物联网射频识别(RFID)技术与应用

    本书在物联网的框架下全面介绍了射频识别技术。全书共分11章，内容包括物联网RFID系统概述、RFID工作频率及无线传输、天线技术、射频前端电路、编码与调制、数据的完整性与数据的安全性、电子标签体系结构、读写器体系结构、RFID中间件、RFID标准体系、物联网RFID应用实例。本书内容丰富，具有可读性、知识性和系统性，不仅讲解了射频识别的基本理论和基础知识，也介绍了物联网RFID技术现状和标准体系，并给出了物联网RFID在6个方面的应用实例。
    本书面向应用型人才培养，可作为高等院校通信、电子、计算机、物联网、自动控制、仪器仪表及相关专业学生的教材也可供从事物联网RFID工作的工程师参考。

第1章  物联网RFID系统概述  1
1.1  物联网与射频识别技术  1
1.1.1  物联网的概念  1
1.1.2  射频识别的概念  2
1.1.3  物联网起源于射频识别领域  2
1.2  自动识别技术  3
1.2.1  自动识别技术的概念  3
1.2.2  自动识别技术的分类  3
1.2.3  RFID技术  6
1.3  RFID历史与未来  7
1.3.1  RFID技术的产生  7
1.3.2  RFID技术推广阶段  7
1.3.3  RFID技术普及阶段  8
1.3.4  物联网RFID现状与未来  8
1.4  RFID系统构成  10
1.4.1  RFID基本组成  10
1.4.2  电子标签  13
1.4.3  读写器  21
1.4.4  系统高层  24
习题  24

第2章  RFID工作频率及无线传输  25
2.1  RFID工作频率  25
2.1.1  频谱划分  25
2.1.2  ISM频段  26
2.1.3  RFID使用的频段  28
2.2  RFID工作波长  28
2.2.1  电磁波的速度  28
2.2.2  RFID工作波长  29
2.3  RFID无线传输  30
2.3.1  低频和高频RFID的近场特性  30
2.3.2  微波RFID的电波特性  32
习题  35

第3章  RFID天线技术  36
3.1  天线概述  36
3.1.1  天线定义  37
3.1.2  天线分类  37
3.1.3  天线的电参数  37
3.2  各类天线简要介绍  41
3.2.1  对称振子天线  41
3.2.2  引向天线  43
3.2.3  螺旋天线  43
3.2.4  微带天线  44
3.2.5  旋转抛物面天线  44
3.3  RFID中的天线技术  45
3.3.1  RFID天线的应用现状  45
3.3.2  RFID天线的设计现状  47
3.3.3  低频和高频RFID天线技术  48
3.3.4  微波RFID天线技术  50
3.4  RFID天线的制造工艺  56
3.4.1  线圈绕制法  56
3.4.2  蚀刻法  57
3.4.3  印刷法  57
习题  58

第4章  RFID射频前端电路  60
4.1  RFID电感耦合方式的射频前端  60
4.1.1  线圈的自感和互感  60
4.1.2  RFID读写器的射频前端  62
4.1.3  RFID电子标签的射频前端  65
4.1.4  读写器与电子标签之间的电感耦合  67
4.1.5  RFID负载调制技术  69
4.2  RFID电磁反向散射方式的射频前端  71
4.2.1  微波射频前端的一般框图  71
4.2.2  射频滤波器  71
4.2.3  射频低噪声放大器  76
4.2.4  射频功率放大器  77
4.2.5  射频振荡器  78
4.2.6  射频混频器  79
习题  80

第5章  编码与调制  82
5.1  信号与信道  83
5.1.1  信号  83
5.1.2  信道  84
5.2  编码与调制  86
5.2.1  编码与解码  86
5.2.2  调制和解调  87
5.3  RFID常用的编码方法  88
5.3.1  编码格式  88
5.3.2  编码方式的选择因素  90
5.3.3  编码方式仿真方法  91
5.4  RFID常用的调制方法  92
5.4.1  数字调制  92
5.4.2  副载波调制  96
习题  97

第6章  数据完整性与数据安全性  98
6.1  数据完整性  98
6.1.1  差错控制  99
6.1.2  数据传输中的防碰撞问题  104
6.1.3  RFID中数据完整性的实施策略  106
6.2  数据的安全性  108
6.2.1  密码学基础  109
6.2.2  RFID电子标签的安全设计  111
6.2.3  RFID应用系统的安全设计  113
6.2.4  RFID安全策略举例  114
习题  116

第7章  电子标签的体系结构  118
7.1  利用物理效应的标签  118
7.1.1  一位标签  118
7.1.2  采用声表面波技术的标签  120
7.2  具有存储功能的电子标签  122
7.2.1  射频前端  122
7.2.2  控制电路  125
7.2.3  地址和安全逻辑  125
7.2.4  存储器  127
7.2.5  非接触式IC卡和ID卡实例  129
7.2.6  MIFARE技术  132
7.3  含有微处理器的电子标签  134
7.3.1  结构框图  134
7.3.2  智能卡实例  135
习题  136

第8章  读写器的体系结构  137
8.1  读写器的组成和设计要求  137
8.1.1  读写器的组成  137
8.1.2  读写器的设计要求  138
8.2  低频读写器  139
8.2.1  U2270B芯片  139
8.2.2  基于U2270B芯片的读写器  141
8.2.3  低频读写器实例——汽车防盗系统  141
8.3  高频读写器  143
8.3.1  MFRC500芯片  143
8.3.2  基于MFRC500芯片的读写器  145
8.3.3  高频读写器实例——MIFARE卡读写器  146
8.4  微波读写器  148
8.4.1  射频电路与ADS仿真设计  148
8.4.2  UHF频段读写器实例——915 MHz读写器  153
习题  154

第9章  RFID中间件  156
9.1  RFID中间件概述  156
9.1.1  中间件的概念  156
9.1.2  RFID中间件的分类  157
9.1.3  RFID中间件的发展历程  158
9.1.4  RFID中间件的特征与作用  159
9.2  RFID中间件的结构  160
9.2.1  中间件的系统框架  160
9.2.2  中间件的处理模块  161
9.3  RFID中间件实例  164
9.3.1  IBM的RFID中间件  164
9.3.2  微软的RFID中间件  166
9.3.3  国内的RFID中间件  168
习题  169

第10章  RFID标准体系  170
10.1  RFID标准化简介  170
10.1.1  RFID标准化组织  170
10.1.2  RFID标准体系的构成  172
10.2  ISO/IEC RFID标准体系  173
10.2.1  ISO/IEC 技术标准  173
10.2.2  ISO/IEC数据结构标准  175
10.2.3  ISO/IEC性能标准  176
10.2.4  ISO/IEC应用标准  177
10.3  EPCglobal标准体系  178
10.3.1  EPC系统的工作流程  178
10.3.2  EPC物品编码标准  179
10.3.3  EPC射频识别标准  181
10.3.4  EPC对象名称解析和信息发布标准  183
10.4  UID标准体系  184
10.4.1  泛在识别码  185
10.4.2  泛在通信  185
10.4.3  泛在解析服务器和信息系统服务器  186
10.5  我国RFID标准简介  187
习题  189

第11章  物联网RFID应用实例  191
11.1  物联网RFID在制造领域的应用  191
11.1.1  物联网RFID在制造业的应用优势  191
11.1.2  物联网RFID在汽车制造领域的应用实例  192
11.2  物联网RFID在物流领域的应用  193
11.2.1  物联网RFID在物流业的应用优势  194
11.2.2  物联网RFID在物品配送领域的应用实例  194
11.3  物联网RFID在防伪领域的应用  197
11.3.1  物联网RFID在票据防伪中的应用优势  197
11.3.2  物联网RFID在电子门票中的应用实例  198
11.4  物联网RFID在公共安全领域的应用  200
11.4.1  物联网RFID在公共安全中的应用优势  200
11.4.2  物联网RFID在公共安全领域的应用实例  201
11.5  物联网RFID在铁路领域的应用  204
11.5.1  物联网RFID在铁路业的应用优势  204
11.5.2  物联网RFID在城际铁路领域的应用实例  204
11.6  物联网RFID在民航领域的应用  207
11.6.1  物联网RFID在民航业的应用优势  207
11.6.2  物联网RFID在民航领域的应用实例  208
习题  213

附录：缩略语英汉对照表  214
参考文献  219