內容簡介
《國家級特色專業（物聯網工程）規劃教材：物聯網RFID原理與技術》是依託中南大學國家級特色專業（物聯網工程）的建設，結合國內物聯網工程專業的教學情況編寫的。《國家級特色專業（物聯網工程）規劃教材：物聯網RFID原理與技術》從一個全新的體系介紹物聯網RFID的原理與技術，全書分為三個部分，共12章。從射頻識別的“射頻”（包括傳輸線理論、諧振電路、天線基礎），到射頻識別的“識別”（包括RFID系統的讀寫器和電子標籤，以及讀寫器與電子標籤之間的通信技術：編碼與調製技術、防碰撞技術和安全技術），最後以“套用”結尾（包括RFID技術廣泛套用的前提——標準化，基於RFID的典型物聯網架構——EPC系統，以及RFID技術在四個不同領域的套用實例）。本書在編寫過程中力求深入淺出、重點突出、簡明扼要，儘可能方便不同專業背景和知識層次的讀者閱讀。
第一部分包含第1～3章，講述射頻識別中的“射頻”部分。本書首次將射頻電路知識（傳輸線理論、諧振電路和天線基礎）作為射頻識別的基礎進行了介紹，這將使得沒有射頻電路基礎的讀者也可以很好地理解射頻識別。
其中，第1章為傳輸線理論，介紹射頻電路中的基本概念——傳輸線，這一章是本書中獨立性最大的一章，讀者可以根據實際情況決定是否學習本章內容。第2章為諧振電路，主要介紹串聯諧振和並聯諧振，是後續章節介紹RFID通信過程的理論基礎。第3章為天線基礎，介紹RFID系統常用的天線及天線的電參數。
第二部分包含第4～9章，講述射頻識別中的“識別”部分，重點介紹射頻識別系統的主要組成部分（電子標籤、讀寫器），以及讀寫器與電子標籤的通信技術（編碼與調製技術、防碰撞技術和安全技術）。
其中，第4章為物聯網RFID系統概述，講述RFID系統的基本概念和分類。第5章和第6章分別為電子標籤和讀寫器，介紹它們的基本構成和工作原理。第7章介紹讀寫器與電子標籤之間進行通信的重要步驟——編碼與調製。第8章和第9章分別講述RFID通信中的關鍵問題——防碰撞技術和安全技術。
第三部分包含第10～12章，講述射頻識別技術的套用。
其中，第10章為RFID標準，介紹RFID技術廣泛套用的前提——標準化。第11章介紹物聯網的典型架構——EPC系統，該系統可在RFID的基礎上，構建一個全球互聯的物聯網。第12章介紹RFID在四個不同領域的典型套用實例。
圖書目錄
第1章傳輸線理論 1
1.1認識傳輸線 2
1.1.1長線的含義 2
1.1.2傳輸線的構成 2
1.1.3傳輸線舉例 3
1.2傳輸線等效電路表示法 4
1.3傳輸線方程及傳輸線特徵參數 5
1.3.1一般傳輸線方程——基爾霍夫定律表示式 5
1.3.2特性阻抗 7
1.3.3傳播常數 8
1.4均勻無耗傳輸線工作狀態分析 8
1.5本章小結 9
思考與練習 10
第2章諧振電路 11
2.1串聯諧振電路 12
2.1.1串聯諧振電路的諧振條件 12
2.1.2串聯諧振電路的諧振特性 13
2.1.3串聯諧振電路的諧振曲線和通頻帶 16
2.1.4串聯諧振電路的有載品質因數 17
2.1.5串聯諧振電路在RFID中的套用 18
2.2並聯諧振電路 18
2.2.1並聯諧振電路的組成 18
2.2.2並聯諧振電路的諧振條件 19
2.2.3並聯諧振電路的諧振特性 19
2.2.4並聯諧振電路的諧振曲線和通頻帶 20
2.2.5並聯諧振電路的有載品質因數 21
2.2.6並聯諧振電路在RFID中的套用 21
2.3傳輸線諧振電路概述 23
2.4本章小結 23
思考與練習 25
第3章天線基礎 27
3.1天線概述 28
3.1.1天線的定義 28
3.1.2天線的分類 28
3.2基本振子的輻射 29
3.2.1電基本振子的輻射 29
3.2.2磁基本振子的輻射 31
3.3天線的電參數 31
3.3.1天線的效率 31
3.3.2輸入阻抗 32
3.3.3頻頻寬度 32
3.3.4方向圖 33
3.3.5天線的增益 34
3.3.6極化特性 34
3.4RFID系統常用天線 35
3.4.1對稱振子天線 35
3.4.2引向天線 36
3.4.3微帶天線 37
3.5不同頻段的RFID天線技術 38
3.5.1低頻和高頻RFID天線技術 38
3.5.2微波RFID天線技術 39
3.6本章小結 40
思考與練習 41
第4章物聯網RFID系統概論 43
4.1自動識別技術簡介 44
4.1.1條形碼 44
4.1.2生物特徵識別技術 45
4.1.3射頻識別（RFID） 46
4.2射頻識別系統組成 47
4.2.1讀寫器（Reader） 48
4.2.2電子標籤（Tag） 48
4.2.3上層管理系統 48
4.3RFID系統的分類 48
4.3.1按照工作方式進行分類 49
4.3.2按照電子標籤的數據量進行分類 49
4.3.3按照讀取信息手段進行分類 50
4.4RFID系統使用的頻率 50
4.4.1低頻 50
4.4.2高頻 51
4.4.3超高頻 51
4.4.4微波 52
4.5本章小結 52
思考與練習 53
第5章電子標籤 55
5.1智慧卡與電子標籤 56
5.1.1磁卡 56
5.1.2IC卡 57
5.1.3電子標籤 58
5.2電子標籤的類別 59
5.2.1工作方式類別 59
5.2.2可讀寫性類別 60
5.2.3工作頻率類別 61
5.3電子標籤的組成結構 62
5.3.1電子標籤的天線 62
5.3.2電子標籤的晶片 65
5.4電子標籤的封裝 68
5.4.1電子標籤的封裝加工 68
5.4.2電子標籤的封裝形式 69
5.5一種典型的電子標籤（S50卡） 71
5.5.1內部結構與工作過程 71
5.5.2存儲器組織與訪問控制 72
5.6RFID電子標籤的問題及趨勢 75
5.6.1RFID電子標籤存在的問題 75
5.6.2RFID電子標籤的發展趨勢 76
5.7本章小結 77
思考與練習 77
第6章RFID讀寫器 79
6.1讀寫器的基本原理 80
6.1.1讀寫器的基本功能 80
6.1.2讀寫器的工作過程 81
6.2讀寫器的基本構成 82
6.2.1射頻模組 83
6.2.2邏輯控制模組 83
6.2.3天線模組 84
6.3讀寫器的結構形式 85
6.3.1固定式讀寫器 85
6.3.2攜帶型讀寫器 86
6.4讀寫器管理技術 87
6.4.1讀寫器管理協定 87
6.4.2多讀寫器組網技術 89
6.4.3讀寫器發展趨勢 89
6.5本章小結 90
思考與練習 90
第7章編碼與調製 91
7.1RFID系統的通信過程 92
7.2RFID信源編碼方法 94
7.3差錯控制編碼（信道編碼） 97
7.3.1差錯控制編碼的相關概念 97
7.3.2常用的差錯控制編碼 99
7.4RFID系統調製方法 103
7.4.1振幅鍵控 104
7.4.2頻移鍵控 105
7.4.3相移鍵控 106
7.4.4副載波調製 107
7.5RFID系統的耦合方式與調製 109
7.5.1電感耦合與負載調製 109
7.5.2電磁反向散射耦合與調製 112
7.6本章小結 113
思考與練習 114
第8章RFID防碰撞技術 115
8.1RFID系統中的碰撞與防碰撞 116
8.1.1RFID系統中的碰撞 116
8.1.2RFID系統中防碰撞算法分類 117
8.2ALOHA算法 119
8.2.1純ALOHA算法 120
8.2.2時隙ALOHA算法 121
8.2.3幀時隙ALOHA算法 121
8.2.4動態幀時隙ALOHA算法 122
8.3二進制樹型搜尋算法 123
8.3.1二進制樹型搜尋 123
8.3.2動態二進制樹型搜尋 128
8.3.3基於隨機數和時隙的二進制樹搜尋 130
8.4本章小結 131
思考與練習 132
第9章RFID系統的安全 133
9.1RFID系統面臨的安全攻擊 134
9.2RFID系統安全解決方案 135
9.2.1物理方法 135
9.2.2邏輯方法 136
9.3智慧卡的安全問題 139
9.3.1影響智慧卡安全的基本問題 139
9.3.2物理安全 139
9.3.3邏輯安全 140
9.4本章小結 143
思考與練習 143
第10章物聯網RFID標準 145
10.1RFID標準概述 146
10.1.1RFID國際標準化機構 146
10.1.2RFID標準體系 147
10.1.3RFID標準多元化的原因 149
10.2ISO/IEC的相關標準 150
10.2.1ISO/IEC的標準體系 150
10.2.2非接觸式IC卡國際標準（ISO/IEC14443） 150
10.2.3空中接口通信協定標準（ISO/IEC18000） 155
10.3EPC的相關標準 158
10.3.1EPCglobal的RFID標準體系 158
10.3.2EPCglobal與ISO/IECRFID標準之間的關係 161
10.4本章小結 162
思考與練習 162
第11章物聯網的典型架構——EPC系統 163
11.1RFID系統套用類型 164
11.1.1開放式RFID套用系統 164
11.1.2非開放式RFID套用系統 165
11.1.3基於EPC的開放式RFID套用系統 165
11.2EPC系統的組成 165
11.2.1EPC系統與物聯網 165
11.2.2EPC系統構成 166
11.2.3EPC系統的特點 168
11.3EPC編碼體系 168
11.3.1EPC編碼原則 168
11.3.2EPC編碼的結構 169
11.3.3EPC編碼的類型 171
11.4EPC信息網路系統 173
11.4.1Savant中間件 173
11.4.2對象名稱解析服務ONS 174
11.4.3EPC信息服務 177
11.5本章小結 178
思考與練習 178
第12章RFID的套用實例 181
12.1RFID在防偽領域的套用 182
12.1.1RFID在票券防偽中的套用 182
12.1.2RFID在貴重商品防偽中的套用 184
12.2RFID在公共安全領域的套用 187
12.2.1基於RFID技術的智慧型門禁系統 187
12.2.2RFID在礦井安全中的套用 188
12.2.3RFID在食品安全中的套用 189
12.3RFID在醫療衛生領域的套用 191
12.3.1RFID在醫療衛生行業中的套用概述 191
12.3.2基於RFID技術的智慧型醫護系統 192
12.4RFID在智慧型交通領域的套用 194
12.4.1基於RFID技術的不停車收費系統 194
12.4.2基於RFID技術的智慧型公交系統 196
12.5本章小結 198
思考與練習 198
參考文獻 200
