RFID原理与应用

第 1章 RFID技术概述

1.1　物联网与RFID技术　2

1.1.1　物联网的概念　2

1.1.2　RFID技术的概念　3

1.1.3　物联网与RFID技术的关系　3

1.2　自动识别技术　4

1.2.1　自动识别技术的概念　4

1.2.2　自动识别技术的分类　4

1.3　RFID技术的发展　9

1.3.1　RFID技术的发展历程　9

1.3.2　RFID技术的发展现状与趋势　10

1.3.3　RFID技术面临的问题　13

1.4　本章小结　14

1.5　思考与练习　14



第　2章 RFID系统的构成及工作原理

2.1　RFID系统的基本组成、工作原理及特征　16

2.1.1　RFID系统的基本组成　16

2.1.2　RFID系统的工作原理　17

2.1.3　RFID系统的性能指标　18

2.1.4　RFID系统的分类　20

2.2　RFID系统部件　23

2.2.1　电子标签　23

2.2.2　阅读器　29

2.2.3　系统高层　33

2.3　本章小结　34

2.4　思考与练习　34



第3章　RFID使用频率和电磁波的工作特性

3.1　RFID技术的频谱基础知识　36

3.1.1　无线电信号的特性　36

3.1.2　电磁波频谱的划分与分配　37

3.1.3　RFID的使用频率　40

3.2　RFID工作波长　40

3.2.1　电磁波的速度　41

3.2.2　RFID工作波长　41

3.3　低频和高频RFID电磁场的特性　42

3.3.1　工作原理　42

3.3.2　常用的系统　43

3.4　微波RFID的电磁波工作特性　44

3.4.1　工作原理及电磁波特性　44

3.4.2　常用系统　47

3.5　本章小结　48

3.6　思考与练习　48



第4章　RFID天线技术

4.1　天线基础　50

4.1.1　天线的定义　50

4.1.2　天线的分类　50

4.1.3　天线的电参数　51

4.2　低频和高频RFID天线技术　54

4.2.1　低频和高频RFID天线的特点　54

4.2.2　低频和高频RFID天线的设计　57

4.3　微波RFID天线技术　58

4.3.1　微波RFID天线的特点　58

4.3.2　微波RFID天线的设计　60

4.4　RFID天线的制造工艺　64

4.4.1　线圈绕制法　64

4.4.2　蚀刻法　65

4.4.3　印刷法　66

4.5　本章小结　67

4.6　思考与练习　67



第5章　RFID射频前端

5.1　阅读器射频前端　70

5.1.1　阅读器天线电路的选择　70

5.1.2　串联谐振回路　70

5.1.3　电感线圈的交变磁场　72

5.2　电子标签射频前端　74

5.2.1　电子标签天线电路的连接　74

5.2.2　并联谐振回路　74

5.2.3　串、并联阻抗等效互换　76

5.3　阅读器和电子标签之间的电感耦合　76

5.3.1　电子标签线圈感应电压的计算　77

5.3.2　电子标签谐振回路端电压的计算　77

5.3.3　电子标签直流电源电压的产生　78

5.3.4　负载调制技术　78

5.4　本章小结　80

5.5　思考与练习　80



第6章　RFID编码与调制

6.1　数字通信基础　82

6.1.1　数字通信模型　82

6.1.2　数字通信的特点和主要性能指标　82

6.1.3　RFID通信方式　84

6.2　信号的编码与调制　84

6.2.1　信号与信道　84

6.2.2　编码与解码　87

6.2.3　调制与解调　88

6.3　RFID信源编码方法　89

6.3.1　编码格式　90

6.3.2　编码方式的选择　92

6.3.3　编码方式的仿真　92

6.4　RFID信道编码　93

6.4.1　信道编码的相关概念　93

6.4.2　常用的信道编码　94

6.5　RFID系统调制方法　96

6.5.1　振幅键控　97

6.5.2　频移键控　99

6.5.3　相移键控　100

6.5.4　副载波调制　100

6.6　本章小结　102

6.7　思考与练习　102



第7章　RFID防碰撞技术

7.1　RFID系统中的碰撞　104

7.1.1　RFID系统中的碰撞与分类　104

7.1.2　RFID系统防碰撞方法　104

7.2　防碰撞算法　105

7.2.1　ALOHA算法　105

7.2.2　二进制树型搜索算法　106

7.2.3　混合算法　108

7.3　防碰撞RFID系统设计实例　109

7.3.1　无源RFID芯片MCRF250　109

7.3.2　基于FSK脉冲调制方式的碰撞检测方法　110

7.4　本章小结　111

7.5　思考与练习　111



第8章　RFID系统数据传输的安全性

8.1　信息安全概述　114

8.1.1　信息安全的重要性　114

8.1.2　信息安全的定义　114

8.2　密码学基础　115

8.2.1　密码学的基本概念　115

8.2.2　对称密码体制　116

8.2.3　非对称密码体制　117

8.3　序列密码（流密码）　119

8.3.1　序列密码体制的结构框架　119

8.3.2　m序列　120

8.3.3　非线性反馈移位寄存器序列　121

8.4　RFID中的认证技术　122

8.4.1　RFID安全认证协议　122

8.4.2　RFID身份认证协议　124

8.5　密钥管理　125

8.5.1　密钥管理相关概念　125

8.5.2　密钥管理原则　126

8.5.3　密钥管理流程　127

8.5.4　密钥管理技术　129

8.6　本章小结　130

8.7　思考与练习　130



第9章　RFID的标准体系

9.1　RFID标准概述　132

9.1.1　标准的作用和内容　132

9.1.2　RFID国际标准化机构　133

9.1.3　RFID标准的分类　134

9.1.4　RFID标准多元化的原因　135

9.2　ISO/IEC的相关标准　136

9.2.1　ISO/IEC的标准体系　136

9.2.2　ISO/IEC 14443标准　137

9.2.3　ISO/IEC 15693标准　137

9.2.4　ISO/IEC 18000标准　137

9.3　EPCglobal的相关标准　139

9.3.1　EPCglobal的RFID标准体系　139

9.3.2　EPCglobal RFID标准体系框架　139

9.3.3　EPCglobal RFID标准　142

9.3.4　EPCglobal与ISO/IEC RFID标准的关系　143

9.4　UID的相关标准　143

9.4.1　UID标准体系　144

9.4.2　UID编码体系　145

9.4.3　U-Code电子标签分级　145

9.5　我国制定的RFID标准简介　146

9.5.1　我国相关标准现状　146

9.5.2　存在的问题　147

9.5.3　国家应对RFID标准之争应采取的策略　148

9.5.4　企业应对RFID标准之争应采取的对策　149

9.6　本章小结　150

9.7　思考与练习　150



第　10章 物联网的典型架构：EPC系统

10.1　EPC的产生和EPC系统　152

10.1.1　EPC的产生和发展　152

10.1.2　EPC系统的构成　152

10.2　EPC编码　154

10.2.1　EPC编码与条码　154

10.2.2　EPC编码　156

10.3　EPC电子标签和阅读器　159

10.3.1　EPC电子标签与EPC Gen2　159

10.3.2　EPC阅读器　161

10.4　EPC系统网络技术　162

10.4.1　中间件　162

10.4.2　物体标记语言　163

10.4.3　对象名称解析服务和EPC信息服务　163

10.5　EPC框架下的RFID应用实例　164

10.5.1　概述　164

10.5.2　系统结构　164

10.5.3　系统设计　166

10.6　本章小结　167

10.7　思考与练习　168



第　11章 RFID的应用实例

11.1　RFID在护照和身份证中的应用　170

11.1.1　RFID在电子证件中的应用　170

11.1.2　电子证件的优势和隐患　171

11.2　RFID在防伪和公共安全领域的应用　172

11.2.1　RFID在产品防伪中的应用　172

11.2.2　RFID在安全管理中的应用　173

11.3　RFID在医疗卫生领域的应用　174

11.3.1　利用RFID完善医疗器械管理　174

11.3.2　利用RFID优化门诊流程　175

11.4　RFID在交通领域的应用　176

11.4.1　车辆自动识别系统　176

11.4.2　不停车电子收费系统　177

11.5　RFID在物流领域的应用　178

11.5.1　RFID在仓储领域的应用　178

11.5.2　RFID在快递行业的应用　180

11.6　本章小结　180

11.7　思考与练习　180



附录　本书部分专业术语英文全称与简称汇总　181



参考文献　185