射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案

第一章RFID概论1.2简要叙述RFID的基本原理答案：简述1.4RFID系统的电感耦合方式和反散射耦合方式的原理和特征。答案：原理：感应耦合：应用变压器模型，在空间高频交变磁场中实现耦合，基于电磁感应定律。反向散射耦合：应用雷达的原理模型，所发射的电磁波撞击目标并反射，同时携带目标信息，基于电磁波的空间传播规律特点：电感耦合方式一般适用于在中频和低频下工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率为125khz、225khz和13. 56mhz。 认识作用距离不到1m，典型的作用距离为1020cm。反向散射耦合方式一般适用于高频、微波工作的远距离射频识别系统，典型工作频率为433mhz、915mhz、2.45ghz、5.5ghz，识别作用距离大于1m，典型作用距离为310m。1.6位应答器是什么？有什么用途？有什么实现方法？答案：1比特应答器是字节为1比特的应答器。2适用于电子防盗系统。 3射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。1.8 RRFTD系统的读取器应该具有什么样的功能？答案：用射频向转发器发送能量。向转换器读取数据，或向转换器写入数据。完成读取数据的信息处理，实现应用操作。必要时，可以与上层交换信息。1.10 RFID标签和条形码有什么特征？ 有什么不同吗？a :特征：RFID标签：RFID能识别每个非常具体的物体。RFID可以同时识别多个物体。RFID采用射频，可以通过外部材料读取数据。RFID的转换器可以存储的信息量多，可以多次改写。易于配置网络应用环境。条形码：条形码容易制作，对印刷设备和材料没有特别的要求，条形码成本便宜，价格便宜。条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠。认识到设备结构简单，操作简单，不需要专业训练。差异：技术信息媒体信息量读写能力读取方式机密性智能手机寿命成本条形码纸、塑料薄膜的金属表面很大只读文件CCD或激光束差得远没有很短最低PSEEPROM等很小读书写字无线通信太好了有。最长很贵条形码为“视觉技术”，识别读取装置只能接收视野范围内的条形码RFID不需要看目标，RFID标签可以在读取器的角色范围内读取。参照1.12相关资料，论述RFID防伪和食品安全跟踪的应用。答案：随着科学技术的进步和高科技在标签印刷制作领域的应用，新的、多功能、具有良好防伪效果的RFID标签开始在酒、食品、药品、票等多种领域应用，为标签印刷带来了新的活力和活力。 RFID标签主要有以下特征。RFID标签的功能1 .产品的可追溯性功能2 .数据的读写功能3 .小型化和多样化的形状4 .耐环境性5 .可再利用6 .透明度7 .数据存储容量大RFID标签的应用和防伪特征应用1:2009年，五谷液集团投入2亿元巨费购买了R F I D系统，满足了五谷液对高端产品安全防伪和产品跟踪管理等功能的需求，构建了一个完整的R F I D整体解决平台。应用2:R F I D在防止食品(农产品等)包装伪造和安全追踪方面也有很大的作用。 比如，欧盟、美国、日本等发达国家和地区，必须追踪和追踪出口到当地的食品。防伪特征：汇集了多种专利技术的超高频电子标签，采用世界上唯一具有代码、数字签名、防转移、防复制等特性的易碎纸基材金属天线的生产加工技术，可以保证对标签的高读写性能要求，满足防转移特性和大规模生产的经济性要求。第二章感应耦合方式的射频前端绘制图2.2图2.26的p点的电压波形，并进一步比较图2.26所示的电路和图2.28(a )所示的电路之间的不同点。答案：图2.26所示电路与图2.28(a )所示的电路的不同点：在图2.26所示的电路中设有滤波电路和跟踪电路，但没有设有图2.28(a )。 图2.28还具有二极管，并且决定导通哪个晶体管，但是图2.28(a )不包括二极管，因此图2.28(a )是标准正弦波。2.4图2.30的中心点c处的电压波形图、晶体管VT1电流i1和晶体管VT2。:VT1电压VA和晶体管VT2电压va的波形图如图所示。 v=ixR。给出2.6级功率放大器的电路图，简要叙述各电路元件的作用。答案：其中L1、C1构成谐振电路，电容器C2进行滤波，L2向晶体管VT1供给稳定的集电极电压。2.8在电感耦合方式中，有效工作距离与什么样的要素有关？答案：其工作距离与工作频率的感应耦合方式等因素有关。设计和调整满足2.10iso/iec1443标准要求的e级功率放大器。答案：第三章编码和调制3.2通道带宽为3kHz，波特率能达到8kbaud吗？ 能告诉我实现方法吗？答案：能到达的，八相调制。3.4描述了01 1001 0110的镜码波形。答案：安装了3.6nrz代码和曼彻斯特代码的副载波调制电路。答案：3.8什么是调制和解调？ 有什么样的调制和解调技术，各自有什么样的特征？答案：一调制实现绝对码和相对码之间的互变换。 解调器是用于读取器正确将PSK调制信号转换为NRZ的重要电路。 有PSK和副载波方式。 有3直接相位法和选择相位法简要描述了载波在3.10射频识别中的作用。答案：在载体是携带有RFID信息的无源RFID系统中，载体的角色可以传送能量，并且使RFID标签内的芯片操作，还可以将反馈信息传送给RFID读写器。第四章数据校验和防止冲突算法4.2研究线性分组码的纠错能力。答案：编码中的各码字间距离的最小值称为最小码距离d，最小码距离是测定码组的纠错能力的依据，其关系如下(1)为了检测e个错误码，需要最小码距离de 1(2)为了校正t个纠错码，需要最小码距离d2t 1(3)为了校正t个错误码，同时检测e个错误码，需要最小代码距离de t 1、et。4.4简要叙述aroha算法和时隙aroha算法的基本原理和它们的差异。答案：单纯的ALOHA算法在RFID系统中仅用于只读系统。 当应答器进入射频能量场时，所述应答器可以发送应答器中所存储的数据，并且以周期性周期继续发送数据，直到应答器离开射频能量场。时隙ALOHA算法将时间划分成离散的时隙(时隙)，每隔一个时间对应于一个帧，在RFID系统中，所有应答器的同步由读取器控制，每个应答器仅在预定的同步时隙发送数据帧时隙ALOHA算法基于纯ALOHA算法将系统的利用率提高了两倍，信道吞吐量也达到了纯ALOHA算法的两倍。4.6问题在图4.1中，防冲突协议采用ISO/IEC 14443标准的类型a。 假设读取器(PCD )的射频能量场具有两个应答器PICC# 1和PICC# 2，并且UID CL分别为CL1和CL2。 请说明图示的防止碰撞过程。答案：4.8在iso/iec 4443标准TYPE B中处于只读状态的PICC接收到哪些命令时，状态会转变，转变的下一个状态是什么？答案：接收到ATTRIB、HLTB、REQB/WUPB三种指令时，状态会发生变化。接收到ATTRIB时，变为活动状态接收到HLTB时，结束(待机)状态接收到REQB/WUPB时，重新进行AFI匹配。第五章RFID系统数据传输的安全性5.2简要叙述对称加密方式和非对称加密方式的特征和差异。答案：特长：对称密码系统的特点是加密和解密采用相同的密钥，计算开销小，算法简单，加密速度快。非对称加密方式：也称为公开密钥加密技术，在公开密钥加密系统中，加密和解密是相对独立的，加密和解密密钥不同，加密密钥(公开密钥)是公开的，谁都可以使用。 解密密钥(秘密密钥)只有解开谜团的人才知道。 以秘密密钥所需的密钥群和数量少为特征，密钥的分发没有问题。 公钥系统可以实现数字签名。差异：对称密码的加密密钥和解密密钥相同，非对称密码的加密密钥和解密密钥不同，算法也不同。5.4 m系列的特征是什么？什么是同宗m系列？ 设计了原始多项式f(x)=1 x x2的m序列发生器，并对其周期值进行了测试。答案：m序列是最长的线性移位寄存器序列的简称，是伪随机序列、伪噪声(PN )码或伪随机码。平衡特性(平衡性)m序列的每一周期的1的个数比0的个数多1个游程特性(游程分布的随机性)在m序列中，状态“0”或“1”连续出现的片段被称为行程长度。 路线中的“0”或“1”的个数称为行程长度。在m系列的一个周期(p=2n-1 )中，行程长度总数为2n-1、“0”、“1”分别占了一半。位移加性对于两个相移相等的不同的m序列，与模型2相加的序列保持m序列，并且与原始m序列等价。给出了5.6要素域GF ()的特征值不等于2和3的椭圆曲线方程，并简要叙述了椭圆曲线密钥的生成方法。答案：椭圆曲线的定义和关键点曲线方程式如下所示mod p(modulo prime number p )表示该曲线在素数阶p的有限区域中，曲线的形状可以近似为在椭圆曲线的数学中，有一点被称为“无限远的点”，它几乎与零的作用相对应。还有一个名为“加”的运算符，具有与传统实数相加相似的属性。给定椭圆曲线上的两个点P1和P2，第三个点P3=P1 P2，P3也在椭圆曲线上。从几何学上来说，可以通过在P1和P2之间画一条线来计算P3。 此线与椭圆曲线在不同位置相交。 这一点被称为P3=(x，y )。 然后，在x轴上反射成为P3=(x，-y )如果P1和P2是同一点，P1和P2之间的线必须延伸到点P1的切线。 切线与曲线相交。在某些情况下(即P1和P2的x值相同，y值不同)，切线完全垂直。 此时，P3=“无限远的点”。在P1为“无限远的点”的情况下，P1 P2=P2。 同样，在P2是无穷远的点的情况下，P1 P2=P1。事实表示相互关联，意味着(A B) C=A (B C )。 这意味着可以没有括号地写A B C，没有暧昧现在已经定义了加法，但是可以用扩展加法的标准方法定义乘法。 关于椭圆曲线上的点p，如果k是整数，则为KP=p pp (k次)生成公钥随机地生成数字k作为秘密密钥，对其乘以被称为曲线上生成点g的规定的点，在曲线上的其他位置生成其他点，即对应的公开密钥k .生成器点g被指定为secp256k1标准的一部分，对所有密钥始终相同5.8说明射频识别中的读取器和应答器的三次认证过程。答案：三次认证过程读取器向读取器发送挑战密码的命令，应答器向读取器发送作为响应所生成的随机数RB .读取器生成随机数RA，使用共享密钥k和通用加密算法EK来计算加密数据块TOKEN AB，并将TOKEN AB传递给应答器。TOKEN AB=EK(RA，RB )应答器在接收到TOKEN AB之后，进行解密，将所取得的随机数与根据发送的随机数RB进行比较，如果一致，则读取器得到应答器的确认。应答器向读取器发送另一个加密的数据块TOKEN BA。 TOKEN BA是TOKEN BA=EK(RB1，RA )读取器接收和解密TOKEN BA，并且如果接收到的随机数与原始发送的随机数RA相同，则读取器完成了应答器的认证。5.10密钥分层管理的原因主密钥、辅助密钥和主密钥是什么？答案：主密钥用于保护数据，即用于加密和解密数据的辅助密钥，主密钥是用于加密和保护主密钥的密钥，主密钥用于保护辅助密钥。 此方法将系统的所有秘密保护转换为主密钥保护。 主密钥决不会脱离，也不会以明文存在于存储设备外部。第六章RFID的ISO IEC标准6.2 RFID标准的作用是什么？主要涉及什么？答案：标准角色：确保l协同工作的进行、规模经济的实现、工作实施的安全性等多方面l RFID标准化的主要目的是通过标准的制定、公布和实施，解决编码、通信、空中接口和数据共享等问题，最大限度地促进RFID技术和相关系统的应用l标准的采用过快可能制约技术的发展和进步的采用过慢可能限制技术的应用范围。与RFID标准相关的主要内容如下l技术(接口和通信技术，例如空中接口、防冲突方法、中间件技术、通信协议)l完整性(数据结构、编码形式、内存分配)l电池的辅助与传感器的融合l应用(例如，不间断计费系统、身份识别、动物识别、物流、跟踪、