射頻識別復(fù)習(xí)資料參考全解

1、射頻識別原理參考復(fù)習(xí)資料第一部分 填空提和選擇題及答案一、 填空題1、自動識別技術(shù)是應(yīng)用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，自動地獲取 被識別物品的相關(guān)信息，常見的自動識別技術(shù)有 語音識別技術(shù) 、圖像識別技術(shù) 、射頻識別技術(shù) 、 條碼識別技術(shù) （至少列出四種）。2、RFID 的英文縮寫是 Radio Frequency Identification。3、RFID 系統(tǒng)通常由 電子標(biāo)簽、讀寫器 和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò) 三部分組成。4、在 RFID 系統(tǒng)工作的信道中存在有三種事件模型： 以能量提供為基礎(chǔ)的事件模型 以時(shí)序方式提供數(shù)據(jù)交換的事件模型 以數(shù)據(jù)交換為目的的事件模型5、時(shí)序指

2、的是讀寫器和電子標(biāo)簽的工作次序。通常，電子標(biāo)簽有兩種時(shí)序：TTF （Target Talk First），RTF（Reader Talk First）。6、讀寫器和電子標(biāo)簽通過各自的天線構(gòu)建了二者之間的非接觸信息傳輸通道。根據(jù)觀測點(diǎn)與天線之 間的距離由近及遠(yuǎn)可以將天線周圍的場劃分為三個區(qū)域： 非輻射場區(qū) 、輻射近場區(qū) 、輻射遠(yuǎn)場區(qū) 。7、射頻識別系統(tǒng)是由（ 信息載體 ）和信息獲取裝置組成的。其中信息載體是（ 射頻標(biāo)簽 ），獲取信息 裝置為（ 射頻識讀器 ）。8、在 RFID 系統(tǒng)中，讀寫器與電子標(biāo)簽之間能量與數(shù)據(jù)的傳遞都是利用耦合元件實(shí)現(xiàn)的，RFID 系統(tǒng)中的耦合方式有兩種： 電感耦合式 、電

3、磁反向散射耦合式 。9、讀寫器和電子標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也可以劃分為兩種，分別是負(fù)載調(diào)制 、反向散射調(diào)制 。10、按照射頻識別系統(tǒng)的基本工作方式來劃分， 可以將射頻識別系統(tǒng)分為 全雙工、半雙工、時(shí)序系統(tǒng) 。11、讀寫器天線發(fā)射的電磁波是以球面波的形式向外空間傳播，所以距離讀寫器R 處的電子標(biāo)簽的功率密度 S 為（讀寫器的發(fā)射功率為 PTx，讀寫器發(fā)射天線的增益為 GTx，電子標(biāo)簽與讀寫器之 間的距離為 R）：S= （PTxGTx） /（4R2）。12、按照讀寫器和電子標(biāo)簽之間的作用距離可以將射頻識別系統(tǒng)劃分為三類：密耦合系統(tǒng) 、 遠(yuǎn)耦合系統(tǒng) 、 遠(yuǎn)距離系統(tǒng) 。13、典型的讀寫器終端一般由 天

4、線、射頻模塊 、邏輯控制模塊 三部分構(gòu)成。14、控制系統(tǒng)和應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)交換主要通過讀寫器的接口來完成。一般讀寫器的I/O 接口形式主要有： USB、WLAN 、以太網(wǎng)接口 、RS-232串行接口 、RS-485串行接口 。15、隨著 RFID 技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的應(yīng)用對 RFID 系統(tǒng)的讀寫器也提出了更高的要求，未來 的讀寫器也將朝著 多功能、小型化、便攜式、嵌入式 、模塊化的方向發(fā)展。16、從功能上來說，電子標(biāo)簽一般由 天線、調(diào)制器、編碼發(fā)生器 、時(shí)鐘、存儲電路 組成。17、讀寫器之所以非常重要，這是由它的功能所決定的，它的主要功能有：與電子標(biāo)簽通信 、標(biāo)簽供能 、多標(biāo)簽識別 、

5、移動目標(biāo)識別 。18、根據(jù)電子標(biāo)簽工作時(shí)所需的能量來源，可以將電子標(biāo)簽分為有源/無源標(biāo)簽 。19、按照不同的封裝材質(zhì)，可以將電子標(biāo)簽分為 紙、 塑料、玻璃 。20、電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)主要有 傳輸速率 、讀寫速度 、工作頻率 、能量需求 。21、未來的電子標(biāo)簽將有以下的發(fā)展趨勢： 成本低 ，體積小 ，容量大 ，工作距離遠(yuǎn) 。22、完整性是指信息未經(jīng)授權(quán)不能進(jìn)行改變的特性，保證信息完整性的主要方法包括以下幾種： 協(xié)議、糾錯編碼方法 、密碼校驗(yàn)和方法 、數(shù)字簽名 、公證。23、常用的差錯控制方式主要有 檢錯重發(fā) 、前向糾錯 、混合糾錯 。24、差錯控制時(shí)所使用的編碼，常稱為糾錯編碼。根據(jù)碼的用途，可

6、分為檢錯碼 和糾錯碼 。25、在發(fā)送端需要在信息碼元序列中增加一些差錯控制碼元，它們稱為監(jiān)督碼元 。26、設(shè)信息位的個數(shù)為 k，監(jiān)督位的個數(shù)為 r，碼長為 n=k+r ，則漢明不等式為： 2r-1n。27、兩個碼組中對應(yīng)位上數(shù)字不同的位數(shù)稱為 碼距，又稱漢明距離 ，用符號 D（a，b）表示，如兩個 二元序列 a=111001，b=101101，則 D（ a，b）=2。28、最常用的差錯控制方法有 奇偶校驗(yàn) 、循環(huán)冗余校驗(yàn) 、漢明碼 。29、在偶校驗(yàn)法中，無論信息位多少，監(jiān)督位只有 1 位，它使碼組中 “1的”數(shù)目為 偶數(shù)。30、常用的奇偶檢驗(yàn)法為 垂直奇偶校驗(yàn) 、 水平奇偶校驗(yàn) 、垂直水平奇偶

7、校驗(yàn) 。31、RFID 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸也分為兩種方式：閱讀器向電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸，稱為下行鏈路傳輸 ；電子標(biāo)簽向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸，稱為 上行鏈路傳輸 。32、電感耦合式系統(tǒng)的工作模型類似于變壓器模型。其中變壓器的初級和次級線圈分別是： 閱讀器天線線圈 和電子標(biāo)簽天線線圈 。33、電子標(biāo)簽按照天線的類型不同可以劃分為 線圈型、微帶貼片型 、偶極子型 三種。34、隨著 RFID 技術(shù)的進(jìn)一步推廣，一些問題也相應(yīng)出現(xiàn)，這些問題制約著它的發(fā)展，其中最為顯著 的是數(shù)據(jù)安全問題。數(shù)據(jù)安全主要解決 數(shù)據(jù)保密 和認(rèn)證 的問題。35、常見的密碼算法體制有 對稱密碼體系 和非對稱密碼體系 兩種。36、根據(jù)是否破

8、壞智能卡芯片的物理封裝， 可以將智能卡的攻擊技術(shù)分為 破壞性攻擊 、非破壞性攻擊37、RFID 系統(tǒng)中有兩種類型的通信碰撞存在，一種是 閱讀器碰撞 ，另一種是 電子標(biāo)簽碰撞 。38、為了防止碰撞的發(fā)生， 射頻識別系統(tǒng)中需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的防碰撞技術(shù)， 在通信中這種技術(shù)也稱為多 址技術(shù)，多址技術(shù)主要分為以下四種： 空 /頻/碼/時(shí)分多址 。39、TDMA 算法又可以分為 基于概率的 ALOHA 算法 和確定的二進(jìn)制算法 兩種。40、上述兩種 TDMA 算法中，會出現(xiàn)“餓死”現(xiàn)象的算法是 基于概率的 ALOHA 算法 。41、物聯(lián)網(wǎng) (Internet of things)被稱為是信息技術(shù)的一次革命性創(chuàng)

9、新，成為國內(nèi)外 IT 業(yè)界和社會關(guān)注 的焦點(diǎn)之一。它可以分為 標(biāo)識 、感知 、處理、信息傳送 四個環(huán)節(jié)。42、上述物聯(lián)網(wǎng)四個環(huán)節(jié)對應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)分別為 RFID 、傳感器、智能芯片 、無線傳輸網(wǎng)絡(luò) 。43、RFID 系統(tǒng)通常由 電子標(biāo)簽 、讀寫器 、應(yīng)用軟件 三部分組成。44、RFID 系統(tǒng)按照工作頻率分類，可以分為 低頻、高頻 、超高頻 、微波四類。45、高頻 RFID 系統(tǒng)典型的工作頻率是 13.56MHz 。46、超高頻 RFID 系統(tǒng)遵循的通信協(xié)議一般是 ISO18000-7、 ISO18000-6。47、目前國際上與 RFID 相關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)主要有： ISO/IEC 18000 標(biāo)準(zhǔn)、

10、EPC Global 標(biāo)準(zhǔn)。48、基于概率的 ALOHA 算法又可以分為：純 ALOHA 算法、時(shí)隙 ALOHA 算法、幀時(shí)隙 ALOHA 算法 等。49、電子標(biāo)簽含有物品唯一標(biāo)識體系的編碼， 其中電子產(chǎn)品代碼 (EPC)是全球產(chǎn)品代碼的一個分支， 它包含著一系列的數(shù)據(jù)和信息，如產(chǎn)地、日期代碼和其他關(guān)鍵的供應(yīng)信息。50、超高頻 RFID 系統(tǒng)的識別距離一般為 110m。51、超高頻 RFID 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率高，可達(dá) 1kb/s。二、選擇題1、下列哪一項(xiàng)不是低頻 RFID 系統(tǒng)的特點(diǎn)？ AA、它遵循的通信協(xié)議是 ISO18000-3 B、它采用標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝，技術(shù)簡單 C、它的通信速度低

11、 D、它的識別距離短 (10cm)2、下列哪一項(xiàng)是超高頻 RFID 系統(tǒng)的工作頻率范圍？ BA、150KHz B、433.92MHz 和 860960MHz C、13.56MHz D、 2.455.8GHz3、ISO18000-3、ISO14443 和 ISO15693這三項(xiàng)通信協(xié)議針對的是哪一類 RFID 系統(tǒng)？ A、低頻系統(tǒng)B、 高頻系統(tǒng)C、超高頻系統(tǒng)D、微波系統(tǒng)4、未來 RFID 的發(fā)展趨勢是。A 低頻 RFIDB、高頻 RFIDC、超高頻 RFIDD 、微波 RFID5、中國政府在 2007 年發(fā)布了關(guān)于發(fā)布頻段射頻識別 (RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定的通知 ?A 、150KHz B、1

12、3.56MHz C、2.45 5.8GHz D、800/900MHz6、上述通知規(guī)定了中國 UHF RFID 技術(shù)的試用頻率為。A、125KHz B、13.56MHz C、840-845MHz 和 920-925 MHz D、433.92MHz7、下列哪一個載波頻段的 RFID 系統(tǒng)擁有最高的帶寬和通信速率、最長的識別距離和最小的天線尺 寸？A、 150KHz B、433.92MHz 和 860960MHz C、13.56MHz D、 2.455.8GHz8、在一個 RFID 系統(tǒng)中，下列哪一個部件一般占總投資的 60%至 70%？ A、電子標(biāo)簽B、讀寫器C、天線D、應(yīng)用軟件9、是電子標(biāo)簽的一

13、個重要組成部分，它主要負(fù)責(zé)存儲標(biāo)簽內(nèi)部信息，還負(fù)責(zé)對標(biāo)簽接收到的信號以及發(fā)送出去的信號做一些必要的處理。A、天線B、電子標(biāo)簽芯片C、射頻接口D、讀寫模塊10、絕大多數(shù)射頻識別系統(tǒng)的耦合方式是。A、電感耦合式 B、電磁反向散射耦合式 C、負(fù)載耦合式 D、反向散射調(diào)制式 11、在 RFID 系統(tǒng)中， 11 電子標(biāo)簽的天線必須滿足一些性能要求。下列幾項(xiàng)要求中哪一項(xiàng)不需要滿足 。A、體積要足夠小 B、要具有魯棒性 C、價(jià)格不應(yīng)過高 D、阻抗要足夠大12、讀寫器中負(fù)責(zé)將讀寫器中的電流信號轉(zhuǎn)換成射頻載波信號并發(fā)送給電子標(biāo)簽，或者接收標(biāo)簽發(fā)送過來的射頻載波信號并將其轉(zhuǎn)化為電流信號的設(shè)備是 。A、射頻模塊B

14、、天線C、讀寫模塊D、控制模塊13、若對下列數(shù)字采用垂直奇校驗(yàn)法，則最后一行的監(jiān)督碼元為。位/數(shù)字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000011C51111111111C61111111111C70000000000奇校驗(yàn)A、 0110100110 B、0110111001C、 1001011001D、100110000114、任意一個由二進(jìn)制位串組成的代碼都可以和一個系數(shù)僅為 0和 1取值的多項(xiàng)式一一對應(yīng)。則二進(jìn)制代碼 10111對應(yīng)的多項(xiàng)式為。A、x4+x2+x+1 B、x6+x4+x2+x+1 C、x5+x3+x2+x

15、+1 D、 x5+x3+x+115. 在 RFID 中，采用曼徹斯特碼、 Miller 碼和修正 Miller 碼作為傳輸碼型的目的是 。A、糾錯 B、檢錯 C、便于同步D、便于同步和檢錯16、在射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)上主要采用三種傳輸信息保護(hù)方式， 下列哪一種不是射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)采用 的傳輸信息保護(hù)方式： 。A、認(rèn)證傳輸方式 B 、加密傳輸方式 C、混合傳輸方式 D、分組傳輸方式17、電子標(biāo)簽正常工作所需要的能量全部是由閱讀器供給的，這一類電子標(biāo)簽稱為。A、有源標(biāo)簽 B、無源標(biāo)簽C、半有源標(biāo)簽D、半無源標(biāo)簽18、在天線周圍的場區(qū)中有一類場區(qū)， 在該區(qū)域里輻射場的角度分布與距天線口徑的距離遠(yuǎn)近是不相

16、 關(guān)的。這一類場區(qū)稱為 。A、輻射遠(yuǎn)場區(qū) B、輻射近場區(qū) C、非輻射場區(qū) D、無功近場區(qū)19、在射頻識別系統(tǒng)中，最常用的防碰撞算法是。A、空分多址法B、頻分多址法C、時(shí)分多址法D、碼分多址法。20、在純 ALOHA 算法中，假設(shè)電子標(biāo)簽在 t 時(shí)刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時(shí)間為 To，則 碰撞時(shí)間為 。A、 2ToB、ToC、t+ToD、0.5To21、在基本二進(jìn)制算法中， 為了從 N 個標(biāo)簽中找出唯一一個標(biāo)簽，需要進(jìn)行多次請求， 其平均次數(shù) L 為： 。A、 log2 N B、log2 N 1 C、2ND、 2N 122、RFID 信息系統(tǒng)可能受到的威脅有兩類：一類是物理環(huán)境威脅，一

17、類是人員威脅，下列哪一項(xiàng)屬 于人員威脅： 。A、電磁干擾B、斷電C、設(shè)備故障D、重放攻擊23、RFID 系統(tǒng)面臨的攻擊手段主要有主動攻擊和被動攻擊兩種。 下列哪一項(xiàng)屬于被動攻擊：A、獲得 RFID 標(biāo)簽的實(shí)體，通過物理手段進(jìn)行目標(biāo)標(biāo)簽的重構(gòu)。B、用軟件利用微處理器的通用接口，尋求安全協(xié)議加密算法及其實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)，從而刪除或篡改標(biāo)簽內(nèi) 容。C、采用竊聽技術(shù)，分析微處理器正常工作過程中產(chǎn)生的各種電磁特征，獲得RFID 標(biāo)簽和閱讀器之間的通信數(shù)據(jù)。D、通過干擾廣播或其他手段，產(chǎn)生異常的應(yīng)用環(huán)境，使合法處理器產(chǎn)生故障，拒絕服務(wù)器攻擊等。24、通信雙方都擁有一個相同的保密的密鑰來進(jìn)行加密、解密，即使二者不同

18、，也能夠由其中一個很 容易的推導(dǎo)出另外一個。該類密碼體制稱為 。A、非對稱密碼體制 B、對稱密碼體制 C、 RSA 算法 D、私人密碼體制25、射頻識別系統(tǒng)中的加密數(shù)據(jù)傳輸所采用的密碼體制是。A、非對稱密碼體制 B、RSA 算法C、DES 算法D、序列密碼體制26、當(dāng)讀寫器發(fā)出的命令以及數(shù)據(jù)信息發(fā)生傳輸錯誤時(shí)， 如果被電子標(biāo)簽接收到， 那么不會導(dǎo)致以下 哪項(xiàng)結(jié)果： 。A、讀寫器將一個電子標(biāo)簽判別為另一個電子標(biāo)簽，造成識別錯誤；B、電子標(biāo)簽錯誤的響應(yīng)讀寫器的命令；C、電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂；D、電子標(biāo)簽錯誤的進(jìn)入休眠狀態(tài)。27、設(shè)編碼序列中信息碼元數(shù)量為 k，總碼元數(shù)量為 n，則比值 k/n

19、 就是 D 。A、多余度B、冗余度C、監(jiān)督碼元D、編碼效率28、射頻識別系統(tǒng)中的哪一個器件的工作頻率決定了整個射頻識別系統(tǒng)的工作頻率，功率大小決定了整個射頻識別系統(tǒng)的工作距離： C 。A、電子標(biāo)簽B、上位機(jī) C、讀寫器 D、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)29、工作在 13.56MHz 頻段的 RFID 系統(tǒng)其識別距離一般為C 。A、 1cm B、10cm C、75cm D、10m30、DSRC 標(biāo)準(zhǔn)適用的頻段是 D 。A、 150KHz B、433.92MHz 和 860960MHz C、13.56MHz D、 2.455.8GHz1、A 2 、B3、B4、C5、D6、C7、D 8、A 9、 B10、A11、

20、D12、B13、C14、A15、D16、D17、B18、A 19、C20、A 21、B22、D23、C24、B25、D26、A27、D28、C29、C30、D第二部分 RFID 系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)、 RFID Radio Frequency IdentificationRFID 利用射頻信號通過 空間耦合 實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞達(dá)到識別目標(biāo)的技術(shù)。系統(tǒng)通常 讀寫 器、電子標(biāo)簽 及應(yīng)用軟件 組成?？捎糜谖锪?，電子票證，動物或資產(chǎn)追蹤管理，供應(yīng)冷鏈，高速 公路智能收費(fèi)等 領(lǐng)域 。二、工作原理： 讀寫器控制射頻模塊發(fā)出射頻信號，電子標(biāo)簽主動發(fā)送（有源標(biāo)簽）或者憑借感 應(yīng)電流所獲得的能量（無源標(biāo)簽）發(fā)送出芯片中

21、的存儲信息，接收標(biāo)簽的應(yīng)答，讀寫器對標(biāo)簽的 傳遞過來的信息進(jìn)行解碼，并傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。1）在低頻段 （100MHz 以下）基于電感耦合（近距）2）在高頻段 （400MHz 以上）基于電磁反向散射耦合（雷達(dá)，遠(yuǎn)距）三、按工作頻段分類：工作頻段通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)低頻（ LF）125KHzISO18000-2ISO11785標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝 技術(shù)簡單可靠成熟 無頻率限制通信速度低識別距離短 （10cm） 天線尺寸大高頻（ HF）13.56MHzISO18000-3ISO14443ISO15693與標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝兼容 技術(shù)可靠成熟 在交通智能卡等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛距離不夠遠(yuǎn) （75cm）

22、 天線尺寸大， 受金屬材料等影響大超高頻（ UHF）840-845MHz 和 920-925 MHzISO18000-6ISO18000-7長距離定向識別 天線尺寸小，可繞射，無需可視 距離，發(fā)展?jié)摿薮蟾鲊胁煌念l段管制， 受金屬和液體等材料影響較大 對人體有傷害，限制發(fā)射功率微波2.455.8GHzISO18000-4DSRC除了 UHF 特性外 更高的帶寬和通信速率 更長識別距離，更小的天線尺寸ISM 頻段共享產(chǎn)品多 易受干擾，技術(shù)相對復(fù)雜 對人體有傷害，限制發(fā)射功率第三部分 RFID 的工作原理復(fù)習(xí)、 RFID 工作原理?閱讀器通過天線向周圍空間發(fā)送一定頻率的射頻信號;?標(biāo)簽一旦進(jìn)入

23、閱讀器天線的作用區(qū)域?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流，獲得能量被激活 ;激活標(biāo)簽將自身信息編碼后經(jīng)天線發(fā)送出去 ;?閱讀器接收該信息，經(jīng)過解碼后必要時(shí)送至后臺網(wǎng)絡(luò);?后臺網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)鑒定標(biāo)簽身份的合法性，只對合法標(biāo)簽進(jìn)行相關(guān)處理，通過向前端發(fā)送指令信號控制 閱讀器對標(biāo)簽的讀寫操作 ;、 RFID 的三種工作模型1）以 能量供給為基礎(chǔ) 的工作模型無源 電子標(biāo)簽：當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的工作范圍內(nèi)以后，標(biāo)簽收到閱讀器發(fā)送的信號，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而激活內(nèi)部的電路， 內(nèi)部整流電路將射頻能量轉(zhuǎn)化為電能， 將該能量存儲在標(biāo) 簽內(nèi)部的大電容里，進(jìn)而為其正常工作提供了所需的能量。半有源 電子標(biāo)簽：閱讀器發(fā)送的射頻信號只用來激活標(biāo)簽。有源

24、 電子標(biāo)簽：只要標(biāo)簽處于閱讀器的工作范圍以內(nèi)，就可以主動向閱讀器發(fā)送信號。2）以 時(shí)序方式完成數(shù)據(jù)傳輸 的工作模型閱讀器先發(fā)言 模式（ RTF , Reader Talk First）如果閱讀器不主動激活電子標(biāo)簽的話，電子標(biāo)簽不會向閱讀器發(fā)送信號，通常用于 無源標(biāo)簽 。電子標(biāo)簽先發(fā)言 模式（ TTF , Tag Talk First）就算閱讀器不激活標(biāo)簽，標(biāo)簽也會主動向閱讀器發(fā)送信號3）以 數(shù)據(jù)傳輸為目的 的工作模型上行鏈路傳輸 電子標(biāo)簽向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。下行鏈路傳輸閱讀器向電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸。離線寫入：無論是哪一類電子標(biāo)簽都有離線寫入這種情況。所有電子標(biāo)簽在出廠之前都要由生產(chǎn)廠家將標(biāo)簽的

25、ID 號（ EPC）固化寫入，該 ID 號是標(biāo)簽的身份標(biāo)識，是唯一的，一旦寫入以后將永遠(yuǎn)不能修改。在線寫入：拓展高級功能，可寫標(biāo)簽，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。三、 RFID 防碰撞理論1）碰撞的種類閱讀器碰撞：多個閱讀器同時(shí)與一個標(biāo)簽通信，致使標(biāo)簽無法區(qū)分閱讀器的信號。電子標(biāo)簽碰撞：多個標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)閱讀器的命令而發(fā)送信息，使閱讀器無法識別標(biāo)簽。2）傳統(tǒng)解決方案1）空分多址（ SDMA ）2）頻分多址（ FDMA ）3）碼分多址（ CDMA ）4）時(shí)分多址（ TDMA ）應(yīng)用最廣泛，又可以分為 基于概率的 ALOHA 算法 和確定的二進(jìn)制算法 兩種3）ALOHA 反碰撞 算法1、純 ALOHA 算法?

26、主要采用標(biāo)簽先發(fā)言（ Tag-Talk-First ）的方式，即電子標(biāo)簽一旦進(jìn)入閱讀器的工作范圍獲得 能量后，便向閱讀器主動發(fā)送自身的序列號。? 在某個電子標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中， 如果有其它電子標(biāo)簽也同時(shí)向該閱讀器發(fā)送數(shù) 據(jù)，此時(shí)閱讀器接收到的信號就會產(chǎn)生重疊，導(dǎo)致閱讀器無法正確識別和讀取數(shù)據(jù)。? 閱讀器通過檢測并判斷接收到的信號是否發(fā)生碰撞，一旦發(fā)生碰撞，閱讀器則向標(biāo)簽發(fā)送指 令使電子標(biāo)簽停止數(shù)據(jù)的傳送，電子標(biāo)簽接到閱讀器的指令后，便隨機(jī)的延遲一段時(shí)間再重新發(fā)送數(shù)據(jù)。在純 ALOHA 算法中，假設(shè)電子標(biāo)簽在 t 時(shí)刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時(shí)間為 To，則碰撞時(shí)間為 2T0。

27、G 為數(shù)據(jù)包交換量， S為吞吐率。102、 Slotted ALOHA 算法：? 為提高 RFID 系統(tǒng)的吞吐率，可以把時(shí)間劃分為多段等長的時(shí)隙，時(shí)隙的長度由系統(tǒng)時(shí) 鐘確定，并且規(guī)定電子標(biāo)簽只能在每個時(shí)隙的開始時(shí)才能向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)幀，這就是 Slotted ALOHA 算 法；? 根據(jù)上述規(guī)定可得，數(shù)據(jù)幀要么成功發(fā)送，要么完全碰撞，避免了純 ALOHA 算法中部 分碰撞的發(fā)生，使碰撞周期變?yōu)?To；? 它是純 ALOHA 算法的簡單改進(jìn)， 也屬于時(shí)分多址法， 它的缺點(diǎn)是需要同步時(shí)鐘的控制；3、 Frame Slotted ALOHA 算法（ FSA）：? ALOHA 的另一種改進(jìn)算法是幀時(shí)隙

28、 ALOHA 算法（ FSA ）。? 它是在 Slotted ALOHA 算法的基礎(chǔ)上把 N 個相同的時(shí)隙組成一幀，且在整個電子標(biāo)簽識別過程中，幀的大小是固定的，幀中的每個時(shí)隙足夠一個電子標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行完通信，該算法也稱為11固定幀時(shí)隙 ALOHA 算法。? 該算法比較適用于傳輸信息量較大的場合，和 Slotted ALOHA 算法一樣，幀時(shí)隙 ALOHA 算法同樣需要一個同步開銷。步驟? 首先由閱讀器把幀長度 N 發(fā)送給電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽則產(chǎn)生 1， N 之間的隨機(jī)數(shù)，接下來各電 子標(biāo)簽選擇相應(yīng)的時(shí)隙，與閱讀器進(jìn)行通信；? 如果當(dāng)前時(shí)隙與電子標(biāo)簽隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)相同，電子標(biāo)簽則響應(yīng)閱讀器的命令

29、，若不同，標(biāo)簽則繼 續(xù)等待。? 假如當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)僅有一個電子標(biāo)簽響應(yīng)，閱讀器就讀取該標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，讀取完了以后就使該 標(biāo)簽處于“無聲”狀態(tài)。? 如果當(dāng)前時(shí)隙內(nèi)有多個標(biāo)簽響應(yīng)，則該時(shí)隙內(nèi)的數(shù)據(jù)就出現(xiàn)了碰撞，此時(shí)閱讀器會通知該時(shí)隙內(nèi) 的標(biāo)簽，讓它們在下一輪幀循環(huán)中重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)參與通信。? 逐幀循環(huán)，直到識別出所有電子標(biāo)簽為止。四、 RFID 相關(guān) 電磁場理論 讀寫器和電子標(biāo)簽通過各自的天線構(gòu)建了二者之間的非接觸信息傳輸通道。根據(jù)觀測點(diǎn)與天 線之間的距離由近及遠(yuǎn)可以將天線周圍的場劃分為 三個區(qū)域 ：非輻射場區(qū) ：場強(qiáng)與距離天線的遠(yuǎn)近有關(guān)，電磁能量只在場源附近來回流動，隨著與天線的 距離不斷增大，場

30、強(qiáng)不斷減小。分界： R=/2 輻射近場區(qū) ：菲涅爾區(qū)，電磁能量會脫離天線的束縛進(jìn)入到外空間。該區(qū)域里輻射場的角度 分布與距天線口徑的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。分界： R=2D2/（已知天線直徑為 D，天線波長為 ） 輻射遠(yuǎn)場區(qū)：夫郎荷費(fèi)區(qū) ，該區(qū)域里輻射場的角度分布與距天線口徑的距離遠(yuǎn)近是不相關(guān)的五、 RFID 的能量傳遞PTx GTx4 R2讀寫器到電子標(biāo)簽 的能量傳遞距離讀寫器 R 處的電子標(biāo)簽的功率密度 S 為：電子標(biāo)簽所能接收到的最大功率Ptag：122AeSGtagSG ePTxG4TxGtagPG4Gtag4R2GtagPTxGTx4RPTx讀寫器的發(fā)射功率， GTx讀寫器發(fā)射天線的增益， G

31、tag電子標(biāo)簽接收天線的增益， R 電子標(biāo)簽與讀寫器間距電子標(biāo)簽到讀寫器 的能量傳遞PTx GTx13SbackPback24RPRxSback Aw4 R2PTx GTx224 R2 2PTx GTxGRx44 R2Pback電子標(biāo)簽反射出去的功率， 雷達(dá)散射截面， Sback功率密度， PRx 讀寫器接收到的功率第四部分 RFID 讀寫器復(fù)習(xí)一、讀寫器的功能 實(shí)現(xiàn)與電子標(biāo)簽的通訊 ：最常見的就是對標(biāo)簽進(jìn)行讀數(shù)，這項(xiàng)功能需要有一個可靠的軟件算法確保安全性、 可靠性等。除了進(jìn)行讀數(shù)以外，有時(shí)還需要對標(biāo)簽進(jìn)行寫入，這樣就可以對標(biāo)簽批量生產(chǎn)，由用戶按照自己需要對 標(biāo)簽進(jìn)行寫入； 給標(biāo)簽供能 :在標(biāo)

32、簽是被動式或者半被動式的情況下，需要讀寫器提供能量來激活射頻場周圍的電子標(biāo)簽； 閱讀器射頻場所能達(dá)到的范圍主要由天線的大小以及閱讀器的輸出功率決定的。 天線的大小主要是根據(jù)應(yīng)用要求來 考慮的，而輸出功率在不同國家和地區(qū)，都有不同的規(guī)定。 實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊 實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識別 實(shí)現(xiàn)移動目標(biāo)識別 實(shí)現(xiàn)錯誤信息提示 有源標(biāo)簽的電池信息二、讀寫器的組成讀寫器射頻接口邏輯控制單元天線微控制器應(yīng)用接口驅(qū)動存儲單元計(jì) 算 機(jī) 通 信 網(wǎng) 絡(luò)天線：? 發(fā)射和接收射頻載波信號?將讀寫器中的電流信號轉(zhuǎn)換成射頻載波信號并發(fā)送給電子標(biāo)簽，或者接收標(biāo)簽發(fā)送過來14 的射頻載波信號并將其轉(zhuǎn)化為電流信號；? 無源標(biāo)簽?zāi)芰?/p>

33、供給射頻接口模塊 ?包括發(fā)射器、射頻接收器、時(shí)鐘發(fā)生器和電壓調(diào)節(jié)器等。該模塊是讀寫器的射頻前端， 負(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)射及接收。?調(diào)制電路負(fù)責(zé)將需要發(fā)送給電子標(biāo)簽的信號加以調(diào)制，然后再發(fā)送；? 解調(diào)電路負(fù)責(zé)將解調(diào)標(biāo)簽送過來的信號并進(jìn)行放大；? 時(shí)鐘發(fā)生器負(fù)責(zé)產(chǎn)生系統(tǒng)的正常工作時(shí)鐘。邏輯控制模塊 ?讀寫器的邏輯控制模塊是整個讀寫器工作的控制中心、智能單元，是讀寫器的“大腦” 讀寫器在工作時(shí)由邏輯控制模塊發(fā)出指令，射頻接口模塊按照不同的指令做出不同的操作。? 包括微控制器、存儲單元和應(yīng)用接口驅(qū)動電路等。 ?微控制器可以完成信號的編解碼、數(shù)據(jù)的加解密以及執(zhí)行防碰撞算法； ? 存儲單元負(fù)責(zé)存儲一些程序和數(shù)

34、據(jù)；? 應(yīng)用接口負(fù)責(zé)與上位機(jī)進(jìn)行輸入或輸出的通信。三、讀寫器的 IO 接口 RS-232 串行接口：計(jì)算機(jī)普遍適用的標(biāo)準(zhǔn)串行接口，能夠進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)信息傳遞。它的優(yōu)勢在于 通用、標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是傳輸距離不會達(dá)到很遠(yuǎn)，傳輸速度也不會很快。 RS-485 串行接口：也是一類標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口，數(shù)據(jù)傳遞運(yùn)用差分模式，抵抗干擾能力較強(qiáng)，傳輸 距離比 RS-232 傳輸距離較遠(yuǎn)，傳輸速度與 RS-232 差不多。 以太網(wǎng)接口：閱讀器可以通過該接口直接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。 USB 接口：也是一類標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口，傳輸距離較短，傳輸速度較高。四、讀寫器的發(fā)展趨勢 低成本，多功能、多制式兼容、多頻段兼容、小型化、多數(shù)據(jù)接口、

35、便攜式、多智能天線端口、嵌入式和模 塊化。15第五部分 RFID 電子標(biāo)簽復(fù)習(xí)RFID 電子標(biāo)簽 的構(gòu)成射頻接口調(diào)制器芯片解調(diào)器電壓調(diào)節(jié)器 天線 ：主要的功能是接收閱讀器傳送過來的電磁信號或者將閱讀器所需要的數(shù)據(jù)傳回給閱讀器，也就是負(fù)責(zé)發(fā)射和接收電磁波。它是電子標(biāo)簽與讀寫器之間聯(lián)系的重要一環(huán)；天線的要求 體積要足夠小，因?yàn)樘炀€還要嵌入到體積很小的電子標(biāo)簽中 要具有全向性，或者覆蓋半球的方向性 要能夠?yàn)殡娮訕?biāo)簽當(dāng)中的芯片供給能量，并保證芯片獲得的信號最大化 要保證不管標(biāo)簽的位置在哪里，天線都能夠正常的與閱讀器進(jìn)行通信 要具有魯棒性。 考慮到電子標(biāo)簽的價(jià)格，天線的價(jià)格也不應(yīng)過高。天線的分類（1）線

36、圈型（2）微帶貼片天線（3）偶極子天線DC），并且經(jīng)由其內(nèi)部的儲能裝 射頻接口 ：電壓調(diào)節(jié)單元：主要用來把從讀寫器接收過來的射頻信號轉(zhuǎn)化為直流電源（置（大電容）將能量儲存起來，再通過穩(wěn)壓電路，以確保穩(wěn)定的電源供應(yīng)；16調(diào)制解調(diào)單元：由控制單元傳出的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過調(diào)制單元的調(diào)制以后，才能加載到天線上，成為天線可以傳送的射頻信號，再回傳給閱讀器；解調(diào)單元負(fù)責(zé)將經(jīng)過調(diào)制的信號加以解調(diào)，將載波去除，以獲得最初的調(diào)制信號 芯片 ：存儲單元：主要用于存儲系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或者識別數(shù)據(jù)等。邏輯控制單元：負(fù)責(zé)對讀寫器傳送來的信號進(jìn)行譯碼，并且按照讀寫器的要求回傳數(shù)據(jù)給讀寫器二、電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù) 能量需求 傳

37、輸速率 讀寫速度 工作頻率 容量 封裝形式三、電子標(biāo)簽的發(fā)展趨勢 工作距離更遠(yuǎn)： 無線可讀寫性能更加完善 更加適合高速移動物體識別 快速多標(biāo)簽讀寫功能更加完善 自我保護(hù)功能更加完善 標(biāo)簽附屬功能更多。 體積更小 成本更低17第六部分 射頻數(shù)據(jù)的完整性復(fù)習(xí)一、射頻數(shù)據(jù)的 完整性基本概念完整性 ：指信息未經(jīng)授權(quán)不能進(jìn)行改變的特性。即信息在存儲或傳輸過程中保持不被偶然或蓄意地刪 除、修改、偽造、亂序、重放、插入等破壞和丟失的特性。影響信息完整性的主要因素有 ： 設(shè)備故障、誤碼（傳輸、處理和存儲過程中產(chǎn)生的誤碼，定時(shí)的穩(wěn)定度和精度降低造成的誤碼， 各種干擾源造成的誤碼） 、人為攻擊、計(jì)算機(jī)病毒等。保證

38、信息完整性 ： 協(xié)議：通過各種安全協(xié)議可以有效地檢測出被復(fù)制的信息、被刪除的字段、失效的字段和被修改的字段。 糾錯編碼方法：由此完成檢錯和糾錯功能。最簡單和常用的糾錯編碼方法是奇偶校驗(yàn)法。 密碼校驗(yàn)和方法：它是抗篡改和傳輸失敗的重要手段。 數(shù)字簽名：保障信息的真實(shí)性。 公證：請求網(wǎng)絡(luò)管理或中介機(jī)構(gòu)證明信息的真實(shí)性。二、RFID 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸出錯 當(dāng)接收讀寫器發(fā)出的命令以及數(shù)據(jù)信息發(fā)生傳輸錯誤時(shí)，如果被電子標(biāo)簽接收到，可能會導(dǎo)致以下結(jié)果： 電子標(biāo)簽錯誤的響應(yīng)讀寫器的命令； 電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂； 電子標(biāo)簽錯誤的進(jìn)入休眠狀態(tài)。 當(dāng)電子標(biāo)簽發(fā)出的數(shù)據(jù)發(fā)生傳輸錯誤時(shí)，如果被讀寫器接收到，可能導(dǎo)

39、致以下結(jié)果： 不能識別正常工作的電子標(biāo)簽，誤判電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)； 將一個電子標(biāo)簽判別為另一個電子標(biāo)簽，造成識別錯誤。發(fā)端糾錯碼三、差錯控制方式前向糾錯FE C18檢錯重發(fā)AR Q混合糾錯HEC四、差錯控制編碼定義：差錯控制時(shí)所使用的編碼，常稱為糾錯編碼。根據(jù)碼的用途，可分為檢錯碼 和 糾錯碼 。檢錯碼以檢錯為目的，不一定能糾錯；而糾錯碼以糾錯為目的，一定能檢錯。監(jiān)督碼元：在發(fā)送端需要在信息碼元序列中增加一些差錯控制碼元，它們稱為監(jiān)督碼元。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)? 多余度：就是指增加的監(jiān)督碼元多少。例如，若編碼序列中平均每兩個信息碼元就添加一個監(jiān)督碼 元，則這種編碼的多余度為 1/3 。? 編碼效率 (簡稱

40、碼率 ) ：設(shè)編碼序列中信息碼元數(shù)量為 k ，總碼元數(shù)量為 n，則比值 k/n 就是碼率。 ? 冗余度：監(jiān)督碼元數(shù) (n-k) 和信息碼元數(shù) k 之比。五、漢明碼? 漢明碼又叫 線性分組碼 ，它是一種能夠自動檢測并糾正一重錯的線性糾錯碼。? 漢明碼一般可用 (n , k)表示。其中， k 是每組二進(jìn)制信息碼元的數(shù)目， n 是編碼碼組的碼元總位數(shù)，又稱為 碼組長度，簡稱碼長。 n-k=r 為每個碼組中的監(jiān)督碼元數(shù)目。? 簡單地說， 漢明碼是對每段 k 位長的信息組以一定的規(guī)則增加 r 個監(jiān)督元， 組成長為 n 的碼字。 在二進(jìn)制情 況下，共有 2k個不同的信息組，相應(yīng)地可得到 2k個不同的碼字，稱為許用碼組。其余2n-2k 個碼字未被選用，稱為禁用碼組。? 碼重 ：在分組碼中，非零碼元的數(shù)目稱為碼字的漢明重量， 簡稱碼重。例如，碼字 10110，碼重 w=3 。? 碼距 ：把兩個碼組中對應(yīng)位上數(shù)字不同的位數(shù)稱為碼組的距離， 簡稱碼距。 碼距又稱漢明距離。 例如，“ 000” 晴， “011”云， “101”陰， “110”雨， 4 個碼組之間，任意兩個的距離均為 2。再例如 11000 與 10011 之間的距離為 3。? 最小碼距 ：把某種編