RFID复习资料

1、期末试卷题型和分数分布 J填空题10个，每个2分，总计20分2、选择题10个毎个2分，总计20分 3、问答題4题，每题4分，总计16分4、画图题5题，每题4分，总计20分 5、计算題3题，毎题8分，总计24分 第一幸 1、物联网的含艾 通过射频识别（Radio Frequency Identification, RFID人 传感器.全球定位系统.激光 扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接是来，进行信息交换和 通讯，以实现智能化识别、定位.跟踪、监控和管理的一种网络。 第二幸 1、RFID系统的基本纽成：由电子标签.读写器和系统高层这三大部分组成。 2、RFID系统的分类

2、 1. ）按照频率分类，低频、高頻和微波系统。高频典型工作频率。 2）按照耦合方式分类：电感耦合方式和电磁反向散射方式 3）按照工作方式分类：全双工和半双工、时序工作方式 3、电子标签的基本纽成：标签专用芯片和标签天线 标签芯片是电子标签的核心部分，它的功能包括标签信息存贮、标签接收信号的处理 和标签发射信号的处理：天线是电子标签发射和接收无线信号的装置。 4、读写器的基本组成 I 1）读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。 2）RFID的工作频率是由读写器的工作频率决定的。 3）按照工作方式分类：全双工和半双工、时序工作方式 第三辛1基于RFID的物联网主要包括5个基本组成部分

3、，分别为EPC码、识别系统（RFID人 中 间件、物联网名称解析服务（IOT-NS）.物联网信息发布服务（IOT-IS）。 2、中间件的结构 中间件 读写器接口 程序模块 集成器 应用程序接口 网络访问接口 3、ONS的工作原理图 4、EPC IS的工作原理 客户端模块 第四章 1、我国800/900MHZ频段射频识别(RFID)技术应用规定800/900MHz频段RFID技术的具体 使用频率为 840-845MHZ 和 920-925MHz。 2、我国第二代居民身份证釆用的频段： 3、ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)主要是开放给工业.科学和医

4、用三 个主要机构使用的频段。ISM频段属于无许可(Free License)频段，使用者无需许可证， 没有所谓使用授权的限制。RFID系统通常使用为工业、科学和医疗特别保留的ISM频段。 主要包括：800MHZ/900MHZ 4、视距传播 视距传播是指发射天线和接收天线在相互能看得见的距离内，电波直接从发射点传到接收点 的一种传播方式。具体来说，就是微波波段时，发射点和接收点之间不希望有障碍物阻档。 5、集肤效应 当电磁波由一种媒质(如空气)入射到良导体时.因电磁波在良导体中衰减很快，折射波进 入良导体后很快就衰减掉了，电磁波只存在于良导体的表面，这个现象称为集肤效应。 第五幸 互易定理 某一

5、天线作为接收天线的电秦数，与作为发射天线的电秦数相同，符合互易定理。 任何天线用作接收时，它的方向性、阻抗、极化和有效长度等，均与用作发射天线时 相同。 第六幸 1. 电子标签天线的一般要求 RFID天线必须足够小；RFID天线提供试大可能的信号和能量给标签的芯片；RFID天线具 有鲁棒性：RFID天线非常便宜。 2. 八木天线的主要结构 由有源振子、引向器、反射器和大梁组成。 第七幸 1、低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。 线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场，使读写器与电子标签之间相互耦合， 构成了电感耦合的工作方式。同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形

6、成 谐振电路，谐振电路可以实现低频和离频RFID能量和数据的传输。 2、RFID读写器的射频前端常釆用串联谐振电路.串联谐振电路可以使低频和高频RFID读 写器有较好的能量输出。 对读写器天线电路的构造有如下要求。 (1) 读写器天线上的电流最大，使读写器线圏产生最大的琏通； (2) 功半匹配，最大程度地输出读写器的能量； (3) 足够的带宽，使读写器信号无失真输出。 3、RFID电子标签的射频祈端常釆用并联谐振电路并联谐振电路可以使低频和离频RFID 电子标签从读写器耦合的能量最大。 4、电子标签通过与读写器电感耦合，产生交变电压，该交变电压通过螯流.滤波和稳压后, 给电子标签的芯片提供所需

7、的直流电压。 5、负载调制 在RFID系统中，电子标签向读写器的信息传输釆用的是负载调制技术。负载调制通过对电 子标签振荡回路的电参数按照数据流的节拍进行调节，使电子标签阻抗的大小和相位随之改 变，从而完成调制的过程。负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种方式。 图电阻负載调制的电路原理图 (d) 图电阻负载调制的波形变化过程 典型例題 Rl = 50Q 例 设计一个由理想电感和理想电容构成的并联谐振电路要求在负载 及/ = 13.56MHz时，有栽品质因数eL=l l。讨论通过改变电感和电容值提高有载品 质因数的途径。八 R, t 1 0=沆=11 解有载品质因数为 L = p 5

8、335（nH） 所以电感为 Ilx2/rxl356x 1 谐振时的角频率为 %=2 如 TZc 所以电容为 C 533.5 x 1 （T9 x（2龙 x 13.56x 106 J 2 258（pF） 可以通过将电感值降低倍同时将电容值提高“倍的方法来提高有载品质因数。例如 选 = ?电感、电容和有载品质因数分别为 533 5 ?厶= = = 267（nH）C = 258x2 = 516（pF） QL=l.lx2 = 2.2 第八幸 1、微波RFID系统一般釆用电康反向散射方式进行工作，其射频前端主要包括发射机电 路.接收机电路和天线，需要处理收、发两个过程。 发射机电路主要由混频器.本地振荡器

9、、功率放大器和天线组成。 接收机电路主要由混频器.本地振荡器、低噪声放大器、滤波器和天线纽成。 2、掌握低通滤波器的设计。 1)巴特沃斯低通滤波器原型 如果滤波器在通带内的插入损耗随频率的变化是最平坦的，这种滤波器称为巴特沃斯 滤波器，也称为最平坦滤波器。 b) 衰為d.B 2)切比雪夫低通滤波器原型 如果滤波器在通带内有等波纹的响应，这种滤波器称为切比雪夫滤波器，也称为等波纹 滤波器。 3. 椭圆函数低通滤波器原型 椭圆函数滤波器在通带和阻带内都有等波纹响应。 衰城,dB 习题 例设计一个巴特沃斯低通滤波器，其裁止频率为200MHz,阻抗为 入损耗至少要有號。 -1 = 0.5 解计算可以得

10、到 0. 查表可知，5阶滤波器可以满足要求。使用因(a)所示的电路. 5（朋300MHz处插 实际滤波器的元件值 希；=蔬=肘除矿9.84(pF) 64.38（nH） Y _ R、L _ Rg _ 50 x1.618 coc coe 2x2xl0s C；= = =50 x2；2xl0s I&（PF） _ RL _ Rgq _ -/11OO 2)频移键控FSK 例如：请画出数字数据01011001的频移犍控FSK波形 0 10 1 10 0 1 (a) 第十幸 1、在读写器与电子标签的无线通信中，存在许多干扰因素，最主要的干扰因素是信道 噪声和多卡操作。在RFID系统中，为防止各种干扰和电子标签

11、之间数据的碰撞，经常采用 差错控制和防碰投算法来分别解决这两个问题。 2 差错控制的基本方式 差错控制编码可以分为检错码和纠错码。其基本方式有。 (1) 反馈纠错(ARQ) (2) 前向纠错(FEC) (3) 混合纠错 3、差错编码的基本原理 信息码元又称为信息序列或信息位，通常以k表示。监督码元又称为监督位或附加数 据比特，这是为了检纠错码而在信道编码时加入的判断数据位，监督码元通常以r表示。 貝=竺= 比 编码效率见公式：_弓氐+尸 4. 奇偶校验码 奇偶校验码无论信息位有多少，监督码元只有一位。(1)偶数监督码：在偶数监督码 中，它使码纽中“1”的数目为偶数。 (2)奇数监督码：在奇数监

12、督码中，它使码组中“1”的数目为奇数。 I I I II I ai I细I L *个信息位 I 1个监誇位1 I* 码长” rn 时间 习题：若对下列数字釆用垂直偶校验法，则在图形中写出最后一行的监督码元 位/数字 0 1 2 3 % 4 5 6 7 8 9 C1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 $ 1 C2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 C3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 04 0 0 0 0 0 0 0 0 ) 1 1 C5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 C6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 C7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 偶校验 5

13、. CRC校验书P234 循环冗余校验(CycI ic Redundancy Check, CRC) 是RFID常用的一种差错校验方法。循环码具有循环性， 即循环码中任意一个码组循环一位(将罠右端的码移 至眾左端)以后.仍为该码中的一个码纽。 习题：选择生成多项式为G(X)=x4+x+1,请把6位信息字段代码110011编码成CRC码。 任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为0和取值的多项式一 一对应。则写出二进制代码10101对应的多项式。(X4+X2+ 1) 5 防碰撞问题 数据传输中的防碰撞问题需用到多路存取法，其主要由空分多路法、频分多路法、时分 多路法和码分多路法，在RF

14、ID系统中，根扌居读写器与电子标签的通信特点，主要采用时分 多路法。 6. 电子标签的安全机制 (1) 存储型电子标签 (2) 逻辑加密型电子标签 (3) CPU型电子标签 其中，Ml FARE卡是逻辑加密型电子标签，CPU型电子标签的安全性最高。 第十一幸 1、1位电子标签 掌握1位电子标签的射频法工作原理 主要应用在电子商品防盗系统(EAS)o 2. 声表面波标签的结构 主要由天线、叉指换能器、反射器和压电品体组成。 3、具有存储功能的电子标签没有微处理器，地址和安全逻辑是数据载体的心脏，其通 过状态机对所有的过程和状态进行有关的控制。 4、Ml FARE技术的IC卡应用领域占世界80%的

15、市场份额，是目前射频IC卡的工业标准, 也是目前世界上使用莹最大、内存容量灵大的一种感应式智能IC卡。Ml FARE卡具有的优点 (1) 操作简单.快捷 (2) 抗干扰能力强 (3) 可靠性高 (4) 适合于一卡多用 第十二幸 1、读写器的功能 读写器在RFID系统中有着举足轻重的作用，它是负责读取或写入标签信息的设备，读 写器的主要功能是将数据加密后发送给电子标签，并将电子标签返回的数据解密，然后传 送给计算机网络。读写器的频率决定了 RFID系统工作的频段，同时读写器的发射功率和接 受灵敏度直接彩响了系统识别的距离。 2. 读写器的破件 读写器的硬件一般由天线.射频模块.控制模块和接口组成

16、 应用系统的 控制描令 接口胡拽制馍块 天线 NZ 电于 标签 接收数据 发送数据 2. 基于U2270B芯片的读写器 基站芯片U2270B通过天线以125KHz的调制射频信号为RFID电子标签提供能董(电源)， 同时接收来自RFID电子标签的信息.并以曼彻斯特编码输出。 3. MF RC500 芯片 Philips公司的MF RC500芯片主要应用于，是非接触、高集成的IC读卡芯片。 第十三辛 1、RFID中间件具有以下特征。 2、RFID中间件的作用 (1) 控制RFID读写设备按照预定的方式工作，保证不同读写设备之间配合协调。 (2) 按照一定规则过滤数据，筛除绝大部分冗余数据，将真正有

17、效的数据传送给后台 信息系统。 (3) 保证读写器和企业级分布式应用系统平台之间的可靠通信，为分布式环境下异构 的应用程序提供可靠的數据通信服务。 3、RFID破件设备与中间件集成架构 从中间件的体系结构上来看，它分为边缘层和业务集成层两个部分。在该构架中，冬种 规格的读写设备通过RFID中间件边壕层接入到中间件。RFID标签数据通过边缘层的过 滤和消减，以一定的格式发送到业务集成层，业务集成层是指RFID中间件与应用系统 的衔接部分。 4、RFID中间件的系统框架 中间件系统结构包括读写器接口 (Reader Interface)处理模块(ProcessingModule) 以及应用接口(A

18、pplication Interface) 3 部分。 OZS EPCf* 其他 中冋件 : 1 1 其他 废务 Reader 接口 用户主冬的竽莊棋块 处理谟块|处理怏块 标滾处誉年块 |处理樓块|处理恨块 处理懊块容5 应用钦件接O rm 企业应 用软件 4. IBM公司推出WebSphere中间件 IBM公司推出了以WebSphere中间件为基础的RFID解决方案，IBM的RFID中间件占据 四分之一的市场份额。 第十四章 1. 目前主要存在的RFID标准体系 物联网RFID处于多个标准体系共存的阶段。现在全球主要存在ISO/IEC. EPC和UID 三个RFID标准体系。 2、I SO/1 EC的RFID标准体系架构 3、I SO/IEC18000-6 标