RFID原理及应用期末期末复习6.docx

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RFID原理及应用期末期末复习6

RFID原理及应用复习

一、判断

1．RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即无线射频识别。

（）

2．物联网的感知层主要包括：

二维码标签、读写器、RFID标签、摄像头、GPS传感器、M-M终端。

（）

3．13.56MHZ,125kHz,433MHz都是RFID系统典型的工作频率（）

4．在物联网节点之间做通信的时候，通信频率越高，意味着传输距离越远。

（错）

9．RFID拥有耐环境性，穿透性，形状容易小型化和多样化等特性（）

二、不定项选择题

1、（B）是电子标签的一个重要组成部分，它主要负责存储标签内部信息，还负责对标签接收到的信号以及发送出去的信号做一些必要的处理。

A、天线B、电子标签芯片C、射频接口D、读写模块

2、绝大多数射频识别系统的耦合方式是（B）。

A、电感耦合式B、电磁反向散射耦合式C、负载耦合式D、反向散射调制式

3、在射频识别系统中，最常用的防碰撞算法是（C）。

A、空分多址法B、频分多址法C、时分多址法D、码分多址法。

4、读写器中负责将读写器中的电流信号转换成射频载波信号并发送给电子标签，或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化为电流信号的设备是（A）。

A、射频模块B、天线C、读写模块D、控制模块

5、任意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为‘0’和‘1’取值的多项式一一对应。

则二进制代码10111对应的多项式为（A）。

A、x4+x2+x+1B、x6+x4+x2+x+1C、x5+x3+x2+x+1D、x5+x3+x+1

6、电子标签正常工作所需要的能量全部是由阅读器供给的，这一类电子标签称为（B）。

A、有源标签B、无源标签C、半有源标签D、半无源标签

7、在天线周围的场区中有一类场区，在该区域里辐射场的角度分布与距天线口径的距离远近是不相关的。

这一类场区称为（A）。

A、辐射远场区B、辐射近场区C、非辐射场区D、无功近场区

8、RFID系统面临的攻击手段主要有主动攻击和被动攻击两种。

下列哪一项属于被动攻击：

（C）。

A、获得RFID标签的实体，通过物理手段进行目标标签的重构。

B、用软件利用微处理器的通用接口，寻求安全协议加密算法及其实现弱点，从而删除或篡改标签内容。

C、采用窃听技术，分析微处理器正常工作过程中产生的各种电磁特征，获得RFID标签和阅读器之间的通信数据。

D、通过干扰广播或其他手段，产生异常的应用环境，使合法处理器产生故障，拒绝服务器攻击等。

9、通信双方都拥有一个相同的保密的密钥来进行加密、解密，即使二者不同，也能够由其中一个很容易的推导出另外一个。

该类密码体制称为（B）。

A、非对称密码体制B、对称密码体制C、RSA算法D、私人密码体制

10、射频识别系统中的哪一个器件的工作频率决定了整个射频识别系统的工作频率，功率大小决定了整个射频识别系统的工作距离：

（A）。

A、电子标签B、上位机C、读写器D、计算机通信网络

1.物联网的基本架构不包括（BCD）。

A、感知层B、传输层C、数据层D、会话层

2.利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（B）。

A、可靠传递B、全面感知C、智能处理D、互联网

3．RFID卡（C）可分为：

主动式标签（TTF）和被动式标签（RTF）。

A、按供电方式分B、按工作频率分C、按通信方式分D、按标签芯片分

4．（C）是负责对物联网收集到的信息进行处理、管理、决策的后台计算处理平台。

A、感知层B、网络层C、云计算平台D、物理层

5．利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制，指的（C）。

A、可靠传递B、全面感知C、智能处理D、互联网

6．RFID标签的分类按标签芯片分（ABD）。

A、只读（R/O）标签

B、CPU标签

C、被动式标签（RTF）

D、读写（R/W）标签

7.RFID属于物联网的哪个层（A）

A感知层B网络层C业务层D应用层

7．在我们现实生活中,下列公共服务有哪一项还没有用到物联网（C）。

A、公交卡B、安全门禁C、手机通信D、水电费缴费卡

10．数据采集和感知用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，主要是（ABCD）。

A、传感器

B、RFID

C、二维码

D、多媒体信息采集

10.RFID属于物联网的哪个层

A感知层B网络层C业务层D应用层

15．下列哪项不是传感器的组成元件（D）。

A、敏感元件B、转换元件C、变换电路D、电阻电路

三、简答题

1.简述与条形码相比RFID技术具有的优点

5.简述电感耦合方式下阅读器向应答器提供能量的过程。

1.什么是EPC,EPC编码有何特点，简述EPC的好处

（1）EPC的全称是ElectronicProductCode，中文称为产品电子代码。

EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。

EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。

EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。

（2）编码容量大、兼容性强、应用广泛、具有合理性、国际性

（3）EPC电子标签技术，可以实现数字化库房管理；并配合使用EPC编码，使得库存货品真正实现网络化管理。

2.全球产品电子代码编码体系如图3-1所示，请完成图中数字

（1）-（5）所标明的部件。

1.ONS

2.PMLServer

3.本地数据库

4.阅读器

5.电子标签

3.调制技术的优略往往影响到RFID系统功能的稳定，如图3-2所示，请指出分别属于哪种调制方式，ASK,FSK,还是PSK,简要说说这三种调制方式的特点。

ASK:

即按载波的幅度受到数字数据的调制而取不同的值，例如对应二进制0，载波振幅为0；对应二进制1，载波振幅为1。

调幅技术实现起来简单，但容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。

FSK:

即按数字数据的值（0或1）调制载波的频率。

例如对应二进制0的载波频率为F1，而对应二进制1的载波频率为F2。

该技术抗干扰性能好，但占用带宽较大。

在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。

PSK:

即按数字数据的值调制载波相位。

例如用180相移表示1，用0相移表示0。

这种调制技术抗干扰性能最好，且相位的变化也可以作为定时信息来同步发送机和接收机的时钟，并对传输速率起到加倍的作用。

4．RFID系统主要由哪几部分组成？

RFID工作原理是什么。

（1）电子标签、读写器、RFID中间件、应用系统

（2）标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（即PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（即ActiveTag，有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

6.编码是RFID系统的重要组成部分，通常RFID系统的编码有四中方式，分别为单极性归零编码，单极性不归零编码，双极性不归零编码，曼彻斯特编码。

如图4-1所示，请标明对应的编码方式，并说明每一种编码方式的特点。

C单极性归零码（RZ）即是以高电平和零电平分别表示二进制码1和0，而且在发送码1时高电平在整个码元期间T只持续一段时间τ，其余时间返回零电平．在单极性归零码中，τ/T称为占空比．单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号，因此单极性归零码常常用作其他码型提取同步信号时的过渡码型．也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步信号的码型，可先变换为单极性归零码，然后再提取同步信号．

A极性不归零码,无电压（也就是元电流）用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。

每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平（即0.5）。

也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间,就判为"1"码,如果在O与0.5之间就判为"0"码。

每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。

B双极性不归零码,"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。

此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。

D曼彻斯特编码，常用于局域网传输。

曼彻斯特编码将时钟和数据包含在中，在传输代码信息的同时，也将时钟信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的防错性能。

但每一个码都被调成两个电平，所以波特率只有调制速率的1/2。

一、填空题

2、RFID系统通常由（标签）、（读写器）、（中间件）和（应用软件）四部分组成。

3、在RFID系统中，读写器与电子标签之间能量与数据的传递都是利用耦合元件实现的，RFID系统中的耦合方式有两种：

（电感耦合式）、（电磁反向散射耦合式）。

10、电子标签的技术参数主要有（传输速率）、（读写速度）、（工作频率）、（能量需求）（列出四种即可）。

11、在偶校验法中，无论信息位多少，监督位只有1位，它使码组中“1”的数目为（偶数）。

12、常用的奇偶检验法为：

（奇偶校验）、（和校验）、（循环冗余校验）。

13、电感耦合式系统的工作模型类似于变压器模型。

其中变压器的初级和次级线圈分别是：

（阅读天线线圈）、（电子标签天线线圈）。

14、电子标签按照天线的类型不同可以划分为：

（线圈型）、（微带贴片型）、（偶极子型）。

15、随着RFID技术的进一步推广，一些问题也相应出现，这些问题制约着它的发展，其中最为显著的是数据安全问题。

数据安全主要解决（数据保密）和（认证）的问题。

16、常见的密码算法体制有：

（对称密码体系）和（非对称密码体系）两种。

17、超高频RFID系统的识别距离一般为（15米）

18、目前国际上与RFID相关的通信标准主要有：

（ISO）、（EPC）。

19、高频RFID系统典型的工作频率是（13.56MHz）。

1、自动识别技术是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物品的相关信息，常见的自动识别技术有、、、（至少列出四种）。

2、RFID的英文缩写是。

4、在RFID系统工作的信道中存在有三种事件模型：

①以能量提供为基础的事件模型、②以时序方式提供数据交换的事件模型、③以数据交换为目的的事件模型。

6、读写器和电子标签通过各自的天线构建了二者之间的非接触信息传输通道。

根据观测点与天线之间的距离由近及远可以将天线周围的场划分为三个区域：

感应近场区,辐射近场区,辐射远场区。

7、上一题中第二个场区与第三个场区的分界距离R为

/π。

（已知天线直径为D，天线波长为

。

）

8、在RFID系统中，读写器与电子标签之间能量与数据的传递都是利用耦合元件实现的，RFID系统中的耦合方式有两种：

、。

10、按照射频识别系统的基本工作方式来划分，可以将射频识别系统分为全双工、半双工、时序系统。

12、按照读写器和电子标签之间的作用距离可以将射频识别系统划分为三类：

、、。

13、典型的读写器终端一般由、、三部分构成。

14、控制系统和应用软件之间的数据交换主要通过读写器的接口来完成。

一般读写器的I/O接口形式主要有：

、、、。

15、随着RFID技术的不断发展，越来越多的应用对RFID系统的读写器也提出了更高的要求，未来的读写器也将朝着、、、、、、、（至少列出5种）的方向发展。

16、从功能上来说，电子标签一般由天线、调制器、编码发生器、时钟、存储电路组成。

17、读写器之所以非常重要，这是由它的功能所决定的，它的主要功能有、、、、、、（至少列出4种）。

18、根据电子标签工作时所需的能量来源，可以将电子标签分为、两种。

20、电子标签的技术参数主要有、、、、、（列出四种即可）。

21、未来的电子标签将有以下的发展趋势：

、、、、、、标签存储量更大。

25、在发送端需要在信息码元序列中增加一些差错控制码元，它们称为。

30、常用的检验法为、、。

31、RFID系统中的数据传输也分为两种方式：

阅读器向电子标签的数据传输，称为下行链路传输；电子标签向阅读器的数据传输，称为上行链路传输。

32电感耦合式系统的工作模型类似于变压器模型。

其中变压器的初级和次级线圈分别是

和。

34、随着RFID技术的进一步推广，一些问题也相应出现，这些问题制约着它的发展，其中最为显著的是数据安全问题。

数据安全主要解决和的问题。

35、常见的密码算法体制有对称密钥算法和非对称密钥算法两种。

36、根据是否破坏智能卡芯片的物理封装，可以将智能卡的攻击技术分为两类。

38、为了防止碰撞的发生，射频识别系统中需要设计相应的防碰撞技术，在通信中这种技术也称为多址技术，多址技术主要分为以下四种：

、、、。

1.RFID系统按照工作频率分类，可以分为、、、四类。

2.高频RFID系统典型的工作频率是。

3.目前国际上与RFID相关的通信标准主要有：

、。

8.电子标签含有物品唯一标识体系的编码，其中是全球产品代码的一个分支，它包含著一系列的数据和信息，如产地、日期代码和其他关键的供应信息。

9．超高频RFID系统的识别距离一般为。

10．超高频RFID系统数据传输速率高，可达10mW~4W。

二、选择题

1、是电子标签的一个重要组成部分，它主要负责存储标签内部信息，还负责对标签接收到的信号以及发送出去的信号做一些必要的处理。

A、天线B、电子标签芯片C、射频接口D、读写模块

2、绝大多数射频识别系统的耦合方式是。

A、电感耦合式B、电磁反向散射耦合式C、负载耦合式D、反向散射调制式

3、在RFID系统中，电子标签的天线必须满足一些性能要求。

下列几项要求中哪一项不需要满足。

A、体积要足够小B、要具有鲁棒性C、价格不应过高D、阻抗要足够大

4、读写器中负责将读写器中的电流信号转换成射频载波信号并发送给电子标签，或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化为电流信号的设备是。

A、射频模块B、天线C、读写模块D、控制模块

9、电子标签正常工作所需要的能量全部是由阅读器供给的，这一类电子标签称为。

A、有源标签B、无源标签C、半有源标签D、半无源标签

10、在天线周围的场区中有一类场区，在该区域里辐射场的角度分布与距天线口径的距离远近是不相关的。

这一类场区称为。

A、辐射远场区B、辐射近场区C、非辐射场区D、无功近场区

15、RFID系统面临的攻击手段主要有主动攻击和被动攻击两种。

下列哪一项属于被动攻击：

。

A、获得RFID标签的实体，通过物理手段进行目标标签的重构。

B、用软件利用微处理器的通用接口，寻求安全协议加密算法及其实现弱点，从而删除或篡改标签内容。

C、采用窃听技术，分析微处理器正常工作过程中产生的各种电磁特征，获得RFID标签和阅读器之间的通信数据。

D、通过干扰广播或其他手段，产生异常的应用环境，使合法处理器产生故障，拒绝服务器攻击等。

16、通信双方都拥有一个相同的保密的密钥来进行加密、解密，即使二者不同，也能够由其中一个很容易的推导出另外一个。

该类密码体制称为。

A、非对称密码体制B、对称密码体制C、RSA算法D、私人密码体制

20、射频识别系统中的哪一个器件的工作频率决定了整个射频识别系统的工作频率，功率大小决定了整个射频识别系统的工作距离：

。

A、电子标签B、上位机C、读写器D、计算机通信网络

2、下列哪一项是超高频RFID系统的工作频率范围？

AC

A、<150KHzB、433.92MHz和860～960MHzC、13.56MHzD、2.45～5.8GHz

3、ISO18000-3、ISO14443和ISO15693这三项通信协议针对的是哪一类RFID系统？

A、低频系统B、高频系统C、超高频系统D、微波系统

4、未来RFID的发展趋势是。

A低频RFIDB、高频RFIDC、超高频RFIDD、微波RFID

7、下列哪一个载波频段的RFID系统拥有最高的带宽和通信速率、最长的识别距离和最小的天线尺寸？

A、<150KHzB、433.92MHz和860～960MHzC、13.56MHzD、2.45～5.8GHz

9、工作在13.56MHz频段的RFID系统其识别距离一般为。

A、<1cmB、<10cmC、<75cmD、10m

1、简述无源RFID系统的工作过程。

RFID无源系统是指不带电池的又和RFID组成的识别系统。

一套完整由（Reader）与（Transponder）两部份组成,其工作原理为由（Reader）发射一特定频率之无线电波能量给（Transponder）,用以驱动（Transponder）电路将内部之IDCode（即全球唯一编号和数据）送出，此时（Reader）便接收此IDCode。

2、简述对称加密算法和非对称加密算法的区别。

对称加密的加密和解密密钥都是一样的。

而非对称加密的加密和解密密钥是不一样的。

它们的算法也是不同的

3、简述与条形码相比RFID技术具有的优点

（1）可识别单个非常具体的物体。

（2）采用无线电射频，可以隔箱扫描

（3）可以同时对多个物体进行读识，可以整箱扫描。

（4）存储信息量大可以重复擦写。

（5）易于构成网络应用环境。

4、简述RFID系统中高层的作用。

（1）对于独立应用，阅读器可以可以完成应用需求。

（2）对于多阅读器构成网络架构的信息系统，高层是必不可少的。

（3）针对FRID的具体应用，需要在高层将多阅读器获取的数据有效地整合起来，提供查询、历史档案等相关管理和服务。

（4）更进一步，通过对数据的加工、分析和挖掘，为正确决策提供依据。

5、简述电感耦合方式下阅读器向应答器提供能量的过程。

当时变磁场通过阅读器线圈时，在线圈上会产生感应电压，并在线圈中产生电流，当应答器进入阅读器产生的交变磁场时，应答器的电感线圈上就会产生感应电压，从而获得阅读器提供能量。

6、简述RFID系统在进行无线传输时为什么必须经过编码和调制。

如果直接发送编码后的无线信号，由于空间中同频的无线信号有很多，会造成同频干扰。

所以一般都是将有用信号调制在某一频率的上发送，接收端解调得到有用信号。

7、简述微波RFID与高频、低频RFID技术的差异。

（1）工作在微波频段的应答器应具有较远的读、写距离距离。

（2）在微波频段，阅读器和应答器的耦合多采用反向散射方式而不是电感耦合方式。

（3）在微波频段，应答器的天线较小。

（4）在微波频段，阅读器必须有较快的、有效的处理碰撞能力。

（5）应答器出存储有哦识别数据外，还可能会集成有传感器。

8、简述射频识别系统的工作流程。

（1）识读器经过发射天线向外发射无线电载波信号。

（2）当射频标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活将自身信息经天线发射出去。

（3）系统的接收天线接收到射频标签发出的载波信号，经天线的调节器传给识读器。

识读器对接到的信号进行解调解码，送后台计算机控制器。

（4）计算机控制器根据逻辑运算判断射频标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。

（5）执行机构按计算机的指令动作。

（6）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台。

根据不同的项目可以设计不同的软件来实现不同的功能。

9、在建立射频识别系统时，要注意解决哪些问题？

（1）避免冲突：

避免两个识读器之间的冲突，避免多个标签之间的信号与识读器产生冲突。

（2）识读距离：

识读器读取信息的距离取决于识读器的能量和使用频率，高频率的标签有更大的读取距离，但需要识读器输出的电磁波能量也更大。

（3）安全要求：

对一个计划中的射频识别应用所提出的安全要求，即加密和身份认证，应该做出非常精确的评估，以便从一开始就排除掉在应用阶段可能会出现的各种危险的攻击。

1.请画出RFID读写器的组成框图，并分别描述各部分功能

天线：

•发射和接收射频载波信号

•将读写器中的电流信号转换成射频载波信号并发送给电子标签，或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化为电流信号；

•无源标签能量供给

射频接口模块

•包括发射器、射频接收器、时钟发生器和电压调节器等。

该模块是读写器的射频前端，负责射频信号的发射及接收。

•调制电路负责将需要发送给电子标签的信号加以调制，然后再发送；

•解调电路负责将解调标签送过来的信号并进行放大；

二、物联网Internetofthings

分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，对应的关键技术为RFID、传感器、智能芯片和无线传输网络。

中国——感知中国

美国“智能电网”和“智慧地球”

欧洲“物联网行动计划”

日韩“U-Japan”和“U-Korea”战略

新加坡“智慧国2015”发展蓝图

第二章RFID系统概论

一、RFID——RadioFrequencyIdentification

RFID利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递达到识别目标的技术。

系统通常读写器、电子标签及应用软件组成。

可用于物流，电子票证，动物或资产追踪管理，供应冷链，高速公路智能收费等领域。

二、工作原理：

读写器控制射频模块发出射频信号，电子标签主动发送（有源标签）或者凭借感应电流所获得的能量（无源标签）发送出芯片中的存储信息，接收标签的应答，读写器对标签的传递过来的信息进行解码，并传输到主机进行数据处理。

1）在低频段（100MHz以下）基于电感耦合（近距）

2）在高频段（400MHz以上）基于电磁反向散射耦合（雷达，远距）

三、按工作频段分类：

工作频段

通信标准协议

优点

缺点

低频（LF）

<125KHz

ISO18000-2

ISO11785

标准CMOS工艺

技术简单可靠成熟

无频率限制

通信速度低

识别距离短（<10cm）

天线尺寸大

高频（HF）

13.56MHz

ISO18000-3

ISO14443

ISO15693

与标准CMOS工艺兼容

技术可靠成熟

在交通智能卡等领域应用广泛

距离不够远（<75cm）

天线尺寸大，

受金属材料等影响大

超高频（UHF）

840-845MHz和

920-925MHz

ISO18000-6

ISO18000-7

长距离定向识别

天线尺寸小，可绕射，无需可视距离，

发展潜力巨大

各国有不同的频段管制，

受金属和液体等材料影响较大

对人体有伤害，限制发射功率

微波

2.45～5.8GHz

ISO18000-4

DSRC

除了UHF特性外

更高的带宽和通信速率

更长识别距离，更小的天线尺寸

ISM频段共享产品多

易受干扰，技术相对复杂

对人体有伤害，限制发射功率

第三章RFID的工作原理

一、RFID工作原理

•阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;

•标签一旦进入阅读器天线的作