RFID复习资料

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、RFID系统的分类1.）按照频

2、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、时序工作方式第三章1、基于RFID的物联网主要包括 5个基本组成部分，分别为E

3、PC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-S。2、中间件的结构日 写 器电子标至电子标签读写器接口程序模块售成器WMSOMSLMSIOT-NSIOT-IS电子标篮3、ONS的工作原理图4、EPCIS的工作原理客户端模块数据存储八应答数据存储模块服务器管理应用程序查询SOAPPML文档数据查询模块HTML又档第四章1、我国800/900MHz频段射频识别(RFID肢术应用规定 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、

4、 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(Free 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

5、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。第八早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

6、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，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

7、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RFID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。二进制编码读写器电子标签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例7.1设计一个由理想电感和理想电容构成的并联谐振电路要求在负载Rl 50及f 13.56MHz 时，有载品质因数QL 1

8、.1。讨论通过改变电感和电容值提高有载品质因数的途径。R解有载品质因数为 Ql 一二1.10L所以电感为 L 50 5335 nH1.1 213.56 106谐振时的角频率为LC所以电容为C 2 258 pF533.5 10 9 213.56 106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。例如选 n 2电感、电容和有载品质因数分别为,533.5L 267 nH C 258 2 516 pFQL 1.1 2 2.22L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

9、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如果滤波器在通带内的插入损耗随频率的变化是最平坦的，这种滤波器称为巴特沃斯滤波器，也称为最平坦滤波器。2 ).切比雪夫低通滤波器原型如果滤波器在 通带内有等波纹的响应，这种滤波器称为切比雪夫滤波器， 也称为等波纹 滤波器。衰诫址3 .椭圆函数低通滤波器原型椭圆函数滤波器在 通带和阻带内都有等波纹响应习题例8.1设计一个巴特沃斯低通滤波器，其截止频率为200MHz，阻抗为50 ，在300MHz处插入损耗至少要有 15dB衰减。

10、解计算可以得到1 0.5c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，实际滤波器的元件值为CiCRs cgiRs c0.61850 22 1089.84 pFL2RsLRsg2cc50 1.61822 10864.38 nHC3 c -g- 28 31.83 pFRs c Rs c 50 22 10L4RSLRSg4501.61864.38 nHcc22 108C5Cg50.6189.84 pF 108RS cRS c5022源电阻和负载电阻为RS RL 50巴特沃斯低通滤波器的电路为屈二5说口； -。- 中,- , 0j:例8.2 滤波器的截止频率为 4GHz,通带内

11、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 50 0。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8.3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 50QO设计一个切比雪夫低通滤波器的电路。4 .低噪声放大器级联网络的噪声系数噪声系数fpNoPno i多级的级连的高增益放大器，仅第一级对总噪声有较大影响。FiF21F31Gai GaiGa2Fn 1GaiGa2GAn 15 .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

12、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次方增长。徽器c 国产九口士而於加上向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。自由空间 电潴特指读写器天或十7，包子标基天就仆）下变频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

13、产物输出功率增长得快。两条曲线的 假想交叉点称为三阶截止点|上变蜀第九章1、RFID通信系统模型DK巴丁孤状）iii”加5、混频器电子归 石W思性思读写器 时频前樨电子标签2、信号分为模拟信号和数字信号，RFID系统主要处理的是 数字信号。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 1的曼彻斯特编码。1011001010010112）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宽度，即发出一个窄脉冲；当发 0码时，完全不发送电流。例如：请画出数字数据 1011

14、0010100的单极性归零编码)0 I I 0 0 I 0 1 0 04、调制方式。1）振幅键控ASK。例如：画出数字数据 01011001的振幅键控ASK波形。卿栅晒侧删删删帆酬解怖wwwww/删忸2）频移键控FSK例如：请画出数字数据 01011001的频移键控FSK波形b>第十章信道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 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。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

15、向纠错(FE。(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r表不据比特，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 编码效率见公式:4.奇偶校验码(1)偶数监督码：在偶数监督码奇偶校验码无论信息位有多少，监督码元只有一位。中，它使码组中“ 1”的数目为偶数。1”的数目为奇数。时间(2)奇数监督码： 在奇数监督码中，它使码组中“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监督码元位/数字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000

16、011C51111111111C61111111111C70000000000偶校验5. CR或验 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CR加。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。则写出二进制代码10101对应的多项式。(x4+x2+ 1)5.防碰撞问题数据传输中的防碰

17、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 RFID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、M

18、IFARE技术的IC卡应用领域占世界 80%的市场份额，是目前射频IC卡的工业标准,IC卡。MIFARE卡具有的优点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(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

19、、控制模块和接口组成。电用系统£带应用Kf牛的计*和)三用泵流的狂刷指令拾削模块巨Y,标为发送救悟3 .基于U2270B芯片的读写器基站芯片U2270B通过天线以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。4 . 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。RF1D中间件特点独立构架及电流支持妥端码标准安全功能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、RFID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