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46算法语言2010年3月刊信息与电脑China Computer&Communication引言RFID（Radio Frequency Identification,以下简称RFID）技术通过无线射频方式实现非接触双向数据通信，对目标识别并获取相关数据，在非接触条件下，具有快速、实时、准确采集与处理信息的特性，已经被公认为本世纪十大重要技术之一。
射频识别技术是自动识别技术的一种，它利用射频信号及其空间耦合和传输特性，能对静止或移动的目标进行自动识别，获取相关数据，并可结合RSSI（信号强度）定位技术提供局部区域内目标定位服务。
1.RFID的组成1.1电子标签RFID系统一般由电子标签（Tag）、读写器（Reader）和后台网络组成，电子标签是射频识别系统中的重要部件，主要由天线和芯片两部分组成，芯片主要由存储器、控制器、编码器、调制器等组成，其中电源根据标签的发射功率选配。
作为被识别物的“身份卡”，其可以根据需要做成各种样式，但无论做成何种样式在其内部都存储着独立且唯一的电子编码，使得它能区分不同的被标识物。
电子标签根据不同的分类方法，可以分为许多种类。
按工作频率的不同可分为低频、高频、超高频；按供电形式可以分为有源标签、无源标签、半无源标签；按调制方式不同可以分为主动式、被动式、半被动式。
为了解决RFID厂商不同品牌电子标签的差异问题，Auto-ID Center根据标签的读写能力以及主动、被动等因素将标签划分为6个等级，如表1所示。
表1 Auto-ID Center对标签的等级划分等级性质供电用途特征Class0无无源被动EAS防盗1bit标签，无芯片Class1只读无源被动一般识别商品标识Class2读写无源被动一般识别可读写Class3读写半有源一般识别可读写Class4读写有源主动一般识别主动可读写Class5读写有源主动--其中Class5不仅仅局限于普通的识别应用，其与GPS或Internet技术配合使用可以实现多种用途。
RFID的四个关键技术物联网中的RFID有四个关键技术：标签的能量供应、标签到阅读器的数据传输、数据传输的完整性与安全性和多目标识别技术。
（1）标签的能量供应有源标签自带电池，用于给数据载体供电。
而无源标签工作所需能量则从射频电磁波束中获取，和有源射频识别系统相比，无源系统需要较大的发射功率，射频电磁波在标签上经射频检波、倍压、稳压、存储电路处理，转化为标签工作所需的工作电压。
（2）标签到阅读器的数据传输标签回送到阅读器的数据传输方式可归结为三类：①利用负载调制的反射或反向散射方式（反射波的频率与阅读器的发送频率一致）；②利用阅读器发送频率的次谐波传送标签信息（标签反射波与阅读器的发送频率不同，为其高次谐波（n倍）或分谐波（1/n倍））；③其他形式。
（3）数据传输的完整性与安全性由于数字信号在传输的过程中会受到干扰，故其传输至接收端可能发生误判，为保证数据的完整性，可以使用校验和法来识别传输错误并进行校正，最常用的是奇偶校验法以及冗余校验法。
在与安全相关的领域，例如出入系统、售票系统等越来越多地应用射频识别系统，在数据传输的过程中难免不受到攻击，因此必须采取一定的防范措施保证数据安全，例如可以通过在阅读器与标签之间建立密钥来对要传输的数据进行加密，达到安全的目的。
（4）多目标识别技术（反碰撞算法）当阅读器信号作用范围内存在多个标签，同一时刻有两个或两个以上的标签向阅读器返回信息时，将产生冲突。
解决冲突的算法称为反碰撞算法。
传统无线电技术（如通信卫星、移动电话网）已有空分多路法、频分多路法、时分多路法以及码分多路法来解决类似问题。
但在射频识别系统中，由阅读器和标签构成的无线网络有以下特征：①规模：每个阅读器工作区域内可能存在大量标签；②体积：标签附着在各种商品上，体积不能太大；③成本：粘贴标签的商品本身价值可能很低，所以标签的成本不能太高；④通信量：标签内包含的信息量很少，阅读器与标签间的通信时间很短。
RFID复习题一、概念题1、RFID常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子条码等等，俗称是什么。
2、RFID按工作频率可以分为几种。
3、什么是一种能将接收到的电磁波转换为电流信号，或者将电流信号转换成电磁波的装置，在RFID系统中，射频标签和读写器中都包含该装置。
4、我国UHF RFID的主要频段。
5、典型的RFID系统主要构成，一般我们把中间件和应用软件统称为应用系统。
6、什么是一个捕捉和处理RFID标签数据的设备，它能够将数据写到RFID标签中，可以是单独的个体，也可以嵌入到其他系统之中。
7、RFID中间件平台主要分为哪3个层次。
8、RFID系统的安全和隐私威胁涉及的对象主要隐患。
9、RFID系统测试的内容也主要包括内容。
10、EPC编码原则。
11、RFID系统是指采用RFID电子标签为识别标志的应用系统，通常由几部分造成。
12、掌握RFID的应用在哪几个方面。
13、13.56MHz RFID标签的应用在哪些领域。
14、13.56MHz RFID标签是什么15、13.56MHz标签读写器16、在物品识别技术中，哪项不是“有生命”识别技术。
（）17、接触式逻辑加密卡的应用领域。
18、 RFID技术特征。
19、读写器中负责将读写器中的电流信号转换成射频载波信号并发送给电子标签，或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化为电流信号的设备是什么。
20、什么是一个微型的无线收发装置，主要由内置天线和芯片组成。
二、综合技能题1、RFID系统工作原理图，根据图，简述该系统的工作原理。
2、简述RFID工作频率的分类及主要应用领域。
3、比较EPC和UID标准，分析其主要区别。
4、电子标签的内部结构，描述各模块的功能。
5、RFID中间件系统架构，描述下图中“设备驱动适配”、“事件处理引擎”、“规则引擎”、“规则库”的功能。
6、简述逻辑加密卡的主要应用领域7、什么是125KHZID卡，他的主要优点是什么？8、13.56MHz RFID标签的特点是什么，主要应用领域有哪些9、每章课后作业。
第一章测试1.自动识别技术是物联网的“触角”。
A:错B:对答案:B2.IC卡识别、生物特征识别无须直接面对被识别标签。
A:对B:错答案:B3.可读可写标签不仅具有存储数据功能，还具有在适当条件下允许多次对原有数据进行擦除以及重新写入数据的功能，甚至UID也可以重新写入。
A:对B:错答案:B4.以下哪些属于RFID应用？A:ATM自助取存款机B:ETC路桥不停车收费系统C:训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理D:物流过程中的货物追踪，信息采集答案:BCD5.有关RFID标签数据写入正确描述有哪些？A:数据写入可以采用读写器、智能标签打印机（编码器）等形式。
B:RFID标签数据写入就是以射频耦合方式将标识对象的ID存储于标签内存之中。
C:数据写入量越多越好。
D:在确定的应用集成度下，数据写入越早越好。
答案:ABD第二章测试1.高频大多采用反向散射耦合。
A:对B:错答案:A2.RFID系统一次只能读取一个电子标签。
A:对B:错答案:B3.读写器工作方式主要有（）。
A:都不发言B:标签先发言D:读写器先发言答案:BD4.在远距离耦合的RFID应用系统中，最常用的是（）。
A:微带贴片天线B:环形天线C:偶极子天线D:星形天线答案:C5.低频标签一般为（）标签，其工作能量通过电感耦合方式从读写器耦合线圈的辐射近场中获得。
A:有源B:自适应C:无源D:被动答案:C第三章测试1.在曼彻斯特码中，需要另外传送同步信号。
A:对B:错答案:B2.曼彻斯特编码被认为是一种自定时码。
它的每一个比特都准确地在一个预先定义的时间中被传送。
A:错B:对答案:B3.D触发器的特点是（）。
A:电平保持触发B:上升沿触发C:电平跳变触发D:下降沿触发答案:B4.倒相的曼彻斯特码的上升沿对应了密勒码的（）。
A:高电平B:跳变沿C:下降沿D:上升沿答案:B5.二进制绝对移相信号的产生有哪几种方式？A:间接相位法C:跳变相位法D:直接相位法答案:BD第四章测试1.差错控制主要实现哪两部分功能？A:差错控制调制B:差错控制解调C:差错控制编码D:差错控制解码答案:CD2.若一个码组的监督码元仅与本码组的信息码元有关而与其他码组的信息码元无关，则这类码称为分组码。
