RFID復(fù)習(xí)資料

1、期末試卷題型和分?jǐn)?shù)分布1、填空題10個(gè),每個(gè)2分，總計(jì)20分2、選擇題10個(gè)每個(gè)2分，總計(jì)20分3、問答題4題，每題4分，總計(jì)16分4、畫圖題5題，每題4分，總計(jì)20分5、計(jì)算題3題，每題8分，總計(jì)24分第一章1、物聯(lián)網(wǎng)的含義通過射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。第二章1、RFID系統(tǒng)的基本組成：由電子標(biāo)簽、讀寫器和系統(tǒng)高層這三大部分組成。2、RFID系統(tǒng)的分類 1.）按照頻率分類，

2、低頻、高頻和微波系統(tǒng)。高頻典型工作頻率13.56MHZ。2）按照耦合方式分類：電感耦合方式和電磁反向散射方式3）按照工作方式分類：全雙工和半雙工、時(shí)序工作方式3、電子標(biāo)簽的基本組成：標(biāo)簽專用芯片和標(biāo)簽天線 標(biāo)簽芯片是電子標(biāo)簽的核心部分，它的功能包括標(biāo)簽信息存貯、標(biāo)簽接收信號(hào)的處理和標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的處理；天線是電子標(biāo)簽發(fā)射和接收無線信號(hào)的裝置。4、讀寫器的基本組成1）讀寫器基本由射頻模塊、控制處理模塊和天線三部分組成。2）RFID的工作頻率是由讀寫器的工作頻率決定的。3）按照工作方式分類：全雙工和半雙工、時(shí)序工作方式第三章1、基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)主要包括5個(gè)基本組成部分，分別為EPC碼、識(shí)別系統(tǒng)（

3、RFID）、中間件、物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)（IOT-NS）、物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù)（IOT-IS）。2、中間件的結(jié)構(gòu)3、ONS的工作原理圖4、EPCIS的工作原理第四章1、我國800/900MHz頻段射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)應(yīng)用規(guī)定800/900MHz頻段RFID技術(shù)的具體使用頻率為840-845MHz和920-925MHz。2、我國第二代居民身份證采用的頻段：13.56MHZ3、 ISM頻段（Industrial Scientific Medical Band）主要是開放給工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用三個(gè)主要機(jī)構(gòu)使用的頻段。ISM頻段屬于無許可（Free License）頻段，使用者無需許可證，沒有所謂使用授權(quán)

4、的限制。 RFID系統(tǒng)通常使用為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療特別保留的ISM頻段。主要包括：6.78MHZ13.56MHZ27.125MHZ800MHZ/900MHZ2.45GHZ5.8GHZ4、視距傳播視距傳播是指發(fā)射天線和接收天線在相互能看得見的距離內(nèi)，電波直接從發(fā)射點(diǎn)傳到接收點(diǎn)的一種傳播方式。具體來說，就是微波波段時(shí)，發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間不希望有障礙物阻擋。5、集膚效應(yīng)當(dāng)電磁波由一種媒質(zhì)（如空氣）入射到良導(dǎo)體時(shí)，因電磁波在良導(dǎo)體中衰減很快，折射波進(jìn)入良導(dǎo)體后很快就衰減掉了，電磁波只存在于良導(dǎo)體的表面，這個(gè)現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。第五章互易定理某一天線作為接收天線的電參數(shù)，與作為發(fā)射天線的電參數(shù)相同，符合互易

5、定理。任何天線用作接收時(shí)，它的方向性、阻抗、極化和有效長(zhǎng)度等，均與用作發(fā)射天線時(shí)相同。第六章1.電子標(biāo)簽天線的一般要求RFID天線必須足夠小； RFID天線提供最大可能的信號(hào)和能量給標(biāo)簽的芯片； RFID天線具有魯棒性； RFID天線非常便宜。2.八木天線的主要結(jié)構(gòu)由有源振子、引向器、反射器和大梁組成。第七章1、低頻和高頻RFID采用電感耦合方式進(jìn)行工作。線圈形式的天線相當(dāng)于電感，電感線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使讀寫器與電子標(biāo)簽之間相互耦合，構(gòu)成了電感耦合的工作方式。同時(shí)，線圈產(chǎn)生的電感與射頻電路中的電容組合在一起，形成諧振電路，諧振電路可以實(shí)現(xiàn)低頻和高頻RFID能量和數(shù)據(jù)的傳輸。2、RFID讀寫器的

6、射頻前端常采用串聯(lián)諧振電路，串聯(lián)諧振電路可以使低頻和高頻RFID讀寫器有較好的能量輸出。對(duì)讀寫器天線電路的構(gòu)造有如下要求。（1）讀寫器天線上的電流最大，使讀寫器線圈產(chǎn)生最大的磁通；（2）功率匹配，最大程度地輸出讀寫器的能量；（3）足夠的帶寬，使讀寫器信號(hào)無失真輸出。3、RFID電子標(biāo)簽的射頻前端常采用并聯(lián)諧振電路，并聯(lián)諧振電路可以使低頻和高頻RFID電子標(biāo)簽從讀寫器耦合的能量最大。4、電子標(biāo)簽通過與讀寫器電感耦合，產(chǎn)生交變電壓，該交變電壓通過整流、濾波和穩(wěn)壓后，給電子標(biāo)簽的芯片提供所需的直流電壓。5、負(fù)載調(diào)制在RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽向讀寫器的信息傳輸采用的是負(fù)載調(diào)制技術(shù)。負(fù)載調(diào)制通過對(duì)電子標(biāo)

7、簽振蕩回路的電參數(shù)按照數(shù)據(jù)流的節(jié)拍進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電子標(biāo)簽阻抗的大小和相位隨之改變，從而完成調(diào)制的過程。負(fù)載調(diào)制技術(shù)主要有電阻負(fù)載調(diào)制和電容負(fù)載調(diào)制兩種方式。圖 電阻負(fù)載調(diào)制的電路原理圖圖 電阻負(fù)載調(diào)制的波形變化過程典型例題例7.1 設(shè)計(jì)一個(gè)由理想電感和理想電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路要求在負(fù)載 及 時(shí)，有載品質(zhì)因數(shù) 。討論通過改變電感和電容值提高有載品質(zhì)因數(shù)的途徑。解 有載品質(zhì)因數(shù)為 所以電感為諧振時(shí)的角頻率為所以電容為可以通過將電感值降低 倍同時(shí)將電容值提高 倍的方法來提高有載品質(zhì)因數(shù)。例如選 ，電感、電容和有載品質(zhì)因數(shù)分別為第八章1、微波RFID系統(tǒng)一般采用電磁反向散射方式進(jìn)行工作，其射頻前端主要

8、包括發(fā)射機(jī)電路、接收機(jī)電路和天線，需要處理收、發(fā)兩個(gè)過程。發(fā)射機(jī)電路主要由混頻器、本地振蕩器、功率放大器和天線組成。接收機(jī)電路主要由混頻器、本地振蕩器、低噪聲放大器、濾波器和天線組成。2、掌握低通濾波器的設(shè)計(jì)。1） 巴特沃斯低通濾波器原型如果濾波器在通帶內(nèi)的插入損耗隨頻率的變化是最平坦的，這種濾波器稱為巴特沃斯濾波器，也稱為最平坦濾波器。2）. 切比雪夫低通濾波器原型如果濾波器在通帶內(nèi)有等波紋的響應(yīng)，這種濾波器稱為切比雪夫?yàn)V波器，也稱為等波紋濾波器。3. 橢圓函數(shù)低通濾波器原型橢圓函數(shù)濾波器在通帶和阻帶內(nèi)都有等波紋響應(yīng)。習(xí)題例8.1設(shè)計(jì)一個(gè)巴特沃斯低通濾波器，其截止頻率為200MHz，阻抗為

9、，在300MHz處插入損耗至少要有 衰減。解 計(jì)算可以得到查表可知，5階濾波器可以滿足要求。使用圖8.5（a）所示的電路，實(shí)際濾波器的元件值為源電阻和負(fù)載電阻為巴特沃斯低通濾波器的電路為例8.2 濾波器的截止頻率為4GHz，通帶內(nèi)波紋為3dB，在8GHz處插入損耗至少要有25dB 衰減濾波器，系統(tǒng)阻抗為50。設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫低通濾波器的電路。解 可判斷采用3階，切比雪夫低通濾波器的原型電路如圖所示。例8.3 濾波器要求截止頻率為3GHz，通帶內(nèi)波紋為0.5dB，在6GHZ處具有不小于30dB的衰減，系統(tǒng)阻抗為50。設(shè)計(jì)一個(gè)切比雪夫低通濾波器的電路。3.低噪聲放大器級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)多級(jí)

10、的級(jí)連的高增益放大器，僅第一級(jí)對(duì)總噪聲有較大影響。4.功率放大器1）1dB增益壓縮點(diǎn)當(dāng)輸入功率較低時(shí)，輸出與輸入功率成線性關(guān)系；當(dāng)輸入功率超過一定的量值之后，輸出與輸入功率為非線性關(guān)系，晶體管的增益開始下降。晶體管的輸入功率達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，其增益開始下降，或者稱為壓縮。當(dāng)晶體管的功率增益從其小信號(hào)線性功率增益下降1dB時(shí)，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)稱為1dB增益壓縮點(diǎn)。2）三階截止點(diǎn)三階交調(diào)的輸出功率按輸入功率的3次方增長(zhǎng)，線性產(chǎn)物 和 的輸出功率按輸入功率的1次方增長(zhǎng)。三階交調(diào)輸出功率隨輸入功率變化的斜率為3，線性產(chǎn)物輸出功率隨輸入功率變化的斜率為1，當(dāng)輸入功率增大時(shí)，三階交調(diào)輸出功率比線性產(chǎn)物輸出功率增長(zhǎng)得

11、快。兩條曲線的假想交叉點(diǎn)稱為三階截止點(diǎn) 5、混頻器1）基本原理混頻器是一個(gè)三端口器件，其中兩個(gè)端口輸入，一個(gè)端口輸出。第九章1、RFID通信系統(tǒng)模型2、信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，RFID系統(tǒng)主要處理的是數(shù)字信號(hào)。3、RFID常用的編碼方式。1）曼徹斯特編碼：用電壓跳變的相位不同來區(qū)分1和0，其中從高到低的跳變表示1，從低到高的跳變表示0。例如：畫出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)101100101001的曼徹斯特編碼。2）單極性歸零碼，當(dāng)發(fā)1碼時(shí)發(fā)出正電流，但正電流持續(xù)的時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度，即發(fā)出一個(gè)窄脈沖；當(dāng)發(fā)0碼時(shí)，完全不發(fā)送電流。例如：請(qǐng)畫出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)10110010100的單極性歸零編碼4、調(diào)制方式。

12、1）振幅鍵控ASK 。例如：畫出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)01011001的振幅鍵控ASK波形。2）頻移鍵控FSK 例如：請(qǐng)畫出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)01011001的頻移鍵控FSK波形第十章1、在讀寫器與電子標(biāo)簽的無線通信中，存在許多干擾因素，最主要的干擾因素是信道噪聲和多卡操作。在RFID系統(tǒng)中，為防止各種干擾和電子標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)的碰撞，經(jīng)常采用差錯(cuò)控制和防碰撞算法來分別解決這兩個(gè)問題。2.差錯(cuò)控制的基本方式差錯(cuò)控制編碼可以分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。其基本方式有。（1）反饋糾錯(cuò)（ARQ）（2）前向糾錯(cuò)（FEC）（3）混合糾錯(cuò)3、差錯(cuò)編碼的基本原理信息碼元又稱為信息序列或信息位，通常以k 表示。監(jiān)督碼元又稱為監(jiān)督位或附加數(shù)據(jù)比特，

13、這是為了檢糾錯(cuò)碼而在信道編碼時(shí)加入的判斷數(shù)據(jù)位，監(jiān)督碼元通常以r 表示。編碼效率見公式：4.奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼無論信息位有多少，監(jiān)督碼元只有一位。（1） 偶數(shù)監(jiān)督碼：在偶數(shù)監(jiān)督碼中，它使碼組中“1”的數(shù)目為偶數(shù)。（2）奇數(shù)監(jiān)督碼：在奇數(shù)監(jiān)督碼中，它使碼組中“1”的數(shù)目為奇數(shù)。習(xí)題：若對(duì)下列數(shù)字采用垂直偶校驗(yàn)法，則在圖形中寫出最后一行的監(jiān)督碼元位/數(shù)字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000011C51111111111C61111111111C70000000000偶校驗(yàn)5. CRC校驗(yàn) 書P234循環(huán)冗余校驗(yàn)（Cycli

14、c Redundancy Check，CRC）是RFID常用的一種差錯(cuò)校驗(yàn)方法。循環(huán)碼具有循環(huán)性，即循環(huán)碼中任意一個(gè)碼組循環(huán)一位(將最右端的碼移至最左端)以后，仍為該碼中的一個(gè)碼組。習(xí)題：選擇生成多項(xiàng)式為G(X)x4+x+1，請(qǐng)把6位信息字段代碼110011編碼成CRC碼。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)式一一對(duì)應(yīng)。則寫出二進(jìn)制代碼10101對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式。（x4+x2+ 1）5. 防碰撞問題數(shù)據(jù)傳輸中的防碰撞問題需用到多路存取法，其主要由空分多路法、頻分多路法、時(shí)分多路法和碼分多路法，在RFID系統(tǒng)中，根據(jù)讀寫器與電子標(biāo)簽的通信特點(diǎn)，主要采用時(shí)分多路法。6.

15、電子標(biāo)簽的安全機(jī)制（1）存儲(chǔ)型電子標(biāo)簽（2）邏輯加密型電子標(biāo)簽（3） CPU型電子標(biāo)簽其中，MIFARE卡是邏輯加密型電子標(biāo)簽，CPU型電子標(biāo)簽的安全性最高。第十一章1、1位電子標(biāo)簽掌握1位電子標(biāo)簽的射頻法工作原理主要應(yīng)用在電子商品防盜系統(tǒng)（EAS）。2. 聲表面波標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)主要由天線、叉指換能器、反射器和壓電晶體組成。3、具有存儲(chǔ)功能的電子標(biāo)簽沒有微處理器，地址和安全邏輯是數(shù)據(jù)載體的心臟，其通過狀態(tài)機(jī)對(duì)所有的過程和狀態(tài)進(jìn)行有關(guān)的控制。4、 MIFARE技術(shù)的IC卡應(yīng)用領(lǐng)域占世界80%的市場(chǎng)份額，是目前射頻IC卡的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是目前世界上使用量最大、內(nèi)存容量最大的一種感應(yīng)式智能IC卡。MIFA

16、RE卡具有的優(yōu)點(diǎn) （1）操作簡(jiǎn)單、快捷（2）抗干擾能力強(qiáng)（3）可靠性高（4）適合于一卡多用第十二章1、讀寫器的功能讀寫器在RFID系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用，它是負(fù)責(zé)讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備，讀寫器的主要功能是將數(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)工作的頻段，同時(shí)讀寫器的發(fā)射功率和接受靈敏度直接影響了系統(tǒng)識(shí)別的距離。2. 讀寫器的硬件讀寫器的硬件一般由天線、射頻模塊、控制模塊和接口組成。2.基于U2270B芯片的讀寫器基站芯片U2270B通過天線以125KHz的調(diào)制射頻信號(hào)為RFID電子標(biāo)簽提供能量(電源)，同時(shí)接收

17、來自RFID電子標(biāo)簽的信息，并以曼徹斯特編碼輸出。3. MF RC500芯片Philips公司的MF RC500芯片主要應(yīng)用于13.56MHz，是非接觸、高集成的IC讀卡芯片。第十三章1、 RFID中間件具有以下特征。2、RFID中間件的作用（1）控制RFID讀寫設(shè)備按照預(yù)定的方式工作，保證不同讀寫設(shè)備之間配合協(xié)調(diào)。（2）按照一定規(guī)則過濾數(shù)據(jù)，篩除絕大部分冗余數(shù)據(jù)，將真正有效的數(shù)據(jù)傳送給后臺(tái)信息系統(tǒng)。（3）保證讀寫器和企業(yè)級(jí)分布式應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)之間的可靠通信，為分布式環(huán)境下異構(gòu)的應(yīng)用程序提供可靠的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。3、RFID硬件設(shè)備與中間件集成架構(gòu)從中間件的體系結(jié)構(gòu)上來看，它分為邊緣層和業(yè)務(wù)集成層

18、兩個(gè)部分。在該構(gòu)架中，各種規(guī)格的讀寫設(shè)備通過RFID中間件邊緣層接入到中間件。RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)通過邊緣層的過濾和消減，以一定的格式發(fā)送到業(yè)務(wù)集成層，業(yè)務(wù)集成層是指RFID中間件與應(yīng)用系統(tǒng)的銜接部分。4、 RFID中間件的系統(tǒng)框架中間件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括讀寫器接口（Reader Interface）、處理模塊（Processing Module）以及應(yīng)用接口（Application Interface）3部分。4. IBM公司推出WebSphere中間件IBM公司推出了以WebSphere中間件為基礎(chǔ)的RFID解決方案，IBM的RFID中間件占據(jù)四分之一的市場(chǎng)份額。第十四章1. 目前主要存在的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系物聯(lián)網(wǎng)RFID處于多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系共存的階段?，F(xiàn)在全球主要存在ISO/IEC、EPC和UID三個(gè)RFID標(biāo)準(zhǔn)體系。2、 ISO/IEC的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)3、 ISO/IEC1