無線射頻識別(RFID)技術基礎(第2版)（簡體書）

無線射頻識別（RFID）技術基礎（第2版）

無線射頻標簽識別技術（RFID）被譽為２１世紀zui有應用和市場前景的十大技術之一，是物聯網技術中的核心和關鍵技術。本書從RFID技術的原理出發深入淺出地闡述電感耦合、電磁波、射頻采樣和編解碼，進而介紹了天線、讀卡器的原理，詳細分析了RFID標準和體系結構。書中討論了幾種常用的射頻技術在各種市民卡、社保卡、公交卡、身份證中的應用，也分析了常用的高頻和超高頻中的應用，講述了應用時讀卡器、應答器和天線的設計，并提供了軟、硬件實現的方法，以及典型芯片的使用方法，為促進該技術快速進入生產、生活打下基礎。

本書不僅可以作為普通高校（本科、高職）物聯網工程專業教材或物聯網技術培訓教材，也可以為物聯網工程師在進行項目方案設計和項目實施時提供參考。

第1章 射頻識別技術概論……………………………………………………………………… 1

1.1 RFID技術及特點……………………………………………………………………… 1

1.2 RFID技術發展簡史及現狀…………………………………………………………… 1

1.3 RFID系統的基本組成………………………………………………………………… 3

1.4 RFID教學實驗平臺…………………………………………………………………… 6

習 題…………………………………………………………………………………………… 7

第2章 RFID 系統的基本原理………………………………………………………………… 8

2.1 基本工作原理…………………………………………………………………………… 8

2.2 耦合方式………………………………………………………………………………… 9

2.2.1 電感耦合方式……………………………………………………………………… 9

2.2.2 反向散射耦合方式………………………………………………………………… 10

2.3 電感耦合方式的射頻前端……………………………………………………………… 11

2.3.1 讀卡器的功能與分類……………………………………………………………… 11

2.3.2 標簽的功能與類別………………………………………………………………… 12

2.4 天 線…………………………………………………………………………………… 14

2.4.1 天線的工作模式…………………………………………………………………… 14

2.4.2 天線基本參數……………………………………………………………………… 16

2.4.3 天線設計要求……………………………………………………………………… 17

2.5 諧振回路………………………………………………………………………………… 18

2.6 電磁波的傳播…………………………………………………………………………… 19

2.6.1 電磁波的頻譜……………………………………………………………………… 19

2.6.2 電磁波的自由空間傳播…………………………………………………………… 20

2.6.3 電波的多徑傳播和衰落…………………………………………………………… 20

習 題………………………………………………………………………………………… 21

第3章 RFID 技術的標準協議……………………………………………………………… 22

3.1 全球三大標準體系比較………………………………………………………………… 22

3.2 全球RFID產業發展分析……………………………………………………………… 26

3.3 不同頻率的標簽與標準………………………………………………………………… 27

3.4 超高頻RFID技術協議標準的發展與應用…………………………………………… 29

習 題………………………………………………………………………………………… 32

第4章 射頻采樣、編碼和調制………………………………………………………………… 33

4.1 采 樣…………………………………………………………………………………… 33

4.1.1 射頻低通采樣數字化結構………………………………………………………… 33

4.1.2 射頻帶通采樣數字化結構………………………………………………………… 33

4.1.3 寬帶中頻帶通采樣數字化結構…………………………………………………… 34

4.1.4 信號采樣理論……………………………………………………………………… 34

4.2 信 道…………………………………………………………………………………… 35

4.2.1 無線信道…………………………………………………………………………… 35

4.2.2 有線信道…………………………………………………………………………… 36

4.3 編碼、調制與多路復用………………………………………………………………… 37

4.3.1 基帶傳輸的常用碼型……………………………………………………………… 38

4.3.2 數字調制技術……………………………………………………………………… 39

4.3.3 多路復用技術……………………………………………………………………… 47

4.4 超高頻RFID的工作原理……………………………………………………………… 50

4.5 有源RFID標簽………………………………………………………………………… 52

習 題………………………………………………………………………………………… 53

第5章 RFID 系統中的安全與隱私………………………………………………………… 54

5.1 概 述…………………………………………………………………………………… 54

5.2 目前主要面臨的安全與隱私威脅……………………………………………………… 54

5.3 安全與隱私問題的解決方法…………………………………………………………… 55

5.3.1 物理方法…………………………………………………………………………… 55

5.3.2 邏輯方法…………………………………………………………………………… 56

5.4 RFID芯片的攻擊技術分析及安全設計策略………………………………………… 58

5.4.1 RFID芯片攻擊技術……………………………………………………………… 58

5.4.2 破壞性攻擊及防范………………………………………………………………… 59

5.4.3 非破壞性攻擊及其防范…………………………………………………………… 59

5.5 關于RFID系統安全方面的建議……………………………………………………… 59

習 題………………………………………………………………………………………… 60

第6章 RFID 技術應用……………………………………………………………………… 61

6.1 RFID技術與小區人員、車輛管理系統……………………………………………… 62

6.2 基于RFID技術的門禁系統設計……………………………………………………… 68

6.3 RFID技術與圖書館…………………………………………………………………… 71

6.4 RFID技術在倉庫管理中的應用……………………………………………………… 78

6.5 RFID技術在醫藥方面的應用………………………………………………………… 81

6.6 RFID在冷鏈物流中的應用…………………………………………………………… 83

6.6.1 現狀需求分析……………………………………………………………………… 83

6.6.2 項目研發內容……………………………………………………………………… 85

6.6.3 冷鏈系統基礎硬件設計…………………………………………………………… 86

6.6.4 冷鏈系統頂層軟件設計…………………………………………………………… 87

6.7 RFID在菜場跟蹤溯源中的應用……………………………………………………… 90

6.7.1 現狀需求分析……………………………………………………………………… 90

6.7.2 菜場跟蹤溯源系統設計…………………………………………………………… 90

6.7.3 菜場跟蹤溯源系統硬件設計……………………………………………………… 94

6.8 學校學生定位管理系統………………………………………………………………… 96

6.8.1 系統需求…………………………………………………………………………… 97

6.8.2 系統方案與實現…………………………………………………………………… 97

6.9 養老院老人看護系統………………………………………………………………… 102

6.10 RFID技術的發展趨勢與面臨的問題……………………………………………… 104

6.10.1 發展趨勢………………………………………………………………………… 104

6.10.2 面臨的問題……………………………………………………………………… 105

6.10.3 RFID技術的應用及展望……………………………………………………… 106

習 題………………………………………………………………………………………… 107

參考文獻……………………………………………………………………………………… 108