RFID射频课考试整理资料.docx

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RFID射频课考试整理资料

一，多项选择（8*2分）

耦合方式，通信方式（图形、编码方式），

物联网的传输层、感知（传输，运用）

有源，无源系统

射频识别分类（按供电）

波形采用什么样的编码方式？

二，填空题（20*1分，有8题）

三，简答题（5*8分）考第一、二、三章

四，综合分析（2*12分）一题里有3小题

一段话，然后问：

运用到什么技术

第1章，物联网的基本概念

EPC的特点，运用，组成，结构网

防伪

EPC的特点：

书本P9

（1）

（2）（3）（4）

系统结构组成：

第2章，射频识别的技术

耦合，电感原理，电磁波反射

编码方式，调制方式，校验

CRC,PN码,PSK,ASK

射频技术的优缺点

耦合：

耦合类型的不同：

电感耦合系统电磁感应

电磁反向散射耦合系统雷达原理

电感耦合方式：

典型的工作频率是13.56M和小于135K的频段

采用无源的方式工作距离<λ/2Л

原理：

电感耦合方式下数据传输通常采用负载调制方法，

即通过控制应答器谐振回路的电路参数按照数据流的节拍变化，也就是调制，在阅读器端解调出来。

假设应答器的复变阻抗：

Zt

当S开关节拍的接通和断开时：

Zt=RL

Zt=RL//Rmod

Zt的节拍变化引起i2的节拍变化，根据楞次定律，i2通过互感对i1起反作用，使得L1上的电压节拍变化。

方向散射耦合方式：

借助雷达技术原理，实际应用中，由于目标的发射性能与频率成正比，所以一般采用特高频和超高频，工作距离一般大于1m。

>λ/2∏

阅读器天线的发射功能是P1,衰减后到达应答器的功率为P1’,进入整流电路后形成工作需要的电压，P1’被应答器反射的功率为P2。

通过应答器的负载的接通和断开，完成对P2的振幅调制。

阅读器对P2’进行相关处理。

综上所述，电感耦合方式中，能量只在阅读器和标签间转化，没有向周围辐射，应答器应处于近场区。

方向散射耦合方式中，阅读器的能量以电磁波的形式向空间发射，处于远场区。

调制方式：

常用的数据调制方式有：

幅移键控（ＡＳＫ）

　　　　　　频移键控（ＦＳＫ）

　　　　　　相移键控（ＰＳＫ）

编码方式：

常用的数据编码方式：

反向不归零码

曼切斯特编码

单极性归零编码

米勒编码

差动编码

脉冲——间歇编码

脉冲位置编码

校验：

若设码字长度为N，信息字段为K位，校验字段为R位（N=K+R），则对于CRC码集中的任一码字，存在且仅存在一个R次多项式g（x），使得

V（x）=A（x）g（x）=xRm（x）+r（x）;

其中:

   m（x）为K次信息多项式，r（x）为R-1次校验多项式，

g（x）称为生成多项式：

g（x）=g0+g1x+g2x2+...+g（R-1）x（R-1）+gRxR

发送方通过指定的g（x）产生CRC码字，接收方则通过该g（x）来验证收到的CRC码字。

CRC校验码软件生成方法：

   借助于多项式除法，其余数为校验字段。

例如：

信息字段代码为:

1011001；对应m（x）=x6+x4+x3+1 

     假设生成多项式为：

g（x）=x4+x3+1；则对应g（x）的代码为:

11001

     x4m（x）=x10+x8+x7+x4对应的代码记为：

10110010000；

采用多项式除法:

 得余数为:

1010    （即校验字段为：

1010）

发送方：

发出的传输字段为:

 10110011010

接收方：

使用相同的生成码进行校验:

接收到的字段/生成码（二进制除法）

                 如果能够除尽，则正确，

不同频段RFID系统的优缺点：

工作频段

优点

缺点

低频

技术简单、无频率限制

受环境影响较小

通信速率低、工作距离短（小于10cm）、天线尺寸大

高频

与低频相比有较高的通信速率和较长的工作距离

距离不够远（最大75cm）

天线尺寸大，受金属材料影响较大

超高频

工作距离长（大于1m）、天线尺寸小、可绕开障碍物，无须视线接触，可定向识别

各国都有不同的频段管制，对人体有伤害，发射功率受限制，受某些材料影响较大

微波

除具有超高频标签的优点外，还具有更高的带宽和通信速率，更长的工作距离和更小的天线尺寸

共享此频段产品多，易受干扰，技术复杂，对人体有伤害，发射功率受限制，受某些材料影响较大

第3章，读卡器

射频电子标签和读卡器的每个部分的功能，优缺点、

读写器的作用：

主要功能如下：

（1）读写器与电子标签间的通信

（2）读写器与计算机间通过标准接口进行通信

（3）可以在读写区域内实现多标签同时识读，具备防碰撞功能

（4）适应于固定和移动标签识读

（5）能够校验读写过程的错误信息

（6）对于有源标签，能够标示电池的相关信息（电量等）

组成

功能

控制模块

1.与应用系统软件通信

2.控制与标签的通信

3.编码与解码

4.执行防碰撞算法

5.数据加密与解密

6.身份验证

7.外部设备控制

射频模块

1.产生高频发射能力，激活电子标签并为其提供能力。

2.对发射信号进行调制，用于将数据传输给电子标签。

接受并解调来自电子标签的射频信号。

3.负责对射频信号的处理和数据传输，完成对电子标签读写。

天线

1.发射和接收射频载波信号的设备。

2.产生磁通量，为标签提供电源，在读写设备与标签之间传送信息。

MCU与主机的通信接口及其他外部设备

通过对主控MCU的编程，控制射频读写芯片根据各种协议与电子标签进行通信，完成对电子标签的各种操作，并将有关操作以函数形式封装，供二次开发的用户调用。

电子标签的特点有：

（1）具有一定的存储容量，存储被识别物品的相关信息。

（2）在一定工作环境及技术条件下，能够对电子标签的存储

数据进行读取和写入操作。

（3）维持对识别物品的识别及相关信息的完整。

（4）具有可编程操作，对于永久性数据不能进行修改。

（5）对于有源标签，通过读写器能够显示电池的工作状况。

组成：

电子标签可以分为两个部分:

即标签芯片和标签天线。

功能：

标签天线的功能是收集阅读器发射到空间的电磁波，和将芯片本身发射的能量以电磁波的方式发射出去。

标签芯片的功能是对标签接收的信号进行解调、解码等各种处理，并把电子标签需要返回的信号进行编码、调制等各种处理。

RFID系统工作流程

1.读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号；

2.当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，它获得能量被激活，并将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去

3.系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；

4.主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，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动作。

第4章，定位和防碰撞

RFIP的定位原理，与射频识别相比较的优缺点

防碰撞技术方式，什么情况下碰撞

LZSS算法

（频分多子、码分多子）防冲突的编码方式。

采用什么解决冲突

RFIP的定位原理，与射频识别相比较的优缺点

RFID技术

射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。

这种技术作用距离短，一般最长为几十米。

但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围很大，成本较低。

同时由于其非接触和非视距等优点，可望成为优选的室内定位技术。

不管是GPS定位技术还是利用无线传感器网络或其他定位手段进行定位都有其局限性。

未来室内定位技术的趋势是卫星导航技术与无线定位技术相结合，将GPS定位技术与无线定位技术有机结合，发挥各自的优长，则既可以提供较好的精度和响应速度，又可以覆盖较广的范围，实现无缝的、精确的定位。

防碰撞技术方式，什么情况下碰撞

在供应链中一个阅读器管理的覆盖空间在很多方位上会有很多重叠的询问区域，在询问区域交叉的阅读器之间会相互干扰，导致不能够与在询问区域内的标签进行通信。

阅读器检测到的或者导致的干扰都成为阅读器的碰撞，有以下三种类型：

（1）阅读器间频率干扰

阅读器工作时发射的无线信号功率为30~36dBm，辐射范围较大；而标签背向反射调制的工作方式使得返回信号的强度很小；同时在发射和接收信号的两个阅读器之间会造成干扰，阅读器接收到的标签反射信号的信噪比降低，无法正确读取标签信息。

（2）多阅读器---标签干扰

当一个标签同时位于两个或多个阅读器的询问区域内时，多余一个阅读器同时尝试与这个标签进行通信时就会发生标签干扰。

（3）隐藏终端干扰

两个阅读器的阅读区域没有重叠，但Reader2发出的信号在标签上会干扰从Reader1发出的信号。

通信中的防碰撞算法

无线通信技术中，通信碰撞的四种解决防碰撞方法：

空分多址（SDMA）

频分多址（FDMA）

码分多址（CDMA）

时分多址（TDMA）

各种ALOHA算法：

纯ALOHA算法

时隙ALOHA算法

帧时隙ALOHA算法

动态帧时隙ALOHA算法

（频分多子、码分多子）防冲突的编码方式。

采用什么解决冲突

频分多址（FDMA）

概念：

把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带（称为子频带），把每个子频带分给一个用户专用（称为地址）。

频分复用（FDM）是指载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号的一种技术。

频分复用技术下，多个用户可以共享一个物理通信信道，该过程即为频分多址复用。

在RFID系统中的实现：

RFID系统中FDMA技术，具有可自由调整的、非发送频率谐振的标签。

标签能量的供应及控制信号的传输有若干个供选择的频率及可以使用最佳的频率，缺点为每个接收通路必须由自己单独的接收器提供，阅读器的费用高。

●码分多址（CDMA）

概念：

不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分，而是用各自不同的编码序列来区分，或者说，靠信号的不同波形来区分。

如果从频域或时域来观察，多个CDMA信号是互相重叠的。

CDMA是利用不同的码序列分割成不同信道的多址技术。

在RFID系统中的实现：

CDMA的频带利用率低，信道容量较小，地址码选择较难、接收时地址码捕获时间较长，其通信频带和技术复杂性在RFID系统中难以应用。

●时分多址（TDMA）

概念：

时分多址是把时间分割成周期性的帧（Frame）每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。

同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。

在RFID系统中的实现：

在RFID系统中TDMA是被广泛采用的多路方法。

具体分为标签控制（驱动法）和阅读器控制（询问驱动法）。

大多数RFID系统采用由阅读器作为主控制器的控制方法。

实现：

在所有标签中，在某个时间内只建立唯一的阅读器和标签的通信关系，可以很好的解决标签碰撞问题。

第五章，安全防伪

汽车防盗，酒类防伪系统

见书本P150-P158：

10.4,10.5