RFID與傳感器網絡：架構、協議、安全與集成（簡體書）

作者：（挪威）張彥 （加拿大）楊（Laurence T.Yang） 陳積明 譯者：謝志軍 等

《RFID與傳感器網絡:架構、協議、安全與集成》可作為通信、計算機類專業的高年級本科生和研究生教材，也可供相關專業的科學研究工作者和工程技術人員參考。

譯者序
原書前言
第1部分RFID
第1章RFID的媒體訪問控制協議
1.1概述
1.2RFID系統MAC協議的預備知識
1.3標簽碰撞
1.3.1確定性的防碰撞機制
1.3.2概率性的防碰撞機制
1.3.3討論
1.4閱讀器碰撞
1.5前景展望
參考文獻
第2章RFID的防碰撞算法
2.1概述
2.2RFID系統的閱讀器碰撞問題
2.3閱讀器防碰撞協議
2.3.1TDMA協議
2.3.1.1DCS算法
2.3.1.2Colorwave算法
2.3.2FDMA協議
2.3.2.1HiQ協議
2.3.2.2EPCglobalGen2協議
2.3.3CSMA協議
2.4標簽防碰撞協議
2.4.1基于ALOHA的協議
2.4.1.1ALOHA協議
2.4.1.2時隙ALOHA協議
2.4.1.3幀時隙ALOHA協議
2.4.1.4ISO／IEC18000-6A協議
2.4.2基于樹的協議
2.4.2.1查詢樹協議
2.4.2.2逐位二進制樹協議
2.4.2.3EPCglobalClass0
2.4.2.4TSA協議
2.4.2.5BSQTA和BSCTTA協議
2.4.2.6AQS協議
2.4.3基于計數器的協議
2.4.3.1ISO／IEC18000-6B協議
2.4.3.2ABS協議
2.5結論
2.5.1閱讀器防碰撞協議的總結和新的研究方向
2.5.2標簽防碰撞協議的總結與新的研究方向
參考文獻
第3章用于RFID的低功耗轉發器
3.1概述
3.2關于最新的RFID實現的調查
3.3RFID系統需求
3.3.1電磁傳播基礎和標簽能量消耗
3.3.2制造過程
3.3.3空中接口標準
3.4模擬前端和天線設計討論
3.4.1天線特性
3.4.2射頻整流器
3.4.3電壓升壓器
3.4.4設備安全保護
3.4.5電壓校準
3.4.6ASK解調器
3.4.7時鐘發生器
3.4.8反向散射發送器
3.5數字基帶處理器
3.5.1低功耗標準單元設計
3.5.2基帶處理器創建模塊
3.5.2.1ISO18000-6B協議實現的方案
3.5.2.2ISO18000-6C實現的方案
3.5.3集成感知設備
3.6開放性問題
3.7結論
參考文獻
第4章RFID的EPCGen-2標準
4.1概述
4.1.1EPCGen-2背景
4.1.1.1Gen-2標準的目標和需求
4.1.1.2EPC編碼系統的目標和需要
4.1.2Gen-2通常使用的特性的概述
4.2物理層通信特性
4.2.1數據速率
4.2.2調制類型
4.2.3數據編碼
4.2.4信息報頭
4.2.4.1閱讀器向標簽的報頭
4.2.4.2標簽向閱讀器的報頭
4.3標簽的狀態機
4.3.1不同標簽狀態的概述
4.3.1.1準備狀態
4.3.1.2仲裁狀態
4.3.1.3回復狀態
4.3.1.4確認狀態
4.3.1.5開放狀態
4.3.1.6安全狀態
4.3.1.7死亡狀態
4.3.2查詢過程期間通過有限狀態機移動的概述
4.3.3在一個訪問命令期問，通過標簽狀態機移動的概述
4.4標簽查詢特性
4.4.1查詢命令概述
4.4.1.1查詢
4.4.1.2查詢重復
4.4.1.3查詢調節命令
4.4.1.4選擇
4.4.2會話的使用
4.4.3選擇命令的特性
4.4.4查詢命令的特性
4.4.5查詢重復命令的特性
4.4.6查詢調節命令的特性
4.5標簽單一化
4.5.1EPCGen-2標簽數據編碼分類
4.5.2選擇單個標簽
4.5.3選擇一組標簽
4.5.4選擇全部的標簽
4.6權衡
4.6.1查詢貨盤上包含一種類型產品的標簽
4.6.2訪問貨盤上包含一種類型產品的標簽
4.6.3查詢貨盤上包含一個單一生產商多種類型的產品的標簽
4.6.4訪問貨盤上包含單一生產商多個產品類型的標簽
4.6.5查詢貨盤上包含多個生產商的多個類型產品的標簽
4.6.6訪問一個貨盤包含的多個生產商的多個類型產品的標簽
4.7開放問題
4.8結論和未來研究方向
參考文獻
第5章RFID的認證和隱私
5.1概述
5.2重要的RFID認證和隱私協議
5.2.1標簽死亡協議
5.2.2密碼協議
5.3RFID隱私保護設備
5.3.1法拉第籠
5.3.2有源干擾設備
5.3.3攔截器標簽
5.4基于hash函數的RFID協議
5.4.1hash鎖：原始的基于hash函數的方法
5.4.2基于樹的方法
5.4.3hash樹：一種動態的密鑰更新方法
5.5其他的RFID認證和隱私保護協議
5.5.1極簡的加密
5.5.2RFID保護：為被動RFID標簽設計的認證和隱私保護協議
5.6結論
參考文獻
第6章RFID的安全問題
6.1概述
6.2基本定義和參考場景
6.3領域的當前狀態
6.3.1原始密碼問題概述
6.3.2密碼協議問題概述
6.3.3RFID安全的一些重要的密碼協議
6.3.4測量密碼圖協議的輕量級特性
6.4新的非確定性加密圖協議
6.4.1第一個非確定性協議
6.4.2第二個非確定性協議
6.4.3非確定性協議的簡要分析
6.5RFlD安全的開放性問題
6.5.1RFID系統的物理安全
6.5.2原始密碼和加密協議
6.5.3后臺系統
6.5.4法律問題
6.5.5一般的RFID安全問題
6.6結論
參考文獻
第7章RFID的部署：供應鏈案例研究
7.1概述
7.2第一階段：商業環境
7.2.1商業環境：激勵環境
7.2.1.1檢查決策行為
7.2.1.2工作案例研究：全國性的供應鏈
7.2.2商業環境：商業案例
7.2.2.1工作案例研究：全國性供應鏈
7.2.3商業環境：階段的過渡動機
7.2.3.1工作案例研究：全國性供應鏈
7.3第二階段：基礎設施環境：制造商到零售商
7.3.1使用案例環境
7.3.1.1使用案例
7.3.1.2現場評估
7.3.1.3使用案例環境：步驟轉換動機
7.3.2RFID設備環境
7.3.2.1標準設備
7.3.2.2閱讀器配置
7.3.2.3RFID設備：步驟轉換動機
7.3.3設計環境
7.3.3.1設計
7.3.3.2文檔
7.3.3.3設計：步驟轉換動機
7.3.4基礎設施環境：階段轉換動機
7.3.4.1工作案例研究：全國性的供應鏈
7.4第三階段：部署環境：工廠到陳列室
7.4.1原型測試環境
7.4.1.1使用案例
7.4.1.2原型測試環境：步驟轉換動機
7.4.2試驗環境
7.4.2.1使用案例
7.4.2.2試驗環境：步驟轉換動機
7.4.3部署環境：階段轉換動機
7.4.3.1工作案例研究：全國性的供應鏈
7.5結論
參考文獻
……
第2部分WSN
第3部分RFID與WSN集成

1.5 前景展望
本章的目的是對RFID的MAC協議提供一個最新的綜述。詳細敘述了解決閱讀器和標簽碰撞的不同方法。相關研究領域都是因為RFID系統作為基于射頻的技術，使得RFID系統具有了獨一無二的特性。這些特性包括特殊的交通模式（trafficpattern），以及在標簽上能量和功能的限制。
在RFID系統的改進中，無線傳感器網絡（WSN）將扮演一個重要的角色。無線傳感器網絡在許多方式上，與傳統的無線音頻或是數據網絡不同，但與RFID系統有許多的共同點。例如，在無線傳感器中有大量的傳感器節點，與有源RFID卡相似，這些節點是通過電池供電的。有時候傳感器節點也會與無源卡一樣，產生能量饑餓現象。另外，許多實際應用會大量部署傳感器節點，所以無線傳感器網絡的密度會隨時間和地理位置變化。這種特性與RFID系統部署托盤級（pallet-level）和物品級（itern—level）的標簽非常相似。更重要的是，與RFID系統一樣，無線傳感器網絡是觸發驅動的網絡，并伴隨著高級別的動態性。
但是，RFID系統和無線傳感器網絡也存在著不同。傳感器網絡中，傳感器節點常部署成AdHoc的形式，而不是部署成預先精心規劃的形式，這通常使得節點可以自組織來監視和保持不同的網絡功能性。而RFID系統中，并沒有這種情況。RFID標簽，特別是無源RFID標簽不能以AdHoc方式進行通信。基于這樣的原因，無線傳感器網絡一般基本的MAC協議是CSMA，而在RFID系統中，這種協議是不可行的。
參考文獻（57—59）報道了關于無線傳感器網絡與RFID系統的集成。可能性的方案包括在標簽上集成傳感器，標簽上集成無線傳感器節點，在閱讀器上集成無線傳感器節點和無線設備，或是以RFID與傳感器混合形式集成。但是，這種集成對干擾觀點提出了新的挑戰。對于在RFID網絡和無線傳感器網絡它們各自的領域中減少干擾，已經有了相當多的成果。盡管如此，隨著無線傳感器網絡與RFID的集成，無線傳感器節點、RFID標簽、RFID閱讀器這些設備的增加，情況將會變差，亟須有協作性的方案來解決設備之間的干擾。在不同的設備類型之間進行分布式的頻率調度，RFID標簽用在幫助MAC協議的喚醒過程，節能方式下運行和無線傳感器網絡中上下文意識（context-aware）的MAC調度都是可能的方向。