RFID原理與運(yùn)用復(fù)習(xí)大綱

復(fù)習(xí)大綱題型：1、選擇題：2*15=30分2、填空題：1*15=15分3、簡答題：7小題，45分4、綜合分析題：1小題，10分第一章：1、掌握自動識別技術(shù)概念，常見的自動識別技術(shù)。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)：2、掌握RFID的概念，應(yīng)用。RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識別。常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子條碼等等，俗稱電子標(biāo)簽。3、掌握RFID的基本組成及各部分功能，及其工作流程。組成：閱讀器、電子標(biāo)簽、RFID中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件4部分（或應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）、讀寫器（Reader）和高層（應(yīng)用系統(tǒng)））。工作流程Antenna閱讀器將信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、處理Reader標(biāo)簽接收信號RFID閱讀器通過天線發(fā)射信號標(biāo)簽通過電感耦合/反射調(diào)制的能Antenna閱讀器將信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、處理Reader標(biāo)簽接收信號RFID閱讀器通過天線發(fā)射信號標(biāo)簽通過電感耦合/反射調(diào)制的能量將識別信號發(fā)射出去System5、掌握中間件的作用。中間件是介于閱讀器和后端應(yīng)用程序之間的獨(dú)立軟件，能夠與多個閱讀器和多個后端應(yīng)用程序連接。應(yīng)用程序使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口，就能連接到閱讀器，從而讀取閱讀器的數(shù)據(jù)，這就減輕了多對多連接的設(shè)計(jì)與維護(hù)的復(fù)雜性。6、掌握RFID的分類（按耦合方式、工作頻率、能量供給方式）。按耦合方式：電感耦合、電池散射耦合工作頻率：低頻（125kHz）、高頻（）、超高頻（433MHz、915MHz）、微波（、）能量供給方式：無源、半無源式、有源7、應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）的功能，組成（電子芯片、天線的功能）。具有一定的存儲容量，可以存儲被識別物品的相關(guān)信息。在一定工作環(huán)境及技術(shù)條件下，電子標(biāo)簽存儲的數(shù)據(jù)能夠被讀出或?qū)懭?。維持對識別物品的識別及相關(guān)信息的完整。數(shù)據(jù)信息編碼后，及時傳輸給讀寫器。（可編程，并且在編程以后，永久性數(shù)據(jù)不能再修改。具有確定的使用期限，使用期限內(nèi)不需要維修。對于有源標(biāo)簽，通過讀寫器能夠顯示電池的工作狀況組成：IC芯片和無線通信天線8、閱讀器的功能1、以射頻方式向應(yīng)答器傳輸能量；2、從應(yīng)答器中讀出數(shù)據(jù)或向應(yīng)答器寫入數(shù)據(jù)；

3、完成對讀取數(shù)據(jù)的信息處理并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用操作；4、若有需要，應(yīng)能和高層處理交互信息?！兜诙?、掌握數(shù)字通信模型，RFID通信系統(tǒng)模型。數(shù)字通信模型信源解碼(

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道Z1—

信/2、了解通信主要性能指標(biāo)。1、22、了解通信主要性能指標(biāo)。1、2、痂前端3、1.信源:把原始信息變換成原始電信號口頻率有效性指標(biāo)：頻帶利用率。可靠性指標(biāo)：傳輸錯誤率功率有效性指標(biāo)：信噪比3、掌握曼徹斯特碼的編碼規(guī)則、對應(yīng)編碼波形、與NRZ碼的關(guān)系。用途。

某比特位的值是由該比特長度內(nèi)半個比特周期時電平的變化（上升或下降）來表示的，在半個比特周期時的負(fù)跳變表示二進(jìn)制“1”，半個比特周期時的正跳變表示二進(jìn)制“0”。數(shù)據(jù)用r（r數(shù)據(jù)用r（r編碼；數(shù)據(jù)“o”用“Q1”編碼?NRZ碼和數(shù)據(jù)時鐘進(jìn)行異或便可得到曼徹斯特碼口4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 I 1 1 1 1 1 9 1 1 1NRZ嗎數(shù)據(jù)L3 ；u11u):1業(yè)徹斯特碼\111 1111111 11曼徹斯特碼與2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率的NRZ碼對應(yīng)關(guān)系:曼徹斯特碼10結(jié)束位NRZ碼100100曼徹斯特碼的讀入串為0,求NRZ碼值。NRZ碼數(shù)據(jù)為：10010。用途：從電子標(biāo)簽到讀寫器的數(shù)據(jù)傳輸。4、掌握密勒碼的編碼規(guī)則、對應(yīng)編碼波形、與NRZ碼的關(guān)系。用途

?編碼規(guī)則：密勒碼的邏輯0的電平和前位有關(guān)，邏輯1雖然在中間有跳變，但是上跳還是下跳取決于前位結(jié)束時的電平口叫川bit.密勒碼編碼規(guī)則X1bit.的起始位置不變化，中間位置跳變00b%的起始位置跳變，中間位置示跳變10b。的起始位置不跳變，中間位置不跳變?密勒碼的傳輸格式如下圖，起始位為L結(jié)束位為0,數(shù)據(jù)流包括傳送數(shù)據(jù)和它的檢驗(yàn)碼.數(shù)據(jù)00()0數(shù)據(jù)時鐘-TTJII1m1~1qm11 Im1 1 11nuriNRZJ1—1 1 倒相的曼徹斯特碼L1I希勒碼000011000i1'1000;?倒相的曼徹斯特碼的上跳變沿正好是密勒碼波形中的跳變沿.解碼：首先判斷起始位，在讀出電平由高到低的跳變沿時，便獲取了起始位。然后對以2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀入的位值進(jìn)行每兩位進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換：01和10都轉(zhuǎn)換為1,00和11都轉(zhuǎn)換為0。設(shè)讀入的密勒碼為1000011000111000，求NRZ碼值。NRZ碼值為，去掉起始位和停止位，數(shù)據(jù)位信息為011001。用途：從讀寫器到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸。5、了解關(guān)于調(diào)制的術(shù)語及調(diào)制的目的。調(diào)制的目的是把傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號，變換成適合信道傳輸?shù)男盘?，這就意味著要把信源的基帶信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€相對基帶信號頻率而言非常高的帶通信號。）調(diào)制方式有哪幾種RFID最常用的調(diào)制方式是振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）ASK最常用。7、RFID數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾越鉀Q辦法。常用的處理方法是采用校驗(yàn)和法和多路存取法。8、奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余碼校驗(yàn)。奇偶校驗(yàn)：不管數(shù)據(jù)位長度多少，校驗(yàn)位只有一位。1）數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位一起所含“1”的個數(shù)，只能是奇數(shù)，稱為奇校驗(yàn)。2）數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位一起所含“1”的個數(shù)，只能是偶數(shù)，稱為偶校驗(yàn)。

【例：數(shù)據(jù)奇校驗(yàn)的編碼偶校驗(yàn)的編碼000000000000000000101010000101010001111111001111111校驗(yàn):【例：數(shù)據(jù)奇校驗(yàn)的編碼偶校驗(yàn)的編碼000000000000000000101010000101010001111111001111111錯）循環(huán)冗余碼校驗(yàn)：原理:將位串看成系數(shù)為0或1的多項(xiàng)式。如位串10100111即對應(yīng)于多項(xiàng)式：1因此可發(fā)現(xiàn)一位錯（奇位x7+x5+x21因此可發(fā)現(xiàn)一位錯（奇位=1*x7+0*x6+1*x5+0*x4+0*x3+1*x2~+1*x+1*x0收發(fā)雙方約定一個生成多項(xiàng)式G（x）（其最高階和最低階系數(shù)必須為1）,發(fā)送方用位串及G（x）進(jìn)行某種運(yùn)算得到校驗(yàn)和，并在幀的末尾加上校驗(yàn)和，使帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)式能被G（x）整除;接收方收到后，用G（x）除多項(xiàng)式，若有余數(shù)，則傳輸有錯。9、多路存取法有哪幾種RFID最常用的是空分多路（SDMA）、頻分多路（FDMA）、時分多路（TDMA）、碼分多路（CDMA）TDMA最常用。10、ALOHA算法在RFID系統(tǒng)中常用的防碰撞算法包括ALOHA算法和二進(jìn)制樹搜索算法。ALOHA算法是不確定的，二進(jìn)制樹搜索算法是確定的。純ALOHA算法僅用于讀取應(yīng)答器中。最大吞入率為％。時隙ALOHA算法最大吞吐率為％。11、掌握二進(jìn)制搜索算法。

午一次搜尋第二次搜尋第三次搜尋3四次搜尋第五次搜界發(fā)送序號1.mm101二111101000111nunL0111U1接收序號1n?ooi?10VTOI?令別、rfl?001?loiicorTagA1)110010101,001(XTagB)iinwoio1011001(]TagB1)100011101()0011T眸C1)110011101,00111()110011wnoorTagD1.1000111.10001112、了解RFID數(shù)據(jù)安全性。RFID主要的安全攻擊可以簡單分為主動攻擊和被動攻擊兩種類型。主動攻擊：把標(biāo)簽破壞。被動攻擊：竊聽、跟蹤、不影響標(biāo)簽的正常工作?！砍Ｒ姷拿艽a體制有哪兩種RFID常用的密碼體制是1）對稱密碼體制：是一種常規(guī)密鑰密碼體制，也稱為單密鑰密碼體制或私鑰密碼體制。在對稱密碼體制中，加密密鑰和解密密鑰相同。2）非對稱密碼體制：也稱公鑰密碼體制、雙密鑰密碼體制。常用的密碼體制是序列密碼，也稱為流密碼，其計(jì)算復(fù)雜度低，硬件實(shí)現(xiàn)容易，在RFID系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。15、掌握RFID的三次認(rèn)證過程。(1)閱讀器發(fā)送查詢口令的命令給應(yīng)答器，應(yīng)答器作為應(yīng)答響應(yīng)傳送所產(chǎn)生的一個隨機(jī)數(shù)RB給閱讀器。(2)閱讀器產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)ra,使用共享的密鑰k和共同的加密算法EK,算出加密數(shù)據(jù)塊TOKENAB,并將TOKENAB傳送給應(yīng)答器。TOKENAB=EK(RA,RB)(3)應(yīng)答器接受到TOKENAB后，進(jìn)行解密，將取得的隨機(jī)數(shù)與原先發(fā)送的隨機(jī)數(shù)RB進(jìn)行比較，若一致，則閱讀器獲得了應(yīng)答器的確認(rèn)。(4)應(yīng)答器發(fā)送另一個加密數(shù)據(jù)塊TOKENBA給閱讀器，TOKENBA為》TOKENBA=EK(RB1,RA)(5)閱讀器接收到TOKENBA并對其解密，若收到的隨機(jī)數(shù)與原先發(fā)送的隨機(jī)數(shù)RA相同，則完成了閱讀器對應(yīng)答器的認(rèn)證。第三章1、什么叫天線天線的功能是什么天線是用來發(fā)射或接受無線電波的裝置和部件。天線的作用：將發(fā)射機(jī)送來的高頻電流能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ú魉偷娇臻g,或?qū)⒖臻g傳來的電磁波能量轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電流并傳送到接收機(jī)。2、了解RFID天線的一般功能、要求RFID天線的一般要求：(1)尺寸小,有機(jī)結(jié)合；((2)方向性(3)能量轉(zhuǎn)換(4)極化匹配(5)靈活性(6)可靠性(7)足夠的工作頻帶(8)魯棒性（9）低成本天線阻抗不是越大越好，也不是越小越好，阻抗匹配范圍時50Q---75。。|了解RFID天線的制作工藝RFID天線制作工藝主要有線圈繞制法、蝕刻法和印刷法。第四章1、基于電感耦合方式的天線電路（串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振），閱讀器以及應(yīng)答器采用的天線電路是什么為什么閱讀器以及應(yīng)答器采用的天線電路是串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路。諧振時，串聯(lián)諧振電路可以獲得最大的電流，使閱讀器線圈上的電流最大；諧振時，可以最大程度地輸出閱讀器的能量；可以滿足信號無失真輸出2、掌握RFID系統(tǒng)工作頻率（諧振頻率）及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。射頻識別技術(shù)在工作頻率MHz和小于135kHz時，基于電感耦合方式，在更高頻段基于雷達(dá)探測目標(biāo)的反向散射耦合方式。閱讀器 串聯(lián)諧振￥應(yīng)答器 并聯(lián)諧振9例1、電路如圖所示，已知諧振頻率為f0,若電源頻率f>f0,則電流I（）（A）超前于US （B）滯后于US（C）與US同相 （D）與US反相

答案：B一例2:圖1所示諧振電路，已知Us=，求fO、Q、 f、UL0、10。%=——= 『 ] ./go0kBz加皿%=——= 『 ] ./go0kBz加皿2x3.14xV160x1C^x250x10-J21fL_11160x10^-VC_10V250X10-12=80Af=^=-=10kHz0SO4口二。=80x1=80,LUA_r k>L= =-=OLR10例3：電路如圖所示，已知Q=150,L=324uH,C=362pF,Us1=1mVUs2=1mV,f2=600kHz。求Us1和Us2分別在電路中產(chǎn)生的電流I1和I2。f1=465kHz,

To=——\== / 1 =465kHz=f.To=——\== / 1 =465kHz=f.f22^LC2x3,14xV324x]10-6x362x10--2可見電路與信號US1發(fā)生諧振，故其電流5一%。_ 1x1O-3x15ORgL2x3,14x465x103x324x10^二158.5。信號u。處于失諧狀態(tài)，其電流為158.5l+1502f—1465465丫600>=2.05/14可見電路的選擇性很好.3、RFID標(biāo)簽?zāi)芰康墨@取。電流輸出：整流、濾波和穩(wěn)壓電路。4、了解負(fù)載調(diào)制負(fù)載調(diào)試是應(yīng)答器向閱讀器傳輸數(shù)據(jù)所使用的方法，負(fù)載調(diào)制有電阻負(fù)載調(diào)制和電容負(fù)載調(diào)制兩種方法。第五章：;1、了解一位電子標(biāo)簽一位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量為一位（Ibit）。一位的電子標(biāo)簽是最早商用的電子標(biāo)簽，主要應(yīng)用在商店的防盜系統(tǒng)EAS中。2、掌握分級密鑰的應(yīng)用分級密鑰：系統(tǒng)有多個密鑰，不同的密鑰訪問權(quán)限不同，在應(yīng)用中根據(jù)訪問權(quán)限來確定密鑰等級。應(yīng)用于城市公交系統(tǒng)，刷卡和充卡，秘鑰A、B。3、掌握分段存儲的電子標(biāo)簽分段存儲的電子標(biāo)簽：每個存儲段單元具有獨(dú)立的功能，存儲著不同應(yīng)用的獨(dú)立數(shù)據(jù)，且各個段單元有獨(dú)立的密鑰保護(hù)，以防止非法訪問。4、掌握M1S50、S70卡的基本參數(shù)及S50卡存儲器構(gòu)成，數(shù)據(jù)存儲方式、安全方式。1)M1S50卡的基本參數(shù)?工作頻率：通信速率：106kb/s讀寫距離：10cm以內(nèi)2)S50卡存儲器構(gòu)成3)數(shù)據(jù)存儲方式存儲量為1KB的EEPROM，分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)為4塊，每塊16字節(jié)，以塊為存取單位。4)安全方式每個扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制。每張卡有唯一的序列號，為32位。具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作。無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路。5)M1S70的基本參數(shù)》工作頻率：通信速率：106kb/s讀寫距離：10cm以內(nèi)6)數(shù)據(jù)存儲方式存儲量為4KB的EEPROM。分為40個扇區(qū)，其中32個扇區(qū)中每個扇區(qū)為64個字節(jié)，分為4塊，每塊16個字節(jié)；8個扇區(qū)中每個扇區(qū)存儲容量為256個字節(jié)，分為16塊，每塊16個字節(jié)，以塊為存取單位。7）安全方式每個扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制。每張卡有唯一的序列號，為32位。具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作。無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路。8）圖扇區(qū)號塊號塊類型總讀號扇區(qū)。塊。廠商代碼廠商塊0塊1頸諾塊1塊2數(shù)據(jù)段2塊3密碼口存取控制密眄B控制塊3扇區(qū)1決。顆據(jù)塊4塊1數(shù)據(jù)段S塊2數(shù)據(jù)塊&塊3密碼也存取控制密螞B控制塊1扇區(qū)15炭。數(shù)據(jù)塊60塊土教據(jù)決61塊N麴據(jù)女62塊3密河口存取控制雷料3控制塊635、掌握M1卡的基本操作流程，包括指定扇區(qū)修改密鑰和讀、寫數(shù)據(jù)。?尋卡--＞獲取卡號--＞選定卡--＞秘鑰驗(yàn)證--＞更改數(shù)據(jù)及密碼等。6、了解電子標(biāo)簽發(fā)展趨勢。①工作距離更遠(yuǎn)：隨著低功耗IC技術(shù)的發(fā)展，電子標(biāo)簽所需功耗可以降到非常低的水平，這就使得無源RFID系統(tǒng)的工作距離可以更遠(yuǎn)，有些甚至可以達(dá)到幾十米以上；②無線可讀寫性能更加完善：系統(tǒng)誤碼率不斷降低，抗干擾性不斷提高；③更加適合高速移動物體識別：電子標(biāo)簽和閱讀器之間的通信速率會獲得很大程度的提高，對高速移動物體的識別會越來越準(zhǔn)確。④快速多標(biāo)簽讀寫功能更加完善：采用適用于識別大量物品的系統(tǒng)通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)快速的多標(biāo)簽讀/寫功能。⑤自我保護(hù)功能更加完善：在能量場很強(qiáng)的環(huán)境中，電子標(biāo)簽接收到的電磁能量很強(qiáng)，產(chǎn)生高電壓，為此需要加強(qiáng)自保功能，保護(hù)電子標(biāo)簽芯片不受損害。⑥標(biāo)簽附屬功能更多：例如帶有傳感器或者帶有蜂鳴器、光指示或者標(biāo)簽具備殺死功能，即標(biāo)簽到達(dá)壽命或終止應(yīng)用時能夠自行銷毀。⑦體積更?。耗壳叭樟⒐驹O(shè)計(jì)開發(fā)的帶有內(nèi)置天線的芯片厚度為約。⑧成本更低：新的生產(chǎn)工藝使得整個系統(tǒng)的生產(chǎn)成本不斷降低。…第六章：1、讀寫器的組成及功能；組成1）讀寫器的軟件2）讀寫器的硬件功能將數(shù)據(jù)加密后發(fā)送給電子標(biāo)簽，并將電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)解密，然后傳送給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。讀寫器的頻率決定了RFID系統(tǒng)的工作頻率，是RFID刺痛的主要部件。讀寫器的功率大小決定了整個射頻識別系統(tǒng)的工作距離。"讀寫器的硬件一般由天線、射頻模塊、控制模塊和接口組成。讀寫器在設(shè)計(jì)時需要考慮的主要因素1）讀寫器的基本功能和應(yīng)用環(huán)境2）讀寫器的電氣性能3）讀寫器的電路設(shè)計(jì)2、低頻：掌握U2270B的基本參數(shù)，如工作頻率范圍、供電方式、振蕩器等。射頻識別技術(shù)首先在低頻得到應(yīng)用和推廣。低頻讀寫器主要工作在125kHz，可以用于門禁考勤、汽車防盜和動物識別等方面。U2270B基站的射頻頻率工作在100kHz?150kHz的范圍內(nèi)，在頻率為125kHz標(biāo)準(zhǔn)情況下，數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到為5000b/s?；竟ぷ麟娫纯梢允瞧囯娖炕蚱渌?V標(biāo)準(zhǔn)電源。適用于采用曼徹斯特編碼及Biphase碼調(diào)制的電子標(biāo)簽；}具有可調(diào)諧的能力；

便于和微控制器接口；可工作于低功耗模式（Standby模式），低能量消耗。三種供電方式：單電源（5V）、雙電源（7-8V）和電池電壓供電（7-16V,低功耗模式是可供選擇的）。（2）振蕩器?片內(nèi)振蕩器的頻率可由饋入RF引腳的電流控制，頻率調(diào)節(jié)電路如圖所示，通過改變電阻陣的大小，可以對振蕩器頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)口由振蕩頻率與，可用下