发言（RTF）；（2）标签先发言（TTF）。

5.应用软件和读写器之间，应用软件为主动方；RTF方式中，读写器和标签，读写器为主动方。

6.读写器的基本构成：（1）射频模块（高频接口）、（2）控制处理模块、（3）天线、（4）接口。

（1）射频模块：包括发送电路和接收电路。其中，发送电路处理控制模块提供的数字信号，通过天线发送。接收电路对天线收到的信息解调，恢复数字信号，传递给控制模块。

（2）控制模块：由ASIC组件和微处理器组成。功能：①与应用软件通讯，执行接收的命令；②控制与电子标签的通信；③信号的编解码；④防冲突算法；⑤与标签的通信的加解密；⑥与标签之间的身份验证。

（3）接口：读写器的控制模块与应用软件之间的数据交换媒介。例如：RS-232、RS-485、RJ-45、USB、WLAN。其中，RS-232、RS-422为全双工，RS-485为半双工。采用绝对电平值通讯的是RS-232。

（4）天线：发射电磁能量以激活电子标签，并向电子标签发出指令，同时也要接收来自电子标签的信息。读写器天线所形成的电磁场范围就是RFID系统的可读区域。任意RFID系统至少应该包含一根天线。

7.天线的设计和选择必须满足以下条件：①天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；②功率匹配，以最大程度地利用磁通量的可用能量；③足够的带宽，保证载波信号的传输，这些信号使用数字信号调制而成的；④要求低剖面、小型化。

8.目前RFID读写器的天线主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型三种基本形式。其中，小于1m的近距离应用系统一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线，适合于中低频段。1m以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型天线，适合于高频及微波频段。

9.读写器的天线可以外置也可以内置：（1）对于近距离RFID系统（如13.56MHz，小于10cm的识别系统），天线一般和读写器集成在一起；（2）对于远距离RFID系统（如UHF频段，大于3m的识别系统），天线和读写器常采取分离式结构，通过阻抗匹配的同轴电缆将读写器和天线连接在一起。

10.低频读写器：主要工作频率125kHz，如U2270B芯片，常用于考勤系统、汽车防盗系统。

​ 高频读写器：主要工作频率13.56MHz，如MF RC500芯片，常用于二代身份证、电子车票。

​ 微波读写器：主要工作频率433MHz，860/960MHz，2.45GHz，5.8GHz。主要特点：①同时操作多标签；②较长的读写距离；③较高的读写速度。

11.读写器管理，主要是指读写器的配置、监视、控制、认证和协调。

12.读写器管理协议分为三层：①读写器层、②消息层、③传输层。其中，读写器层和消息层之间的接口称为消息通道，分为控制通道和通知通道。控制通道是读写器从该通道接受信息系统主机发送的请求并给予回应，读写器与信息系统主机之间的管理与控制交互主要是通过控制通道完成。通知通道完成由读写器到信息系统主机的异步消息交互，实现由读写器向信息系统主机报告标签的读取信息情况。

13.多读写器系统的拓扑实现方式有如下几种：①将每个读写器的通信串口和多串口卡相连，再将多串口卡的输出端口和计算机系统相连。②每个读写器都和计算机直接相连。③所有读写器都和专用数据处理中间件相连，中间件对读写器发送来的数据进行本地过滤处理，然后直接传入网络。

14.读写器的发展趋势：①多功能；②小型化；③成本更低；④智能多天线；⑤多种通信数据接口；⑥多制式兼容；⑦多频段兼容；⑧新技术的应用。

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第七章 RFID的标准体系

1.RFID标准体系主要包括（1）RFID技术标准；（2）RFID应用标准；（3）RFID数据内容标准；（4）RFID性能标准。其中，编码标准和通信协议（通信接口）是RFID标准争夺的核心。

（1）RFID技术标准：主要定义了不同频段的空中接口及相关参数，包括基本术语、物理参数、通信协议和相关设备等。

（2）RFID应用标准：主要涉及特定应用领域或环境中RFID的构建规则。包括RFID在物流配送、仓储管理、交通运输、信息管理、动物识别、矿井安全、工业制造和休闲娱乐等领域的应用标准与规范。

（3）RFID数据内容标准：主要涉及数据协议、数据编码规则及语法，包括编码格式、语法标准、数据符号、数据对象、数据结构和数据安全等。

（4）RFID性能标准：主要涉及设备性能和一致性测试方法，尤其是数据结构和数据内容，主要包括印刷质量、设计工艺、测试规范、试验流程等。

2.RFID三大技术标准体系：（1）ISO/IEC标准体系；（2）EPC Global标准体系；（3）Ubiquitous ID标准体系。

3.泛在识别中心（UID）标准体系架构由4部分组成：（1）泛在识别码；（2）泛在通信器；（3）信息系统服务器；（4）ucode解析服务器。

（1）泛在识别码的基本代码长度为128b，视需要能以128b为单位进行扩充，形成256b、384b、512b的结构。最大的特点是可兼容各种已有ID代码的编码体系。

（2）泛在通信器是泛在计算环境与人进行交流所需的终端，简称泛在通（UC）。主要由IC标签，读写器，无线广域通信设备组成。主要功能是将读取的ucode码信息传送到ucode解析服务器，并从信息系统服务器获取有关信息。

（3）信息系统服务器存储并提供与ucode相关的各种信息，出于安全考虑，采用eTRON安全技术，保证具有防复制、防伪造特性的电子数据能够在分散的系统框架中安全的流通和工作。其具有专业的抗破坏性，使用基于PKI技术的虚拟专用网，具有只允许数据移动而无法复制的特点。

（4）ucode解析服务器确定与ucode相关的信息存放在那个信息系统服务器上，其通信协议为ucode代码解析协议RP和实体传输协议eTP，其中eTP是基于eTRON（PKI）的密码认证通信协议。

4.UID规范由日本泛在识别中心负责制定，该规范对频段没有强制要求，标签和读写器都是多频段设备，能同时支持13.56MHz或2.45GHz频段。泛在网络中引入eTRON安全技术，所有需保护的信息都必须存储在具有抗破坏性的硬件eTRON节点中，安全信息的交换必须通过eTRON节点来完成，且通信内容均使用非对称密钥加密。主要特点：①确保厂商独立的可用性；②确保安全的对策；③ucode标识的可读性；④使用频率不做强制规定。

5.ucode标签分级：Class0为光学性标签，相当于条码、二维码；Class1为只读RFID标签；Class3为可读写RFID标签；Class5为带电源的RFID标签；Class2，4，6对应Class1，3，5，带身份认证和数据加密；Class7，8为安全盒和安全服务器，大容量计算机节点。

6.EPC Global标准体系由UCC和EAN联合制定，是一种基于EAN/UCC编码的系统。主要特点：①采用共用的互联网系统这种开放的结构体系；②独立的平台和高度的互动性；③灵活的可持续发展的体系。

7.EPC编码是EPC系统的重要组成部分，是对实体及实体的相关信息进行代码化，通过统一、规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。目前，EPC代码有64位、96位、256位3种。其编码规则：①唯一性；②永久性；③简单性；④可扩展性；⑤保密性与安全性；⑥无含义。

8.EPC标签通常是被动式射频标签，分类：

（1）Class0：满足物流、供应链管理基本应用功能的标签。主要功能：必须包含EPC代码、24位自毁代码以及CRC代码；可被读写器读取；可被重叠读取；可自毁；存储器不可以由读写器进行写入。

（2）Class1：又称身份标签，是一种无源、反向散射式标签。除具备Class0所有特征外，还具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符。此外，还有可选的密码保护访问控制和可选的用户内存等特性。

（3）Class2：也是一种无源、反向散射式标签。除具备Class1的所有特征外，还包括扩展的标签标识符、扩展的用户内存、选择性识读功能。此外，还在访问控制中加入了身份认证机制。

（4）Class3：一种半有源的、反向散射式标签。除具备Class2的所有特征外，还具有完整的电源系统和综合的传感电路。

（5）Class4：一种有源的、主动式标签。除具备Class3的所有特征外，还具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。

9.EPC系统由全球电子产品代码（EPC）编码体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成。

（1）EPC编码标准：与现行的GTIN相结合，可以兼容EAN/UCC系统。

（2）射频识别系统：实现EPC代码自动采集，主要由EPC射频标签和EPC射频读写器组成。

（3）信息网络系统：由本地网络和全球互联网组成，是实现信息管理、信息流通的功能模块。在全球互联网的基础上，用过EPC中间件、对象解析服务（ONS）和EPC信息服务（EPCIS）来实现全球“实物互联”。

​ ①EPC中间件被称为Savant，是连接阅读器和应用程序的软件，是物联网中的核心技术。核心功能是屏蔽不同厂家的RFID阅读器等硬件设备、应用软件系统以及数据传输格式之间的异构性，从而实现不同的硬件与不同应用软件系统间的无缝连接与实时动态集成。

​ ②对象解析服务为Savant系统指明了存储产品相关信息的服务器，是联系Savant管理软件和EPC信息服务的网络枢纽，其设计与架构都以Internet域名解析服务为基础。

​ ③EPC信息服务作为网络数据库来实现，EPCIS提供信息查询的接口，可与已有的数据库、应用程序及信息系统相连接，有两种数据流方式：一是阅读器发送原始数据至EPCIS以供存储；二是应用程序发送查询至EPCIS以获取信息。

10.ISO/IEC的RFID标准主要分为技术标准、数据内容标准、性能标准、应用标准4个方面。其中，ISO/IEC 18000只规定了空中接口协议，对数据内容和数据结构无限制，因而可用于EPC。

11.ISO/IEC 18000-6规定，读写器需要同时支持TypeA和TypeB两种类型，且能够在这两种类型间进行切换，电子标签至少支持一种类型。

（1）TypeA、B共同点：①读写器先发言；②读写器向标签发送信息使用ASK调制；③标签向读写器发送消息使用反向散射调制技术、FM0编码，40kb/s。

（2）TypeA协议规定，读写器向电子标签发送消息时，采用ASK调制，调制深度=30%，采用脉冲间隔编码，即通过定义下降沿之间的不同宽度来表示不同的数据信号。

​ TypeB协议规定，读写器向电子标签发送消息时，采用ASK调制，调制深度=11%或99%，速率为10kb/s或40kb/s，采用曼彻斯特编码。

（3）TypeA的协议和命令包括命令格式、数据和参数、存储器寻址和通信中的时序规定。TypeA的寻址最多可达256个block，每个block最多可达256b的容量，故整个标签的容量可达64kb。

​ TypeB的协议和命令包括命令格式、数据和参数、存储器寻址和通信中的时序规定。TypeB的寻址最多可达256个block，每个block最多可达8b的容量，故整个标签的容量可达2kb。

12.ISO/IEC 15693，全称疏耦合非接触集成电路卡，主要定义了疏耦合卡（VICC）的作用原理和工作参数。VICC卡是指作用距离为0~1m的非接触IC卡，常应用于门禁管理等领域。疏耦合设备和VICC采用ASK调制，调制深度为10%或100%，VICC必须能够针对两种调制深度进行正确解码。

13.符合ISO/TEC 15693标准的防碰撞和传输协议主要包括数据元素、存储组织、射频标签状态和防碰撞等部分。

（1）数据元素：包括唯一标识符（UID，64位）、应用标识符（AFI）、数据存储格式标识符（DSFID）；

（2）存储组织：最多有256个块，最大块的尺寸为256b，最大的存储容量为64kb；

（3）射频标签状态包括断电、就绪、退出、选择4种；

（4）防碰撞序列的目的是使用UID来确定工作场中的唯一的射频标签。

14.RFID的核心内容之一就是防碰撞技术，这也是它与接触式IC卡的主要区别。在ISO/IEC 14443-3中，规定了TypeA和TypeB两种防碰撞机制，其中，TypeA采用位检测防碰撞协议，防碰撞算法采用基于序列号的二进制树形搜索算法；TypeB通过一组命令来管理防碰撞过程，防碰撞方案以时隙为基础，算法采用动态时隙ALOHA算法。在ISO/IEC 15693中，采用轮询机制和分时查询的方式达成防碰撞的目的，防碰撞算法采用时隙ALOHA算法。

15.ISO/IEC 14443，全称近耦合集成电路卡，主要定义了近耦合卡（PICC）的作用原理和工作参数。PICC是指作用距离大约为0~15cm的非接触IC卡，常用于售票领域。ISO/IEC 14443标准由物理特性、射频界面、初始化和防碰撞、传输协议四部分组成。

（1）物理特性：PICC与集成电路之间的通信是通过近耦合设备进行电感耦合完成的。

（2）PCD和PICC之间的初始化对话通过如下连续操作进行：①PCD的射频工作场激活PICC；②PICC等待来自PCD的指令；③PCD传输相关指令；④PICC回送响应。

​ 标准定义了存在于PCD和PICC之间的两种完全不同的数据传输方式（TypeA和TypeB），PICC只需要支持一种传输方式即可。其中，TypeA采用修正密勒编码的100%ASK调制，TypeB采用10%的ASK调制，副载波的调制是通过对NRZ编码数据流的副载波进行二进制相移键控完成的。

16.三大编码体系的区别：

（1）ISO/IEC标准可分为技术标准、数据内容与编码标准、性能与一致性标准、应用标准四大类；

（2）EPCglobal物联网体系结构由EPC编码、EPC标签及读写器、Savant管理软件、ONS服务器、EPCIS服务器等构成。EPC是赋予物品的唯一的电子编码，通常为64位或96位，也可扩展为256位。

（3）UID中心的泛在识别技术体系架构由泛在识别码（ucode）、信息系统服务器、泛在通信器、ucode解析服务器等4部分构成。ucode具有128位的充裕容量，并能够以128位为单元进一步扩展至256位、384位或512位。ucode的最大优势是能包容现有编码体系的元编码设计，可以兼容多种编码。

（4）在RFID技术的普及战略方面，EPCglobal将应用领域限定在物流领域，着重于成功的大规模应用；UID中心则致力于RFID技术在人们生产和生活的各个领域的应用。

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第八章 RFID中间件

1.中间件是基础软件（如：操作系统，数据库）的一类，位于操作系统、网络、数据库之上，应用软件之下，为应用软件提供开发和运行的环境，允许用户灵活高效的开发、集成复杂的应用。

*2.三种企业RFID应用框架：

(1)基于标签的框架：它主要依赖于RFID标签上的信息来实现物品的追踪和管理。①主要构成：标签、读写器、应用系统。②特点：结构简单，成本低，效率高。③前提：读写器型号已知，少量；场景已知。

(2)基于中间件的框架：它将RFID系统分为前端读写器和后端管理系统两部分。前端读写器负责读取标签上的信息，后端管理系统负责对读取的信息进行处理和管理。中间件则负责将前端和后端连接起来，并进行数据的传输和处理。

(3)基于网络的框架：它将RFID系统连接到企业的网络中，中间件通过网络访问公共信息服务平台和其它企业后端应用系统，实现RFID标签信息的跨企业，跨行业查询。

3.RFID中间件是一种面向消息的中间件，是连接读写器和企业应用的纽带。是用来加工、处理来自读写器的所有信息和事件的软件；对标签数据进行过滤、分组和计数，减少网络系统的数据量，防止误读，多读信息；负责多类读写器设备的连接，协调；负责将原始的RFID数据转换为面向企业业务领域的结构化数据，发送给企业应用系统。除此之外，信息以消息模式在程序之间异步传送，除传递消息外，还要具备数据编解码，安全性，数据广播，错误修复，网络资源定位等服务。

4.RFID中间件的体系架构为边缘层和集成层。其中边缘层靠近读写器的逻辑层，主要负责①过滤，减少RFID数据；②处理RFID复杂事件，防止无用数据涌入应用系统；③读写器的接入和管理。集成层是与应用系统衔接的部分。

5.RFID中间件平台的层次结构分为数据采集层、事件处理层和信息发布层。其中，信息发布层和事件处理层为RFID中间件体系架构的集成层，数据采集层为RFID中间件体系架构的边缘层。事件处理层是中间件的核心，主要包括对事件的描述，过滤，挖掘，聚合，响应，存储。

*6.RFID中间件的功能：①标签数据的读写；②透明化要解决的问题（兼容不同的读写器接口；识别不同标签存储器的结构）；③数据的过滤和聚集；④RFID数据的分发。

*7.RFID业务集成平台的功能：

（1）数据层集成：为业务集成提供标准数据。

（2）功能层集成：为业务集成提供需要的功能。

（3）事件层集成：为业务集成提供语义信息和事件触发机制。

（4）总线层集成：完成面向服务体系的接口设计。

（5）服务层集成：定义所有的服务标准和运行时设施。

8.RFID中间件设备集成技术包括设备接入技术和设备监控技术。

9.RFID集成平台的体系架构，常见有（1）面向服务的体系结构（SOA）；（2）业务流程的管理服务（BAM）；（3）商务智能技术（BI）。

（1）面向服务的体系结构：将业务单元以松耦合的方式组成应用。特点：①可重用；②松耦合；③明确定义的接口；④无状态的服务设计；⑤基于开放标准。

松耦合的优势：对松耦合系统的需要来源于业务，应用程序需要根据业务的需要变得更加灵活，以适应不断变化的环境。

10.RFID中间件的特征：

（1）基于标准：①支持多编码标准；②标准的读写器管理接口；标准的事件过滤和采集接口；标准的信息查询接口；标准的跨企业交互接口等。

（2）独立于架构：减轻维护的复杂度。

（3）数据流的处理：具有数据的收集、过滤、整合与传递功能。

（4）过程流。

（5）状态监控。

（6）安全功能。

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第九章 RFID应用系统的构建

1.构建一个RFID应用系统需要考虑：①选择标准；②选择频率；③运行环境与接口方式；④选择器件；⑤系统要求与系统架构。

*1.选择标准：

（1）电子产品编码类标准。如：EAN/UCC、EPC等；

（2）通信类标准。如：ISO/IEC 18000系列协议、NFC、超宽带无线技术、LPWAN等；

（3）频率类标准。

（4）应用类标准。

2.选择频率：

工作频段	优点	缺点
低频	技术简单可靠，无频率限制	通信速率低，距离短，天线尺寸大
高频	比低频速率高，距离长，公共交通领域应用领域应用广泛	距离受限，天线尺寸大，受干扰影响
超高频	距离更长，天线尺寸小，对障碍物敏感度低	频段管制，对人体有害，功率受特定材料影响
微波	更高的带宽和速率，工作距离更长，天线尺寸更小	此频段拥堵，干扰多，对人体有害，功率受限

3.RFID器件的选取：

（1）选择读写器：智能/傻瓜、单一频段/多频段、固定/移动便携、内置天线/外置天线、数据通讯接口、固件升级、成本。

（2）选择配置射频天线：参考准则、备选种类、阻抗、辐射模式、局部结构、距离。

*4.RFID应用系统的基本要求：

（1）可伸缩性： ①数据量庞大，非阻塞IO； ②网络带宽瓶颈，批量数据传输； ③系统瓶颈，改善数据库交互。

（2）可用性： ①消除单点故障； ②降低感知层对中央数据库的依赖； ③提高集成层可用性； ④集群化数据库。

（3）安全性

（4）互操作性：提高各层之间的互操作能力，读写器抽象层。

（5）集成：RFID系统本身价值低，与企业系统集成后才能体现价值。

（6）管理：设备管理，读写器管理。

（7）消息传递：冗余，中断，传递顺序问题。

*5.RFID项目实施可分为起步、测试和验证、试点实施、实施4个可行阶段。

（1）起步： ①建立开发环境；②选择合作伙伴；③制造、测试智能标签。

（2）测试和验证： ①引入系统集成合作伙伴；②集成多方面应用软件；③集成仓库基本设施；④对RFID合作伙伴的要求；⑤寻找供应商；⑥验证供应商选择。

（3）试点：

①目的： a）发现和修正设备异常； b）检测各位置数据采集，传输的能力； c)测试产品识别； d)培训员工； e)测试上下游兼容性； f)标准生产环境测试； g)压力测试 。

②输出： a)实验测量结果； b)系统集成方案的形成； c)不同的标签和天线的确定； d)纠错系统程序的编写； e)标签放置位置，方式的确定。

（4）实施： ①根据试点效果重新评估供应商； ②资产保护计划； ③可升级的固件； ④可调整的解决方案； ⑤提高投资收益率的标签打印方案。

6.RFID应用系统发展趋势：①高频化、双频化；②网络化；③更高兼容性；④数据量更大。

*7.ETC系统的关键技术：

（1）车辆自动识别AVI：由车载单元OBU，路侧单元RSU和数据处理单元DPU组成。OBU和RSU通过DSRC通信完成OBU的一次读写。

（2）车辆自动分类AVC：OBU中的车型信息，或车道的车型传感器测定。

（3）违章车辆抓拍VES：由照相机，图像传输，车辆识别组成。图像稽查系统，不依赖标签。

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第十章 RFID的测试与分析技术

1.RFID系统测试通过提出RFID技术的系列测试方法，建立开放式RFID软硬件产品的联合测试平台，制定系列RFID软硬件产品测试标准与规范，形成RFID技术的测试标准体系，满足RFID技术研究测试、应用测试等公共服务需求。

2.RFID系统测试通过模拟应用环境，对国际、国内的RFID设备进行统一环境的测试，目的：

(1)为企业实施RFID技术提供参考依据

(2)为RFID产品和方案的设计提供指导

(3)方便RFID生产和科研单位加速RFID科技成果的转化进程

(4)完善我国已初步形成的RFID产业链，推动RFID技术、产业和应用的发展。

3.RFID系统测试的主要内容：

（1）标准符合性测试：待测目标是否符合标准定义的空中接口协议。

（2）可互操作性测试：待测设备与其他设备之间的协同工作能力。

（3）性能测试：对标签、读写器、系统性能指标的静态/动态测试，以及无干扰情况/有干扰情况下的测试。

（4）物理测试和质量认证。

4.RFID系统常用的测试仪器：

（1）频谱分析仪：信号测量；

（2）信号发生器：模拟阅读器和标签；

（3）信号单元：捕获待测设备响应；

（4）切换单元：建立连接；

（5）射频信号发生器：产生干扰信号。

5.建模可以从设备实体和应用框架两个层次来进行。

（1）设备实体级：系统由标签、读写器、后端系统、标准、性能等实体所描述。

（2）应用框架级：①环境层。RFID应用环境构造；②采集层。基于RFID的信息采集，进行简单预处理后，将信息传送到集成层；③集成层。RFID应用支撑平台；④应用层。RFID后端软件系统及应用系统界面。

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第十一章 RFID应用实例

1.RFID技术在防伪领域、公共安全领域、医疗卫生领域、智能交通领域的四个四典型领域的应用。

（1）防伪领域：①票券防伪；②贵重商品防伪。

（2）公共安全领域：①智能门禁；②矿井安全；③食品安全。

（3）医疗卫生领域：①制药打假；②快速高效的药品管理；③患者信息管理；④患者身份监护；⑤现场监护；⑥实时定位跟踪。

（4）智能交通领域：①ETC；②智能公交；③车辆考勤管理。

2.射频识别技术防伪，具有以下革新性的特点：

（1）电子标签的核心是一枚具有高安全性的集成电路芯片，其安全设计和生产制造的巨大投入，决定了RFID技术门槛高的特点，难以进行仿制。

（2）电子标签具有唯一ID号码，ID固化在芯片中，无法修改、无法仿造。

（3）电子标签除密码保护外，数据部分可用加密算法实现安全管理；读写器与标签之间具有相互认证的过程。

3.在具体实施过程中，利用RFID食品标签有两种方法实现整个食品供应链上的信息跟踪：

（1）一种是自上游往下游方向跟踪的叫做追踪。从农场养殖（种植）环节—加工环节—运输环节—销售环节，这种方法用于查找造成生产质量问题的原因，确定产品的原产地和特征。

（2）一种是自下游往上游方向回溯的叫做追溯。就是消费者从销售环节发现购买的食品发现了安全问题，可以层层向上进行回溯，最终确定问题所在的源头，这种追溯方法主要用于问题产品的召回。

4.在食品供应链中应用RFID技术的优势：

（1）确保完全透明的安全食品供应链；

（2）RFID是追踪货品来源的最佳解决方案；

（3）降低易腐食品在运输过程中的损失。

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