射頻識(shí)別復(fù)習(xí)資料(參考)

1、射頻識(shí)別原理參考復(fù)習(xí)資料第一部分 填空提和選擇題及答案一、 填空題1、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，自動(dòng)地獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息，常見的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有語音識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、條碼識(shí)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(jì)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(shí)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(shí)序指的是讀寫器和電子標(biāo)簽的工作次序。通常

2、，電子標(biāo)簽有兩種時(shí)序：TTF（Target Talk 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(cè)點(diǎn)與天線之間的距離由近及遠(yuǎn)可以將天線周圍的場(chǎng)劃分為三個(gè)區(qū)域：非輻射場(chǎng)區(qū)、輻射近場(chǎng)區(qū)、輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。7、射頻識(shí)別系統(tǒng)是由（信息載體）和信息獲取裝置組成的。其中信息載體是（射頻標(biāo)簽），獲取信息裝置為（射頻識(shí)讀器）。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

3、，分別是負(fù)載調(diào)制、反向散射調(diào)制。10、按照射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作方式來劃分，可以將射頻識(shí)別系統(tǒng)分為全雙工、半雙工、時(shí)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= （PTx·GTx）/（4R2）。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(shí)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

4、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。15、隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的應(yīng)用對(duì)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(shí)鐘、存儲(chǔ)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(shí)別、移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別。18、根據(jù)電子標(biāo)簽工作時(shí)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、

5、玻璃。20、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(shì)：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、糾錯(cuò)編碼方法、密碼校驗(yàn)和方法、數(shù)字簽名、公證。23、常用的差錯(cuò)控制方式主要有檢錯(cuò)重發(fā)、前向糾錯(cuò)、混合糾錯(cuò)。24、差錯(cuò)控制時(shí)所使用的編碼，常稱為糾錯(cuò)編碼。根據(jù)碼的用途，可分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。25、在發(fā)送端需要在信息碼元序列中增加一些差錯(cuò)控制碼元，它們稱為監(jiān)督碼元。26、設(shè)信息位的個(gè)數(shù)為k，監(jiān)督位的個(gè)數(shù)為r，碼長(zhǎng)為n=k+r，則漢明不等式為：2r-1n。27

6、、兩個(gè)碼組中對(duì)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(hào)D（a，b）表示，如兩個(gè)二元序列a=111001，b=101101，則D（a，b）=2。28、最常用的差錯(cuò)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、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)。31、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。32、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(jí)和次級(jí)線圈分別是：閱讀器天線線圈和

7、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(duì)稱密碼體系和非對(duì)稱密碼體系兩種。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、非破壞性攻擊。37、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。38、為了防止碰撞的發(fā)生，射頻識(shí)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

8、種：空/頻/碼/時(shí)分多址。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(huì)出現(xiàn)“餓死”現(xiàn)象的算法是基于概率的ALOHA算法。41、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(guó)內(nèi)外IT業(yè)界和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。它可以分為標(biāo)識(shí)、感知、處理、信息傳送四個(gè)環(huán)節(jié)。42、上述物聯(lián)網(wǎng)四個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。43、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。44、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。45、高頻RFID系統(tǒng)

9、典型的工作頻率是13.56MHz。46、超高頻RFID系統(tǒng)遵循的通信協(xié)議一般是ISO18000-7、ISO18000-6。47、目前國(guó)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)。48、基于概率的ALOHA算法又可以分為：純ALOHA算法、時(shí)隙ALOHA算法、幀時(shí)隙ALOHA算法等。49、電子標(biāo)簽含有物品唯一標(biāo)識(shí)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(gè)分支，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。50、超高頻RFID系統(tǒng)的識(shí)別距離一般為110m。51、超高頻RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率高，可達(dá)1kb/s。

10、二、選擇題1、下列哪一項(xiàng)不是低頻RFID系統(tǒng)的特點(diǎn)？ A、它遵循的通信協(xié)議是ISO18000-3 B、它采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，技術(shù)簡(jiǎn)單C、它的通信速度低 D、它的識(shí)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？A、<150KHz B、433.92MHz 和860960MHz C、13.56MHz D、2.455.8GHz3、ISO18000-3、ISO14443和ISO15693這三項(xiàng)通信協(xié)議針對(duì)的是哪一類RFID系統(tǒng)？A、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(shì)是 。A低頻RFID B、高頻RFID C、超高頻RFI

11、D D、微波RFID5、中國(guó)政府在2007年發(fā)布了關(guān)于發(fā)布 頻段射頻識(shí)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、800/900MHz6、上述通知規(guī)定了中國(guó)UHF RFID技術(shù)的試用頻率為 。A、125KHz B、13.56MHz C、840-845MHz和920-925 MHz D、433.92MHz7、下列哪一個(gè)載波頻段的RFID系統(tǒng)擁有最高的帶寬和通信速率、最長(zhǎng)的識(shí)別距離和最小的天線尺寸？ A、<150KHz B、433.92MHz 和860960MHz C、13.56MHz D、2.455.8GHz8、在一

12、個(gè)RFID系統(tǒng)中，下列哪一個(gè)部件一般占總投資的60%至70%？ A、電子標(biāo)簽 B、讀寫器 C、天線 D、應(yīng)用軟件9、 是電子標(biāo)簽的一個(gè)重要組成部分，它主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)標(biāo)簽內(nèi)部信息，還負(fù)責(zé)對(duì)標(biāo)簽接收到的信號(hào)以及發(fā)送出去的信號(hào)做一些必要的處理。A、天線 B、電子標(biāo)簽芯片 C、射頻接口 D、讀寫模塊10、絕大多數(shù)射頻識(shí)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 C、負(fù)載耦合式 D、反向散射調(diào)制式11、在RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽的天線必須滿足一些性能要求。下列幾項(xiàng)要求中哪一項(xiàng)不需要滿足 。A、體積要足夠小B、要具有魯棒性 C、價(jià)格不應(yīng)過高 D、阻抗要足夠大12、讀寫器中負(fù)責(zé)將讀寫器中的電

13、流信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻載波信號(hào)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(hào)并將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的設(shè)備是 。A、射頻模塊 B、天線 C、讀寫模塊 D、控制模塊13、若對(duì)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 。位/數(shù)字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000011C51111111111C61111111111C70000000000奇校驗(yàn)A、0110100110 B、0110111001 C、1001011001 D、100110000114、任意一個(gè)由二進(jìn)制位串組成的代碼都可以和一個(gè)系數(shù)僅為0和1取值的多項(xiàng)式一

14、一對(duì)應(yīng)。則二進(jìn)制代碼10111對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式為 。A、x4+x2+x+1 B、x6+x4+x2+x+1 C、x5+x3+x2+x+1 D、x5+x3+x+115. 在RFID中，采用曼徹斯特碼、Miller碼和修正Miller碼作為傳輸碼型的目的是 。A、糾錯(cuò) B、檢錯(cuò) C、便于同步 D、便于同步和檢錯(cuò)16、在射頻識(shí)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(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)采用的傳輸信息保護(hù)方式： 。A、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17、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，這一類電子標(biāo)簽稱為 。A、有源標(biāo)簽 B、無源標(biāo)簽 C、半有

15、源標(biāo)簽 D、半無源標(biāo)簽18、在天線周圍的場(chǎng)區(qū)中有一類場(chǎng)區(qū)，在該區(qū)域里輻射場(chǎng)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(chǎng)區(qū)稱為 。A、輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū) B、輻射近場(chǎng)區(qū) C、非輻射場(chǎng)區(qū) D、無功近場(chǎng)區(qū) 19、在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，最常用的防碰撞算法是 。A、空分多址法 B、頻分多址法 C、時(shí)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(shí)刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時(shí)間為To，則碰撞時(shí)間為 。A、2To B、To C、t+To D、0.5To21、在基本二進(jìn)制算法中，為了從N個(gè)標(biāo)簽中找出唯一一個(gè)標(biāo)簽，需要進(jìn)行多次請(qǐng)求，其平均次數(shù)L為： 。A、 B、 C、 D、22、RF

16、ID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： 。A、電磁干擾 B、斷電 C、設(shè)備故障 D、重放攻擊23、RFID系統(tǒng)面臨的攻擊手段主要有主動(dòng)攻擊和被動(dòng)攻擊兩種。下列哪一項(xiàng)屬于被動(dòng)攻擊： 。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)容。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RFID標(biāo)簽和閱讀器之間的通信數(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

17、有一個(gè)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(gè)很容易的推導(dǎo)出另外一個(gè)。該類密碼體制稱為 。A、非對(duì)稱密碼體制 B、對(duì)稱密碼體制 C、RSA算法 D、私人密碼體制25、射頻識(shí)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(duì)稱密碼體制 B、RSA算法 C、DES算法 D、序列密碼體制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(cuò)誤時(shí)，如果被電子標(biāo)簽接收到，那么不會(huì)導(dǎo)致以下哪項(xiàng)結(jié)果： 。A、讀寫器將一個(gè)電子標(biāo)簽判別為另一個(gè)電子標(biāo)簽，造成識(shí)別錯(cuò)誤；B、電子標(biāo)簽錯(cuò)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(cuò)誤的進(jìn)入休眠狀態(tài)。27、設(shè)編碼序列中信息碼元數(shù)

18、量為k，總碼元數(shù)量為n，則比值k/n 就是 。A、多余度 B、冗余度 C、監(jiān)督碼元 D、編碼效率28、射頻識(shí)別系統(tǒng)中的哪一個(gè)器件的工作頻率決定了整個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作頻率，功率大小決定了整個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作距離： 。A、電子標(biāo)簽 B、上位機(jī) C、讀寫器 D、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)29、工作在13.56MHz頻段的RFID系統(tǒng)其識(shí)別距離一般為 。A、<1cm B、<10cm C、<75cm D、10m30、DSRC標(biāo)準(zhǔn)適用的頻段是 。A、<150KHz B、433.92MHz 和860960MHz C、13.56MHz D、2.455.8GHz1、A 2、B 3、B 4、C 5

19、、D 6、C 7、D 8、A 9、B 10、A 11、D 12、B 13、C 14、A 15、D 16、D 17、B 18、A 19、C 20、A 21、B 22、D 23、C 24、B 25、D 26、A 27、D 28、C 29、C 30、D第二部分 RFID系統(tǒng)概論復(fù)習(xí)一、RFIDRadio Frequency Identification RFID利用射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞達(dá)到識(shí)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?？捎糜谖锪?，電子票證，動(dòng)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(hào)，電子標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送

20、（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(chǔ)信息，接收標(biāo)簽的應(yīng)答，讀寫器對(duì)標(biāo)簽的傳遞過來的信息進(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(jiǎn)單可靠成熟無頻率限制通信速度低識(shí)別距離短(<10cm)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

21、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920-925 MHzISO18000-6ISO18000-7長(zhǎng)距離定向識(shí)別天線尺寸小，可繞射，無需可視距離，發(fā)展?jié)摿薮蟾鲊?guó)有不同的頻段管制，受金屬和液體等材料影響較大對(duì)人體有傷害，限制發(fā)射功率微波2.455.8GHz ISO18000-4DSRC除了UHF特性外更高的帶寬和通信速率更長(zhǎng)識(shí)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(duì)復(fù)雜對(duì)人體有傷害，限制發(fā)射功率第三部分 RFID的工作原理復(fù)習(xí) 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

22、信號(hào); 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，獲得能量被激活;激活標(biāo)簽將自身信息編碼后經(jīng)天線發(fā)送出去; 閱讀器接收該信息，經(jīng)過解碼后必要時(shí)送至后臺(tái)網(wǎng)絡(luò); 后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)鑒定標(biāo)簽身份的合法性，只對(duì)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(hào)控制閱讀器對(duì)標(biāo)簽的讀寫操作;二、RFID的三種工作模型1）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(hào)，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(chǔ)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(hào)只用來激活標(biāo)簽。有源電子

23、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(dòng)向閱讀器發(fā)送信號(hào)。2）以時(shí)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, Reader Talk First）如果閱讀器不主動(dòng)激活電子標(biāo)簽的話，電子標(biāo)簽不會(huì)向閱讀器發(fā)送信號(hào)，通常用于無源標(biāo)簽。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(huì)主動(dòng)向閱讀器發(fā)送信號(hào)3）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(hào)（EPC）固化寫入，該ID號(hào)

24、是標(biāo)簽的身份標(biāo)識(shí)，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(jí)功能，可寫標(biāo)簽，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。三、 RFID防碰撞理論1）碰撞的種類閱讀器碰撞：多個(gè)閱讀器同時(shí)與一個(gè)標(biāo)簽通信，致使標(biāo)簽無法區(qū)分閱讀器的信號(hào)。電子標(biāo)簽碰撞：多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)響應(yīng)閱讀器的命令而發(fā)送信息，使閱讀器無法識(shí)別標(biāo)簽。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(shí)分多址（TDMA）應(yīng)用最廣泛，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。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

25、進(jìn)入閱讀器的工作范圍獲得能量后，便向閱讀器主動(dòng)發(fā)送自身的序列號(hào)。 在某個(gè)電子標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，如果有其它電子標(biāo)簽也同時(shí)向該閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)閱讀器接收到的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生重疊，導(dǎo)致閱讀器無法正確識(shí)別和讀取數(shù)據(jù)。 閱讀器通過檢測(cè)并判斷接收到的信號(hào)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(shí)間再重新發(fā)送數(shù)據(jù)。在純ALOHA算法中，假設(shè)電子標(biāo)簽在t時(shí)刻向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)，與閱讀器的通信時(shí)間為To，則碰撞時(shí)間為2T0。G為數(shù)據(jù)包交換量，S為吞吐率。2、Slotted ALOHA算法： 為提高RFID系統(tǒng)的吞吐率，可以

26、把時(shí)間劃分為多段等長(zhǎng)的時(shí)隙，時(shí)隙的長(zhǎng)度由系統(tǒng)時(shí)鐘確定，并且規(guī)定電子標(biāo)簽只能在每個(gè)時(shí)隙的開始時(shí)才能向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)幀，這就是Slotted ALOHA算法； 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； 它是純ALOHA算法的簡(jiǎn)單改進(jìn)，也屬于時(shí)分多址法，它的缺點(diǎn)是需要同步時(shí)鐘的控制；3、Frame Slotted ALOHA算法（FSA）： ALOHA 的另一種改進(jìn)算法是幀時(shí)隙 ALOHA 算法（FSA）。 它是在Slotted ALOHA 算法的基礎(chǔ)上把 N 個(gè)相同的時(shí)隙組成一幀，且在整個(gè)電子標(biāo)簽識(shí)別過程中，幀的大小是固定的，

27、幀中的每個(gè)時(shí)隙足夠一個(gè)電子標(biāo)簽與閱讀器進(jìn)行完通信，該算法也稱為固定幀時(shí)隙 ALOHA 算法。 該算法比較適用于傳輸信息量較大的場(chǎng)合，和Slotted ALOHA 算法一樣，幀時(shí)隙 ALOHA 算法同樣需要一個(gè)同步開銷。步驟 首先由閱讀器把幀長(zhǎng)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(shí)隙，與閱讀器進(jìn)行通信； 如果當(dāng)前時(shí)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(shí)隙內(nèi)僅有一個(gè)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)，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(shí)隙內(nèi)有多個(gè)標(biāo)簽響應(yīng)，則該時(shí)隙內(nèi)的數(shù)據(jù)

28、就出現(xiàn)了碰撞，此時(shí)閱讀器會(huì)通知該時(shí)隙內(nèi)的標(biāo)簽，讓它們?cè)谙乱惠啂h(huán)中重新產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)參與通信。 逐幀循環(huán)，直到識(shí)別出所有電子標(biāo)簽為止。 四、RFID相關(guān)電磁場(chǎng)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(cè)點(diǎn)與天線之間的距離由近及遠(yuǎn)可以將天線周圍的場(chǎng)劃分為三個(gè)區(qū)域：非輻射場(chǎng)區(qū)：場(chǎng)強(qiáng)與距離天線的遠(yuǎn)近有關(guān)，電磁能量只在場(chǎng)源附近來回流動(dòng)，隨著與天線的距離不斷增大，場(chǎng)強(qiáng)不斷減小。 分界：R=/2輻射近場(chǎng)區(qū)：菲涅爾區(qū)，電磁能量會(huì)脫離天線的束縛進(jìn)入到外空間。該區(qū)域里輻射場(chǎng)的角度分布與距天線口徑的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。分界：R=2D2/（已知天線直徑為D，天線波長(zhǎng)為）輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)：夫郎荷費(fèi)

29、區(qū)，該區(qū)域里輻射場(chǎng)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：電子標(biāo)簽所能接收到的最大功率Ptag：PTx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Pback電子標(biāo)簽反射出去的功率，雷達(dá)散射截面，Sback功率密度，PRx讀寫器接收到的功率第四部分 RFID讀寫器復(fù)習(xí)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(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀數(shù)，這項(xiàng)功能需要有一個(gè)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(shí)還需要對(duì)標(biāo)

30、簽進(jìn)行寫入，這樣就可以對(duì)標(biāo)簽批量生產(chǎn)，由用戶按照自己需要對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行寫入； 給標(biāo)簽供能:在標(biāo)簽是被動(dòng)式或者半被動(dòng)式的情況下，需要讀寫器提供能量來激活射頻場(chǎng)周圍的電子標(biāo)簽；閱讀器射頻場(chǎng)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(guó)家和地區(qū)，都有不同的規(guī)定。實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識(shí)別實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤信息提示 有源標(biāo)簽的電池信息二、讀寫器的組成天線： 發(fā)射和接收射頻載波信號(hào) 將讀寫器中的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻載波信號(hào)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(hào)并將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)； 無源標(biāo)簽?zāi)芰抗┙o射頻接口模塊

31、包括發(fā)射器、射頻接收器、時(shí)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(hào)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(hào)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(hào)并進(jìn)行放大； 時(shí)鐘發(fā)生器負(fù)責(zé)產(chǎn)生系統(tǒng)的正常工作時(shí)鐘。邏輯控制模塊 讀寫器的邏輯控制模塊是整個(gè)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(shí)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(chǔ)單元和應(yīng)用接口驅(qū)動(dòng)電路等。 微控制器可以完成信號(hào)的編解碼、數(shù)據(jù)的加解密以及執(zhí)行防碰撞算法； 存儲(chǔ)單元負(fù)責(zé)存儲(chǔ)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

32、或輸出的通信。三、讀寫器的IO接口RS-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(shì)在于通用、標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是傳輸距離不會(huì)達(dá)到很遠(yuǎn)，傳輸速度也不會(huì)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(shì)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。第五部分 RFID電子標(biāo)簽復(fù)

33、習(xí)一、RFID電子標(biāo)簽的構(gòu)成天線：主要的功能是接收閱讀器傳送過來的電磁信號(hào)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(hào)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?？紤]到電子標(biāo)簽的價(jià)格，天線的價(jià)格也不應(yīng)過高。 天線的分類（1）線圈型 （2）微帶貼片天線（3）偶極子天線射頻接口：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(hào)轉(zhuǎn)化為直流電源（DC）

34、，并且經(jīng)由其內(nèi)部的儲(chǔ)能裝置（大電容）將能量?jī)?chǔ)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(hào)，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(hào)加以解調(diào)，將載波去除，以獲得最初的調(diào)制信號(hào)芯片：存儲(chǔ)單元：主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或者識(shí)別數(shù)據(jù)等。邏輯控制單元：負(fù)責(zé)對(duì)讀寫器傳送來的信號(hào)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(shì)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(dòng)物體識(shí)別快速多標(biāo)簽讀寫功能更

35、加完善自我保護(hù)功能更加完善標(biāo)簽附屬功能更多。體積更小成本更低第六部分 射頻數(shù)據(jù)的完整性復(fù)習(xí)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(chǔ)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(chǔ)過程中產(chǎn)生的誤碼，定時(shí)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： 協(xié)議：通過各種安全協(xié)議可以有效地檢測(cè)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(cuò)編碼方法：由此完成檢錯(cuò)和糾錯(cuò)功能。最簡(jiǎn)單和常用的糾錯(cuò)編碼方法是奇偶

36、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(qǐng)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(cuò)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(cuò)誤時(shí)，如果被電子標(biāo)簽接收到，可能會(huì)導(dǎo)致以下結(jié)果： 電子標(biāo)簽錯(cuò)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(cuò)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(cuò)誤時(shí)，如果被讀寫器接收到，可能導(dǎo)致以下結(jié)果： 不能識(shí)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(gè)電子標(biāo)簽判別為另一個(gè)電子標(biāo)簽，造成識(shí)別錯(cuò)誤。三、差錯(cuò)控制方式四、差錯(cuò)控制編碼定義：差錯(cuò)控制時(shí)所使用的編碼，常稱為

37、糾錯(cuò)編碼。根據(jù)碼的用途，可分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。檢錯(cuò)碼以檢錯(cuò)為目的，不一定能糾錯(cuò)；而糾錯(cuò)碼以糾錯(cuò)為目的，一定能檢錯(cuò)。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(cuò)控制碼元，它們稱為監(jiān)督碼元。 評(píng)價(jià)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?jī)蓚€(gè)信息碼元就添加一個(gè)監(jiān)督碼元，則這種編碼的多余度為1/3。 編碼效率(簡(jiǎn)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、漢明碼 漢明碼又叫線性分組碼，它是一種能夠自動(dòng)檢測(cè)并糾正一重錯(cuò)的線性糾錯(cuò)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)，又稱為碼組長(zhǎng)度，簡(jiǎn)稱碼長(zhǎng)。n-k=r為每個(gè)碼組中的監(jiān)督碼元數(shù)目。 簡(jiǎn)單地說，漢明碼是對(duì)每段k位長(zhǎng)的信息組以一定的規(guī)則增加r個(gè)監(jiān)督元，組成長(zhǎng)為n的碼字。在二進(jìn)制情況下，共有2k個(gè)不同的信息組，相應(yīng)地可得到2k個(gè)不同的碼字，稱為許用碼組。其余 2n-2k個(gè)碼字