RFID技术及应用

第1章 射频识别技术概述 1

1.1 自动识别技术 2

1.1.1 自动识别技术的概念 2

1.1.2 自动识别技术的分类 2

1.1.3 RFID技术 5

1.2 射频技术及其特点 6

1.2.1 RFID的发展简史 6

1.2.2 RFID的发展现状 7

1.3 RFID技术标准 8

1.3.1 全球三大标准体系的比较 8

1.3.2 超高频RFID技术协议

标准的发展与应用 12

1.3.3 不同频率的标签和标准 15

本章小结 17

习题 17

第2章 RFID的工作原理 19

2.1 RFID的基本工作原理 20

2.2 RFID系统的构成 21

2.2.1 RFID的基本组成 21

2.2.2 电子标签 24

2.2.3 读写器 32

2.2.4 系统高层 35

2.3 耦合方式 36

2.3.1 电感耦合方式 36

2.3.2 反向散射耦合方式 37

2.4 电感耦合方式的射频前端 38

2.4.1 读写器的功能与分类 38

2.4.2 标签的功能与类别 39

2.5 天线 42

2.5.1 天线的工作模式 42

2.5.2 天线的基本参数 43

2.5.3 天线的设计要求 45

本章小结 45

习题 45

第3章 编码与调制 47

3.1 信号和编码 48

3.1.1 数据和信号 48

3.1.2 信道 48

3.1.3 编码 51

3.2 RFID中常用的编码方式和

编/解码器 54

3.2.1 曼彻斯特码和密勒码 54

3.2.2 修正密勒码 60

3.3 脉冲调制 63

3.3.1 FSK方式 63

3.3.2 PSK方式 66

3.3.3 副载波调制和调解 70

3.4 正弦波调制 73

3.4.1 载波 74

3.4.2 调幅 74

3.4.3 数字调频和调相 80

本章小结 81

习题 82

第4章 数据校验和防碰撞算法 83

4.1 差错检测 84

4.1.1 差错的性质和表示方法 84

4.1.2 差错控制 85

4.1.3 检纠错码 85

4.1.4 数字通信系统的性能 87

4.1.5 RFID中的差错检测 88

4.2 防碰撞算法 90

4.2.1 Aloha算法 91

4.2.2 二进制树型搜索算法 92

4.3 ISO/IEC 14443标准中的

防碰撞协议 93

4.3.1 TYPE A的防碰撞协议 93

4.3.2 TYPE B的防碰撞协议 98

4.4 碰撞检测 104

4.5 防碰撞RFID系统设计实例 105

4.5.1 无源RFID芯片MCRF250 105

4.5.2 基于FSK脉冲调制方式的

碰撞检测方法 106

4.5.3 FSK防碰撞读写器的设计 107

本章小结 108

习题 109

第5章 RFID与EPC 111

5.1 EPC基础 112

5.1.1 EPC的定义 112

5.1.2 EPC的产生 112

5.1.3 EPC系统的构成 114

5.1.4 EPC系统的特点 117

5.1.5 EPC系统的工作流程 117

5.1.6 EPC在国内外的发展状况 118

5.2 编码体系 121

5.2.1 EPC标准 121

5.2.2 GS1全球统一标识系统 125

5.2.3 EPC编码体系 133

5.2.4 EPC编码策略 134

5.2.5 EPC编码实现 136

5.3 EPC系统网络技术 148

5.3.1 EPCglobal网络与全球数据

同步网络(GDSN) 148

5.3.2 中间件 151

5.3.3 ONS的工作原理 152

5.3.4 EPC信息服务(EPCIS) 155

5.4 EPC射频识别系统 156

5.4.1 EPC与自动识别技术 156

5.4.2 EPC与射频识别技术 157

5.4.3 EPC标签 158

5.4.4 EPC标签识读器 160

5.4.5 EPC射频识别系统的建设 162

本章小结 165

习题 165

第6章 RFID与M2M 167

6.1 什么是M2M 168

6.1.1 M2M的发展现状 168

6.1.2 M2M的业务模式 169

6.1.3 促进M2M技术的成熟 174

6.2 M2M高层框架及标准 176

6.2.1 M2M高层框架介绍 176

6.2.2 M2M标准 178

6.3 M2M需要RFID技术 179

6.3.1 自动识别技术是M2M

可以实施的关键 179

6.3.2 RFID应用于M2M技术 180

6.4 M2M技术在贸易与物流中的应用 181

6.4.1 为什么要在物流中

应用M2M 181

6.4.2 发展现状 184

6.4.3 预测和前景 187

6.4.4 纵向M2M集成 188

本章小结 190

习题 190

第7章 RFID中间件的设计 191

7.1 为什么需要RFID中间件 192

7.1.1 背景介绍 192

7.1.2 中间件介绍 192

7.2 RFID中间件设计依赖的技术 196

7.3 RFID中间件的设计方法 198

本章小结 200

习题 200

第8章 RFID信息安全 201

8.1 信息安全概述 202

8.2 密码学基础 206

8.2.1 密码学的基本概念 206

8.2.2 密码体制的原则 207

8.2.3 对称密码体制 207

8.2.4 非对称密码体制 209

8.3 序列密码(流密码) 210

8.3.1 序列密码体制的结构框架 210

8.3.2 m序列 212

8.3.3 非线性反馈移位寄存器

序列 213

8.4 密钥管理 213

8.5 射频识别中的认证技术 218

本章小结 222

习题 222

第9章 物联网RFID应用实例 223

9.1 沃尔玛全面推进RFID/EPC

在供应链中的应用 224

9.2 班加罗尔心脏病诊疗中心

应用UHF RFID标签 227

9.3 意大利纺织商应用EPC系统追踪

卷板布匹 228

9.4 葡萄牙家具制造商在生产线

应用无源UHF RFID标签 231

9.5 海尔美国应用RFID超高频

标签标识冰箱冰柜产品 232

9.6 上海世博会采用RFID门票 235

9.7 RFID在交通领域的应用 237

9.8 上海浦东国际机场防入侵系统 240

9.9 博物馆利用RFID技术拓展

参观者体验 243

9.10 食品物流RFID监控溯源系统 244

9.11 医院智能管理系统 245

9.12 智慧型药盒与RFID药罐提醒

老年人准时服药 247

9.13 RFID在物流管理中的应用 250

9.14 RFID无线实时定位系统 253

9.15 RFID在农业中的应用 255

9.16 RFID在畜牧业中的应用 257

本章小结 259

习题 259

参考文献 261

无线射频识别技术(RFID)随着近年来物联网技术的发展，在各领域中的应用日益广泛，是物联网技术的重要内容之一，也是高校物联网工程专业的必修课之一。本书先从RFID的发展历史及现行主流标准入手，介绍RFID技术的基本工作原理及相关技术，详细解析RFID技术编解码及解决数据碰撞问题的方案；然后通过RFID在EPC体系及M2M技术中的重要应用，展现RFID在物联网技术领域中的重要地位；并通过RFID中间件设计及相应网络的安全分析，完善整个RFID技术体系的内容；最后，通过RFID的若干实际应用案例，让读者更加深入地理解RFID技术及其应用。本书内容综合了RFID的基础知识、实际应用及与物联网技术相关的其他领域的有关知识，由浅入深、循序渐进，涉及面广，实用性强，可作为高校物联网工程专业本科生、研究生的专业教材，还可供相关领域的工程技术人员参考使用。

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本书具有以下特点。
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