RFID原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)(附答案)

RFID原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)（附答案）一、判斷.13.56MHZ,125kHz,433MHz都是RFID系統(tǒng)典型的工作頻率㈠?）口4．在物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間做通信的時候，通信頻率越高，意味著傳輸距離越遠(yuǎn)。（no）5.物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系可以根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的框架進(jìn)行劃分，即分為感知延伸層標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)和共性支撐標(biāo)準(zhǔn)。（ye）.在物聯(lián)網(wǎng)中，系統(tǒng)可以自動的、實(shí)時的對物體進(jìn)行識別、追蹤和監(jiān)控，但不可以觸發(fā)相應(yīng)的事件。（no）口.物聯(lián)網(wǎng)共性支撐技術(shù)是不屬于網(wǎng)絡(luò)某個特定的層面，而是與網(wǎng)絡(luò)的每層都有關(guān)系，主要包括：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、標(biāo)識解析、網(wǎng)絡(luò)管理、安全、QoS等。（ye）口.物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺：用于支撐泛在應(yīng)用的其他平臺，例如封裝和抽象網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)能力，向應(yīng)用提供統(tǒng)一開放的接口等。（ye）口.RFID擁有耐環(huán)境性，穿透性，形狀容易小型化和多樣化等特性（ye）.物聯(lián)網(wǎng)信息開放平臺：將各種信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯聚、整合、分類和交換，并在安全范圍內(nèi)開放給各種應(yīng)用服務(wù)。（ye）二、不定項(xiàng)選擇題1.物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)不包括（CD）?？贏、感知層B、傳輸層C、數(shù)據(jù)層D、會話層2.物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的無線通信，一般不會受到下列因素的影響。（D）A、節(jié)點(diǎn)能量B、障礙物C、天氣D、時間3.下列哪項(xiàng)不是物聯(lián)網(wǎng)的組成系統(tǒng)（B）?？贏、IEEE802.15.4aB、IEEE802.15.4bC、IEEE802.15.4cD、IEEE802.15.4n7.在我們現(xiàn)實(shí)生活中，下列公共服務(wù)有哪一項(xiàng)還沒有用到物聯(lián)網(wǎng)（C）。A、公交卡B、安全門禁以手機(jī)通信D、水電費(fèi)繳費(fèi)卡8.（C）是負(fù)責(zé)對物聯(lián)網(wǎng)收集到的信息進(jìn)行處理、管理、決策的后臺計(jì)算處理平臺。A、感知層B、網(wǎng)絡(luò)層C、云計(jì)算平臺D、物理層口9．利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識別等人工智能技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對物體實(shí)施智能化的控制，指的（C）?？贏、可靠傳遞8、全面感知C、智能處理D、互聯(lián)網(wǎng)口D、多媒體信息采集口.移動通信系統(tǒng)包括（ABCD）?？?GSM系統(tǒng)中信道的頻率間隔是（B）?？贏.1.23MHzB.200kHzC.400kHzD.100kHz9.移動通信中電波的傳播方式主要有（ABC）?？贏.直射波B.反射波C.地表面波D.水平面波口10.RFID屬于物聯(lián)網(wǎng)的哪個層AA感知層B網(wǎng)絡(luò)層C業(yè)務(wù)層D應(yīng)用層11.智能物流系統(tǒng)是建立在哪幾個系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的？ADA智能交通系統(tǒng)B智能辦公系統(tǒng)C自動化控制系統(tǒng)D電子商務(wù)系統(tǒng)口12.物聯(lián)網(wǎng)跟人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相似，通過各種信息傳感設(shè)備，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，下面哪些是物聯(lián)網(wǎng)的信息傳感設(shè)備：ABCDA射頻識別（RFID）芯片B紅外感應(yīng)器C全球定位系統(tǒng)D激光掃描器口13.分集信號的合并技術(shù)有（ABC）。口A.選擇式合并B.最大比合并C.等增益合并D.隨機(jī)合并口14物聯(lián)網(wǎng)是把下面哪些技術(shù)融為一體，實(shí)現(xiàn)全面感知、可靠傳送、智能處理為特征的、連接物理世界的網(wǎng)絡(luò)。ABCDA傳感器及RFID等感知技術(shù)B通信網(wǎng)技術(shù)C互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)D智能運(yùn)算技術(shù)15.下面哪一選項(xiàng)描述的不是智能電網(wǎng)？CA發(fā)展智能電網(wǎng)，更多地使用電力代替其他能源，是一種“低碳”的表現(xiàn)B將家中的整個用電系統(tǒng)連成一體，一個普通的家庭就能用上“自家產(chǎn)的電”C家中空調(diào)能夠感應(yīng)外部溫度自動開關(guān)，并能在自動調(diào)整室內(nèi)溫度D通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)16.GSM系統(tǒng)中廣播信道包括（ABC）口A．FCCHB.SCHC.BCCHD.PCH17.常用的路測工具及輔助工具有（ABCD）口A.測試手機(jī)B.數(shù)字地圖C.GPSD.專用測試軟件口12.物聯(lián)網(wǎng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用 、等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋萬物的網(wǎng)絡(luò)。RFID無線識別、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、能量供給模塊和納米技術(shù)列為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。（BD）A、傳感器B、RFIDC、全功能設(shè)備（FFD）D、精簡功能設(shè)備（RFD）：14.云計(jì)算的服務(wù)模式（ABD）。A、IaaSB、SaaSC、QaaSD、PaaS口15.下列哪項(xiàng)不是傳感器的組成元件（D）?？贏、敏感元件B、轉(zhuǎn)換元件C、變換電路D、電阻電路三、簡答題口.什么是EPC,EPC編碼有何特點(diǎn)，簡述EPC的好處口（2）編碼容量大、兼容性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛、具有合理性、國際性.全球產(chǎn)品電子代碼編碼體系如圖3-1所示，請完成圖中數(shù)字（1）-（5）所標(biāo)明的部件。.調(diào)制技術(shù)的優(yōu)略往往影響到RFID系統(tǒng)功能的穩(wěn)定，如圖3-2所示，請指出分別屬于哪種調(diào)制方式，ASK,FSK,還是PSK,簡要說說這三種調(diào)制方式的特點(diǎn)。ASK:即按載波的幅度受到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制而取不同的值，例如對應(yīng)二進(jìn)制0，載波振幅為0；對應(yīng)二進(jìn)制1，載波振幅為1。調(diào)幅技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來簡單，但容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。PSK：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值調(diào)制載波相位。例如用180相移表示1,用0相移表示0。這種調(diào)制技術(shù)抗干擾性能最好，且相位的變化也可以作為定時信息來同步發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的時鐘，并對傳輸速率起到加倍的作用。6.編碼是RFID系統(tǒng)的重要組成部分，通常RFID系統(tǒng)的編碼有四中方式，分別為單極性歸零編碼，單極性不歸零編碼，雙極性不歸零編碼，曼徹斯特編碼。如圖4-1所示，請標(biāo)明對應(yīng)的編碼方式，并說明每一種編碼方式的特點(diǎn)。C單極性歸零碼（RZ）即是以高電平和零電平分別表示二進(jìn)制碼1和0,而且在發(fā)送碼1時高電平在整個碼元期間T只持續(xù)一段時間T其余時間返回零電平.在單極性歸零碼中，t/T稱為占空比.單極性歸零碼的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接提取同步信號，因此單極性歸零碼常常用作其他碼型提取同步信號時的過渡碼型．也就是說其他適合信道傳輸?shù)荒苤苯犹崛⊥叫盘柕拇a型，可先變換為單極性歸零碼，然后再提取同步信號．A極性不歸零碼，無電壓（也就是元電流）用來表示'而恒定的正電壓用來表示\。每一個碼元時間的中間點(diǎn)是采樣時間,判決門限為半幅度電平（即0.5）。也就是說接收信號的值在0.5與1.0之間,就判為'碼,如果在O與0.5之間就判為\碼。每秒鐘發(fā)送的二進(jìn)制碼元數(shù)稱為\碼速\。B雙極性不歸零碼，'碼和'碼都有電流，但是'碼是正電流，'碼是負(fù)電流,正和負(fù)的幅度相等,故稱為雙極性碼。此時的判決門限為零電平,接收端使用零判決器或正負(fù)判決器,接收信號的值若在零電平以上為正,判為\碼;若在零電平以下為負(fù),判為\碼。D曼徹斯特編碼，常用于局域網(wǎng)傳輸。曼徹斯特編碼將時鐘和數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時，也將信號一起傳輸?shù)綄Ψ剑课痪幋a中有一跳變，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的性能。但每一個碼都被調(diào)成兩個電平，所以只有調(diào)制速率的1/2。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RadioFrequencyidentification。口4、在RFID系統(tǒng)工作的信道中存在有三種事件模型：①以能量提供為基礎(chǔ)的事件模型、②以時序方式提供數(shù)據(jù)交換的事件模型、③以數(shù)據(jù)交換為目的的事件模型7、上一題中第二個場區(qū)與第三個場區(qū)的分界距離R為為D,天線波長為）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、時序系統(tǒng)S（PT某GT某）/（4R2）（已知讀寫器的發(fā)射口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(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（至少列出5種）的方向發(fā)展。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（列出4種即可）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(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：或口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）=228、最常用的差錯控制方法有奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn)、漢明碼口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)分為破壞性攻擊和非破壞性攻擊兩類。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：空分多址法、頻分多址法、碼分多址法、時分多址法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□2r1n2rkr11.物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthing）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)界和社口會關(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)。2.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、無線傳感網(wǎng)絡(luò)3.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。4.高頻RFID系統(tǒng)典型的工作頻率是13.56MHZ5.超高頻RFID系統(tǒng)遵循的通信協(xié)議一般是ISO18000-7、ISO18000-6、EPCGlobalc0,c1,Gren26.目前國際上與RFID相關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)主要有：ISO/IEC18000標(biāo)準(zhǔn)、EPCGlobal標(biāo)準(zhǔn)7.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?？诙?、選擇題A、電感耦合式B、電磁反向散射耦合式C、負(fù)載耦合式口、反向散射調(diào)制式A、體積要足夠小B、要具有魯棒性C、價格不應(yīng)過高D、阻抗要足夠大5、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C位/數(shù)字0CCCCCCC10203040516170110001102010011031100110400101105101011060110110711101108000111091001110奇校驗(yàn)A、0110100110B、0110111001C、1001011001D、10011000016、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101n對應(yīng)的多項(xiàng)式為AA、某4+某2+某+1B、某6+某4+某2+某+1C、某5+某3+某2+某+1D、某5+某3+某+1NENENANRA、NB、NNC、ND、NALLRA8、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：DA、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10、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)近是不相關(guān)的。這一類場區(qū)稱為AA、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)11、在射頻識別系統(tǒng)中，最常用的防碰撞算法是C人、空分多址法B、頻分多址法C、時分多址法D、碼分多址法?？贏、2ToB、ToC、t+ToD、0.5To14、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(xiàng)屬于人員威脅：D人、電磁干擾B、斷電C、設(shè)備故障D、重放攻擊口15、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：CD、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。16、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，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17、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DA、非對稱密碼體制B、RSA算法C、DES算法D、序列密碼體制口19、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DA、多余度B、冗余度C、監(jiān)督碼元D、編碼效率口20、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：C1、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ISO18000-3B、它采用標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)是超高頻RFID系統(tǒng)的工作頻率范圍？B口A、<150KHzB、433.92MHz和860?960MHzC、13.56MHzD、2.45?5.8GHz3、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)？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CA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D頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定的通知》A、<150KHzB、13.56MHzC、2.45?5.8GHzD、800/900MHz6、上述通知規(guī)定了中國UHFRFID技術(shù)的試用頻率為CA、125KHzB、13.56MHzC、840-845MHz和920-925MHzD、433.92MHz口7、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？DA、<150KHzB、433.92MHz和860?960MHzC、13.56MHzD、2.45?5.8GHz1、簡述無源RFID系統(tǒng)的工作過程?？?、簡述對稱加密算法和非對稱加密算法的區(qū)別。對稱加密的加密和解密密鑰都是一樣的。而非對稱加密的加密和解密密鑰是不一樣的。它們的算法也是不同的3、簡述與條形碼相比RFID技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)（1）可識別單個非常具體的物體。（2）采用無線電射頻，可以隔箱掃描（3）可以同時對多個物體進(jìn)行讀識，可以整箱掃描。（4）存儲信息量大可以重復(fù)擦寫。（5）易于構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境。4、簡述RFID系統(tǒng)中高層的作用。（1）對于獨(dú)立應(yīng)用，閱讀器可以可以完成應(yīng)用需求。（2）對于多閱讀器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的信息系統(tǒng)，高層是必不可少的。（3）針對FRID的具體應(yīng)用，需要在高層將多閱讀器獲取的數(shù)據(jù)有效地整合起來，提供查詢、歷史檔案等相關(guān)管理和服務(wù)。（4）更進(jìn)一步，通過對數(shù)據(jù)的加工、分析和挖掘，為正確決策提供依據(jù)。5、簡述電感耦合方式下閱讀器向應(yīng)答器提供能量的過程。當(dāng)時變磁場通過閱讀器線圈時，在線圈上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并在線圈中產(chǎn)生電流，當(dāng)應(yīng)答器進(jìn)入閱讀器產(chǎn)生的交變磁場時，應(yīng)答器的電感線圈上就會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而獲得閱讀器提供能量。6、簡述RFID系統(tǒng)在進(jìn)行無線傳輸時為什么必須經(jīng)過編碼和調(diào)制。口無線電傳輸?shù)氖请娦盘?，RFID技術(shù)傳送的是數(shù)字信號0和1,如何用電信號表示數(shù)字信號0和1，這就是編碼的原因；如果直接發(fā)送編碼后的無線信號，由于空間中同頻的無線信號有很多，會造成同頻干擾。所以無線傳輸一般都是將有用信號調(diào)制在某一頻率的載波上發(fā)送，接收端解調(diào)得到有用信號。7、簡述微波RFID與高頻、低頻RFID技術(shù)的差異?？冢?）工作在微波頻段的應(yīng)答器應(yīng)具有較遠(yuǎn)的讀、寫距離距離。（2）在微波頻段，閱讀器和應(yīng)答器的耦合多采用反向散射方式而不是電感耦合方式。（3）在微波頻段，應(yīng)答器的天線較小。（4）在微波頻段，閱讀器必須有較快的、有效的處理碰撞能力。（5）應(yīng)答器出存儲有哦識別數(shù)據(jù)外，還可能會集成有傳感器。8、簡述射頻識別系統(tǒng)的工作流程。（1）識讀器經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射無線電載波信號。（6）通過計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)將各個監(jiān)控點(diǎn)連接起來，構(gòu)成總控信息平臺。根據(jù)不同的項(xiàng)目可以設(shè)計(jì)不同的軟件來實(shí)現(xiàn)不同的功能。9、在建立射頻識別系統(tǒng)時，要注意解決哪些問題？（3）安全要求：對一個計(jì)劃中的射頻識別應(yīng)用所提出的安全要求，即加密和身份認(rèn)證，應(yīng)該做出非常精確的評估，以便從一開始就排除掉在應(yīng)用階段可能會出現(xiàn)的各種危險的攻擊。1.請畫出RFID讀寫器的組成框圖，并分別描述各部分功能讀寫器射頻接口發(fā)射器邏輯控制單元微控制器應(yīng)用接口驅(qū)動存儲單元天線接收器時鐘發(fā)生器電壓調(diào)節(jié)器計(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(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)射及接收。二、物聯(lián)網(wǎng)Internetofthing口分為標(biāo)識、感知、處理和信息傳送四個環(huán)節(jié)，對應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)為RFID、傳感器、智能芯片和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。中國一一感知中國口美國“智能電網(wǎng)”和“智慧地球”歐洲“物聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃”日韓“UJapan”和“U-Korea”戰(zhàn)略新加坡“智慧國2022”發(fā)展藍(lán)圖第二章RFID系統(tǒng)概論口一、RFID RadioFrequencyIdentification口2）在高頻段（400MHz以上）基于電磁反向散射耦合（雷達(dá)，遠(yuǎn)距）口三、按工作頻段分類：工作頻段通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)低頻（LF）ISO18000-2技術(shù)簡單可靠成熟＜125KHzISO11785無頻率限制高頻（HF）ISO1444313.56MHzISO15693超高頻（UHF）ISO18000-6840-845MHz和ISO18000-7920-925MHz發(fā)展?jié)摿薮髮θ梭w有傷害，限制發(fā)射功率口天線尺寸小，可繞射，無需可受金屬和液體等材料影響較大在交通智能卡等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛受金屬材料等影響大長距離定向識別各國有不同的頻段管制，技術(shù)可靠成熟天線尺寸大，天線尺寸大ISO18000-3與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容距離不夠遠(yuǎn)（＜75cm）識別距離短（＜10cm）點(diǎn)缺CMOS工藝通信速度點(diǎn)低除了微波ISO18000-42.45?5.8GHz口DSRCUHF特性外ISM頻段共享產(chǎn)品多易受干擾，技術(shù)相對復(fù)雜更高的帶寬和通信速率更長識別距離，更小的天線尺對人體有傷害，限制發(fā)射功率第三章RFID的工作原理口一、RFID工作原理口閱讀器通過天線向周圍空間發(fā)送一定頻率的射頻信號;閱讀器接收該信息，經(jīng)過解碼后必要時送至后臺網(wǎng)絡(luò);二、RFID的三種工作模型口1）以能量供給為基礎(chǔ)的工作模型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,ReaderTalkFirt）口3）以數(shù)據(jù)傳輸為目的的工作模型上行鏈路傳輸三、RFID防碰撞理論口1）碰撞的種類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）口應(yīng)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(jìn)制算法兩種。3）ALOHA反碰撞算法口1、純ALOHA算法口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。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，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?？?、SlottedALOHA算法：口為提高RFID系統(tǒng)的吞吐率，可以把時間劃分為多段等長的時隙，口根據(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)門o；口它是純ALOHA算法的簡單改進(jìn)，也屬于時分多址法，它的缺點(diǎn)是口需要同步時鐘的控制；3、FrameSlottedALOHA算法（FSA）：口ALOHA的另一種改進(jìn)算法是幀時隙ALOHA算法（FSA）。它是在SlottedALOHA算法的基礎(chǔ)上把N個相同的時隙組成一該算法比較適用于傳輸信息量較大的場合，和SlottedALOHA算口法一樣，幀時隙ALOHA算法同樣需要一個同步開銷?？诓襟E4、DynamicFSA算法：口該算法根據(jù)上一讀寫周期中統(tǒng)計(jì)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(jì)信息，當(dāng)碰撞時隙數(shù)達(dá)到規(guī)定的上限時，讀寫第二種：讀寫器以2或4個時隙數(shù)為一幀開始，如果沒有一采用ALOHA系列算法，假設(shè)閱讀器射頻工作范圍內(nèi)存在n個標(biāo)口而Binary-Tree系列算法并不會采取退避原則，而是直接進(jìn)行解口四、RFID相關(guān)電磁場理論口非輻射場區(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，場強(qiáng)不斷減小。分界：R二入/2n口輻射近場區(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=2D/入（已知天線直徑為D,天線波長為入）口輻射遠(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。2五、RFID的能量傳遞口第四章RFID讀寫器口一、讀寫器的功能③實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊發(fā)射和接收射頻載波信號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(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)射及接收。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，是讀寫器的讀寫器的組成讀寫器射頻接口發(fā)射器邏輯控制單元微控制器應(yīng)用接口驅(qū)動存儲單元天線接收器時鐘發(fā)生器電壓調(diào)節(jié)器計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)“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(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)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10接口口①RS-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。②RS-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。□③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)。口④USB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。射頻接口天線調(diào)制器解調(diào)器電壓調(diào)節(jié)器芯片邏輯控制單元ROMEEPROM①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)傳回給閱天線的要求②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），并口且經(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(yīng)；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③芯片：存儲單元：主要用于存儲系統(tǒng)運(yùn)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(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①能量需求②傳輸速率③讀寫速度④工作頻率⑤容量⑥封裝形式第六章射頻數(shù)據(jù)的完整性一、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。保證信息完整性：①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。②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。③密碼校驗(yàn)和方法：它是抗篡改和傳輸失敗的重要手段。④數(shù)字簽名:保障信息的真實(shí)性。⑤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。口二、RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸出錯口三、差錯控制方式前向糾錯FEC發(fā)端糾錯碼收端口檢錯重發(fā)ARQ檢錯碼發(fā)端判決信號檢錯和糾錯碼發(fā)端判決信號收端收端混合糾錯HEC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。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(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?？谌哂喽龋罕O(jiān)督碼元數(shù)(n-k)和信息碼元數(shù)k之比?？谖濉h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)