RFID深刻复习资料

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1、期末试卷题型和分数分布1、填空题10个,每个2 分，总计20分 2、选择题10 个每个2分，总计20分3、问答题4 题，每题 4 分，总计16 分 4、画图题5 题，每题4 分，总计20 分5、计算题3 题，每题 8 分，总计24 分第一章1、物联网的含义通过射频识别（Radio Frequency Identification , RFID ）传感器、全球定位系统、激 光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换 和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。第二章1、RFID 系统的基本组成：由电子标签、读写器和系统高层这三大部分组成。2、

2、RFID 系统的分类1.）按照频率分类，低频、高频和微波系统。高频典型工作频率 13.56MHZ。2）按照耦合方式分类：电感耦合方式和电磁反向散射方式3）按照工作方式分类：全双工和半双工、时序工作方式3、电子标签的基本组成：标签专用芯片和标签天线标签芯片是电子标签的核心部分，它的功能包括标签信息存贮、标签接收信号的处理 和标签发射信号的处理；天线是电子标签发射和接收无线信号的装置。4、读写器的基本组成1）读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成。2 ） RFID的工作频率是由读写器的工作频率决定的。3）按照工作方式分类：全双工和半双工、时序工作方式sr-e?-第三章1、基于RFID的

3、物联网主要包括5个基本组成部分，分别为EPC码、识别系统（RFID ） 中间件、物联网名称解析服务（IOT-NS）物联网信息发布服务（IOT-IS）2、中间件的结构3、ONS 的工作原理图4、EPCIS 的工作原理第四章1、我国800/900MHZ频段射频识别(RFID)技术应用规定800/900MHZ频段RFID技术 的具体使用频率为840-845MHz和920-925MHz。2、我国第二代居民身份证采用的频段：13.56MHZ3、ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)主要是开放给工业、科学和医用三个 主要机构使用的频段。ISM频段属于无许可(Fr

4、ee License)频段，使用者无需许可证，没 有所谓使用授权的限制。RFID系统通常使用为工业、科学和医疗特别保留的ISM频段。主要包括：6.78MHZ13.56MHZ27.125MHZ800MHZ/900MHZ2.45GHZ5.8GHZ4、视距传播视距传播是指发射天线和接收天线在相互能看得见的距离内，电波直接从发射点传到接收点 的一种传播方式。具体来说，就是微波波段时，发射点和接收点之间不希望有障碍物阻挡。5、集肤效应当电磁波由一种媒质(如空气)入射到良导体时，因电磁波在良导体中衰减很快，折射波进 入良导体后很快就衰减掉了，电磁波只存在于良导体的表面，这个现象称为集肤效应。 第五章互易定

5、理某一天线作为接收天线的电参数，与作为发射天线的电参数相同，符合互易定理。 任何天线用作接收时，它的方向性、阻抗、极化和有效长度等，均与用作发射天线时相 同。1. 电子标签天线的一般要求RFID天线必须足够小；RFID天线提供最大可能的信号和能量给标签的芯片；RFID天线 具有鲁棒性； RFID 天线非常便宜。2. 八木天线的主要结构由有源振子、引向器、反射器和大梁组成。第七章1、低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场，使读写器与电子标签之间相互耦合， 构成了电感耦合的工作方式。同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形成 谐振电路

6、，谐振电路可以实现低频和高频RFID能量和数据的传输。2、RFID读写器的射频前端常采用串联谐振电路，串联谐振电路可以使低频和高频RFID读 写器有较好的能量输出。对读写器天线电路的构造有如下要求。（1）读写器天线上的电流最大，使读写器线圈产生最大的磁通；（2）功率匹配，最大程度地输出读写器的能量；（3）足够的带宽，使读写器信号无失真输出。3、RFID电子标签的射频前端常采用并联谐振电路，并联谐振电路可以使低频和高频RFID 电子标签从读写器耦合的能量最大。4、电子标签通过与读写器电感耦合，产生交变电压，该交变电压通过整流、滤波和稳压后， 给电子标签的芯片提供所需的直流电压。5、负载调制在 R

7、FID 系统中，电子标签向读写器的信息传输采用的是负载调制技术。负载调制通过对电 子标签振荡回路的电参数按照数据流的节拍进行调节，使电子标签阻抗的大小和相位随之改 变，从而完成调制的过程。负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种方式。图 电阻负载调制的电路原理图图 电阻负载调制的波形变化过程典型例题R 二 500L及质因数的途径时，有载品质因数数L o L。讨论通过改变电感和电容值提高有载品解 有载品质因数为50l.lx2兀 x 13.56xl06沁 533.5（nH）所以电感为l=2兀f =00 JLC谐振时的角频率为所以电容为C=丄 u 258（pF）533.5x10-9 xx13

8、.56x106nn可以通过将电感值降低 n 倍同时将电容值提高 n 倍的方法来提高有载品质因数。例如n 二 2Ql 二 11x 2 二 2.2L =讐2电容和有载品质因数分2别为16（pF ）第八章1、微波 RFID 系统一般采用电磁反向散射方式进行工作，其射频前端主要包括发射机 电路、接收机电路和天线，需要处理收、发两个过程。发射机电路主要由混频器、本地振荡器、功率放大器和天线组成。 接收机电路主要由混频器、本地振荡器、低噪声放大器、滤波器和天线组成。2、掌握低通滤波器的设计。1） 巴特沃斯低通滤波器原型二二s2) slBBaassss 3i n椭圆函数滤波器在通带和阻带内都有等波纹响应。例

9、8.1设计一个巴特dB斤低通滤波器其截止频率为200MHz阻抗为5在300MHz 处插入损耗至少要有衰减。05c解 计算可以得到查表可知，5阶滤波器可以满足要求。使用图8.5（ a ）所示的电路，实际滤波器的元件沁 9.84（pF）C,C g0.618值为C =1 R R 50 X 2兀 X 2 X108S c S c,R L R g 50x 1.618 G （7 C / S S 2 -22兀X 2 X 108cc沁 64.38（nH）C= - =-沁 31.83（pF）3 R R 50 x 2兀 x 2 x 108S cS c,RL R g, =S = S44cc50 x 1.6182兀 x

10、 2 x 108沁 64.38（nH）CRSc0.61850 x 2兀 x 2 x 108沁 9.84（pF）Sc源电阻和负载电阻为r，l=50)巴特沃斯低通滤波器的电路为例&2滤波器的截止频率为4GHz ,通带内波纹为3dB，在8GHz处插入损耗至少要 有25dB衰减滤波器，系统阻抗为500。设计一个切比雪夫低通滤波器的电路。解 可判断采用 3 阶，切比雪夫低通滤波器的原型电路如图所示。例&3滤波器要求截止频率为3GHz，通带内波纹为0.5dB，在6GHZ处具有不小于30dB的衰减，系统阻抗为500。设计一个切比雪夫低通滤波器的电路。3. 低噪声放大器级联网络的噪声系数P噪声系数F = S

11、No)No i多级的级连的高增益放大器，仅一级对总噪声有较大影响。F -1 F -1F -1F = F + 2+3 HFn-i G G GG G GA1A1 A2A1 A 2An-14. 功率放大器1) 1dB增益压缩点当输入功率较低时，输出与输入功率成线性关系；当输入功率超过一定的量值之后，输 出与输入功率为非线性关系，晶体管的增益开始下降。晶体管的输入功率达到饱和状态时，其增益开始下降，或者称为压缩。当晶体管的功率 增益从其小信号线性功率增益下降1dB时，对应的点称为1dB增益压缩点。2) 三阶截止点三阶交调的输出功率按输入功率的 3 次方增长，线性产物 和 的输出功率按输入功率 的1次方

12、增长。三阶交调输出功率随输入功率变化的斜率为3，线性产物输出功率随输入功率变化的斜 率为 1，当输入功率增大时，三阶交调输出功率比线性产物输出功率增长得快。两条曲线的5、混频器1）基本原理混频器是一个三端口器件，其中两个端口输入，一个端口输出f甌器r+f坊本机*舔器RFi：-a上变濒第九章F变频1、RFID 通信系统模型假想交叉点称为三阶截止点字信号。2、信号分为模拟信号和数字信号，RFID系统主要处理的是3、RFID 常用的编码方式。1）曼彻斯特编码：用电压跳变的相位不同来区分1和0，其中从高到低的跳变表示1， 从低到高的跳变表示0。例如：画出数字数据101100101001 的曼彻斯特编码

13、。loiiooioiooioii2）单极性归零码，当发1 码时发出正电流，但正电流持续的时间短于一个码元的时间例如：请画出数字数据10110010100 的单极性归零编码4、调制方式。宽度，即发出一个窄脉冲；当发0 码时，完全不发送电流。1)振幅键控 ASK 。例如：画出数字数据01011001的振幅键控ASK波形。2)频移键控FSK例如：请画出数字数据01011001的频移键控FSK波形第十章1、在读写器与电子标签的无线通信中，存在许多干扰因素，最主要的干扰因素是信道噪声和多卡操作。在RFID系统中，为防止各种干扰和电子标签之间数据的碰撞，经常采用 差错控制和防碰撞算法来分别解决这两个问题。

14、2. 差错控制的基本方式 差错控制编码可以分为检错码和纠错码。其基本方式有。(1) 反馈纠错(ARQ)(2) 前向纠错(FEC)(3) 混合纠错3、差错编码的基本原理信息码元又称为信息序列或信息位，通常以 k 表示。监督码元又称为监督位或附加数 据比特，这是为了检纠错码而在信道编码时加入的判断数据位，监督码元通常以r表示。编码效率见公式：亠丁4. 奇偶校验码奇偶校验码无论信息位有多少，监督码元只有一位。（1） 偶数监督码：在偶数监督码 中，它使码组中“1”的数目为偶数。（2）奇数监督码： 在奇数监督码中，它使码组中“1”的数目为奇数。习题：若对下列数字采用垂直偶校验法，则在图形中写出最后一行的

15、监督码元5. CRC校验书P234循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check, CRC ）是RFID常用的一种差错校验方法。循环码具有循环性，即循环码中任意一个码组循环一位（将最右端的码移 至最左端）以后，仍为该码中的一个码组。习题：选择生成多项式为G（X）=x4+x+1,请把6位信息字段代码110011编码成 CRC码。任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为0和1取值的多项式一一对应。贝U写出二进制代码10101对应的多项式。（X4+X2+ 1）5. 防碰撞问题数据传输中的防碰撞问题需用到多路存取法，其主要由空分多路法、频分多路法、时分多路法和码分多路法，在RF

16、ID系统中，根据读写器与电子标签的通信特点，主要采用时分 多路法。6. 电子标签的安全机制（1）存储型电子标签（2）逻辑加密型电子标签（3） CPU 型电子标签其中，MIFARE卡是逻辑加密型电子标签，CPU型电子标签的安全性最高第十一章1、1位电子标签tDY4掌握1位电子标签的射频法工作原理主要应用在电子商品防盗系统（EAS ）2. 声表面波标签的结构主要由天线、叉指换能器、反射器和压电晶体组成。3、具有存储功能的电子标签没有微处理器，地址和安全逻辑是数据载体的心脏，其通 过状态机对所有的过程和状态进行有关的控制。4、MIFARE技术的IC卡应用领域占世界80%的市场份额，是目前射频IC卡的

17、工业 标准，也是目前世界上使用量最大、内存容量最大的一种感应式智能IC卡。MIFARE卡具 有的优点（1）操作简单、快捷（2）抗干扰能力强（3）可靠性高（4）适合于一卡多用第十二章1、读写器的功能读写器在RFID系统中有着举足轻重的作用，它是负责读取或写入标签信息的设备，读写器的主要功能是将数据加密后发送给电子标签，并将电子标签返回的数据解密，然后传送给计算机网络。读写器的频率决定了 RFID系统工作的频段，同时读写器的发射功率和接受灵敏度直接影响了系统识别的距离。2. 读写器的硬件读写器的硬件一般由天线、射频模块、控制模块和接口组成2基于U2270B芯片的读写器基站芯片U2270B通过天线以

18、125KHZ的调制射频信号为RFID电子标签提供能量（电源），同时接收来自RFID电子标签的信息，并以曼彻斯特编码输出。3. MF RC500 芯片Philips公司的MF RC500芯片主要应用于13.56MHz，是非接触、高集成的IC读卡芯片。第十三章1、RFID中间件具有以下特征2、RFID中间件的作用(1) 控制RFID读写设备按照预定的方式工作，保证不同读写设备之间配合协调。(2) 按照一定规则过滤数据，筛除绝大部分冗余数据，将真正有效的数据传送给后台 信息系统。(3) 保证读写器和企业级分布式应用系统平台之间的可靠通信，为分布式环境下异构 的应用程序提供可靠的数据通信服务。3、RF

19、ID硬件设备与中间件集成架构从中间件的体系结构上来看，它分为边缘层和业务集成层两个部分。在该构架中，各种 规格的读写设备通过RFID中间件边缘层接入到中间件。RFID标签数据通过边缘层的 过滤和消减，以一定的格式发送到业务集成层，业务集成层是指RFID中间件与应用系 统的衔接部分。4、RFID中间件的系统框架中间件系统结构包括读写器接口( Reader Interface )处理模块(Processing苴恤Module)以及应用接口(Application Interface)3部分。EPCIW 息眼务耳池中冋件R under皴口Readet 用户定比皓处理棋块处理模块：11处珪按块标准处1

20、里侯览址渥模块处琏馆疑应用软件按业业应用牧件企业西用软件4. IBM公司推出WebSphere中间件IBM公司推出了以WebSphere中间件为基础的RFID解决方案，IBM的RFID中间件占据四分之一的市场份额。第十四章1. 目前主要存在的RFID标准体系物联网RFID处于多个标准体系共存的阶段现在全球主要存在ISO/IEC、EPC和UID 三个RFID标准体系。2、ISO/IEC的RFID标准体系架构3、ISO/IEC18000-6 标准分析在目前已有的RFID技术标准中，ISO/IEC 18000-6是最受关注的一个标准系列，ISO/IEC 18000-6标准规定了频率为860 - 960MHz的射频识别系统的空中接口协议。4、EPC global组织，EPC系统的主要特点EPCgloba I是以美国和欧洲为首，由美国统一编码委员会和国际物品编码协会UCC/EAN联合发起的非盈利机构，它属于联盟性的标准化组织，该组织除了发布工业标准外，还负责EPC系统的号码注册管理。特点: 倡导物联网。全球化的标准，该标准框架可以适用于任何地方。开放的系统，所有的接口都按开放的标准来实现。独立的平台。 可扩展性