完整word版RFID復(fù)習(xí)題1參考解析

1、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 Radio Frequency Identification。3、RFID系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽、讀寫器和計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)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(biāo)簽的工作次序。通常，電子標(biāo)簽有兩種時序：TTF （Target Ta

2、lk First ），RTF （ Reader Talk First ）。6讀寫器和電子標(biāo)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(diǎn)與天線之 間的距離由近及遠(yuǎn)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(yuǎn)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/入。）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(biāo)簽之間能量與數(shù)據(jù)的傳遞都是利用耦合元件實(shí)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(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)交換方式也可以劃分為兩種，分別是負(fù)載調(diào)制、反向散射調(diào)制。10、 按照射頻

3、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)。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(biāo)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(biāo)簽與讀寫器之 間的距離為 R）: S= （PTxGtx） / （4n R2）。12、按照讀寫器和電子標(biāo)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(yuǎn)耦合系統(tǒng)、遠(yuǎn)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(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

4、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。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、模塊化的方向發(fā)展。16、 從功能上來說，電子標(biāo)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(biāo)簽通信、標(biāo)簽供能、多標(biāo)簽識別、移動目標(biāo)識別。18、 根據(jù)電子標(biāo)簽工作時所需的能量來源，可以將電子標(biāo)簽分為有源/無源標(biāo)簽。19、按照不同的封裝材質(zhì)，可以將電子標(biāo)簽分為 紙、塑料、玻璃）2

5、0、電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)主要有 傳輸速率、讀寫速度、工作頻率、能量需求。21、 未來的電子標(biāo)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(yuǎn)。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、纟片錯編碼萬法、密碼校驗(yàn)和萬法、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(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：2r-1n

6、。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） =2。28、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。29、 在偶校驗(yàn)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、31、32、常用的奇偶檢驗(yàn)法為垂直奇偶校驗(yàn)、水平奇偶校驗(yàn)、垂直水平奇偶校驗(yàn)。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(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸，稱為下行鏈路傳輸；電子標(biāo)簽向閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸，稱為 上行鏈路傳輸。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

7、級線圈分別是： 閱讀器天線線圈和電子標(biāo)簽天線線圈。33、 電子標(biāo)簽按照天線的類型不同可以劃分為 線圈型、微帶貼片型、偶極子型三種。34、隨著RFID技術(shù)的進(jìn)一步推廣，一些問題也相應(yīng)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(rèn)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。37、38、36、 根據(jù)是否破壞智能卡芯片的物理圭寸裝，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。 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(biāo)簽碰撞。在通信中這種技術(shù)也稱為多為了防止碰撞的發(fā)生，射頻識別系統(tǒng)中需

8、要設(shè)計相應(yīng)的防碰撞技術(shù)， 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、40、41、42、43、44、45、46、47、48、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。 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。 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 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)。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 RED、傳感器、智能芯片、 RFID系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽、讀寫器、應(yīng)用軟件三部分組成。IT業(yè)界和社會關(guān)注無線傳輸網(wǎng)絡(luò)

9、。49、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。 高頻RFID系統(tǒng)典型的工作頻率是13.56MHz。超高頻RFID系統(tǒng)遵循的通信協(xié)議一般是 ISO18000-7、ISO18000-6。 目前國際上與 RFID相關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)主要有：ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)、EPC Global標(biāo)準(zhǔn)?；诟怕实腁LOHA算法又可以分為： 純ALOHA 算法、時隙ALOHA 算法、幀時隙ALOHA 算法等。電子標(biāo)簽含有物品唯一標(biāo)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,2350、51、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(guān)鍵的供應(yīng)信息。 超高

10、頻RFID系統(tǒng)的識別距離一般為110m。超高頻RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率高，可達(dá)1kb/s。1、A、D、2、A、3、二、選擇題下列哪一項(xiàng)不是低頻 RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)？ 一它遵循的通信協(xié)議是ISO18000-3B、它采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，技術(shù)簡單C、它的通信速度低它的識別距離短(v10cm)下列哪一項(xiàng)是超高頻RFID系統(tǒng)的工作頻率范圍？ B150KHz B、433.92MHz 和 860960MHz C、13.56MHz D、2.455.8GHzISO18000-3、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

11、統(tǒng)4、未來RFID的發(fā)展趨勢是A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、150KHz B、13.56MHz C、2.455.8GHz D、800/900MHz& 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？A、V150KHZ B、433.92MHz 和 86

12、0960MHz 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 60%至70%? AA、電子標(biāo)簽B、讀寫器C、天線D、應(yīng)用軟件9、_B_是電子標(biāo)簽的一個重要組成部分，它主要負(fù)責(zé)存儲標(biāo)簽內(nèi)部信息，還負(fù)責(zé)對標(biāo)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(biāo)簽芯片10、絕大多數(shù)射頻識別系統(tǒng)的耦合方式是 A、電感耦合式B、電磁反向散射耦合式 電子標(biāo)簽的天線必須滿足一些性能要求。11、下列幾項(xiàng)要求中哪一項(xiàng)不需要滿足.C、射頻接口A 0C、負(fù)載耦合式D、讀寫模塊D、反向散射調(diào)制式11、在RFID系統(tǒng)中,A、體積要足夠小B、要具有魯

13、棒性 C、價格不應(yīng)過高12、讀寫器中負(fù)責(zé)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(biāo)簽，過來的射頻載波信號并將其轉(zhuǎn)化為電流信號的設(shè)備是 _B 0 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(yàn)法，則最后一行的監(jiān)督碼元為C 0D、阻抗要足夠大或者接收標(biāo)簽發(fā)送位/數(shù)字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000011C51111111111C61111111111C70000000000奇校驗(yàn)A、 0110100110B、 0110111001C、 1001011001 D、 10011000

14、0114、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（和取值的多項(xiàng)式一一對應(yīng)。則二進(jìn)制代碼10111對應(yīng)的多項(xiàng)式為 A 0A、x4+x2+x+1B、x6+x4+x2+x+1C、x5+x3+X2+x+1D、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(guān)心的問題。已知待識讀標(biāo)簽數(shù)為 讀的標(biāo)簽數(shù)為NR，每個標(biāo)簽的碼元數(shù)為NA正確識2，讀寫器識讀出發(fā)生錯誤的碼元總數(shù)為 NE則識讀率為CNaA、NrNeB、NaNlNrC NaNeD、n16、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， 的傳輸信息保護(hù)方式：D_ 0A、認(rèn)證傳輸方式 B、加密傳輸方式C、混合傳輸方式17

15、、電子標(biāo)簽正常工作所需要的能量全部是由閱讀器供給的，A、有源標(biāo)簽B、無源標(biāo)簽 C、半有源標(biāo)簽下列哪一種不是射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)采用D、分組傳輸方式 這一類電子標(biāo)簽稱為D、半無源標(biāo)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(yuǎn)近是不相 關(guān)的。這一類場區(qū)稱為 A 0A、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)19、在射頻識別系統(tǒng)中，最常用的防碰撞算法是_C 0A、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(shè)電子標(biāo)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、T

16、o C、t+To D、0.5To21、在基本二進(jìn)制算法中，為了從N個標(biāo)簽中找出唯一一個標(biāo)簽，需要進(jìn)行多次請求，其平均次數(shù)L為：B 。A、Iog2 N B、gN 1C、2N D、2N22、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 。A、電磁干擾 B、斷電 C、設(shè)備故障D、重放攻擊下列哪一項(xiàng)屬于被動攻擊：_C23、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。A、獲得RFID標(biāo)簽的實(shí)體，通過物理手段進(jìn)行目標(biāo)標(biāo)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(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)，從而刪除或篡改標(biāo)簽內(nèi) 谷。RFID標(biāo)簽和

17、閱讀器之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，獲得間的通信數(shù)據(jù)。D、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。24、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。D、私人密碼體制D 。D、序列密碼體制如果被電子標(biāo)簽接收到，那么不會導(dǎo)致以下A、非對稱密碼體制B、對稱密碼體制 C、RSA算法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A、非對稱密碼體制B、RSA算法C、DES算法26、當(dāng)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， 哪項(xiàng)結(jié)

18、果：_A。A、讀寫器將一個電子標(biāo)簽判別為另一個電子標(biāo)簽，造成識別錯誤；B、電子標(biāo)簽錯誤的響應(yīng)讀寫器的命令；C、電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂；D、電子標(biāo)簽錯誤的進(jìn)入休眠狀態(tài)。27、 設(shè)編碼序列中信息碼元數(shù)量為 k，總碼元數(shù)量為 n貝吐匕值k/n就是 。A、多余度B、冗余度C、監(jiān)督碼元D、編碼效率功率大小決定了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，整個射頻識別系統(tǒng)的工作距離：_C。A、電子標(biāo)簽B、上位機(jī)C、讀寫器D、計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)29、 工作在13.56MHz頻段的RFID系統(tǒng)其識別距離一般為 。A、1cm B、10cm C、75cmD、10m30、DSRC標(biāo)準(zhǔn)

19、適用的頻段是 D 。A、150KHz B、433.92MHz 和 860960MHz C、13.56MHz D、2.455.8GHzRFID復(fù)習(xí)RFID系統(tǒng)概論Radio Freque ncy Ide ntificati on一、RFIDRFID利用射頻信號通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞達(dá)到識別目標(biāo)的技術(shù)。系統(tǒng)通常讀寫 器、電子標(biāo)簽及應(yīng)用軟件組成。可用于物流，電子票證，動物或資產(chǎn)追蹤管理，供應(yīng)冷鏈，高速 公路智能收費(fèi)等領(lǐng)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(biāo)簽主動發(fā)送（有源標(biāo)簽）或者憑借感 應(yīng)電流所獲得的能量（無源標(biāo)簽）發(fā)送出芯片中的存儲信息，接收標(biāo)簽的應(yīng)答，讀寫器對標(biāo)簽的

20、傳遞過來的信息進(jìn)行解碼，并傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。1）在低頻段（100MHz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(dá)，遠(yuǎn)距）三、按工作頻段分類:工作頻段通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)低頻（LF）125KHzISO18000-2ISO11785標(biāo)準(zhǔn)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（v10cm）天線尺寸大高頻（HF）13.56MHzISO18000-3ISO14443ISO15693與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容 技術(shù)可靠成熟在交通智能卡等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛距離不夠遠(yuǎn)（75cm）天線尺寸大，受金屬材料等影響大超高頻（UHF）840-845MHZ 和92

21、0-925 MHzISO18000-6IS018000-7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2.45 5.8GHzISO18000-4DSRC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(fù)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獲得能量被激活；激活標(biāo)簽將自身信息編碼后經(jīng)?標(biāo)簽一旦進(jìn)入閱讀器天線的作用區(qū)域?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流， 天線發(fā)送出去；?閱讀器接收該

22、信息，經(jīng)過解碼后必要時送至后臺網(wǎng)絡(luò)?后臺網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)鑒定標(biāo)簽身份的合法性，只對合法標(biāo)簽進(jìn)行相關(guān)處理，通過向前端發(fā)送指令信號控制 閱讀器對標(biāo)簽的讀寫操作；二、RFID的三種工作模型以能量供給為基礎(chǔ)的工作模型無源電子標(biāo)簽：當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的工作范圍內(nèi)以后，標(biāo)簽收到閱讀器發(fā)送的信號，產(chǎn)生感應(yīng)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(biāo)簽內(nèi)部的大電容里，進(jìn)而為其正常工作提供了所需的能量。半有源電子標(biāo)簽：閱讀器發(fā)送的射頻信號只用來激活標(biāo)簽。有源電子標(biāo)簽：只要標(biāo)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。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

23、, Reader Talk First）無源標(biāo)簽。如果閱讀器不主動激活電子標(biāo)簽的話，電子標(biāo)簽不會向閱讀器發(fā)送信號，通常用于 電子標(biāo)簽先發(fā)言 模式（TTF , Tag Talk First）就算閱讀器不激活標(biāo)簽，標(biāo)簽也會主動向閱讀器發(fā)送信號以數(shù)據(jù)傳輸為目的 的工作模型上行鏈路傳輸電子標(biāo)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(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸。離線寫入：無論是哪一類電子標(biāo)簽都有離線寫入這種情況。所有電子標(biāo)簽在出廠之前都要由生產(chǎn)廠家將標(biāo)簽的ID號（EPC）固化寫入，該ID號是標(biāo)簽的身份標(biāo)識, 是唯一的，一旦寫入以后將永遠(yuǎn)不能修改。在線寫入：拓展高級功能，可寫標(biāo)簽，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。三、RFID防

24、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(biāo)簽通信，致使標(biāo)簽無法區(qū)分閱讀器的信號。傳統(tǒng)解決方案1）2）3）4）2)電子標(biāo)簽碰撞：多個標(biāo)簽同時響應(yīng)閱讀器的命令而發(fā)送信息，使閱讀器無法識別標(biāo)簽。空分多址（SDMA ）頻分多址（FDMA ）碼分多址（CDMA ）時分多址（TDMA ）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1、純ALOHA算法?主要采用標(biāo)簽先發(fā)言（Tag-Talk-First）的方式，即電子標(biāo)簽一旦進(jìn)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(biāo)簽向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，

25、如果有其它電子標(biāo)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，閱讀器則向標(biāo)簽發(fā)送指令使電子標(biāo)簽停止數(shù)據(jù)的傳送，電子標(biāo)簽接到閱讀器的指令后，便隨機(jī)的延遲一段時間再重新發(fā)送數(shù)據(jù)。To,在純ALOHA算法中，假設(shè)電子標(biāo)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 則碰撞時間為2To。G為數(shù)據(jù)包交換量，S為吞吐率。S = GP嚴(yán)G嚴(yán)一個數(shù)=個數(shù)iR幀叫傳 輸時nu n w標(biāo)簽2標(biāo)短3公共信道nnn nnnt :貞部分碰撞完全何掠2、Slotted ALOHA 算法：Slotted AL

26、OHA 算? 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(biāo)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，這就是法；ALOHA算法中部?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 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(jìn)，也屬于時分多址法，它的缺點(diǎn)是需要同步時鐘的控制;標(biāo)鑒Ii11i1!I標(biāo)簽2iI!n:i.1標(biāo)簽3公共信道正確接收發(fā)生碰撞Frame Slotted ALOHA 算法（FSA）：? ALOHA的另一種改進(jìn)算法是幀時隙ALOHA算法（FSA）。識別過程中, 固定幀時隙? 它是在

27、Slotted ALOHA 算法的基礎(chǔ)上把 N個相同的時隙組成一幀，且在整個電子標(biāo)簽 幀的大小是固定的，幀中的每個時隙足夠一個電子標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行完通信，該算法也稱為ALOHA算法。Slotted ALOHA 算法一樣，幀時隙?該算法比較適用于傳輸信息量較大的場合，和ALOHA 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(biāo)簽，電子標(biāo)簽則產(chǎn)生1，N之間的隨機(jī)數(shù)，接下來各電子標(biāo)簽選擇相應(yīng)的時隙，與閱讀器進(jìn)行通信；?如果當(dāng)前時隙與電子標(biāo)簽隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)相同，電子標(biāo)簽則響應(yīng)閱讀器的命令，若不同，標(biāo)簽則繼 續(xù)等待。? 假如當(dāng)前時隙內(nèi)僅有一個電子標(biāo)簽響應(yīng)，閱讀器就讀取該標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)

28、，讀取完了以后就使該 標(biāo)簽處于“無聲”狀態(tài)。?如果當(dāng)前時隙內(nèi)有多個標(biāo)簽響應(yīng)，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(biāo)簽，讓它們在下一輪幀循環(huán)中重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)參與通信。?逐幀循環(huán)，直到識別出所有電子標(biāo)簽為止。4、Dynamic FSA 算法：?該算法根據(jù)上一讀寫周期中統(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(dāng)碰撞時隙數(shù)達(dá)到規(guī)定的上限時，讀寫器增大下一幀的長度； 當(dāng)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(dāng)標(biāo)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(biāo)簽，而

29、當(dāng)標(biāo)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(biāo)簽?zāi)軌虺晒ψR別， 讀寫器增加幀長度開始下一輪讀寫周期。重復(fù)上述過程直到至少有一個標(biāo)簽被成功識別。當(dāng)有一個標(biāo)簽成 功識別后，讀寫器立刻停止當(dāng)前的讀寫周期，然后讀寫器再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(biāo)簽規(guī)模不大時能夠取得較理想的吞吐 率?？墒且坏?biāo)簽個數(shù)很大時，增大幀長度就不是很好的解決方法，因?yàn)閹L度不能無限制的增大。?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)簽，理論上閱讀器至少需要n個時隙的時間才能成功識別

30、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(biāo)簽，導(dǎo) 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(jìn)行解決。當(dāng)多標(biāo)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(biāo)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，直到標(biāo)簽被完全識別為止。這樣則有效地避免了標(biāo)簽的“餓死現(xiàn)象”四、RFID相關(guān)電磁場理論讀寫器和電子標(biāo)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(diǎn)與天 線之間的距離由近及遠(yuǎn)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(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

31、大，場強(qiáng)不斷減小。7t分界：R=X /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(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=2D2/n（已知天線直徑為 D，天線波長為入）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。五、RFID的能量傳遞讀寫器到電子標(biāo)簽的能量傳遞距離讀寫器R處的電子標(biāo)簽的功率密度s為：SPTx GTxR2電子標(biāo)簽所能接收到的最大功率Ptag：PtagAe廠 GtagPtag4GtagGTxG4 RGtagPTxPTxGTxPTx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(biāo)簽接收天線的增

32、益，R電子標(biāo)簽與讀寫器間距電子標(biāo)簽到讀寫器的能量傳遞p)ackPrx GTx4 R2Sbackpback4 R2Rx GTx4 R2pRxSback AwRx GTx4 R2 2Grx4Pback電子標(biāo)簽反射出去的功率，C雷達(dá)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(shí)現(xiàn)與電子標(biāo)簽的通訊：最常見的就是對標(biāo)簽進(jìn)行讀數(shù)，這項(xiàng)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(jìn)行讀數(shù)以外，有時還需要對標(biāo)簽進(jìn)行寫入，這樣就可以對標(biāo)簽批量生產(chǎn)，由用戶按照自己需要對標(biāo)簽進(jìn)行寫入； 給標(biāo)簽供能：在標(biāo)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

33、場周圍的電子標(biāo)簽；閱讀器射頻場所能達(dá)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(yīng)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(shí)現(xiàn)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊 實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識別 實(shí)現(xiàn)移動目標(biāo)識別 實(shí)現(xiàn)錯誤信息提示 有源標(biāo)簽的電池信息 二、讀寫器的組成讀寫器射頻接口!邏輯控制單元線HI ! :微控制器應(yīng)用接口驅(qū)動存儲單元計 算 機(jī) 通 信 網(wǎng) 絡(luò)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(biāo)簽，或者接收標(biāo)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(biāo)簽?zāi)芰抗┙o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)

34、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。?調(diào)制電路負(fù)責(zé)將需要發(fā)送給電子標(biāo)簽的信號加以調(diào)制，然后再發(fā)送；?解調(diào)電路負(fù)責(zé)將解調(diào)標(biāo)簽送過來的信號并進(jìn)行放大；?時鐘發(fā)生器負(fù)責(zé)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(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 RS-

35、232串行接口：計算機(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。 RS-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。 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)。 USB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(biāo)簽、RFID電子標(biāo)簽的構(gòu)成 天線：主要的功能是

36、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)傳回給閱讀器，也就是負(fù)責(zé)發(fā)射 和接收電磁波。它是電子標(biāo)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?yàn)樘炀€還要嵌入到體積很小的電子標(biāo)簽中 要具有全向性，或者覆蓋半球的方向性 要能夠?yàn)殡娮訕?biāo)簽當(dāng)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(biāo)簽的位置在哪里，天線都能夠正常的與閱讀器進(jìn)行通信 要具有魯棒性。 考慮到電子標(biāo)簽的價格，天線的價格也不應(yīng)過高。線圈型 微帶貼片天線 偶極子天線天線的分類（1）（2）（3） 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

37、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 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)給讀寫器二、電子標(biāo)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(biāo)簽的發(fā)展趨勢 工作距離更遠(yuǎn)： 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(biāo)簽讀寫功能更加完善

38、 自我保護(hù)功能更加完善 標(biāo)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、計算機(jī)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(fù)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

39、偶校驗(yàn)法。密碼校驗(yàn)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(shí)性。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。二、RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸出錯當(dāng)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(biāo)簽接收到，可能會導(dǎo)致以下結(jié)果: 電子標(biāo)簽錯誤的響應(yīng)讀寫器的命令；電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂；電子標(biāo)簽錯誤的進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)電子標(biāo)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(dǎo)致以下結(jié)果：不能識別正常工作的電子標(biāo)簽，誤判電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)；將一個電子標(biāo)簽判別為另一個電子標(biāo)簽，造成識別錯誤。三、差錯控制方式前向糾FE C檢錯重ARQ混合糾HE C四、差錯控制編碼檢錯碼和

40、糾錯碼。檢錯碼以檢定義： 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 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)1/3。? 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? 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。? 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(yàn)法常用的奇偶檢驗(yàn)法為 垂直奇偶校驗(yàn)、水平奇偶校驗(yàn)和 水平垂直 奇偶校驗(yàn)。六、循環(huán)冗余

41、校驗(yàn)（CRC）CRC校驗(yàn)碼的計算步驟如下：設(shè)G(x)為r階，在數(shù)據(jù)塊 M(x)的末尾附加r個0,則相應(yīng)的多項(xiàng)式為xrM( x)；按模2除法用對應(yīng)于G(x)的位串去除對應(yīng)于xrM( x)的位串；(總是小于等于1 )。結(jié)果就是要傳送的帶循環(huán)冗余校驗(yàn)碼按模2減法從對應(yīng)于 xrM( x)的位串中減去余數(shù)的數(shù)據(jù)塊。下面舉個例子來說明一下校驗(yàn)碼的計算過程。X 1,那么G(x)的二進(jìn)制表示形式就為1011，因?yàn)镚(x)假設(shè)4位的信息位為1010，生成多項(xiàng)式G(x)為x3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(xiàng)式 G(x)1011去除1010000，可得余數(shù)為011,所以

42、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊為1010011。七、性能指標(biāo)射頻識別系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括 有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)型、經(jīng)濟(jì)性以及易維護(hù)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(guān)心的問題。設(shè)待識讀標(biāo)簽數(shù)為Na，正確識讀的標(biāo)簽數(shù)為Nr，每個標(biāo)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：PNrPr兀PENeNaNl射頻數(shù)據(jù)的安全性、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(shè)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(biāo)簽的實(shí)體，通過物理手段在實(shí)驗(yàn)

43、室環(huán)境中去除芯片封裝、使用微探針獲取敏 感信號、進(jìn)行目標(biāo)標(biāo)簽的重構(gòu)。2. 用軟件利用微處理器的通用接口，掃描RFID標(biāo)簽和響應(yīng)閱讀器的探尋，尋求安全協(xié)議加 密算法及其實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)，從而刪除或篡改標(biāo)簽內(nèi)容。3. 通過干擾廣播、阻塞信道或其他手段，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。(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(biāo)簽和閱讀器之間的通信數(shù)據(jù)。Eg：美國某大學(xué)教授和學(xué)生利用定向天線和數(shù)字示波器監(jiān)控RFID標(biāo)簽被讀取時的功率消耗，通過監(jiān)控標(biāo)簽的能耗過程從而推導(dǎo)出了密碼。根據(jù)功率消耗模 式可以確定何時標(biāo)簽接收到了正確或者不正確的密碼位。、密碼學(xué)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