RFID復習題1(參考)

1、一、 填空題1、自動識別技術(shù)是應用一定的識別裝置，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)通常由電子標簽、讀寫器和計算機通信網(wǎng)絡三部分組成。4、在RFID系統(tǒng)工作的信道中存在有三種事件模型：以能量提供為基礎的事件模型以時序方式提供數(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、時序指的是讀寫器和電子標簽的工作次序。通常，電子標簽有兩種時序：TTF（Target Talk

2、First），RTF（Reader Talk First）。6、讀寫器和電子標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)觀測點與天線之間的距離由近及遠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)、輻射遠場區(qū)。7、上一題中第二個場區(qū)與第三個場區(qū)的分界距離R為R=2D2/。（已知天線直徑為D，天線波長為。）8、在RFID系統(tǒng)中，讀寫器與電子標簽之間能量與數(shù)據(jù)的傳遞都是利用耦合元件實現(xiàn)的，RFID系統(tǒng)中的耦合方式有兩種：電感耦合式、電磁反向散射耦合式。9、讀寫器和電子標簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也可以劃分為兩種，分別是負載調(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

3、劃分，可以將射頻識別系統(tǒng)分為全雙工、半雙工、時序系統(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，電子標簽與讀寫器之間的距離為R）：S= （PTx·GTx）/（4R2）。12、按照讀寫器和電子標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)、遠耦合系統(tǒng)、遠距離系統(tǒng)。13、典型的讀寫器終端一般由天線、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、R

4、S-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，電子標簽一般由天線、調(diào)制器、編碼發(fā)生器、時鐘、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：與電子標簽通信、標簽供能、多標簽識別、移動目標識別。18、根據(jù)電子標簽工作時所需的能量來源，可以將電子標簽分為有源/無源標簽。19、按照不同的封裝材質(zhì)，可以將電子標簽分為紙、塑料、玻璃。20、電子標簽的技術(shù)參數(shù)主要有傳輸速率、讀寫速度、工作頻率、能量

5、需求。21、未來的電子標簽將有以下的發(fā)展趨勢：成本低，體積小，容量大，工作距離遠。22、完整性是指信息未經(jīng)授權(quán)不能進行改變的特性，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。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

6、，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、循環(huán)冗余校驗、漢明碼。29、在偶校驗法中，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、常用的奇偶檢驗法為垂直奇偶校驗、水平奇偶校驗、垂直水平奇偶校驗。31、RFID系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸也分為兩種方式：閱讀器向電子標簽的數(shù)據(jù)傳輸，稱為下行鏈路傳輸；電子標簽向閱讀器的數(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簽天線線圈。33、電子標簽按照天線的類型不同可以劃分為線圈型、微

7、帶貼片型、偶極子型三種。34、隨著RFID技術(shù)的進一步推廣，一些問題也相應出現(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)中需要設計相應的防碰撞技術(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/時分多址。39、TDMA算法又可以分為基于概率的ALO

8、HA算法和確定的二進制算法兩種。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)新，成為國內(nèi)外IT業(yè)界和社會關注的焦點之一。它可以分為標識、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)對應的關鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片、無線傳輸網(wǎng)絡。43、RFID系統(tǒng)通常由電子標簽、讀寫器、應用軟件三部分組成。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)

9、議一般是ISO18000-7、ISO18000-6。47、目前國際上與RFID相關的通信標準主要有：ISO/IEC 18000標準、EPC Global 標準。48、基于概率的ALOHA算法又可以分為：純ALOHA算法、時隙ALOHA算法、幀時隙ALOHA算法等。49、電子標簽含有物品唯一標識體系的編碼，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、日期代碼和其他關鍵的供應信息。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1kb/s。二、選擇題1、下列哪一項不是低頻RFID系統(tǒng)的特點？ A A、它遵循的

10、通信協(xié)議是ISO18000-3 B、它采用標準CMOS工藝，技術(shù)簡單C、它的通信速度低 D、它的識別距離短(<10cm)2、下列哪一項是超高頻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這三項通信協(xié)議針對的是哪一類RFID系統(tǒng)？BA、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 C 。A低頻RFID B、高頻RFID C、超高頻RFID D、微波RFID5、中國政府在2007年發(fā)布了關于發(fā)布

11、 D 頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應用試行規(guī)定的通知?A 、<150KHz B、13.56MHz C、2.455.8GHz D、800/900MHz6、上述通知規(guī)定了中國UHF RFID技術(shù)的試用頻率為 C 。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？ D 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

12、60%至70%？ A A、電子標簽 B、讀寫器 C、天線 D、應用軟件9、 B 是電子標簽的一個重要組成部分，它主要負責存儲標簽內(nèi)部信息，還負責對標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 。A、電感耦合式 B、電磁反向散射耦合式 C、負載耦合式 D、反向散射調(diào)制式11、在RFID系統(tǒng)中，電子標簽的天線必須滿足一些性能要求。11、下列幾項要求中哪一項不需要滿足 D 。A、體積要足夠小B、要具有魯棒性 C、價格不應過高 D、阻抗要足夠大12、讀寫器中負責將讀寫器中的電流信號轉(zhuǎn)換成射頻載波信號

13、并發(fā)送給電子標簽，或者接收標簽發(fā)送過來的射頻載波信號并將其轉(zhuǎn)化為電流信號的設備是 B 。A、射頻模塊 B、天線 C、讀寫模塊 D、控制模塊13、若對下列數(shù)字采用垂直奇校驗法，則最后一行的監(jiān)督碼元為 C 。位/數(shù)字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000011C51111111111C61111111111C70000000000奇校驗A、0110100110 B、0110111001 C、1001011001 D、100110000114、任意一個由二進制位串組成的代碼都可以和一個系數(shù)僅為0和1取值的多項式一一對應。則二進制

14、代碼10111對應的多項式為 A 。A、x4+x2+x+1 B、x6+x4+x2+x+1 C、x5+x3+x2+x+1 D、x5+x3+x+115、在射頻識別系統(tǒng)中，識讀率和誤碼率是用戶最為關心的問題。已知待識讀標簽數(shù)為NA，正確識讀的標簽數(shù)為NR，每個標簽的碼元數(shù)為NL，讀寫器識讀出發(fā)生錯誤的碼元總數(shù)為NE則識讀率為 C A、 B、 C、 D、16、在射頻識別應用系統(tǒng)上主要采用三種傳輸信息保護方式，下列哪一種不是射頻識別應用系統(tǒng)采用的傳輸信息保護方式： D 。A、認證傳輸方式 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

15、子標簽稱為 B 。A、有源標簽 B、無源標簽 C、半有源標簽 D、半無源標簽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近是不相關的。這一類場區(qū)稱為 A 。A、輻射遠場區(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 C 。A、空分多址法 B、頻分多址法 C、時分多址法 D、碼分多址法。20、在純ALOHA算法中，假設電子標簽在t時刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時間為To，則碰撞時間為 A 。A、2To B、To C、t+To D、0.5To21、在基本二進制算法中，為了從N個標簽中找出唯一一個標簽，需要

16、進行多次請求，其平均次數(shù)L為： B 。A、 B、 C、 D、22、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，一類是人員威脅，下列哪一項屬于人員威脅： D 。A、電磁干擾 B、斷電 C、設備故障 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。下列哪一項屬于被動攻擊： C 。A、獲得RFID標簽的實體，通過物理手段進行目標標簽的重構(gòu)。B、用軟件利用微處理器的通用接口，尋求安全協(xié)議加密算法及其實現(xiàn)弱點，從而刪除或篡改標簽內(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，

17、產(chǎn)生異常的應用環(huán)境，使合法處理器產(chǎn)生故障，拒絕服務器攻擊等。24、通信雙方都擁有一個相同的保密的密鑰來進行加密、解密，即使二者不同，也能夠由其中一個很容易的推導出另外一個。該類密碼體制稱為 B 。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 D 。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，如果被電子標簽接收到，那么不會導致以下哪項結(jié)果： A 。A、讀寫器將一個電子標簽判別為另一個電子標簽，造成識別錯誤；B、電子標簽錯誤的響應讀寫器的命令；C

18、、電子標簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂；D、電子標簽錯誤的進入休眠狀態(tài)。27、設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 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、電子標簽 B、上位機 C、讀寫器 D、計算機通信網(wǎng)絡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標準適用的頻段是 D 。A、<150KHz B、433.92MH

19、z 和860960MHz C、13.56MHz D、2.455.8GHzRFID復習RFID系統(tǒng)概論一、RFIDRadio Frequency Identification RFID利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞達到識別目標的技術(shù)。系統(tǒng)通常讀寫器、電子標簽及應用軟件組成?？捎糜谖锪?，電子票證，動物或資產(chǎn)追蹤管理，供應冷鏈，高速公路智能收費等領域。 二、工作原理：讀寫器控制射頻模塊發(fā)出射頻信號，電子標簽主動發(fā)送（有源標簽）或者憑借感應電流所獲得的能量（無源標簽）發(fā)送出芯片中的存儲信息，接收標簽的應答，讀寫器對標簽的傳遞過來的信息進行解碼，并傳輸?shù)街鳈C進行數(shù)據(jù)處理。1）在低頻段(100

20、MHz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，遠距）三、按工作頻段分類：工作頻段通信標準協(xié)議優(yōu)點缺點低頻（LF）<125KHzISO18000-2ISO11785標準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與標準CMOS工藝兼容技術(shù)可靠成熟在交通智能卡等領域應用廣泛距離不夠遠(<75cm)天線尺寸大，受金屬材料等影響大超高頻（UHF）840-845MHz和920-925 MHzISO18000-6ISO1800

21、0-7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2.455.8GHz ISO18000-4DSRC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)相對復雜對人體有傷害，限制發(fā)射功率RFID的工作原理 一、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; 標簽一旦進入閱讀器天線的作用區(qū)域?qū)a(chǎn)生感應電流，獲得能量被激活;激活標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)過解碼后必要時送至后臺網(wǎng)絡; 后臺網(wǎng)絡中主機鑒定標簽身份

22、的合法性，只對合法標簽進行相關處理，通過向前端發(fā)送指令信號控制閱讀器對標簽的讀寫操作;二、RFID的三種工作模型1）以能量供給為基礎的工作模型無源電子標簽：當標簽進入閱讀器的工作范圍內(nèi)以后，標簽收到閱讀器發(fā)送的信號，產(chǎn)生感應電流從而激活內(nèi)部的電路，內(nèi)部整流電路將射頻能量轉(zhuǎn)化為電能，將該能量存儲在標簽內(nèi)部的大電容里，進而為其正常工作提供了所需的能量。半有源電子標簽：閱讀器發(fā)送的射頻信號只用來激活標簽。有源電子標簽：只要標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）以時序方式完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髂Ｐ烷喿x器先發(fā)言模式（RTF, Reader Talk First）如果閱讀器不主動激活電

23、子標簽的話，電子標簽不會向閱讀器發(fā)送信號，通常用于無源標簽。電子標簽先發(fā)言模式（TTF, Tag Talk First）就算閱讀器不激活標簽，標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簽的數(shù)據(jù)傳輸。離線寫入：無論是哪一類電子標簽都有離線寫入這種情況。所有電子標簽在出廠之前都要由生產(chǎn)廠家將標簽的ID號（EPC）固化寫入，該ID號是標簽的身份標識，是唯一的，一旦寫入以后將永遠不能修改。在線寫入：拓展高級功能，可寫標簽，結(jié)構(gòu)復雜，成本高。三、 RFID防碰撞理論1）碰撞的種類閱讀器碰撞：多個閱讀器同時與一個標簽通信，致

24、使標簽無法區(qū)分閱讀器的信號。電子標簽碰撞：多個標簽同時響應閱讀器的命令而發(fā)送信息，使閱讀器無法識別標簽。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）時分多址（TDMA）應用最廣泛，又可以分為基于概率的ALOHA算法（餓死）和確定的二進制算法兩種。3）ALOHA反碰撞算法1、純ALOHA算法 主要采用標簽先發(fā)言（Tag-Talk-First）的方式，即電子標簽一旦進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。 在某個電子標簽向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，如果有其它電子標簽也同時向該閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，此時閱讀器接收到的信號就會產(chǎn)生重

25、疊，導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，閱讀器則向標簽發(fā)送指令使電子標簽停止數(shù)據(jù)的傳送，電子標簽接到閱讀器的指令后，便隨機的延遲一段時間再重新發(fā)送數(shù)據(jù)。在純ALOHA算法中，假設電子標簽在t時刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時間為To，則碰撞時間為2T0。G為數(shù)據(jù)包交換量，S為吞吐率。2、Slotted ALOHA算法： 為提高RFID系統(tǒng)的吞吐率，可以把時間劃分為多段等長的時隙，時隙的長度由系統(tǒng)時鐘確定，并且規(guī)定電子標簽只能在每個時隙的開始時才能向閱讀器發(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

26、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)門o； 它是純ALOHA算法的簡單改進，也屬于時分多址法，它的缺點是需要同步時鐘的控制；3、Frame Slotted ALOHA算法（FSA）： ALOHA 的另一種改進算法是幀時隙 ALOHA 算法（FSA）。 它是在Slotted ALOHA 算法的基礎上把 N 個相同的時隙組成一幀，且在整個電子標簽識別過程中，幀的大小是固定的，幀中的每個時隙足夠一個電子標簽與閱讀器進行完通信，該算法也稱為固定幀時隙 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，幀時隙 A

27、LOHA 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)送給電子標簽，電子標簽則產(chǎn)生1，N之間的隨機數(shù)，接下來各電子標簽選擇相應的時隙，與閱讀器進行通信； 如果當前時隙與電子標簽隨機產(chǎn)生的數(shù)相同，電子標簽則響應閱讀器的命令，若不同，標簽則繼續(xù)等待。 假如當前時隙內(nèi)僅有一個電子標簽響應，閱讀器就讀取該標簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，讀取完了以后就使該標簽處于“無聲”狀態(tài)。 如果當前時隙內(nèi)有多個標簽響應，則該時隙內(nèi)的數(shù)據(jù)就出現(xiàn)了碰撞，此時閱讀器會通知該時隙內(nèi)的標簽，讓它們在下一輪幀循環(huán)中重新產(chǎn)生隨機數(shù)參與通信。 逐幀循環(huán)，直到識別出所有電子標簽為止。4、Dynamic FSA 算法： 該算法根據(jù)上一

28、讀寫周期中統(tǒng)計的成功識別的時隙數(shù)、發(fā)生碰撞的時隙數(shù)、空閑時隙數(shù)信息來調(diào)整下一讀寫周期的幀長度。具體調(diào)整方法有兩種。 第一種：根據(jù)統(tǒng)計信息，當碰撞時隙數(shù)達到規(guī)定的上限時，讀寫器增大下一幀的長度；當碰撞時隙數(shù)少于規(guī)定的下限時，讀寫器減少下一幀時隙數(shù)。使用該方法當標簽規(guī)模不大時，讀寫器使用較短的幀長度就能快速識別標簽，而當標簽數(shù)量很多時，讀寫器不得不增加幀長度以減少碰撞次數(shù)。 第二種： 讀寫器以 2 或 4 個時隙數(shù)為一幀開始，如果沒有一個標簽能夠成功識別，讀寫器增加幀長度開始下一輪讀寫周期。重復上述過程直到至少有一個標簽被成功識別。當有一個標簽成功識別后，讀寫器立刻停止當前的讀寫周期，然后讀寫器再

29、以開始時最小的幀長度開始下一輪讀寫識別。 該算法通過動態(tài)調(diào)整幀長度，相比幀時隙算法在標簽規(guī)模不大時能夠取得較理想的吞吐率?？墒且坏撕瀭€數(shù)很大時，增大幀長度就不是很好的解決方法，因為幀長度不能無限制的增大。 采用ALOHA系列算法，假設閱讀器射頻工作范圍內(nèi)存在 n 個標簽，理論上閱讀器至少需要 n 個時隙的時間才能成功識別完，最壞的情況下，閱讀器經(jīng)過多次搜索也未能識別出某個標簽，導致出現(xiàn)“餓死現(xiàn)象”。 而Binary-Tree系列算法并不會采取退避原則，而是直接進行解決。當多標簽同時發(fā)送信息而碰撞時，讀寫器利用碰撞位將碰撞的標簽分為兩個或更多子集，對每個子集分別識別。如果存在碰撞則繼續(xù)再劃分，

30、直到標簽被完全識別為止。這樣則有效地避免了標簽的“餓死現(xiàn)象”。 四、RFID相關電磁場理論讀寫器和電子標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)觀測點與天線之間的距離由近及遠可以將天線周圍的場劃分為三個區(qū)域：非輻射場區(qū)：場強與距離天線的遠近有關，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，場強不斷減小。 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近有關。分界：R=2D2/（已知天線直徑為D，天線波長為）輻射遠場區(qū)：夫郎荷費區(qū)，該區(qū)域里輻射場的角度分布與距天線口徑的距離遠近是不相關的。五、RF

31、ID的能量傳遞 讀寫器到電子標簽的能量傳遞 距離讀寫器R處的電子標簽的功率密度S為：電子標簽所能接收到的最大功率Ptag：PTx讀寫器的發(fā)射功率，GTx讀寫器發(fā)射天線的增益，Gtag電子標簽接收天線的增益，R電子標簽與讀寫器間距 電子標簽到讀寫器的能量傳遞Pback電子標簽反射出去的功率，雷達散射截面，Sback功率密度，PRx讀寫器接收到的功率RFID讀寫器一、讀寫器的功能 實現(xiàn)與電子標簽的通訊：最常見的就是對標簽進行讀數(shù)，這項功能需要有一個可靠的軟件算法確保安全性、可靠性等。除了進行讀數(shù)以外，有時還需要對標簽進行寫入，這樣就可以對標簽批量生產(chǎn)，由用戶按照自己需要對標簽進行寫入； 給標簽供能

32、:在標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簽；閱讀器射頻場所能達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。實現(xiàn)與計算機網(wǎng)絡的通訊實現(xiàn)多標簽識別實現(xiàn)移動目標識別實現(xiàn)錯誤信息提示 有源標簽的電池信息二、讀寫器的組成天線： 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)送給電子標簽，或者接收標簽發(fā)送過來的射頻載波信號并將其轉(zhuǎn)化為電流信號； 無源標簽能量供給射頻接口模塊 包括發(fā)射器、射頻接收器、時鐘發(fā)生器和電壓調(diào)節(jié)器等。該模塊是讀寫器的射頻前端，負責射頻

33、信號的發(fā)射及接收。 調(diào)制電路負責將需要發(fā)送給電子標簽的信號加以調(diào)制，然后再發(fā)送； 解調(diào)電路負責將解調(diào)標簽送過來的信號并進行放大； 時鐘發(fā)生器負責產(chǎn)生系統(tǒng)的正常工作時鐘。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； 存儲單元負責存儲一些程序和數(shù)據(jù)； 應用接口負責與上位機進行輸入或輸出的通信。三、讀寫器的IO接口RS-232串行接口：計算機普遍適用的標準串行接口

34、，能夠進行雙向的數(shù)據(jù)信息傳遞。它的優(yōu)勢在于通用、標準，缺點是傳輸距離不會達到很遠，傳輸速度也不會很快。RS-485串行接口：也是一類標準串行通信接口，數(shù)據(jù)傳遞運用差分模式，抵抗干擾能力較強，傳輸距離比RS-232傳輸距離較遠，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入網(wǎng)絡。USB接口：也是一類標準串行通信接口，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、便攜式、多智能天線端口、嵌入式和模塊化。RFID電子標簽一、RFID電子標簽的構(gòu)成天線：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)

35、傳回給閱讀器，也就是負責發(fā)射和接收電磁波。它是電子標簽與讀寫器之間聯(lián)系的重要一環(huán)； 天線的要求體積要足夠小，因為天線還要嵌入到體積很小的電子標簽中要具有全向性，或者覆蓋半球的方向性要能夠為電子標簽當中的芯片供給能量，并保證芯片獲得的信號最大化要保證不管標簽的位置在哪里，天線都能夠正常的與閱讀器進行通信要具有魯棒性?？紤]到電子標簽的價格，天線的價格也不應過高。 天線的分類（1）線圈型 （2）微帶貼片天線（3）偶極子天線射頻接口：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（DC），并且經(jīng)由其內(nèi)部的儲能裝置（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；調(diào)制解調(diào)

36、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)單元負責將經(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)運行時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或者識別數(shù)據(jù)等。邏輯控制單元：負責對讀寫器傳送來的信號進行譯碼，并且按照讀寫器的要求回傳數(shù)據(jù)給讀寫器二、電子標簽的技術(shù)參數(shù)能量需求傳輸速率讀寫速度工作頻率容量封裝形式三、電子標簽的發(fā)展趨勢工作距離更遠：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簽讀寫功能更加完善自我保護功能更加完善標簽附屬功能更多。體積更小成本更低射頻數(shù)據(jù)的完整性一、射頻數(shù)據(jù)的完整性基

37、本概念完整性：指信息未經(jīng)授權(quán)不能進行改變的特性。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：設備故障、誤碼（傳輸、處理和存儲過程中產(chǎn)生的誤碼，定時的穩(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、計算機病毒等。保證信息完整性： 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法。 密碼校驗和方法：它是抗篡改和傳輸失敗的重要手段。 數(shù)字簽名：保障信息的真實性。 公證：請求網(wǎng)絡管理或中

38、介機構(gòu)證明信息的真實性。二、RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸出錯當接收讀寫器發(fā)出的命令以及數(shù)據(jù)信息發(fā)生傳輸錯誤時，如果被電子標簽接收到，可能會導致以下結(jié)果： 電子標簽錯誤的響應讀寫器的命令； 電子標簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂； 電子標簽錯誤的進入休眠狀態(tài)。當電子標簽發(fā)出的數(shù)據(jù)發(fā)生傳輸錯誤時，如果被讀寫器接收到，可能導致以下結(jié)果： 不能識別正常工作的電子標簽，誤判電子標簽的工作狀態(tài)； 將一個電子標簽判別為另一個電子標簽，造成識別錯誤。三、差錯控制方式四、差錯控制編碼定義：差錯控制時所使用的編碼，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

39、。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。 評價標準 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(簡稱碼率) ：設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、奇偶校驗法常用的奇偶檢驗法為垂直奇偶校驗、水平奇偶校驗和水平垂直奇偶校驗。六、循環(huán)冗余校驗（CRC）CRC校驗碼的計算步驟如下： 設G(x)為r階，在數(shù)據(jù)塊M(x)的末尾附加r個0，則相應的多項式為 ； 按模2除法用對應于G(x)的位

40、串去除對應于 的位串； 按模2減法從對應于 的位串中減去余數(shù)（總是小于等于1）。結(jié)果就是要傳送的帶循環(huán)冗余校驗碼的數(shù)據(jù)塊。下面舉個例子來說明一下校驗碼的計算過程。 假設4位的信息位為1010，生成多項式G(x)為 ，那么G(x)的二進制表示形式就為1011，因為G(x)為3階，所以要在數(shù)據(jù)塊M(x)后面附加3個0，變成1010000。 用生成多項式G(x)1011去除1010000，可得余數(shù)為011， 所以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊為1010011。七、性能指標 射頻識別系統(tǒng)的性能指標包括有效性、可靠性、適應性、標準型、經(jīng)濟性以及易維護性等等。 在射頻識別系統(tǒng)中，識讀率PR和誤碼率PE是用戶最為關心的問題。

41、設待識讀標簽數(shù)為NA，正確識讀的標簽數(shù)為NR，每個標簽的碼元數(shù)為NL，讀寫器識讀出發(fā)生錯誤的碼元總數(shù)為NE，則：射頻數(shù)據(jù)的安全性一、射頻識別系統(tǒng)的安全分析RFID信息系統(tǒng)可能受到的威脅有兩類：物理環(huán)境如電磁干擾、斷電、設備故障等威脅；人員威脅：管理者攻擊、用戶攻擊、前管理者的攻擊、前用戶攻擊、外部人員攻擊。攻擊手段（1）主動攻擊：1.獲得RFID標簽的實體，通過物理手段在實驗室環(huán)境中去除芯片封裝、使用微探針獲取敏感信號、進行目標標簽的重構(gòu)。2.用軟件利用微處理器的通用接口，掃描RFID標簽和響應閱讀器的探尋，尋求安全協(xié)議加密算法及其實現(xiàn)弱點，從而刪除或篡改標簽內(nèi)容。3.通過干擾廣播、阻塞信道或

42、其他手段，產(chǎn)生異常的應用環(huán)境，使合法處理器產(chǎn)生故障，拒絕服務器攻擊等。（2）被動攻擊1.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標簽和閱讀器之間的通信數(shù)據(jù)。Eg：美國某大學教授和學生利用定向天線和數(shù)字示波器監(jiān)控RFID標簽被讀取時的功率消耗，通過監(jiān)控標簽的能耗過程從而推導出了密碼。根據(jù)功率消耗模式可以確定何時標簽接收到了正確或者不正確的密碼位。二、密碼學技術(shù)原理常見的密碼算法體制有對稱密碼體制和非對稱密碼體制兩種。對稱密碼體制從得到的密文序列的結(jié)構(gòu)來劃分，有序列密碼和分組密碼兩種不同的密碼體制三、射頻識別系統(tǒng)的加密機制在射頻識別應用系統(tǒng)上主要采用三種傳輸信息保護方式， 認證傳輸方式：不保密，糾錯 加密傳輸方式：保密，不糾錯 和混合傳輸方式：保密，糾錯30 、RFID超高頻的頻率范圍為：（A）A 3-30GHZ B 1-2GHZ C 2-3GHZ D 6GHZ以上31、根據(jù)射頻標簽工作方