四-RFID原理与应用(第2版)-许毅-清华大学出版社
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rfid原理与应用第二版课后答案
RFID原理与应用第二版课后答案RFID（Radio-Frequency Identification）技术是一种无线通信技术，用于识别追踪物体。
它通过无线电波传输数据，包含一个天线和一个芯片，天线用于接收和发送射频信号，芯片则存储数据和与读写器进行通信。
在实际应用中，RFID技术被广泛应用于物流、仓储管理、智能交通、无人超市等领域。
1. 什么是RFID技术？它的工作原理是什么？RFID技术是一种用于无线识别追踪物体的技术。
其核心包括RFID标签、读写器和数据处理系统。
RFID标签由天线和芯片组成，天线用于接收和发送射频信号，芯片存储数据并进行通信。
当RFID标签处于读写器的射频范围内时，读写器通过无线电波激活标签并读取其中的数据。
RFID技术实现物体的自动识别和数据传输，提高了生产效率和信息化水平。
2. RFID技术的主要特点是什么？RFID技术具有以下主要特点：•无线传输数据：通过无线电波实现数据传输，无需接触传感器，便于实现自动识别。
•高精度识别：能够实现对物体的追踪和管理，提高了管理的准确性和效率。
•大容量存储：RFID标签内置芯片存储容量大，可存储物体的详细信息，满足不同应用场景需求。
•高速读取：读写器能够快速识别标签并读取数据，实现快速信息传递和处理。
3. RFID技术在哪些领域有广泛的应用？RFID技术在以下领域有广泛的应用：•物流管理：用于货物追踪、库存管理、自动识别等方面，提高供应链效率。
•仓储管理：实现对仓库内物品的自动管理、盘点和定位，提高仓储管理效率。
•智能交通：应用于车辆识别、电子收费、交通监控等领域，优化交通管理。
•智能医疗：实现对患者信息、药品管理、医疗设备追踪等方面的自动化管理。
•无人超市：通过RFID技术实现购物体验的智能化、自动结算等功能，提升消费者体验。
4. RFID技术的发展趋势是什么？随着物联网技术的发展和应用需求的增长，RFID技术将迎来更广阔的发展空间。
一-RFID原理与应用(第2版)-许毅-清华大学出版社
射频信号加载到天线之后，在紧邻天线的空间 中，除了辐射场之外，还有一个非辐射场。该 场与距离的高次幂成反比，随着离开天线的距 离增大迅速减小。
在这个区域，由于电抗场占优势，因而将 此区域称为电抗近场区，它的外界约为一 个波长。超过电抗近场区就到了辐射场区 ，按照与天线距离的远近，又把辐射场区 分为辐射近场区和辐射远场区。
2. 天线的方向性图
天线的方向性图是指该辐射区域中辐射场的 角度分布，因而远场区是天线辐射场区中最重 要的一个。公认的辐射近场区与远场区的分界 距离R为
R 2D2
式中，D为天线直径；λ为天线波长，D>>λ。 对于天线而言，当天线的最大尺寸L小于波长时 ，天线周围只存在无功近场区与辐射远场区， 没有辐射近场区。无功近场区的外界约为λ/2π ，超过了这个距离，辐射场就占主要优势。
RFID原理及应用
许毅 陈建军
第1章 RFID技术概述
1.1 RFID技术的特点
射频识别技术时一种快速、实时、准确采集 与处理信息的高新技术和信息标准化的基础,被列 为21世纪十大重要技术之一。
RFID技术是从20世纪90年代兴起的一项自 动识别技术。
自动识别方法综合示意图
RFID自动识别的优势及特点主要表现如下
系统工作时，阅读器发出查询（能量）信号， 标签（无源）在收到查询（能量）信号后将其 一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工 作；另一部分能量信号被电子标签内保存的数 据信息调制后反射回阅读器。
电子标签是射频识别系统真正的数据载体
1.2.2 软件组件 1. 中间件
中间件位于客户机、服务器的操作系统之上，管 理计算资源和网络通信。
区的电磁场已经脱离了天线的束缚，并作为电
磁波进入空间。按照与天线距离的远近，又把
在这个区域，由于电抗场占优势，因而将 此区域称为电抗近场区，它的外界约为一 个波长。超过电抗近场区就到了辐射场区 ，按照与天线距离的远近，又把辐射场区 分为辐射近场区和辐射远场区。
2. 天线的方向性图
天线的方向性图是指该辐射区域中辐射场的 角度分布，因而远场区是天线辐射场区中最重 要的一个。公认的辐射近场区与远场区的分界 距离R为
R 2D2
式中，D为天线直径；λ为天线波长，D>>λ。 对于天线而言，当天线的最大尺寸L小于波长时 ，天线周围只存在无功近场区与辐射远场区， 没有辐射近场区。无功近场区的外界约为λ/2π ，超过了这个距离，辐射场就占主要优势。
RFID原理及应用
许毅 陈建军
第1章 RFID技术概述
1.1 RFID技术的特点
射频识别技术时一种快速、实时、准确采集 与处理信息的高新技术和信息标准化的基础,被列 为21世纪十大重要技术之一。
RFID技术是从20世纪90年代兴起的一项自 动识别技术。
自动识别方法综合示意图
RFID自动识别的优势及特点主要表现如下
系统工作时，阅读器发出查询（能量）信号， 标签（无源）在收到查询（能量）信号后将其 一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工 作；另一部分能量信号被电子标签内保存的数 据信息调制后反射回阅读器。
电子标签是射频识别系统真正的数据载体
1.2.2 软件组件 1. 中间件
中间件位于客户机、服务器的操作系统之上，管 理计算资源和网络通信。
区的电磁场已经脱离了天线的束缚，并作为电
磁波进入空间。按照与天线距离的远近，又把
射频识别RFID原理与应用第二版课程设计
射频识别RFID原理与应用第二版课程设计一、课程概述本课程是一门针对射频识别RFID原理与应用的专业课程，主要讲解射频识别技术的基本原理、系统组成和应用，培养学生掌握RFID系统设计与开发的能力。
二、课程目标通过本课程的学习，学生将掌握下列技能：1.熟悉射频识别RFID技术的基本概念、工作原理和应用领域；2.掌握RFID系统的设计和实现方法，包括硬件设计、软件编写和数据转换；3.具备RFID系统的测试和调试能力，能够遇到问题时进行问题排查；4.能够应用RFID技术解决实际问题，如物流管理、库存管理、考勤管理等场景；三、课程内容本课程主要涉及以下内容：第一章射频识别技术概述•射频识别技术及其发展历程•射频识别技术的基本原理•射频识别技术的分类和应用第二章 RFID系统基础•RFID系统组成和模型•RFID标签的分类及其工作原理•RFID阅读器的分类及其工作原理第三章 RFID系统的实现方式•RFID系统的软件实现•RFID系统的硬件实现•RFID系统的集成应用第四章 RFID技术在实际应用中的应用•RFID物流管理•RFID库存管理•RFID车辆管理•RFID考勤管理四、实践环节本课程除了讲授理论知识外，还将开展以下实践环节：•设计并实现RFID系统，采用实物标签和阅读器；•对RFID系统进行测试和调试，检验其性能；•应用RFID技术解决实际问题，例如物流管理、库存管理和考勤管理。
五、考核方式1.课堂考勤和作业（占总成绩30%）；2.个人或小组项目实践（占总成绩50%）；3.期末考试（占总成绩20%）。
六、参考书目•《RFID系统设计与开发实战》（作者：刘广龙）•《RFID技术及应用》（作者：王明俊）•《RFID技术原理与应用》（作者：孙莉）。
射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
1、RFID标签的功能
1.产品的追溯功能
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.可重复使用
6.穿透性
7.数据的记忆容量大
2、RFID标签的应用及防伪特点
应用1：2009年五粮液集团投入2亿元的巨资购买R F I D系统，以满足五粮液高端产品对安全防伪和产品追溯管理等功能的需求，构建一个完整的RFID整体解决平台。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?
答：
11比特应答器是字节为1比特的应答器。
2应用于电子防盗系统。
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系统中阅读器应具有哪些功能?
答：
①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
生成公钥
随机生成数字k作为私钥，我们将其乘以曲线上称为生成点G的预定点，在曲线上的其他位置产生另一个点，即相应的公钥K.
生成器点G被指定为secp256k1标准的一部分，并且对于所有密钥始终相同
5.8说明射频识别中阅读器与应答器的三次认证过程。
答：
三次认证过程
阅读器发送查询口令的命令给应答器，应答器作为应答响应传送所产生的一个随机数RB给阅读器。
第2章电感耦合方式的射频前端
2.2画出图2.26中P点处的电压波形，并进一步比较图2.26所示电路与图2.28(a)所示电路的不同点。
答：
图2.26所示电路与图2.28（a）所示电路的不同点：
图2.26所示的电路里面加入了滤波电路和跟随电路，而图2.28（a）没有。并且图2.28有二极管，来进行确定导通哪个三极管，但是图2.28（a）没有，这就使得图2.28（a）变成了标准正弦波。
1.产品的追溯功能
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.可重复使用
6.穿透性
7.数据的记忆容量大
2、RFID标签的应用及防伪特点
应用1：2009年五粮液集团投入2亿元的巨资购买R F I D系统，以满足五粮液高端产品对安全防伪和产品追溯管理等功能的需求，构建一个完整的RFID整体解决平台。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?
答：
11比特应答器是字节为1比特的应答器。
2应用于电子防盗系统。
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系统中阅读器应具有哪些功能?
答：
①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
生成公钥
随机生成数字k作为私钥，我们将其乘以曲线上称为生成点G的预定点，在曲线上的其他位置产生另一个点，即相应的公钥K.
生成器点G被指定为secp256k1标准的一部分，并且对于所有密钥始终相同
5.8说明射频识别中阅读器与应答器的三次认证过程。
答：
三次认证过程
阅读器发送查询口令的命令给应答器，应答器作为应答响应传送所产生的一个随机数RB给阅读器。
第2章电感耦合方式的射频前端
2.2画出图2.26中P点处的电压波形，并进一步比较图2.26所示电路与图2.28(a)所示电路的不同点。
答：
图2.26所示电路与图2.28（a）所示电路的不同点：
图2.26所示的电路里面加入了滤波电路和跟随电路，而图2.28（a）没有。并且图2.28有二极管，来进行确定导通哪个三极管，但是图2.28（a）没有，这就使得图2.28（a）变成了标准正弦波。
40第2章 RFID技术基础
2.1 RFID系统的组成、分类与基本原理
2.1.1 RFID系统的组成
RFID是一种无线识别技术。它基于无线电通信技术实现人或者 物体的唯一识别。一个典型的RFID系统包括以下3个基本组成部分 ：读写器、标签和数据管理中心。
RFID系统结构图如图2-1所示，其中本地服务器通过局域网与 读写器之间通信，通过以太网或者其他网络与数据管理中心通信， 也就是说，本地服务器是读写器与数据管理中心进行数据交换的桥 梁。
有源标签内部自带电池进行供电，它的电能充足，工作可靠 性高，信号传送距离远。另外，有源标签可以通过设计电池的不 同寿命对标签的使用时间或使用次数进行限制，也可以用在需要 限制数据传输量或者使用数据有限制的地方，比如，一年内标签 只允许读写有限次。有源标签的缺点主要是标签的使用寿命受到 限制，而且随着标签内电池电力的消耗，其数据传输的距离会越 来越小，从而影响系统的正常工作。
物联网：射频识别 （RFID）原理及应用
罗志勇 杨美美 李永福 袁静 赵杰 编著
第2章 RFID技术基础
RFID是一门应用科学技术，也是一门典型的交叉学科，涉及通 信、电磁学、天线技术等多门学科。学习和掌握这些学科在RFID中 涉及的基本概念和相关应用对学习RFID是十分重要的。本章主要介 绍RFID系统的组成、分类与基本原理，RFID技术涉及的电磁学基础， RFID读写器收发机的基本知识。
无源标签内部不带电池，要靠外界提供能量才能正常工作。 典型的无源标签产生电能的装置是天线与线圈。当标签进入系统 工作区域时，天线接收到特定的电磁波。线圈就会产生感应电流， 再经过整流电路给标签供电。无源标签具有永久的使用期，常常 用在标签信息需要每天读写或频繁读写多次的地方，而且无源标 签支持长时间的数据传输和永久性的数据存储。
《RFID原理与应用》-许毅陈建军-知识点总结.doc
《RFID原理与应用》-许毅陈建军-知识点总结RFID原理和应用课程复习提纲第一章1、什么是RFID?无线射频识别作为一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。
2、RFID技术特点1快速扫描2体积小型化、形状多样化3抗污染能力和耐久性4可重复使用5穿透性和无屏障阅读6数据的记忆容量大7安全性3、RFID系统的组成RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4部分构成。
4、阅读器的构成以及各部分的功能组成：射频接口、逻辑控制单元和天线天线：天线是一种能将接受到的电磁波转换为电流信号，或将电流信号转换为电磁波发射出去的装置。
射频接口模块：1产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量2对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签3接受并调制来自电子标签的射频信号逻辑控制模块：1与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送来的指令2控制阅读器与电子标签的通信过程3信号的编码与解码4对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密5执行防碰撞算法6对阅读器和标签的身份进行验证5、电子标签分类、组成及各组成部分功能根据工作原理的不同，电子标签分为利用物理效应进行工作的数据载体和以电子电路为理论基础的数据载体6、RFID中间件的主要功能1阅读器协调控制2数据过滤与处理3数据路由与集成4进程管理7、RFID系统能量耦合方式和数据传输原理根据射频识别系统作用距离的远近情况，标签天线与读写器天线之间的耦合可以分为密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统三类。
数据传输原理P108、RFID系统的工作原理阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流，获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息，经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性，只对合法标签进行相关处理，通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作;9、RFID系统的性能指标1射频标签的存储容量2工作方式3数据传输速度4读写距离5多个标签识别能力6射频标签与天线间的射频载波频率7RFID系统的连通性8数据载体9状态模式10能量供应10、RFID系统的频率划分和作用距离射频识别系统读写器发送的频率基本上划归4个范围：低频（30~300KHZ）、高频（3~30MHZ）、超高频（300MHZ）和微波（2.5GHZ以上）。
二-RFID原理与应用(第2版)-许毅-清华大学出版社
3）保密编码与解码
保密编码是对信号进行再变换，即为了使信息 在传输过程中不易被人窃译而进行的编码。在 需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息 的安全，人为将被传输的数字序列扰乱，即加 上密码，这种处理过程称为加密。保密解码是 保密编码的逆过程，保密解码在接收端利用与 发送端相同的密码复制品对收到的数据进行解 密，恢复原来信息。
2.调制和解调 调制的目的是把传输的模拟信号或数字信号
，变换成适合信道传输的信号，意味着要把信 源的基带信号，转变为一个相对基带频率而言 非常高的带通信号。调制的过程用于通信系统 的发送端，调制就是将基带信号的频谱搬移到 信道通带中的过程，经过调制的信号称为已调 信号，已调信号的频谱具有带通的形式，已调 信号称为带通信号或频带信号。在接收端需将 已调信号还原成原始信号，解调是将信道中的 频带信号恢复为基带信号的过程。
最高码元传输速率=2BW 也即这种信道的最高数据传输速率为：
C 2BW log2 M
（2）带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道。 香农提出并严格证明了在被高斯白噪声干扰的信 道中，最大信息传送速率的公式。这种情况 的信道容量为：
C
BW
log 2
1
S N
（3）RFID的信道容量。
带宽越大，信道容量越大。在物联网中RFID主
2.2.1信号与信道
信号是消息的载体，在通信系统中消息以 信号的形式从一点传送到另一点。信道是信号 的传输媒质，信道的作用是把携有信息的信号 从它的输入端传递到输出端。
在RFID系统中，读写器与电子标签之间交 换的是信息，由于采用非接触的通信方式，读 写器与电子标签之间构成一个无线通信系统， 其中读写器是通信的一方，电子标签是通信的 另一方。
2. 信道
习题答案-RFID原理与应用(第2版)-许毅-清华大学出版社
《RFID 原理与应用》部分习题答案习题11-1 填空题（1）Radio Frequency Identification （2）光学符号识别 条形码识别 智能卡识别 指纹识别（3）阅读器 电子标签 RFID 中间件 应用系统软件 （4）能量 时序 数据传输 （5）阅读器先讲方式 射频标签先讲方式 （6）无功近场区 辐射近场区 辐射远场区 （7）λ22D （8）电感耦合式 反向散射耦合式 （9）负载调制 反向散射调制 （10）全双工(FDX) 半双工(HDX)系统 时序(SEQ)系统 （11）24R GT PT xx π• （12）密耦合系统 遥耦合系统 远距离系统习题22-1 填空题（1）数据传输速率 信道频带宽带 误码率 （2）2BWlbM (3）)1(NS BWlb + ( 4）信源编码 信道编码 保密编码 (5）幅移键控 频移键控 相移键控 幅移键控 （6）曼彻斯特编码 密勒编码（7）校验和法 多路存取法 （8）奇偶校验 纵向冗余校验 循环冗余码检验 （9）SDMA TDMA CDMA TDMA （10）ALOHA 算 法 和 二 进 制 树 搜 索 算 法 （11）主动攻击 被动攻击 （12）认证技术 加密 （13）检错码 纠错码差2-3 画出1 0011 0111的曼彻斯特码波形。
若曼彻斯特码的数据传输率为1200kbps ，则它的波特率是2400k baud2-4 画出01 1001 0110的密勒码波形。
2-8 生成式的阶数为4阶，则余数多项式对应CRC 码的后4位，即1011，故余数多项式位31x x ++。
习题33-1 填空题（1）读写器天线线圈 电子标签天线线圈 （2）线圈 无功近场 （3）对称振子 微带 阵列 宽带 （4）线圈绕制 蚀刻 印刷 （5）线状 面状 缝隙 微带 （6）解析法 数值解 仿真软件 （7）50 75 （8）1 10 （9）偶极子 微带 阵列 非频变习题44-1 填空题（1）串联谐振回路 并联谐振回路 具有初级和次级线圈的耦合回路 串联谐振回路（2）0ω=0f =（3）线圈 电容器 （4 （5）并联 电流 （6）等效互换 （7）电阻 电容 （8）谐振 谐振 失谐 失谐 （9）发射机电路 接收机电路 天线习题55-1 填空题（1）利用物理效应进行工作 以电子电路为理论基础 （2）物理效应 “一位电子标签”“声表面波器件”（3）电子电路 具有存储功能 含有微处理器 （4）商店的防盗系统EAS （5）电-声-电 （6）天线 模拟前端（射频前端） 控制电路 （7）地址和安全逻辑电路 存储器 （8）编解码电路 微处理器 存储器 （9）只读 可写入式 具有密码功能的 分段存储的 （10）整流 滤波 稳压 （11）13.56MHz (12）80C51习题66-1 填空题(1）天线 射频模块 控制模块 接口 (2）RS -232 RS -485 RJ -45 USB2.0 WLAN (3）U2270B (4）13.56 (5）基带处理电路 射频发射电路 射频接收电路 (6）ISO/IEC18000-6 ISO/IEC18000-7习题77-1 填空题（1）无线通信管理 人类健康 个人隐私 数据安全 （2）大零售商 美国国防部 ETSI AIM 射频识别专家组 （3）数据内容标准 （4）EPCglobal UID ISO/IEC AIM IP -X（5）RFID 技术标准 RFID 应用标准 RFID 数据内容标准 RFID 性能标准 （6）识别码（ucode ）泛在通信器信息系统服务器ucode解析服务器（7）IC标签读写器无线广域通信设备（8）EPC物理对象交换EPC基础设施EPC数据交换（9）域名管理对象分类序列号（10）64 96 256 （11）EPC编码体系射频识别系统信息网络系统（12）EPC中间件对象解析服务（ONS）EPC信息服务（EPCIS）（13）ISO/IEC 18000（空中接口参数）ISO/IEC 10536（密耦台非接触集成电路卡）ISO/IEC 15693（疏耦合非接触集成电路卡）ISO/IEC 14443（近耦合非接触集成电路卡）（14）860-960习题88-1填空题（1）RFID信息采集与处理系统企业内RFID应用系统企业间RFID应用系统（2）边缘层业务集成层（3）数据层功能层事件层总线层（4）RFID通用支撑环境Web服务集成框架Web服务管理平台习题99-1填空题（1）电子产品编码类标准通信类标准频率类标准应用类标准（2）13.56 860～928M 5.8G （3）13.56M 860-960M （4）带条码扫描器安装在PC卡上（5）起步测试和验证试点实施实施（6）Electronic Toll Collection （7）车辆自动识别技术（AVI）自动车型分类技术（AVC）违章车辆抓拍技术（VEC）（8）自动车辆识别（Automatic Vehicle Identification，AVI）自动车辆分型（Automatic Vehicle Classification，AVC）视频稽查系统（Video Enforcement System，VES）（9）5.8G习题1010-1填空题（1）标签测试读写器测试空中接口一致性测试协议一致性测试（2) 频谱分析仪信号发生器信号单元切换单元射频信号发生器（3）Lab Window／CVI （4）布置测试环境记录环境数据测试不同位置的读取率分析测试数据。
九-RFID原理与应用(第2版)-许毅-清华大学出版社
9.4.2选择与配置RFID中的射频天线 在RFID装置中，工作频率到微波波段的时
候，天线与标签芯片之间的匹配问题变得更加 严峻。采用天线的目标是传输最大的能量进入 标签芯片，需要仔细设计天线与自由空间以及 和其相连的标签芯片的匹配。
在选择天线时的主要考虑是，天线的类型 、天线的阻抗、应用到物品上的RF性能、在有 其他的物品围绕被贴标签物品时的RF性能。
第9 章RFID应用系统的构建
9.1选择标准
一个完整的电子标签系统要能够正常工作， 必须要有电子标签和读写器设备信号之间的通 信协议、无线频率的选用、电子标签编码系统 和数据格式、产品数据交换协议、软件系统编 程架构、网络与安全规范等标准。具体归纳为4 大类，分别是电子产品编码类标准、通信类标 准、频率类标准、应用类标准。
9.2 频率选择
频率选择是RFID技术中的一个关键问题，频 率标准直接影响RFID技术的应用。频率的选择 既要适应各种不同应用需求，还需要考虑各国 对无线电频段使用和工作在不同频段或频点上的电子标签具有不 同的特点。射频识别应用占据的频段或频点在 国际上有公认的划分，即位于ISM波段之中。 典型的工作频率有125kHz，133kHz，13.56MHz ，27.12MHz，433MHz，902～928MHz，2.45GHz ，5.8GHz等。
9.2.2 工作频率与应用范围
微波电子标签的典型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（电子 遥控门锁控制器）等。
9.2.3 频率特性与频率选择
当前RFID工作频率跨越多个频段，目前 RFID使用的频率有6种，分别为135kHz以下、 13.56MHz、433.92MHz、860～930MHz、2.45GHz 以及5.8GHz。
射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
第1章 RFID概论简述RFID的基本原理答：简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。
答：原理：①电感耦合:应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。
②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz, 915mhz, ，,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。
什么是1比特应答器它有什么应用有哪些实现方法答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。
②应用于电子防盗系统。
③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能答：①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
④若有需要，应能和高层处理交互信息。
RFID标签和条形码各有什么特点它们有何不同答：特点：RFID标签：①RFID可以识别单个非常具体的物体。
②RFID可以同时对多个物体进行识读。
③RFID采用无线射频，可以透过外部材料读取数据。
④RFID的应答器可存储的信息量大，并可以多次改写。
⑤易于构成网络应用环境。
条形码：①条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。
②条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。
③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。
不同点：条形码是“可视技术”，识读设备只能接收视野范围内的条形码；而RFID不要求看见目标，RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。
参阅有关资料，对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。
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2）e5550芯片的天线电路
e5550是工作频率为125kHz的无源射频卡芯片， 其天线电路的连接比较简单，如图4-9所示，电 感线圈和电容器为外接。
L1
MCRF360
C=100pF Ant.B
L2
L1>L2
VSS
（c）短接电感
（具有内部谐振电容）
当Ant.B端通过控制开关与Vss端短接时，谐振回 路与工作频率失谐，此时应答器芯片虽然已处于 阅读器的射频能量场之内，但因失谐无法获得正 常工作所需能量，处于休眠状态。
当Ant.B端开路时，谐振回路谐振在工作频率（ 13.56 MHz）上，应答器可获得能量，进入工作 状态。
串联谐振回路的谐振曲线
串联谐振回路的通频带
回路Q值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择 性越好。
通频带BW为
BW 2 1 2(2 0 ) 20.7 0 f0
2π
2π
2π 2πQ Q
由此可见，Q值越高，通频带越窄（选择性越
强）。在RFID技术中，为保证通信带宽在电路设
计时应综合考虑Q值的大小。
i I0m sin(t)
电感L、电容C上存储的瞬时能量
wL
1 2
Li2
1 2
LI0
2 m
sin2 (t)
wC
1 2
CvC
2
1 2
CQ2Vsm
2
cos（2 t)
1C 2
L CR2
I0m2R2
cos2 (t)
1 2
LI
2 0m
cos2 (t)
电感L和电容C上存储的能量和为
w
wL
wC
1 2
LI0m2
上式对a求导，求Bz的极值，可得
a 2r
3. 矩形线圈的磁感应强度
矩形线圈在阅读器和应答器的天线电路中 经常被采用，在距离线圈为r处的磁感应强 度B的大小为
B 4π
0 Ni1ab
(a / 2)2 (b / 2)2
r2
1
(a
/
2)2
r2
1 (b / 2)2
r2
4.2应答器天线电路
4.2.1应答器天线电路的连接 1）MCRF355和MCRF360芯片的天线电路
0 )
1
jQ(
0
0 )
Im I0m
1
1 Q2 ( 0 )2
0
1
1 (Q 2 )2
0
1
1 2
2）通频带 谐振回路的通频带通常用半功率点的两个边界
频率之问的间隔表示，半功率点的电流比 为 0.707。
Im/Iom 1
Im/Iom 1
Q1>Q2
0.707
Q1 Q2
ω0
ω
0
ω
ω1 ω0 ω2
在电感耦合的RFID系统中，阅读器天线电路的电 感常采用短圆柱形线圈结构，如图4-6所示。离线 圈中心距离为r处P点的磁感应强度的大小为
X
Bz
0i1N1a2
2(a2 r2 )3/2
0Hz
线圈
i1
a O
r
Y v1=V1msin(ωt)
P
BZ Z
1）磁感应强度B和距离r的关系
Bz
0
i1N（ 1 r 2a
.
.
V L0
.
I
j0 L
Vs R
j0 L
j
0 L
R
.
Vs
电容C两端的电压为
.
.
V C0
.
I
1
j0C
jVs R
1
0C
1.
j 0CR Vs
.
jQVs
Q 0L 1 1 L 1 R 0CR R C R
Q称为回路的品质因数，是谐振时的回路感抗值 （或容抗值）与回路电阻值R的比值
4. 能量关系 设谐振时瞬时电流的幅值I0m为 ，则瞬时电流为
L
arctan（
1
C
）
R
R
串联回路的谐振条件
X L 1 0 C
由此可以导出回路产生串联谐振的角频率和频率分 别为
0
1 LC
1 f0 2π LC
谐振回路的特性阻抗
0 L
1
0C
L
C
3. 谐振特性 串联谐振回路具有如下特性。
（1）谐振时，回路电抗X=0，阻抗Z=R为最小值， 且为纯阻。
（2）谐振时，回路电流最大，且与电压同相。 （3）电感与电容两端电压的模值相等，且等于外加 电压的Q倍。 谐振时电感L两端的电压为
a)
Bz
0
i1N1a2 2r3
0H（z r
a)
上面的关系可以表述为：从线圈中心到一定距 离磁场强度几乎是不变的，而后急剧下降，其 衰减大约为60 dB/10倍距离。
2）最佳线圈半径a
设r为常数，并简单地假定线圈中电流不变，讨论 a和BZ的关系。
Bz
0i1N1
2
(a2
a2 r2 )3/2
k
a4 (a2 r2 )3
第4章 RFID的射频前端
从能量和信息传输的基本原理来说，射频识别系 统工作在电感耦合方式和反向散射耦合方式。 这两种耦合方式的差异在于所使用的无线电射 频的频率不同和作用距离的远近，但相同的都 是采用无线电射频技术。实现射频能量和信息 传输的电路称为射频前端电路，简称为射频前 端。
4.1阅读器天线电路
Microchip公司的13.56MHz应答器（无源射频卡） 芯片MCRF355和MCRF360的天线电路接线示意图如 图4-8所示。
Ant.A
L1 C
MCRF355
Ant.B L2
VSS L1> L2
（a）短接电感
Ant.A
C1 MCRF355
L Ant.B
C2 VSS
C1>C2
（b）短接电容
Ant.A
4.1.1阅读器天线电路的选择
下图所示为3种典型的天线电路。在阅读器中， 由于串联谐振回路电路简单、成本低，激励可 采用低内阻的恒压源，谐振时可获得最大的回 路电流等特点，因而被广泛采用。
L
L
C
（a）串联谐振回路
C
（b）并联谐振回路
次级线圈 初级 线圈
C2
C1
（c）具有初级和次级线圈的耦合电路
4.1.2串联谐振回路
4.1.3电感线圈的交变磁场
1. 磁场强度H和磁感应强度B 安培定理指出，当电流流过一个导体时，在此导 体的周围会产生磁场，如图4-5所示。对于直线载 流体，在半径为a的环行磁力线上，磁场强度H是 恒定的，磁场强度H与磁感应强度B分别为
H i (A / m) 2πa
B 0r H
2. 环形短圆柱形线圈的磁感应强度
1. 电路组成
L
R1
RS
C
Vs
I
RL
R1是电感线圈L损耗的等效电阻，Rs是信号源
的内阻，RL是负载电阻，回路总电阻值 R=R1+Rs+RL
2. 谐振及谐振条件
.
.
.
.
I
= Vs
=
Vs
=
Vs
Z R+jX R j(L - 1 )
C
Z R2 X 2 R2 (L 1 )2 C
arctan(
X
)=
ω是一个不随时间变化的常数，说明回路中存储 的能量保持不变，只在线圈和电容器间相互转换。
从能量的角度看，品质因数Q可表示为
回路储能 Q 2π 每周期耗能
5. 谐振曲线和通频带
1）谐振曲线
回路中电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线， 称为谐振曲线。
.
I
R
1
1
.
I0
R+j(L- 1 ) C
1
j 0L ( R 0
e5550是工作频率为125kHz的无源射频卡芯片， 其天线电路的连接比较简单，如图4-9所示，电 感线圈和电容器为外接。
L1
MCRF360
C=100pF Ant.B
L2
L1>L2
VSS
（c）短接电感
（具有内部谐振电容）
当Ant.B端通过控制开关与Vss端短接时，谐振回 路与工作频率失谐，此时应答器芯片虽然已处于 阅读器的射频能量场之内，但因失谐无法获得正 常工作所需能量，处于休眠状态。
当Ant.B端开路时，谐振回路谐振在工作频率（ 13.56 MHz）上，应答器可获得能量，进入工作 状态。
串联谐振回路的谐振曲线
串联谐振回路的通频带
回路Q值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择 性越好。
通频带BW为
BW 2 1 2(2 0 ) 20.7 0 f0
2π
2π
2π 2πQ Q
由此可见，Q值越高，通频带越窄（选择性越
强）。在RFID技术中，为保证通信带宽在电路设
计时应综合考虑Q值的大小。
i I0m sin(t)
电感L、电容C上存储的瞬时能量
wL
1 2
Li2
1 2
LI0
2 m
sin2 (t)
wC
1 2
CvC
2
1 2
CQ2Vsm
2
cos（2 t)
1C 2
L CR2
I0m2R2
cos2 (t)
1 2
LI
2 0m
cos2 (t)
电感L和电容C上存储的能量和为
w
wL
wC
1 2
LI0m2
上式对a求导，求Bz的极值，可得
a 2r
3. 矩形线圈的磁感应强度
矩形线圈在阅读器和应答器的天线电路中 经常被采用，在距离线圈为r处的磁感应强 度B的大小为
B 4π
0 Ni1ab
(a / 2)2 (b / 2)2
r2
1
(a
/
2)2
r2
1 (b / 2)2
r2
4.2应答器天线电路
4.2.1应答器天线电路的连接 1）MCRF355和MCRF360芯片的天线电路
0 )
1
jQ(
0
0 )
Im I0m
1
1 Q2 ( 0 )2
0
1
1 (Q 2 )2
0
1
1 2
2）通频带 谐振回路的通频带通常用半功率点的两个边界
频率之问的间隔表示，半功率点的电流比 为 0.707。
Im/Iom 1
Im/Iom 1
Q1>Q2
0.707
Q1 Q2
ω0
ω
0
ω
ω1 ω0 ω2
在电感耦合的RFID系统中，阅读器天线电路的电 感常采用短圆柱形线圈结构，如图4-6所示。离线 圈中心距离为r处P点的磁感应强度的大小为
X
Bz
0i1N1a2
2(a2 r2 )3/2
0Hz
线圈
i1
a O
r
Y v1=V1msin(ωt)
P
BZ Z
1）磁感应强度B和距离r的关系
Bz
0
i1N（ 1 r 2a
.
.
V L0
.
I
j0 L
Vs R
j0 L
j
0 L
R
.
Vs
电容C两端的电压为
.
.
V C0
.
I
1
j0C
jVs R
1
0C
1.
j 0CR Vs
.
jQVs
Q 0L 1 1 L 1 R 0CR R C R
Q称为回路的品质因数，是谐振时的回路感抗值 （或容抗值）与回路电阻值R的比值
4. 能量关系 设谐振时瞬时电流的幅值I0m为 ，则瞬时电流为
L
arctan（
1
C
）
R
R
串联回路的谐振条件
X L 1 0 C
由此可以导出回路产生串联谐振的角频率和频率分 别为
0
1 LC
1 f0 2π LC
谐振回路的特性阻抗
0 L
1
0C
L
C
3. 谐振特性 串联谐振回路具有如下特性。
（1）谐振时，回路电抗X=0，阻抗Z=R为最小值， 且为纯阻。
（2）谐振时，回路电流最大，且与电压同相。 （3）电感与电容两端电压的模值相等，且等于外加 电压的Q倍。 谐振时电感L两端的电压为
a)
Bz
0
i1N1a2 2r3
0H（z r
a)
上面的关系可以表述为：从线圈中心到一定距 离磁场强度几乎是不变的，而后急剧下降，其 衰减大约为60 dB/10倍距离。
2）最佳线圈半径a
设r为常数，并简单地假定线圈中电流不变，讨论 a和BZ的关系。
Bz
0i1N1
2
(a2
a2 r2 )3/2
k
a4 (a2 r2 )3
第4章 RFID的射频前端
从能量和信息传输的基本原理来说，射频识别系 统工作在电感耦合方式和反向散射耦合方式。 这两种耦合方式的差异在于所使用的无线电射 频的频率不同和作用距离的远近，但相同的都 是采用无线电射频技术。实现射频能量和信息 传输的电路称为射频前端电路，简称为射频前 端。
4.1阅读器天线电路
Microchip公司的13.56MHz应答器（无源射频卡） 芯片MCRF355和MCRF360的天线电路接线示意图如 图4-8所示。
Ant.A
L1 C
MCRF355
Ant.B L2
VSS L1> L2
（a）短接电感
Ant.A
C1 MCRF355
L Ant.B
C2 VSS
C1>C2
（b）短接电容
Ant.A
4.1.1阅读器天线电路的选择
下图所示为3种典型的天线电路。在阅读器中， 由于串联谐振回路电路简单、成本低，激励可 采用低内阻的恒压源，谐振时可获得最大的回 路电流等特点，因而被广泛采用。
L
L
C
（a）串联谐振回路
C
（b）并联谐振回路
次级线圈 初级 线圈
C2
C1
（c）具有初级和次级线圈的耦合电路
4.1.2串联谐振回路
4.1.3电感线圈的交变磁场
1. 磁场强度H和磁感应强度B 安培定理指出，当电流流过一个导体时，在此导 体的周围会产生磁场，如图4-5所示。对于直线载 流体，在半径为a的环行磁力线上，磁场强度H是 恒定的，磁场强度H与磁感应强度B分别为
H i (A / m) 2πa
B 0r H
2. 环形短圆柱形线圈的磁感应强度
1. 电路组成
L
R1
RS
C
Vs
I
RL
R1是电感线圈L损耗的等效电阻，Rs是信号源
的内阻，RL是负载电阻，回路总电阻值 R=R1+Rs+RL
2. 谐振及谐振条件
.
.
.
.
I
= Vs
=
Vs
=
Vs
Z R+jX R j(L - 1 )
C
Z R2 X 2 R2 (L 1 )2 C
arctan(
X
)=
ω是一个不随时间变化的常数，说明回路中存储 的能量保持不变，只在线圈和电容器间相互转换。
从能量的角度看，品质因数Q可表示为
回路储能 Q 2π 每周期耗能
5. 谐振曲线和通频带
1）谐振曲线
回路中电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线， 称为谐振曲线。
.
I
R
1
1
.
I0
R+j(L- 1 ) C
1
j 0L ( R 0