《RFID技术A》课程教学大纲

《RFID技术A》教学大纲适用范围：2020版本科人才培养方案课程代码：08140411课程性质：专业必修课学分：2学分学时：32学时（其中：理论16学时，实验16学时）先修课程：电路与电子技术、数字电子技术后续课程：物联网中间件技术、物联网控制技术适用专业：物联网工程专业教材：《RFID技术及应用》，王佳斌、张维纬、黄诚惕著，清华大学出版社，2016.9开课单位：计算机科学与技术学院一、课程的性质与任务课程性质：本课程是物联网工程专业本科学生的专业必修课。课程任务：其任务主要是掌握RFID工作原理、编码和调制方式、常用防碰撞算法、电子标签、RFID读写器、RFID中间件和RFID系统的安全性，通过本课程的学习，使学生理解掌握RIFD技术的基本概念和关键技术，了解RFID在行业中的应用，培养学生具有RFID应用系统的分析能力和初步设计能力，最终使学生具备分析问题、解决问题及自学新知识的能力,同时为学习后续课程打下必要的基础。二、课程教学目标1.知识目标具有扎实的计算机领域的基本知识；掌握物联网行业工程设计、实施和检测的理论知识。2.能力目标具有较扎实的基础理论知识；掌握物联网专业领域的基本思维方法和常用软硬件工具的使用方法；具有综合运用所学理论知识，分析和解决工程问题的能力；具有技术创新和产品创新的初步能力；具有较好的沟通和团队协作能力；具备自我终身学习的能力。3.素质目标具有为祖国富强和人类发展贡献自己力量的品格，具有良好的道德和健全的法制意识；有正确的社会历史观和人生价值观；具有高度的职业责任心和和团结协作精神；具有严谨的科学态度和现代社会的竞争意识、环境保护意识、价值效益意识、求实创新意识；树立正确的审美观念和正确的劳动观念，形成良好的劳动习惯，具有劳动精神和劳动能力。三、课程的基本内容及要求（一）RFID技术概述1．课程教学内容（1）自动识别技术的概念和分类；（2）RFID技术的发展阶段及其特点；（3）RFID技术标准体系。2．课程重点难点重点:RFID技术的特点、RFID技术标准体系。难点:RFID技术的ISO标准体系、EPC Global标准体系和Ubiquitous ID标准体系之间的区别。3．课程教学要求（1）了解自动识别技术的概念、RFID技术的发展阶段；（2）掌握RFID技术的特点；（3）理解RFID技术标准体系之间的比较。（二）RFID的工作原理1．课程教学内容（1）RFID的基本工作原理；（2）RFID系统的构成；（3）耦合方式；（4）天线。2．课程重点难点重点:RFID的基本工作原理；RFID系统的构成。难点:电感耦合方式和电磁反向散射耦合方式。3．课程教学要求（1）理解并掌握RFID的基本工作原理；（2）掌握RFID系统的构成和耦合方式；（3）了解RFID的天线技术。（三）编码与调制1．课程教学内容（1）信号和编码；（2）RFID中常用的编码方式和编/解码器；（3）RFID的调制方式；2．课程重点难点重点:RFID的编码方式：曼彻斯特码、密勒码和修正密勒码；RFID的调制方式：FSK方式、PSK方式、副载波调制和正弦波调制。难点:密勒码、修正密勒码和正弦波调制。3．课程教学要求理解与掌握RFID的常用编码方式和常用调制方式。（四）数据校验和防碰撞算法1．课程教学内容（1）差错检测；（2）防碰撞算法；（3）防碰撞RFID系统设计。2．课程重点难点重点:差错检测方法：奇偶校验码和CRC码；防碰撞算法：Aloha算法、二进制树型搜索算法和ISO/IEC14443标准中的防碰撞协议。难点:二进制树型搜索算法，ISO/IEC14443标准中的TYPEA和TYPEB防碰撞协议。3．课程教学要求（1）掌握RFID中的奇偶校验码和CRC码。（2）理解并掌握RFID中的防碰撞算法。（3）理解使用MCRF250芯片进行防碰撞读写器设计的过程。（五）RFID电子标签1．课程教学内容（1）电子标签的功能和分类；（2）电子标签的组成结构；（3）电子标签的封装；（4）基于微处理器的电子标签。2．课程重点难点重点:电子标签的分类和组成结构，基于微处理器的电子标签的工作原理。难点:基于微处理器的电子标签的工作原理。3．课程教学要求（1）掌握电子标签的分类和组成结构；（2）了解电子标签的封装形式；（3）理解并掌握基于微处理器的电子标签的工作原理。（六）RFID读写器1．课程教学内容（1）读写器的功能和结构；（2）读写器的工作方式；（3）读写器的设计；（4）读写器的分类。2．课程重点难点重点:读写器的功能、结构和工作方式，低频读写器、高频读写器和微波读写器的设计。难点:低频读写器、高频读写器和微波读写器的设计。3．课程教学要求（1）掌握读写器的功能和结构；（2）理解读写器的工作方式和设计；（3）了解读写器的分类。（七）RFID中间件1．课程教学内容（1）RFID中间件的概念和功能；（2）RFID中间件的分类和标准；（3）RFID中间件的集成架构和实现原理；（4）RFID的主要中间件产品。2．课程重点难点重点:RFID中间件的概念和功能，ALE接口规范，RFID中间件的实现原理。难点:RFID中间件的实现原理。3．课程教学要求（1）理解RFID中间件的概念和功能；（2）熟练掌握ALE接口规范；（3）理解RFID中间件的实现原理；（4）了解RFID的主要中间件产品。（八）RFID系统的安全性1．课程教学内容（1）RFID系统面临的主要攻击类型；（2）RFID的安全需求；（3）RFID的物理安全机制和逻辑安全机制；（4）智能卡的安全问题。2．课程重点难点重点:RFID系统面临的主要攻击类型，Hash锁方案，随机Hash锁方案，Hash链方案。难点:随机Hash锁方案，Hash链方案。3．课程教学要求（1）理解RFID系统面临的主要攻击类型；（2）了解RFID的安全需求和物理安全机制；（3）理解并掌握RFID的逻辑安全机制。四、课程学时分配教学章节理论实践（验）讨论、习题一、RFID技术概述2二、RFID的工作原理24三、编码与调制2四、数据校验和防碰撞算法24五、RFID电子标签24六、RFID读写器24七、RFID中间件2八、RFID系统的安全性2总计1616五、课程考核方式与要求考核方式：本课程主要以作业评价、课堂讨论、课内实验、阶段测验、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性评价成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题和分析题类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；作业评价、课堂讨论、课内实验、阶段测验等过程性评价成绩为100分（权重40%）。过程性评价和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。六、课程资源库1．高建良编著，《物联网RFID原理与技术》，电子工业出版社，2017.82．邓小莺编著，《无源RFID电子标签天线理论与工程》，清华大学出版社，2018.103．彭力编著，《无线射频识别(RFID)技术基础》，北京航空航天大学出版社，2016.94．夏正浩，《多谐振器无芯片RFID标签设计》，传感器与微系统,2018，37(07)5．黄凤英，《超高频RFID标签数字电路的低功耗设计》，微电子学，2017，47(03)6．王金茹，《基于部分假名ID的RFID系统密钥无线生成算法》，计算机工程与应用，2018，54(01)7．杨兴春，《轻量级RFID标签组证明协议》