射频识别 RFID 技术原理与应用实例PDF电子书下载

第1章　导论 1

1.1 自动识别技术简介 1

1.1.1 自动识别技术的基本概念 1

1.1.2　自动识别技术的分类 2

1.1.3　常用识别技术的比较 10

1.2　RFID技术简介 11

1.2.1　RFID技术概述 11

1.2.2　RFID技术的发展历史 12

1.2.3　RFID应用现状 13

1.2.4　RFID技术的应用领域 14

1.2.5　RFID技术的市场展望 16

2.1.1　RFID系统的构成 18

2.1　RFID系统技术基础 18

第2章　RFID技术的工作原理 18

2.1.2　基本工作流程 19

2.2　RFID系统工作的物理学原理 20

2.2.1 相关的电磁场基本理论 20

2.2.2　数据传输原理 21

2.2.3　反向散射调制的能量传输 22

2.3　RFID系统的特点 23

2.4　RFID系统的分类 24

2.4.1　按照工作方式进行分类 25

2.4.2　按照电子标签的数据量进行分类 25

2.4.3　按照数据载体进行分类 25

2.4.6　按照耦合类型进行分类 26

2.4.5　按照工作频率进行分类 26

2.4.4　按照能量供应进行分类 26

2.4.7　按照信息注入方式进行分类 27

2.4.8　按照技术实现手段进行分类 27

2.4.9　按照频率和作用距离进行分类 28

2.4.10　按照系统特征进行分类 29

2.5　RFID系统的选择 29

第3章　RFID读写器 31

3.1　读写器的功能 31

3.2　读写器的基本组成 32

3.2.1　读写器的结构 32

3.2.2　基本功能 33

3.4　读写器的指令 34

3.3　读写器的工作方式 34

3.5　读写器的种类 37

3.5.1　固定式读写器 37

3.5.2　OEM读写器 37

3.5.3　工业读写器 37

3.5.4　便携式读写器 38

3.5.5　发卡机 39

3.6　读写器天线 39

3.6.1　读写器天线简介 39

3.6.2　读写器天线的结构 39

3.6.3　读写器天线的连接 40

3.7　读写器的发展趋势 41

4.1 电子标签的功能 43

第4章　RFID电子标签 43

4.2　电子标签的基本组成 44

4.3 电子标签的种类和特点 44

4.3.1　按照供电方式进行分类 44

4.3.2　按照工作方式进行分类 44

4.3.3　按照读写方式进行分类 45

4.3.4　按照工作频率进行分类 45

4.3.5　按照作用距离进行分类 46

4.4　电子标签的封装 47

4.4.1　封装材质 47

4.4.2　封装形式 48

4.4.3　封装加工方法 49

4.5 电子标签的天线 50

4.6 1比特系统 51

4.6.1　射频法 52

4.6.2　微波法 52

4.6.3　分频器法 53

4.6.4　电磁法 54

4.7　表面波电子标签 54

4.8 电子标签的发展趋势 55

第5章　RFID系统的编码、调制与解调 57

5.1　基带中的编码 58

5.2　调制与解调 60

5.3　模拟调制 62

5.3.1　幅度调制 62

5.3.2　模拟调频 64

5.4.1　二进制振幅键控 66

5.4　数字调制 66

5.4.2　二进制移频键控 69

5.4.3　二进制移相键控 72

5.4.4　二进制数字调制系统的性能比较 74

5.4.5　使用副载波的调制法 75

第6章　射频数据的完整性 77

6.1　RFID系统的数据保护与校验 77

6.1.1　差错控制 78

6.1.2　常用的差错控制方法 80

6.2.1　干扰与抗干扰 85

6.2.2　主要性能指标 85

6.2　性能指标 85

6.3 多路存取法——反碰撞算法 86

6.3.1 频分多路（FDMA）法 87

6.3.2　空分多路（SDMA）法 88

6.3.3 时分多路（TDMA）法 89

6.3.4　码分多路（CDMA）法 90

6.4　反碰撞算法举例 90

6.4.1　ALOHA法 90

6.4.2　时隙ALOHA法 92

6.4.3 动态时隙ALOHA法 92

6.4.4　二进制搜索算法 93

6.4.5　动态二进制搜索算法 97

7.1　射频识别应用系统的安全分析 99

7.1.1 无线通信网络中的不安全因素 99

第7章　射频数据的安全性 99

7.1.2　RFID信息系统的安全性分析 100

7.1.3 以太网传输时的安全性分析 101

7.2　密码学技术原理 101

7.2.1 密码学的理论基础 101

7.2.2　常见的密钥算法体制 103

7.3　射频识别系统的加密机制 106

7.3.1　射频识别系统的保密机制 106

7.3.2　射频识别系统的安全设计 106

7.4　RFID芯片的攻击技术分析及安全设计策略 111

7.4.1　RFID存在的安全隐患 111

7.4.2　RFID芯片攻击技术及应对措施 112

7.4.3　EPC第二代RFID标准强化的安全功能 116

第8章　频率范围和使用标准 117

8.1 电磁波频段 117

8.2　频率范围与应用范围 118

8.2.1　频率范围9～135kHz 118

8.2.2　频率范围6.765～6.795MHz 118

8.2.3　频率范围13.553～13.567MHz 119

8.2.4　频率范围26.565～27.405MHz 119

8.2.5　频率范围40.660～40.700MHz 119

8.2.6　频率范围430～440MHz 119

8.3 电感耦合射频识别系统的频率选择 120

8.2.11　频率范围24.00～24.25GHz 120

8.2.10　频率范围5.725～5.875GHz 120

8.2.8　频率范围902～928MHz 120

8.2.7　频率范围868～870MHz 120

8.2.9　频率范围2.400～2.4835GHz 120

8.4　允许使用的国际标准 121

8.4.1　CEPT/ERC 70-03欧洲邮政、电信会议／电子研究中心 121

8.4.2　EN 300330:9kHz～25MHz 122

8.4.3　EN 300220-1和EN 300220-2 122

8.4.4　EN 300440 123

第9章　RFID技术的标准化 124

9.1　RFID标准现状 124

9.1.1　国际现状 124

9.1.2　国内现状 125

9.2　主要标准组织 126

9.1.3　RFID中国标准的三大难题 126

9.2.1　EPC Global 127

9.2.2　Ubiquitous ID Center(UID) 128

9.2.3　ISO/IEC 128

9.2.4　AIM和IP-X 129

9.3　RFID标准体系结构 129

9.3.1　RFID标准体系结构 129

9.3.2　RFID技术标准基本结构 129

9.3.3　RFID应用标准基本结构 130

9.4　RFID标准类别及其简介 130

9.4.1 电子产品编码标准 131

9.4.2　通信标准 131

9.4.4　应用标准 132

9.5　常用的国际标准 132

9.4.3　频率标准 132

9.5.1 动物识别——国际标准ISO 11784、ISO 11785、ISO 14223 133

9.5.2　非接触智能卡——国际标准ISO 10536、ISO 14443、ISO 15693 135

9.5.3　工具和具夹用的数据载体——国际标准D1N/ISO 69873 148

9.5.4　集装箱识别——国际标准ISO 10374 148

9.5.5　货物安全系统——德国工程师协会规范VDI 4470 149

9.5.6　道路交通——国际标准ISOTC 204 149

9.5.7　包装——国际标准ISOTC 122 150

9.5.8 自动识别——国际标准ISO/IECJTC1SC 31 150

9.5.9　项目管理——国际标准ISO/IEC 18000 150

10.1.2　作用距离 155

10.1.1　工作频率 155

10.1　基本技术参数 155

第10章　RFID应用系统 155

10.1.3　数据传输速率 156

10.1.4　安全要求 156

10.1.5　存储容量 156

10.1.6　RFID系统的连通性 157

10.1.7　多标签同时识读性 157

10.1.8　标签的封装形式 157

10.2　运行环境与接口方式 157

10.2.1　运行环境 157

10.2.2　接口方式 157

10.2.3　接口软件 159

10.3　射频识别技术中的隐私安全问题及策略 159

10.3.1　RFID技术应用中的安全问题及策略 159

10.3.2　RFID技术中的隐私问题 160

10.3.3　RFID技术中个人隐私保护措施 161

10.3.4　隐私安全对电子标签应用前景的影响 162

10.4　RFID器件选择 162

10.4.1 选择RFID读写器的正确策略 162

10.4.2　选择与配置RFID中的射频天线 164

10.5　RFID项目实施的四个阶段 165

10.5.1　第一阶段：起步 166

10.5.2　第二阶段：测试和验证 167

10.5.3　第三阶段：试点实施 169

10.5.4　第四阶段：实施 170

10.6　企业采用RFID技术实现产品数据对接的七个步骤 171

10.7.2　RFID相关专利分析 173

10.7.1　发展趋势 173

10.7　RFID应用系统发展趋势 173

10.7.3　我国RFID相关专利列表（1997-2004/06） 174

第11章　RFID在交通领域中的应用 178

11.1　远距离射频识别系统 178

11.1.1 远距离射频识别系统的基本工作原理 178

11.1.2　技术特性 179

11.1.3　广泛的应用领域 179

11.2　AKT2000智能停车场管理系统 180

11.2.1　概述 180

11.2.2　功能介绍 181

11.2.3　系统设计 185

11.3　杰讯公路射频识别不停车收费系统 187

11.3.1　不停车收费系统的应用背景 187

11.3.3　射频识别不停车收费系统的构成 188

11.3.2　无源射频标签的优势 188

11.3.4　射频识别不停车收费系统的工作原理和流程 189

11.4　高速公路联网收费与组合式电子收费系统 190

11.4.1 电子收费系统发展必须面对的人工联网收费环境 191

11.4.2　组合式电子收费系统技术方案 191

11.4.3　组合式电子收费系统提供的服务功能及其优点 192

11.5　车辆自动识别系统移动站及其在城市交通监管中的应用 193

11.5.1　车辆自动识别系统移动站的功能 193

11.5.2　AVI系统移动站的组成 193

11.5.3　AVI系统移动站的工作原理 194

11.6　基于RFID技术的智能称重管理系统 196

11.5.4　AVI系统移动站的配置选择 196

11.6.1　系统总体结构 197

11.6.2　系统运行过程 199

11.7　基于RFID技术的公交车车站自动识别自动报站系统 199

11.7.1　系统硬件结构 200

11.7.2　系统软件原理 201

11.7.3　系统的特点 202

11.8　基于RFID技术的列车运行控制系统的优化设计与实现 202

11.8.1 系统的构成和原理 203

11.8.2　系统的应用现状 203

11.8.3　优化设计与实现 204

11.9.1 国内外城市智能公共交通系统现状 207

11.9.2　城市公共汽车自主定位系统 207

11.9　RFID在城市智能公共交通系统中的应用 207

11.9.3　系统设计 208

11.9.4　应用前景 210

11.10　基于RFID技术的车辆数字化网络管理系统 210

11.10.1　系统组成与结构 210

11.10.2　系统的特点 212

第12章　RFID在物流管理中的应用 214

12.1　RFID在物流管理中的应用概述 214

12.2　RFID系统在物流配送中心的应用 215

12.2.1　传统物流配送中心存在的问题 215

12.2.2　物流配送中心模型简介 216

12.2.3　RFID物流管理配送中心设计 217

12.2.4　RFID配送中心管理信息系统的意义 219

12.3　RFID在仓库自动化管理上的应用 221

12.3.1　企业如何选择仓库自动化 221

12.3.2　RFID技术在仓库管理中的应用 223

12.4　RFID技术在集装箱运输管理中的应用 226

12.4.1　射频识别技术简介 226

12.4.2　RFID技术的应用现状 226

12.4.3　RFID在集装箱运输管理上的应用 226

12.5　海关物流监控系统建设案例 229

12.5.1　系统建设目标 229

12.5.2　系统设计原则 230

12.5.3　系统总体结构图 230

12.5.4　系统建设的意义 231

13.1.1　数字化安防的基本概念 232

13.1.2　安防科技面临的挑战 232

第13章　RFID在安全防伪上的应用 232

13.1　数字化安防简介 232

13.1.3　RFID安防解决方案 233

13.1.4　数字化安防的意义 237

13.2　RFID开放式出入口门禁控制系统 237

13.2.1 出入口控制系统——数字化安防技术的代表 237

13.2.2　RFID开放式门禁系统 238

13.3 基于RFID的会议报到系统 241

13.3.1　RFID系统 241

13.3.2　会议报到系统的特点和组成 242

13.3.3　会议报到管理控制软件的实现 242

13.4　电子门票管理系统 243

13.4.1 采用电子门票管理系统的必要性 243

13.4.3 电子门票系统的技术原理及组成 244

13.4.2 电子门票与传统门票的区别 244

13.4.4 电子门票系统的功能 245

13.4.5 电子门票系统的其他功能 246

13.4.6　系统主要设备及特性 246

13.5　基于GPS、RFID的汽车防盗系统设计 247

13.5.1 常见的汽车防盗措施 247

13.5.2　GPS、RFID技术原理 248

13.5.3　基于RFID技术的车辆自动识别系统（AVI） 249

13.5.4　基于AVI和GPS的防盗网络 249

13.6　RFID在防伪领域的应用 250

13.7　RFID在酒类防伪中的应用 252

13.7.1　酒类假冒产品现状 252

13.7.3　酒类选择防伪技术的几个关键环节 253

13.7.2　酒类防伪技术的适应性 253

13.7.4　防伪瓶盖功能及效果的比较 254

13.7.5　基于RFID技术的酒类防伪系统 255

第14章 RFID在公共管理领域中的应用 257

14.1　华东电力大楼智能一卡通系统 257

14.1.1　一卡通系统的选型 257

14.1.2　一卡通系统的结构 258

14.1.3　一卡通系统的实际应用情况 261

14.1.4　一卡通系统设计、施工和运行管理中的经验得失 263

14.2　城市流动人口IC卡管理系统 263

14.2.1 城市流动人口IC卡管理的可观需求 263

14.2.2　设计总目标与总原则 264

14.2.4　系统设备 265

14.2.3　系统组成 265

14.2.5　系统操作分析 266

14.2.6　系统软件设计 266

14.2.7　系统的安全性保障 267

14.2.8　系统升级构想 267

14.3 电子IC卡考勤智能管理系统解决方案 268

14.3.1　系统结构 268

14.3.2　系统的主要功能 269

14.3.3　设备选型及费用 270

14.4　城市自来水公司IC卡水表收费管理方案 271

14.4.1　项目需求 271

14.4.2　城市范围实施IC卡水表改造的技术要求 273

14.4.3　城市自来水公司IC卡水表项目实施办法 274

14.5.1　射频识别部分工作原理 275

14.5　基于RFID技术的预付费电度表 275

14.4.4　IC卡水表开发进度 275

14.5.2　预付费电度表的系统结构 276

14.5.3　系统的工作原理 277

14.5.4　系统软件设计 278

14.6　基于RFID技术的新型超市 278

14.6.1　新型超市的构成 279

14.6.2　新型超市的运行 280

14.6.3　前景意义 281

第15章　RFID在医疗行业的应用 282

15.1　RFID在医疗行业应用的重要性 282

15.2　RFID在医疗行业应用的主要方面 284

15.2.1　医疗监护的应用 284

15.2.2　新生儿标识管理应用 286

15.2.3 医院接触史追踪管制应用 287

15.2.4　医药供应链的管理应用 288

15.3　RFID在血液管理方面的应用 288

15.3.1 血液管理业务分析 289

15.3.2　RFID在血液管理方面的应用 289

15.4　英特尔助力南海卫生局实现数字化医疗 291

15.4.1　项目背景 291

15.4.2　需求分析 292

15.4.3　方案思路 292

15.4.4　项目效果 294

15.4.5　商业价值 294

16.1.2　系统的功能 295

16.1.1 系统的工作原理 295

16.1　RFID技术在煤矿安全生产管理中的应用 295

第16章 RFID在矿井管理上的应用 295

16.1.3　系统的特点 297

16.2　基于RFID技术的煤矿安全智能化监控系统 297

16.2.1　射频识别技术简介 298

16.2.2　系统功能设计 298

16.2.3　系统组成与结构 299

16.2.4　系统的特点 301

16.3　杰讯RFID矿井井下人员管理系统 301

16.3.1 系统组成及结构 302

16.3.2　井下人员检测系统设计原则 302

16.3.4　性能指标 303

16.3.3 系统工作原理 303

16.3.5　系统特点 304

16.3.6　系统功能 304

16.4　一种采用RFID技术实现的巡检记录仪 305

16.4.1　巡检记录仪的原理电路及工作流程 305

16.4.2　单片机的软件设计 306

第17章　RFID在工业中的应用 308

17.1　RFID在汽车生产线上的应用 308

17.1.1　RFID系统的结构 308

17.1.2　RFID在汽车生产线上的应用 308

17.2　数控加工中刀具射频识别技术的实现 311

17.2.1　系统构架 311

17.2.2　软件实现 312

17.3.1　射频识别技术原理及应用分析 314

17.3　射频识别技术在轮轴车间管理系统中的应用 314

17.3.2　系统结构 315

17.4　基于射频识别技术的零件分拣系统 316

17.4.1　系统的总体布局 317

17.4.2　系统分拣原理 317

17.4.3　系统特点 319

17.5　RFID技术在焦化三大机车自动控制中的应用 319

17.5.1　焦化机车控制工艺简介 320

17.5.2　RFID技术简介及选型依据 321

17.5.3　机车控制系统 321

17.6　RFID技术在炉号识别与对位连锁保护系统中的应用 323

17.6.1　射频炉号识别技术 323

17.6.2　焦炉炉号识别与三车对位连锁保护系统构成 324

17.6.3　系统功能 325

17.7　基于RFID数据终端的电力设备巡检系统 326

17.7.1　巡检系统结构 326

17.7.2　巡检系统功能 327

17.7.3　系统安全性 327

17.8　900M RFID在玩具制造业中的应用 328

17.8.1　RFID系统设计方案 328

17.8.2　RFID标签读写器 328

17.8.3　RFID系统的数据处理 330

17.9　基于射频识别技术的气瓶电子标签系统 330

17.9.1　系统结构 331

17.9.2　硬件设计 331

17.9.3　程序设计 333

17.10　RFID技术在产品包装上的应用 334

17.11　RFID在日本出版行业应用的可行性试验 335

17.11.1 日本出版行业现状和课题 336

17.11.2 出版仓库流通协议会的IC标签引进试验 337

17.11.3　JPO的IC标签验证试验 342

17.12　RFID技术在邮政生产相关领域应用的可行性探讨 346

17.12.1 邮件标识的发展过程 346

17.12.2　当前邮政内部邮件作业模式分析 346

17.12.3　RFID技术应用于邮政的可行性探讨 347

第18章　RFID在食品安全中的应用 351

18.1 RFID在食品安全中的应用分析 351

18.2　基于电子标签的奶牛管理系统 354

18.2.1　乳牛业发展现状 354

18.2.2　存在的问题 355

18.2.3　系统的主要内容 356

18.2.4　需求分析 358

18.2.5　系统建议方案 359

18.3　RFID在蔬菜供应链中的应用研究 364

18.3.1　RFID技术在蔬菜供应链中的应用 364

18.3.2　RFID技术应用于蔬菜供应链上存在的问题 366

18.4　RFID应用于上海禽流感监控 366

第19章 RFID在运动休闲中的应用 369

19.1 射频识别技术在自动计时系统中的应用 369

19.2　基于RFID技术的马拉松自动识别计时系统的结构 369

19.3　马拉松自动识别计时子系统（采集子系统）的控制程序 371

附录　RFID常见英文术语解释 373

参考文献 376