RFID复习大纲.docx
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1、原理和应用课程复习提纲第一章1、 什么是?无线射频识别作为一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统及特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频125134.2K、高频13.56、超高频,微波等技术。2、 技术特点1快速扫描2体积小型化、形状多样化3抗污染能力和耐久性4可重复使用5穿透性和无屏障阅读6数据的记忆容量大7平安性3、 系统的组成系统主要由阅读器、电子标签、中间件和应用系统软件4局部构成。4、 阅读器的构成以及各局部的功能组成:射频接口、逻辑控制单元和天线天线:天线是一种能将承受到的电磁波转换为电流信号,或将电流信号转换为电磁波发射出去的装置。射频接口
2、模块:1产生高频发射能量,激活电子标签并为其提供能量2对发射信号进展调制,将数据传输给电子标签3承受并调制来自电子标签的射频信号逻辑控制模块:1及应用系统软件进展通信,并执行从应用系统软件发送来的指令2控制阅读器及电子标签的通信过程3信号的编码及解码4对阅读器和标签之间传输的数据进展加密和解密5执行防碰撞算法6对阅读器和标签的身份进展验证5、 电子标签分类、组成及各组成局部功能根据工作原理的不同,电子标签分为利用物理效应进展工作的数据载体和以电子电路为理论根底的数据载体6、中间件的主要功能1阅读器协调控制2数据过滤及处理3数据路由及集成4进程管理7、 系统能量耦合方式和数据传输原理根据射频识别
3、系统作用距离的远近情况,标签天线及读写器天线之间的耦合可以分为密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统三类。数据传输原理P108、系统的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用区域将产生感应电流,获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息,经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性,只对合法标签进展相关处理,通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作;9、 系统的性能指标1射频标签的存储容量2工作方式3数据传输速度4读写距离5多个标签识别能力6射频标签及天线间的射频载波频率7系统的连通性8数据载体9
4、状态模式10能量供给10、 系统的频率划分和作用距离射频识别系统读写器发送的频率根本上划归4个范围:低频30300、高频330、超高频300和微波2.5以上。根据作用距离,射频识别系统的附加分类:密耦合01、遥耦合01m和远距离系统110m。11、技术现状和面临的主要问题第二章1、 数字通信系统的特点和主要性能指标特点:在传输过程中可实现无噪声积累、便于加密处理、便于设备的集成和微型化、占用的信道频带宽。指标:数据传输速率、信道频带宽度、误码率。2、 波特率及比特率的关系波特率是指数据信号对载波的调制速率,即每秒钟通过信道传输的码元数。比特率是指每秒钟通过信道传输的信息量,也即单位时间内可传输
5、的二进制位的位数。比特率=波特率*13、基带信号、编码、调制和已调信号的概念基带信号:原始的电信号。编码及调制:将基带信号进展编码,然后抓换成适合在信道中传输的信号。解调及解码:在接收端进展反编码,然后进展解码的过程。已调信号:经过调制后的信号。4、信号需要调制的原因和信号调制方法原因:1工作频率越高带宽越大。当信号带宽加大时,可以提高无线系统的抗干扰,抗衰弱能力,还可以实现传输带宽及信噪比之间的互换;当信号带宽加大时,还可以将多个基带信号分别搬移到不同的载频处,以实现信道的多路复用,提高信道的利用率。2工作频率越高天线尺寸越小。无线通信需要采用天线来发射和接收信号,如果天线的尺寸可以及工作波
6、长相比较,天线的辐射更为有效。由于工作频率及波长成反比,提高工作频率可以降低波长,进而可以减小天线的尺寸。方法:幅移键控为简化射频标签设计本钱多数射频识别系统采用调制方式,频移键控,相移键控、副载波调制。5、系统常用的编码方法:反向不归零编码高电平表示二进制1,反之为0、曼切斯特编码由高到低的电压跳变表示1,反之为0、单极性归零编码发出窄脉冲为1,不发送电流为0、密勒编码半个位周期任意边沿为1,下一个位周期电平不变为0和变形密勒编码。6、系统编码方式的选择因素编码方式的选择要考虑电子标签能量的来源、检错的能力和时钟的提取。7、常用的调制方法、副载波调制。8、系统常用的纠错编码方法:1奇偶校验:
7、奇校验每个字节的1的个数为奇数,校验位置为0,反之为1和偶校验每个字节的1的个数为偶数,校验位置为0,反之为12纵向冗余校验数据块所有字节按位加,结果即为校验字3数据序列M(X)除以校验多项式G(X)的余数即的值9、无线通信系统的常用通信冲突的解决方法:空分多路频分多路时分多路码分多路10、系统常用的防碰撞算法1纯算法:主要采用标签先发言的方式,即电子标签一旦进入阅读器的工作范围获得能量后,便向阅读器主动发送自身的序列号。在某个电子标签向阅读器发送数据的过程中,如果有其它电子标签也同时向该阅读器发送数据,此时阅读器接收到的信号就会产生重叠,导致阅读器无法正确识别和读取数据。阅读器通过检测并判断
8、接收到的信号是否发生碰撞,一旦发生碰撞,阅读器那么向标签发送指令使电子标签停顿数据的传送,电子标签接到阅读器的指令后,便随机的延迟一段时间再重新发送数据。在纯算法中,假设电子标签在t时刻向阅读器发送数据,及阅读器的通信时间为,那么碰撞时间为2T0。G为数据包交换量,S为吞吐率0.5时最大18.4%2时隙算法:为提高系统的吞吐率,可以把时间划分为多段等长的时隙,时隙的长度由系统时钟确定,并且规定电子标签只能在每个时隙的开场时才能向阅读器发送数据帧,这就是时隙算法;根据上述规定可得,数据帧要么成功发送,要么完全碰撞,防止了纯算法中局部碰撞的发生,使碰撞周期变为;1时最大36.8%3动态时隙算法:首
9、先由阅读器把帧长度 N 发送给电子标签,电子标签那么产生1,N之间的随机数,接下来各电子标签选择相应的时隙,及阅读器进展通信;如果当前时隙及电子标签随机产生的数一样,电子标签那么响应阅读器的命令,假设不同,标签那么继续等待。假设当前时隙内仅有一个电子标签响应,阅读器就读取该标签发送的数据,读取完了以后就使该标签处于“无声状态。如果当前时隙内有多个标签响应,那么该时隙内的数据就出现了碰撞,此时阅读器会通知该时隙内的标签,让它们在下一轮帧循环中重新产生随机数参及通信。逐帧循环,直到识别出所有电子标签为止。4二进制搜索算法:多个标签进入读写器工作场后,读写器发送带限制条件的询问命令,满足限制条件的标
10、签答复,如果发生碰撞,那么根据发生错误的位修改限制条件,再一次发送询问命令,直到找到一个正确的答复,并完成对该标签的读写操作。对剩余的标签重复以上操作,直到完成对所有标签的读写操作。11、采用的两种认证技术:相互对称认证和利用导出密钥的相互对称认证12、系统数据完整性的含义13、电子标签中的加密技术:对称密码体制和非对称密码体制第三章1、 电子标签天线和阅读器天线的要求1天线必须足够小,必须能及电子标签有机结合,能满足局部应用特定方向性要求,能够提供最大可能的信号,天线的极化要能及读写器的询问信息相匹配,要具有应有的灵活性,要具有应有的可靠性,天线的频率和频带要满足技术标准,要具有一定的强健性
11、,要足够廉价2读写器天线的要求:读写器天线设计要求低剖面,小型化;读写器天线设计要求多频段覆盖。2、 低频、高频、微波频段天线的特点以及主要种类低频和高频天线的特点:1天线都采用线圈的形式2线圈的形式多样,可以是圆形圈,也可以是矩形环3天线的尺寸比芯片的尺寸大很多,电子标签的尺寸主要的h由天线决定的4有些天线的基板是柔软的,适合粘贴在各种物体的额外表5由天线和芯片构成的电子标签,可以比拇指还小5由天线和芯片构成的电子标签,可以在条带上批量生产微波天线特点:1微波天线的构造多样2很多电子标签天线的基板是柔软的,适合粘贴在各种物体的额外表3天线的尺寸比芯片的尺寸大很多,电子标签的尺寸主要的h由天线
12、决定的4由天线和芯片构成的电子标签,可以在条带上批量生产5由天线和芯片构成的电子标签尺寸很小6有些天线提供可扩大装置,来提供短距离和长距离的电子标签。3、 天线的主要制造工艺:线圈绕制法、蚀刻法和印刷法4、 导电油墨天线技术的特点:本钱低、导电性好、操作容易、无污染、使用时间短第四章1、电感耦合方式系统阅读器和标签天线采用的电路形式以及电路特点2、掌握负载调制的根本原理3、微波电磁反向散射方式射频前端的构成及工作原理远距离系统微波系统4、混频器的作用:可以将输入信号的频率升高或降低而不改变原信号的特性。混频器的典型应用是在射频的接收系统中,混频器可以将较高频率的射频输入信号变换为频率较低的中频
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