《物联网•射频识别(RFID)核心技术详解》 黄玉兰

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《物联网·射频识别(RFID)核心技术详解》：国家信息技术紧缺人才培养工程系统架构 工作原理 应用实例

目录

第1篇 物联网rfid系统架构 第1章 物联网与rfid技术 3 1.1 物联网概述 3 1.1.1 物联网的概念 3 1.1.2 物联网的历史与未来 4 1.1.3 物联网的作用 5 1.1.4 物联网的原理 5 1.1.5 物联网对经济的影响 6 1.1.6 物联网存在的问题 6 1.2 自动识别技术 7 1.2.1 自动识别技术的概念 8 1.2.2 自动6识别技术的分类 8 1.3 rfid技术 13 1.4 rfid的发展历程 15 1.4.1 rfid技术的产生 15 1.4.2 rfid技术的探索阶段 15 1.4.3 rfid技术成为现实阶段 15 1.4.4 rfid技术的推广阶段 16 1.4.5 rfid技术的普及阶段 17 1.5 rfid的应用现状 18 第2章 物联网rfid的系统构成 19 2.1 rfid系统概述 19 2.1.1 rfid系统的基本组成 19 2.1.2 rfid系统的工作流程 20 2.1.3 rfid系统的分类 21 2.2 电子标签 26 2.2.1 电子标签的功能特征 26 2.2.2 电子标签的结构形式 26 2.2.3 电子标签的工作特点 29 2.2.4 电子标签的技术参数 32 2.2.5 电子标签的组成 34 2.2.6 电子标签的封装 37 2.3 读写器 38 2.3.1 读写器的功能特征 38 2.3.2 读写器的结构形式 39 2.3.3 读写器的技术参数 41 2.3.4 读写器的基本组成 42 2.3.5 读写器的发展趋势 44 2.4 系统高层 45 第3章 物联网rfid的工作原理 46 3.1 电子产品编码 47 3.1.1 物品编码概述 47 3.1.2 条码编码 48 3.1.3 电子产品编码 50 3.2 电子标签与读写器构成的识别系统 52 3.2.1 epc标签 52 3.2.2 epc读写器 56 3.3 中间件 58 3.3.1 中间件的作用 58 3.3.2 中间件的结构 58 3.3.3 中间件的发展阶段 59 3.3.4 中间件的应用 60 3.4 物联网名称解析服务和信息发布服务 61 3.4.1 物联网网络服务概述 61 3.4.2 物联网名称解析服务 62 3.4.3 物联网信息发布服务 63 3.5 物联网rfid标准体系 65 3.5.1 物联网rfid标准化组织 66 3.5.2 物联网rfid标准体系的构成 68 3.5.3 物联网rfid标准在我国的实施策略 69 第2篇 rfid的工作原理 第4章 rfid使用的频率及电磁波的工作特点 73 4.1 频率范围 73 4.1.1 频谱的划分 74 4.1.2 无线电业务种类 75 4.1.3 ism频段 76 4.1.4 rfid使用的频段 79 4.2 rfid的工作波长 82 4.2.1 电磁波的速度 82 4.2.2 rfid的工作波长 83 4.3 电波传播的电参数 84 4.4 低频和高频rfid电磁场的特性 88 4.5 微波rfid电磁波的特性 89 4.5.1 自由空间的传输损耗 89 4.5.2 视距传播与菲涅耳区 89 4.5.3 集肤效应 96 第5章 天线基础 98 5.1 天线概述 98 5.1.1 天线的定义 99 5.1.2 天线的分类 99 5.1.3 天线的研究方法 100 5.2 基本振子的辐射 101 5.2.1 电基本振子的辐射 101 5.2.2 磁基本振子的辐射 105 5.3 天线的电参数 106 5.3.1 发射天线的电参数 106 5.3.2 互易定理和接收天线的电参数 112 5.4 对称振子天线 112 5.4.1 对称振子的电流分布 113 5.4.2 对称振子的辐射场与方向图 113 5.4.3 对称振子的辐射电阻 115 5.4.4 对称振子的输入阻抗 115 5.5 天线阵 116 5.5.1 二元阵与方向性乘积原理 116 5.5.2 均匀直线阵 118 5.6 其他类型天线简要介绍 119 5.6.1 引向天线 119 5.6.2 螺旋天线 120 5.6.3 微带天线 120 5.6.4 缝隙天线 121 5.6.5 旋转抛物面天线 121 第6章 rfid中的天线技术 123 6.1 rfid天线的应用及设计现状 123 6.1.1 rfid天线的应用现状 124 6.1.2 rfid天线的设计现状 125 6.2 低频和高频rfid天线技术 127 6.2.1 低频和高频rfid天线的结构和图片 127 6.2.2 低频和高频rfid天线的磁场 128 6.2.3 低频和高频rfid天线的最佳尺寸 130 6.3 微波rfid天线技术 131 6.3.1 微波rfid天线的结构、图片和应用方式 131 6.3.2 微波rfid天线的设计 132 6.4 天线仿真设计方法 140 6.4.1 ansoft hfss仿真软件 140 6.4.2 cstmicrowave studio仿真软件 142 6.4.3 ie3d仿真软件 142 6.4.4 仿真与调试 142 6.5 rfid天线的制造工艺 142 6.5.1 线圈绕制法 143 6.5.2 蚀刻法 143 6.5.3 印刷法 144 第7章 rfid电感耦合方式的射频前端 147 7.1 线圈的自感和互感 147 7.1.1 磁通量 147 7.1.2 线圈的电感 148 7.1.3 线圈间的互感 149 7.2 rfid读写器的射频前端 150 7.2.1 rfid读写器射频前端的结构 150 7.2.2 串联谐振电路 150 7.3 rfid电子标签的射频前端 154 7.3.1 rfid电子标签射频前端的结构 154 7.3.2 并联谐振电路 155 7.4 rfid读写器与电子标签之间的电感耦合 159 7.4.1 电子标签的感应电压 160 7.4.2 电子标签的直流电压 161 7.4.3 负载调制 162 第8章 rfid电磁反向散射方式的射频前端 165 8.1 射频滤波器的设计 166 8.1.1 滤波器的类型 166 8.1.2 低通滤波器原型 167 8.1.3 滤波器的变换及集总参数滤波器 172 8.1.4 分布参数滤波器的设计 176 8.2 射频低噪声放大器的设计 183 8.2.1 放大器的稳定性 184 8.2.2 放大器的功率增益 185 8.2.3 放大器输入输出驻波比 186 8.2.4 放大器的噪声 186 8.3 射频功率放大器的设计 188 8.3.1 a类放大器的设计 189 8.3.2 交调失真 190 8.4 射频振荡器的设计 192 8.4.1 振荡器的基本模型 192 8.4.2 射频低频段振荡器 193 8.4.3 微波振荡器 197 8.5 混频器的设计 200 第9章 编码与调制 205 9.1 信号与信道 206 9.1.1 信号 206 9.1.2 信道 208 9.2 编码与调制 210 9.2.1 编码与解码 210 9.2.2 调制和解调 211 9.3 rfid常用的编码方法 212 9.3.1 编码格式 213 9.3.2 编码方式的选择因素 215 9.3.3 编码方式matlab/simulink仿真方法 216 9.4 rfid常用的调制方法 218 9.4.1 载波 218 9.4.2 振幅键控 219 9.4.3 频移键控 221 9.4.4 相移键控 222 9.4.5 副载波调制 223 第10章 数据的完整性与数据的安全性 225 10.1 数据的完整性 225 10.1.1 差错控制 225 10.1.2 数据传输中的防碰撞问题 232 10.1.3 rfid中数据完整性的实施策略 235 10.1.4 编解码电路和校验电路的fpga设计与ise软件简介 236 10.2 数据的安全性 241 10.2.1 密码学基础 241 10.2.2 rfid电子标签的安全设计 243 10.2.3 rfid应用系统的安全设计 246 10.2.4 rfid安全策略举例 247 第11章 电子标签的体系结构 251 11.1 一位电子标签 251 11.2 采用声表面波技术的标签 253 11.3 含有芯片的电子标签 257 11.3.1 模拟前端 258 11.3.2 控制部分的电路结构 261 11.4 具有存储功能的电子标签 262 11.4.1 地址和安全逻辑 263 11.4.2 存储器 264 11.4.3 非接触式ic卡芯片介绍 268 11.4.4 mifare技术 271 11.5 含有微处理器的电子标签 273 11.5.1 微处理器 273 11.5.2 操作系统命令的处理过程 274 11.5.3 含有微处理器的电子标签实例 275 第12章 读写器的体系结构 277 12.1 读写器的组成与设计要求 277 12.1.1 读写器的组成 277 12.1.2 读写器的设计要求 279 12.2 低频读写器 280 12.2.1 基于u2270b芯片的读写器 280 12.2.2 考勤系统的读写器 282 12.2.3 汽车防盗系统的读写器 284 12.3 高频读写器 286 12.3.1 mf rc500芯片 286 12.3.2 基于mf rc500芯片的读写器 289 12.4 微波读写器 293 12.4.1 射频电路与ads 293 12.4.2 启动和退出ads 294 12.4.3 ads的4种工作视窗 295 12.4.4 ads的设计功能 300 12.4.5 ads的仿真功能 301 第13章 rfid中间件 303 13.1 rfid中间件概述 303 13.1.1 rfid中间件的发展历程 303 13.1.2 rfid中间件的架构与分类 305 13.1.3 rfid中间件的特征与作用 309 13.2 中间件接入技术和业务集成技术 310 13.2.1 rfid设备与中间件集成架构 311 13.2.2 rfid读写器设备接入技术 311 13.2.3 rfid中间件业务集成技术 313 13.3 rfid中间件的结构 317 13.3.1 rfid中间件的系统框架 317 13.3.2 rfid中间件的处理模块 318 13.4 中间件标准 321 13.4.1 com标准 322 13.4.2 corba标准 322 13.4.3 j2ee标准 323 13.5 rfid中间件产品介绍 324 13.5.1 ibm公司的rfid中间件 324 13.5.2 微软公司的rfid中间件 326 13.5.3 bea公司的rfid中间件 328 13.5.4 reva公司的rfid中间件 330 13.5.5 深圳立格公司的rfid中间件 332 第14章 物联网rfid标准体系 334 14.1 标准简介 334 14.1.1 标准的意义、本质与作用 334 14.1.2 标准与知识产权 336 14.2 iso/iec rfid标准体系 337 14.2.1 iso/iec概述 338 14.2.2 iso/iec技术标准 339 14.2.3 iso/iec数据结构标准 341 14.2.4 iso/iec性能标准 342 14.2.5 iso/iec应用标准 343 14.2.6 iso/iec其他标准 345 14.2.7 iso/iec 18000-6标准分析 347 14.2.8 iso/iec中的rfid标准汇总表 351 14.3 epc global rfid标准体系 356 14.3.1 epc系统的特点 357 14.3.2 epc global的体系框架 357 14.3.3 epc global体系框架标准 360 14.3.4 epc编码体系 362 14.3.5 epc标签分类 366 14.3.6 epc系统 366 14.3.7 epc系统工作流程 369 14.4 日本泛在识别uid标准体系 369 14.4.1 uid标准体系概述 370 14.4.2 泛在识别码 370 14.4.3 泛在通信器 371 14.4.4 ucode标签分级 372 14.4.5 信息系统服务器 373 14.4.6 ucode解析服务器 373 14.5 我国物联网rfid技术标准 374 14.5.1 制定我国rfid标准的必要性 374 14.5.2 制定我国rfid标准的基本原则 375 14.5.3 我国rfid标准体系框架 376 14.5.4 我国rfid的关键技术 378 14.5.5 我国rfid应用技术标准 380 第3篇 物联网rfid应用实例 第15章 物联网rfid在交通运输领域的应用 385 15.1 物联网rfid在民航领域的应用 385 15.1.1 rfid技术在机场管理系统的应用优势 385 15.1.2 rfid技术在机场管理系统的应用前景 387 15.1.3 rfid技术在机场管理系统各个环节中的应用 389 15.1.4 实施rfid项目需要考虑的几个问题 393 15.1.5 rfid技术在机场管理系统的应用案例 393 15.2 物联网rfid在公路领域的应用 395 15.2.1 rfid技术在公交业务管理系统中的应用 396 15.2.2 美国双子城rfid公交车库定位和管理系统 399 15.2.3 停车场rfid不停车收费智能化管理系统 401 15.2.4 rfid智能卡京津城际铁路快通卡系统解决方案 404 第16章 物联网rfid在制造与物流领域的应用 410 16.1 物联网rfid在制造领域的应用 410 16.1.1 物联网rfid在制造业中的作用 411 16.1.2 物联网rfid在汽车制造领域的应用实例 414 16.1.3 物联网rfid在电路板制造领域的应用实例 416 16.1.4 用于制造业的rfid产品 418 16.2 物联网rfid在物流领域的应用 422 16.2.1 物联网rfid在物流领域的实施效果 422 16.2.2 物联网rfid在超市中的应用实例 423 16.2.3 物联网rfid在物品配送领域的应用实例 426 第17章 物联网rfid在防伪和公共安全领域的应用 431 17.1 物联网rfid在防伪领域的应用 431 17.1.1 远望谷rfid电子票证防伪系统 431 17.1.2 南非世界杯预选赛(中国-澳大利亚)rfid电子门票系统 433 17.1.3 五粮液酒rfid防伪系统 435 17.2 物联网rfid在公共安全领域的应用 438 17.2.1 rfid门禁控制系统 438 17.2.2 rfid食品安全系统 445 17.2.3 rfid医院信息系统 448 附录 缩略语英汉对照表 452 参考文献 460