物联网射频识别(RFID)技术与应用 - 第10章

RFID期末复习第1章1.什么是RFID技术，它与其他自动识别技术有什么区别，主要优势在哪？答：（1）RFID，即无线射频识别。

它常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子条码等，俗称电子标签或应答器。

（2）RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，可快速的进行物品追踪和数据交换，且其识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

（3）优势:第一，它可以识别单个且非常具体的物体；第二，它采用无线电射频；第三，它可以同时对多个物体进行识读。

2.简述RFID系统的组成及类型。

答：（1）组成：由电子标签、读写器、中间件和应用系统构成。

（2）类型：1）按供电方式：有源电子标签、无源电子标签、半无源电子标签。

2）按频率：低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和极高频/微波电子标签。

3）按封装形式：信用卡标签、线型标签、纸状标签、玻璃管标签等。

3.简述RFID技术的发展趋势及对未来生活的影响技术的发展趋势及对未来生活的影响答：（1）RFID结合感测装置（2）RFID结合人体（3）RFID结合显示装置，拉伸了视角（4）RFID结合定位技术，准确快速定位第2章1．简述电磁波频谱的划分与分配？．简述电磁波频谱的划分与分配？答：频谱的分配，即将频率根据不同的业务加以分配，以避免频率使用方面的混乱；频谱的节约。

2. 简述RFID工作频率的分类及主要应用领域工作频率的分类及主要应用领域答：（1）低频段射频标签。

应用于动物识别的低频标签外观有项圈式、耳牌式、注射式、药丸式等，典型的应用动物有牛、信鸽等。

（2）中高频段射频标签。

典型应用包括电子车票、电子身份证、电子闭锁防盗等。

（3）超高频与微波频段射频标签。

应用包括移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗等。

3. 简述RFID天线的主要性能要求及部署时应注意的问题。

天线的主要性能要求及部署时应注意的问题。

答：在选择标签天线时主要应考虑：（1）天线的类型（2）天线的阻抗（3）应用到物品上的射频的性能（4）读写器天线读写器天线的设计或选择必须满足以下基本条件：天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；功率匹配，以最大限度地利用磁通量的可用能量；足够的带宽。

射频识别技术及应用教学大纲射频识别RFID是物联网的起源。

深入了解射频识别技术的原理以及最新的发展是掌握物联网基础知识的关键，让我们一起进入信息化的新世界。

课程概述《射频识别技术与应用》是物联网工程专业的一门主干课程。

作为一种主要的物体互联的通信技术，RFID射频识别是物联网信息革命的起源，因此是物联网工程专业的核心主干课程之一。

为了使通信与信息系统、电子科学与技术、计算机课程等相关专业不同方向的学生都能理解射频识别的核心思想，福州大学主要从RFID系统的基本组成入手入手，从电磁学，电路，无线传输以及系统设计多个层次，讲授经典RFID射频电路的传输特性以及系统综合分析、设计方法和实际RFID工程应用等。

授课目标通过本门课程的学习，使学生掌握射频识别的基本概念，熟悉射频识别的各种无线电技术、识别系统、电磁场、电磁波、天线等方面的相关基础知识，理解数据通信技术的相关基本概念，了解射频识别应用系统的设计及其相关应用。

课程大纲第一单元RFID系统的基本组成：欢迎来到RFID的世界，大家一起起航！第一讲：电子标签的基本结构第一讲单元测验请举例说明生活中所使用的电子标签。

第二讲：读写器的基本结构读写器的基本结构第二讲单元测试第二单元作业：问答题。

第二单元：RFID标准化第一讲：RFID标准化第二讲：物联网标准化组织介绍第二单元测试调研第三单元：RFID的射频前端第一讲：阅读器天线电路第二讲：阅读器天线电路的能量关系第三讲：阅读器天线电路的谐振特性第四讲：应答器天线电路第五讲：阅读器与应答器间的电感耦合第六讲：电阻负载调制第七讲：电容负载调制第四单元：RFID通信与传输第一讲：RFID基带编码第二讲：NRZ及其修正码字第三讲：曼切斯特编码及其修正码型第四讲：密勒编码及其修正码型第五单元：数据的完整性第一讲：校验和通信传输第二讲：RFID数据传输的碰撞问题第三讲：ALOHA防碰撞算法第四讲：二进制搜索算法第五讲：ISO/IEC 14443标准中的防碰撞协议预备知识前期已学习大学物理、数字电路、通信电子线路、微处理器、信号与系统、通信原理等相关方面的知识参考资料[1] 射频识别（RFID）原理与应用单承赣单玉峰姚磊等编著电子工业出版社2008年7月[2] 射频识别技术原理与应用（第六版）Klaus Finkenzeller著王俊峰等译电子工业出版社2015年1月[3] 超高频射频识别原理与应用Dominique Paret著安建平等译电子工业出版社2013年8月。

物联网射频识别RFID标签技术在当今数字化和智能化的时代，物联网技术正以惊人的速度改变着我们的生活和工作方式。

其中，射频识别（RFID）标签技术作为物联网的关键组成部分，发挥着至关重要的作用。

RFID 标签技术的基本原理其实并不复杂。

简单来说，它就像是给每个物品都配备了一个独特的“身份证”。

这个“身份证”通过无线电波与读写器进行通信，从而实现对物品的自动识别和数据采集。

RFID 标签通常由芯片和天线组成。

芯片负责存储物品的相关信息，比如产品编号、生产日期、保质期等等。

而天线则用于接收和发送无线电信号。

当读写器发出特定频率的无线电波时，RFID 标签的天线会接收到这些信号，并将其转化为电能，为芯片工作提供能量。

然后，芯片会将存储的信息通过天线返回给读写器，从而完成信息的读取过程。

与传统的条形码技术相比，RFID 标签技术具有许多显著的优势。

首先，RFID 标签不需要像条形码那样必须在视线范围内才能被读取。

它可以在不接触、甚至是被遮挡的情况下，远距离地被读写器识别。

这意味着在物流、仓储等领域，可以大大提高货物的识别效率，减少人工操作的时间和错误率。

其次，RFID 标签可以存储更多的信息。

条形码通常只能存储有限的数字或字符，而 RFID 标签的存储容量则要大得多，可以存储详细的产品描述、生产流程、质量检测报告等丰富的信息。

再者，RFID 标签具有更强的耐用性。

它不像条形码那样容易受到磨损、污染或损坏，能够在恶劣的环境中长时间稳定工作。

这使得它在工业生产、医疗、军事等对可靠性要求较高的领域有着广泛的应用。

在实际应用中，RFID 标签技术已经渗透到了我们生活的方方面面。

在零售行业，通过在商品上贴上 RFID 标签，商家可以实现快速的库存盘点和商品跟踪，实时了解商品的销售情况和库存水平，从而更好地进行供应链管理和市场营销决策。

在物流领域，RFID 标签可以帮助物流公司实时监控货物的运输状态，包括货物的位置、运输路径、运输条件等。

物联网射频识别技术应用在当今科技飞速发展的时代，物联网技术正逐渐渗透到我们生活的方方面面。

其中，射频识别技术（RFID）作为物联网的关键技术之一，发挥着至关重要的作用。

射频识别技术，简单来说，就是一种非接触式的自动识别技术。

它通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需在识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

RFID 系统通常由电子标签、阅读器和天线三部分组成。

电子标签就像是物品的“身份证”，存储着物品的相关信息。

阅读器则负责读取电子标签中的信息，而天线则在阅读器和电子标签之间传递射频信号。

在物流与供应链管理领域，RFID 技术的应用带来了巨大的变革。

以往，货物的追踪和管理往往依赖人工扫码和记录，效率低下且容易出错。

而采用 RFID 技术后，每个货物上都贴有电子标签，在货物运输的各个环节，通过阅读器可以快速、准确地获取货物的信息，包括货物的名称、数量、批次、运输路径等。

这不仅提高了物流的效率，降低了成本，还大大减少了货物丢失和误送的情况。

在零售行业，RFID 技术也有着广泛的应用。

例如，在库存管理方面，通过在商品上安装 RFID 标签，店员可以快速地进行库存盘点，及时了解商品的库存数量和位置，避免了传统盘点方式的繁琐和耗时。

在防盗方面，RFID 标签可以与防盗系统相结合，当未经过授权的商品被带出店铺时，系统会自动报警。

此外，在顾客购物体验上，RFID 技术也能有所提升。

比如，顾客可以通过自助结账通道，快速完成购物结算，无需逐一扫码商品。

在医疗领域，RFID 技术同样发挥着重要作用。

在药品管理中，每瓶药品上都贴上 RFID 标签，能够有效防止假药的流入，确保药品的质量和安全。

在医疗器械管理方面，可以实时跟踪器械的使用情况和位置，方便医院进行设备的维护和管理。

对于患者管理，RFID 手环可以记录患者的个人信息、病历和治疗方案等，医护人员通过读取手环信息，能够快速了解患者的情况，提供更及时和准确的医疗服务。

《RFID原理及应用》教学大纲二、教学目标本课程是为物联网工程专业的本科生开设的一门专业核心课程。

通过本课程的学习，使学生掌握低频、高频、超高频、微波射频识别技术的基本概念和工作原理，熟悉无源、有源、半有源射频识别系统的组成及其应用，从而为物联网工程专业后续课程的学习及将来从事物联网工程领域的开发应用工作奠定基础。

三、教学内容及基本要求第一章无线射频识别技术介绍（3/0）（一）教学目标1.掌握射频、射频识别技术概念2.掌握射频识别技术的发展史（二）重点、难点重点：射频、射频识别技术概念及应用领域难点：射频、射频识别技术（三）教学内容1.什么是无线射频识别技术2.RFID 的应用实例3.RFID 的发展过程第二章无线射频识别系统的组成和原理（6/2）（一）教学目标1.了解RFID的基本原理2.掌握RFID的硬件和软件的系统组成（二）重点、难点重点：RFID的硬件和软件的系统组成难点：RFID识读器RS232接口的编程方法（三）教学内容1.无线射频识别系统的基本原理2.RFID系统中的硬件组件（1）RFID标签（2）识读器（3）天线（4）主机3.RFID系统中的软件组件（1）RFID系统软件（2）RFID中间件（3）主机应用程序（4）EPCGlobal网络4.RFID识读器简单应用示第三章无线射频识别技术在应用方面的限制（4/0）（一）教学目标掌握无线射频识别技术在应用方面的限制（二）重点、难点重点：无线射频识别技术在应用方面的限制难点：无线射频与材料对无线射频识别技术影响（三）教学内容1.RFID技术在应用中受到的限制2.影响无线射频识别系统工作的因素（1）开放电磁环境的影响（2）材料对RFID应用的影响（3）识读器之间的相互影响（4）标签识读率问题（5）技术不成熟的影响第四章 RFID相关标准（4/2）（一）教学目标理解RFID国际标准（二）重点、难点重点：标准的作用，了解RFID国际标准难点：RFID国际标准（三）教学内容1. RFID 标准体系与相关组织标准体系2.ISO/IEC 相关标准3.EPC Global 相关标准4.泛在ID 中心相关标准5.国内相关标准6. RFID 频率使用现状第五章标签与标签协议（6/2）重点：标签的基本功能，物理特性和空中接口难点: 标签的物理特性和空中接口（一）教学目标1. 了解电子标签的物理特2.了解标签内的数据，单一化和防冲突（二）重点、难点重点：标签的基本功能，标签的物理特性和空中接口难点：标签的物理特性和空中接口（三）教学内容1.标签功能、特性与接口（1）标签的基本功能（2）物理特性（3）电源（4）空中接口（5）信息存储和处理能力2.标签协议（1）标签内的数据（2）单一化和防冲突过程（3）标签的安全与隐私功能（4）标签通信的故障定位第六章识读器和识读器协议（8/2）（一）教学目标1.了解识读器的协议2.理解识读器的物理组成和逻辑组成（二）重点、难点重点：识读器的物理组成和逻辑组成难点：识读器的逻辑组成和天线与识读器的布局（三）教学内容1. RFID识读器的组成与配置（1）RFID识读器的物理组件（2） RFID识读器逻辑部件（3）识读器的类型（4）识读器和天线的布局（5）配置识读器2.识读器协议（1）识读器的组成部分（2）开发商协议（3） EPC Global协议概况（4）未来的协议第七章中间件与信息服务（6/2）（一）教学目标1.了解RFID中间件的功能、组成2.了解ALE服务接口的通信模式（二）重点、难点重点：RFID中间件的功能、组成，ALE服务接口难点：ALE服务接口的通信模式（三）教学内容1.RFID中间件（1）使用RFID中间件的原因（2）中间件的逻辑结构（3）ALE规范说明书2.信息服务（1）RFID数据（2）EPC Global网络（3）对象名服务(ONS)（4）EPC信息服务3.系统的配置方式（1）3种配置方式的选择（2）周边管理的能力需求（3）标准和技术第八章射频识别系统技术实施（5/2）（一）教学目标1.掌握RFID定义指导方案2.掌握RFID解决方案3.能分析RFID成本的组成（二）重点、难点重点：RFID定义指导方案和RFID解决方案的几个方面，RFID 成本的组成难点：定义指导方案，制定解决方案与实施，成本的组成（三）教学内容1.RFID实施框架（1）RFID实施框架介绍（2）确定商业性问题（3）定义指导方案（4）制定解决方案与实施（5）维护与改进2.成本效益分析（1）效益类型与获益水平（2）成本的组成（3）特定应用的成本效益描述第九章射频识别应用的设计与实现（6/5）（一）教学目标掌握RFID的设计与实现技术（二）重点、难点重点：RFID业务分析，RFID应用系统的设计与实现难点：RFID应用系统的设计与实现（三）教学内容1.RFID业务分析（1）贴-发类型应用（2）构造业务案例（3）制订实施方案（4）射频识别应用技术选择的考虑2.RFID 应用系统的设计与实现（1）系统结构（2）技术因素（3）经验与建议3.案例分析第十章无线射频识别技术的应用与发展（3/0）（一）教学目标1.了解制约发展的瓶颈与技术的发展动向2.掌握隐私保护措施及隐私保护技术（二）重点、难点重点：隐私保护措施及隐私保护技术，保障RFID的安全难点：保障RFID的安全（三）教学内容1.无线射频识别技术的应用实例2.制约发展的瓶颈与技术的发展动向3.个人隐私与系统安全四、考核形式及成绩评定（一）考核形式：本课程为考试课程，期末考核为闭卷笔试。

射频识别（RFID）技术与应用伴随高科技的飞速发展，国际经济迅速向一体化迈进，促进了信息开发和信息服务产业的诞生和发展。

计算机的性能上日臻完善，超大规模集成电路和超高速度计算机技术的突飞猛进，人们开始关注如何改变手工数据输入，是输入质量和速度与其相匹配。

条码自动识别技术就是这样的环境下应运而生的，它是以计算机、光电技术和通信技术的发展为基础的一项综合性科学技术，是信息数据自动识别、输入的重要方法和手段。

而作为自动识别技术之一的条码技术，从40年代进行研究开发，70年代逐渐形成了规模，近30年则取得了长足的发展。

自动识别技术是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，也已经初步形成了包括条码技术、射频技术（RFID）、生物识别、语音识别、图象识别和磁卡技术等以计算机、光、机、电、通讯技术为一体的高新科学技术。

20世纪的自动识别业可以说是条码技术的天下，自70年代在全球进行推广应用的商品条码系统（即EAN-UPC系统）诞生以来，条码技术以一种飞速发展的态势占领了从商业到工业，从仓储到流通的几乎所有数据管理的应用领域。

可以说，条码技术对供应链的管理，从商品制造、管理和流通的贡献是举足轻重的，为现代化物流的发展，为企业提供管理水平，降低管理成本和促进全球经济一体化的进程奠定了坚实的基础。

然而随着时代的变迁和技术的不断更新，条码技术已经无法满足企业现有的应用。

比如快速消费品供应链的管理，由于行业的特殊性，商品流转周期短，对商品信息实时传递的要求高。

现有的条码技术无法在短时间内从大量的商品中去获取商品的信息，惟一的途径必须是靠人工的一对一的扫描方式去完成。

随着沃尔玛“RFID计划”的推行，无疑为RFID在快速消费品供应链管理中的发展提供了一个强大的支点。

目前，我国许多商家已经意识到RFID在快速消费品行业中应用的必然性，国内快速消费品龙头企业贵州茅台酒集团也已开展了基于RFID 技术的酒类防伪应用技术研究和RFID在供应链管理方面的应用。

RFID在物联网中的应用关键词：射频识别物流管理仓储管理目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)绪论 (1)1 RFID技术及在物联网中的应用 (3)1.1 RFID技术 (3)1.1.1 RFID系统的构成 (4)1.1.2 RFID系统的工作原理 (5)1.2 RFID技术在物联网中的应用 (5)1.2.1 基于RFID技术高速公路电子不停车收费系统（ETC） (5)1.2.2 RFID技术在一卡通中的应用 (6)1.2.3 RFID技术在零售业中的应用 (7)2 物流管理中的仓储管理系统 (9)2.1 RFID仓储管理系统 (9)2.1.1 RFID仓储管理系统的硬件构成 (10)2.1.2 RFID在仓储管理中的应用 (11)2.1.3 RFID仓储管理系统的工作流程 (11)2.2 关键技术 (12)3 RFID仓储管理的应用前景及其安全问题 (15)3.1 制约超高频RFID发展的一些因素 (15)3.2 超高频电子标签在仓储管理中的应用前景 (16)3.3 RFID技术的安全问题 (16)3.3.1 业务拒绝式攻击 (16)3.3.2 未经授权截取传输数据 (16)3.3.3 发送虚假信息 (16)3.4 仓储管理系统中RFID安全问题的解决方法 (17)结论 (18)参考文献 (20)绪论最近几年中国的电子商务发展迅速，随着阿里巴巴、京东、亚马逊等电子商务公司的壮大，网上购物已经成为人们生活中不可缺少的一部分了。

在小区、学校等人口居住密集的地方我们会常常看到很多快递员在送快递。

从小到牙签、钥匙扣、茶杯等，大到手机、电脑、电视、洗衣机、冰箱等都可以在网上买到，网上购物极大的丰富了人们的物质文化需求。

网上购物的人越来越多、购物量也越来越大，这就极大刺激了物流行业的蓬勃发展。

传统的物流行业采用的是条形码，条形码因其输入速度快、可靠性高、采集信息量大、灵活实用、易于制作、成本低廉等优势等到了广泛的应用。

《射频识别技术及应用》课程标准一、课程说明课程编码〔38315〕承担单位〔计算机信息学院〕制定〔〕制定日期〔2022年11月16日〕审核〔专业指导委员会〕审核日期〔2022年11月20日〕批准〔二级学院（部）院长〕批准日期〔2022年11月28日〕（1）课程性质：本门课程是物联网应用技术专业必修课课程。

（2）课程任务：主要针对物联网应用工程师岗位开设，主要任务是培养学生对物联网感知层的RFID技术的应用能力，以及使用高级语言结合RFID技术实现物联网应用系统的开发技能的培养，并使学生具备运用RFID技术理论与高级语言编程设计、分析、解决射频识别相关物联网应用领域的能力。

（3）课程衔接：在课程设置上，前导课程有《计算机应用基础》、《物联网技术概论》、《Java语言程序设计》、《C#语言程序设计》、《网络数据库_SQL》，后续课程有《嵌入式系统设计》、《物联网网络与通信技术》、《无线传感器网络技术应用》、《物联网应用系统开发》。

二、学习目标（一）总目标通过任务引领的项目活动，使学生成为具备从事本职业的高素质劳动者和本专业高级技术人才。

在完成本门课程学习过程中学生应掌握一定的专业理论知识，形成一定的学习能力，沟通与团队的协作能力，形成良好的思考问题、分析问题和解决问题的能力，养成良好的职业素养。

遵守国家关于信息系统的相关法律法规，形成关键性的技术应用能力及创新、创业能力。

最终成为具备较全面的物联网应用技能的应用型技术人才。

同时培养学生敬业爱岗思想、团结协作精神。

本课程的教学目的是使学生掌握RFID的工作原理、了解RFID的发展现状和应用领域、掌握RFID的关键技术，并通过其典型应用案例使用高级语言完成功能开发过程的学习，使学生对RFID及其开发技术有一个较清晰的认识，并使学生具备较强的运用高级语言进行实践，解决行业实际应用需求的能力，为将来从事物联网研究与软件开发应用工作打下一定的基础。

（二）分目标1、知识和技能目标（1）掌握RFID的基本理论、工作原理。

RFID技术在物联⽹中的应⽤课后习题答案解析第⼆章1、完整的⾃动识别管理系统包括哪⼏个部分？答：完整的⾃动识别管理系统包括⾃动识别系统（Auto Identification System，AIDS），应⽤程序编程接⼝（Application Programming Interface ,API），或则中间件（Middleware）和应⽤系统软件（Application Software）。

2、⾃动识别技术主要包括哪⼏种类型？答：⾃动识别技术可以分为条码识别技术、⽣物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、光学识别技术和射频识别技术。

3、简述RFID系统的主要构成。

答：RFID系统主要有电⼦标签、读写器、RFID中间件和应⽤系统软件四部分组成。

第三章1、简述EPC系统（物联⽹）的基本构成及其主要功能。

答：EPC系统有全球产品电⼦编码体系、射频识别系统及信息⽹络系统三⼤部分组成，它利⽤全球产品电⼦编码技术给每⼀个实体对象⼀个唯⼀的代码，构成⼀个实现全球万事万物信息实时共享的实物物联⽹。

2、EPC系统的⼯作流程。

答：在物联⽹中每⼀物品都被赋予⼀个产品电⼦编码即EPC，可⽤来对物品尽⼼五⼀的表⽰。

产品电⼦编码主要存储在物品的电⼦标签中，读写器可通过对电⼦标签进⾏读写达到对产品的识别的⽬的，电⼦标签与读写器构成⼀个识别系统，读写器对电⼦标签进⾏读取后将产品电⼦编码发送给中间件，中间件通过物联⽹向名称解析服务器发送⼀条查询指令，名称解析服务根据特定规则查询获得物品存储信息的IP地址，并根据IP地址访问物联⽹信息发布服务以获得物品的详细信息，IOT-IS中存储着该物品的详细信息，当期收到查询要求后就将该物品的详细以⽹页的形式返回给中间件以供查询。

在上述过程中，通过将产品电⼦编码与物联⽹信息发布服务联系起来，不仅可以获得⼤量的物品信息，⽽且将实现对物品数据的实时更新。

3、物联⽹RFID标准体系包括哪些？答：射频识别标准体系主要有4部分组成，分别为基数标准，数据内容标准，⼀致性标准和应⽤标准。