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第1篇 物联网RFID系统架构3

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73

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ADS293

12.4.2 启动和退出ADS294

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385

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