物联网射频识别技术

《物联网射频识别技术(普通高校物联网工程专业规划教材)》由浅入深，先是梳理射频识别技术的发展概况以及关键技术和应用领域，让读者对物联网射频识别技术有一个较为概括的了解；接着深入讨论物联网射频识别系统的设计与实现，特别是第8、9章详实地给出一个自动不停车收费仿真系统设计分析的具体实现细节，十分有利于学生们动手创新能力和软硬件编程能力的培养。书中还有创意地为每章设计了知识点小结和扩展阅读，为教师们研究性教学的开展奠定坚实的基础。
王洪泊博士作为物联网射频识别教学和研究的实践者，在本书中合理地安排结构，使得初学者可以由浅入深地学习射频识别相关知识。 

《物联网射频识别技术(普通高校物联网工程专业规划教材)》(作者王洪泊)系统地介绍物联网射频识别技术(RFID)的理论、应用及发展趋势，全书共9章，内容包括RFID概述、RFID标准体系、RFID理论基础、RFID系统设计、RFID防碰撞算法分析、RFID安全相关协议分析、RFID中间件，很后两章给出一个完整的RFID应用实例――自动不停车收费ETC仿真系统的研发及运行测试的技术细节。
《物联网射频识别技术(普通高校物联网工程专业规划教材)》采用研究探索式教学理念，以物联网射频识别不错编程的主流技术为主线，以提升学习者开发兴趣为首要任务，围绕基本原理和技术细节，力求反映近期新研究进展，并将典型应用项目融入教学。本书概念准确、论述严谨、内容新颖、图文并茂，适合作为高等学校物联网工程计算机科学与技术、信息安全、软件工程等专业本科生教材，也可供从事物联网射频识别技术理论研究和应用开发人员参考。

第1章 绪论1
1.1 射频识别技术发展史1
1.2 射频识别技术的特点2
1.3 射频识别的分类3
1.3.1 按电子标签的供电形式分类3
1.3.2 按电子标签的可读性分类3
1.3.3 按工作频率分类5
1.4 射频识别的基本技术参数6
1.4.1 数据传输速率6
1.4.2 安全要求7
1.4.3 存储容量7
1.4.4 RFID系统的连通性7
1.4.5 多电子标签同时识读性8
1.4.6 电子标签的封装形式8
1.5 射频识别技术的发展趋势8
1.5.1 RFID与无线传感器技术融合8
1.5.2 RFSIM卡9
1.5.3 RFID与3G技术融合10
本章知识体系小结10
扩展阅读11
思考与练习12
第2章 射频识别标准体系13
2.1 ISO/IEC的射频识别标准体系13
2.1.1 ISO/IEC RFID技术标准14
2.1.2 ISO/IEC RFID数据内容标准16
2.1.3 ISO/IEC RFID 性能标准17
2.1.4 ISO/IEC应用技术标准18
2.2 EPC global标准体系20
2.2.1 EPC global RFID标准体系框架20
2.2.2 EPC global RFID标准23
2.2.3 EPC global与ISO/IEC RFID标准之间的关系24
2.3 Ubiquitous ID标准体系242.3.1 泛在识别中心标准体系25
2.3.2 UID 编码体系26
2.3.3 Ucode标签分级27
2.4 RFID不同应用环节中的标准体系28
物联网射频识别技术目录2.4.1 技术标准28
2.4.2 数据内容与编码标准29
2.4.3 性能与一致性标准30
2.4.4 应用行业（领域）标准30
2.5 我国RFID标准化工作31
2.5.1 基本原则31
2.5.2 相关机构和业务领域31
2.5.3 未来工作重点32
本章知识体系小结33
扩展阅读33
思考与练习36
第3章 射频识别理论基础37
3.1 相关电磁场知识37
3.1.1 天线近场与远场37
3.1.2 耦合类型37
3.1.3 能量传递38
3.1.4 数据传输原理39
3.2 RFID系统传播信道40
3.2.1 RFID系统近场通信机制41
3.2.2 电磁波的传播机制41
3.2.3 小尺度多径传播对RFID系统的影响42
3.3 编码与调制42
3.3.1 RFID常用编码方式43
3.3.2 RFID常用调制方式45
3.4 数据完整性49
3.4.1 奇偶校验法49
3.4.2 纵向冗余校验法50
3.4.3 循环冗余校验法50
本章知识体系小结51
扩展阅读51
思考与练习52
第4章 射频识别系统设计53
4.1 RFID系统总体结构53
4.1.1 信号发射机53
4.1.2 信号接收机53
4.1.3 编程器54
4.1.4 天线54
4.2 RFID读写器设计54
4.2.1 RFID系统的硬件组件55
4.2.2 读写器的功能55
4.2.3 读写器具体的硬件设计56
4.3 RFID电子标签设计57
4.3.1 电子标签分类57
4.3.2 电子标签芯片设计59
4.4 射频天线设计60
4.4.1 RFID天线的分类60
4.4.2 RFID天线指标要求61
4.4.3 RFID天线国内外研究动态62
4.5 基于不同原理的RFID系统结构62
4.5.1 电感耦合RFID系统63
4.5.2 反向散射耦合式应答器设计64
4.5.3 声表面波标签应答器设计65
4.6 运行环境与接口方式67
4.6.1 运行环境67
4.6.2 接口方式67
4.6.3 接口软件68
本章知识体系小结68
扩展阅读69
思考与练习69
第5章 射频识别防碰撞算法分析70
5.1 射频识别防碰撞概述70
5.2 防碰撞复用技术 71
5.2.1 频分多路法71
5.2.2 空分多路法71
5.2.3 码分多路法72
5.2.4 时分多路法73
5.3 标签防碰撞ALOHA算法 73
5.3.1 基本ALOHA算法73
5.3.2 时隙ALOHA算法75
5.3.3 帧隙ALOHA算法76
5.3.4 动态时隙ALOHA算法77
5.4 标签防碰撞二进制搜索算法78
5.4.1 基本二进制搜索算法78
5.4.2 后退二进制搜索算法81
5.4.3 动态后退二进制搜索算法83
5.4.4 跳跃式二进制树形算法83
5.5 几种典型的改进防碰撞算法的基本思想85
5.5.1 不等长动态时隙ALOHA改进算法85
5.5.2 标签设计改进算法86
5.5.3 防碰撞Q算法的分析及改进87
5.5.4 ALOHA和二进制结合算法88
5.5.5 基于记忆功能的防碰撞算法89
本章知识体系小结92
扩展阅读93
思考与练习93
第6章 射频识别安全相关协议分析94
6.1 射频识别系统面临的攻击方式94
6.1.1 主动攻击94
6.1.2 被动攻击94
6.2 射频识别系统的安全需求95
6.2.1 机密性95
6.2.2 完整性95
6.2.3 可用性95
6.2.4 真实性95
6.2.5 隐私性95
6.3 射频识别安全相关协议96
6.3.1 Hash？Lock协议96
6.3.2 随机化Hash？Lock协议97
6.3.3 Hash链协议97
6.3.4 基于Hash的ID变化协议98
6.3.5 数字图书馆RFID协议99
6.3.6 分布式RFID询问？应答认证协议100
6.3.7 低成本鉴定协议101
6.4 射频识别安全协议研究趋势102
本章知识体系小结102
扩展阅读103
思考与练习103
第7章 射频识别中间件技术104
7.1 关于中间件104
7.1.1 中间件的分类104
7.1.2 中间件与多层应用体系结构106
7.2 RFID中间件概述107
7.2.1 RFID中间件的定义 107
7.2.2 RFID中间件的功能107
7.2.3 RFID中间件构架108
7.2.4 RFID中间件的意义109
7.2.5 RFID中间件发展历程109
7.2.6 现有的RFID中间件产品110
7.3 RFID中间件的结构111
7.3.1 RFID中间件模型111
7.3.2 RFID中间件主流系统结构框架 112
7.4 RFID中间件的关键技术114
7.4.1 数据一致性控制保证机制114
7.4.2 数据压缩115
7.4.3 RFID数据清洗技术115
7.5 典型RFID中间件模型研究116
7.5.1 Edge Server层116
7.5.2 消息系统层117
7.5.3 数据接口层117
7.5.4 功能层间的通信机制118
7.6 RFID中间件的发展趋势118
7.6.1 RFID中间件的研究现状及研究方向118
7.6.2 我国RFID中间件产品存在的问题与对策分析120
本章知识体系小结121
扩展阅读121
思考与练习122
第8章 自动不停车收费ETC仿真系统设计123
8.1 ETC技术发展概述123
8.1.1 国外发展状况123
8.1.2 国内发展状况123
8.2 车辆信息采集系统硬件核心元器件的选择124
8.2.1 感应式IC卡 Philips Mifare 1 S50124
8.2.2 AT89S52微控制器125
8.2.3 基站单元MFRC500125
8.2.4 发送接收器125
8.3 车辆信息采集系统的总体硬件设计126
8.3.1 UART串行通信接口设计126
8.3.2 其他接口设计127
8.4 AT89S52和MFRC500接口设计127
8.4.1 MFRC500芯片的功能结构127
8.4.2 AT89S52和MFRC500芯片接口设计128
8.5 车辆信息采集系统的下位机软件设计131
8.5.1 车辆信息采集系统和PC通信帧格式的设计131
8.5.2 MFRC500读写模块的设计、实现与调试132
8.5.3 AT89S52系统初始化133
8.5.4 MFRC500系统初始化133
8.5.5 MFRC500读写模块设计135
8.5.6 MFRC500的内部寄存器组和指令集136
8.5.7 MFRC500的内部指令集C语言函数模块设计137
本章知识体系小结137
扩展阅读138
思考与练习140
第9章 自动不停车收费ETC仿真系统模拟运行测试141
9.1 装置安装测试步骤141
9.1.1 读写器连接141
9.1.2 启动上位机软件141
9.1.3 Mifare 1卡读写测试141
9.1.4 Mifare 1卡块值测试144
9.1.5 修改密码和控制位147
9.1.6 参数设置147
9.1.7 调试信息147
9.2 模拟车辆计费148
9.2.1 前期准备148
9.2.2 车辆驶过时的模拟148
本章知识体系小结150
扩展阅读151
思考与练习155
附录A 元器件清单以及接GND、VCC的元件156
附录B 名词术语中英文对照表158
附录C RFID专利情况161
参考文献171