射频识别技术 原理、协议及系统设计PDF电子书下载

第1篇 概述 3

第1章RFID概述 3

1.1自动识别技术 5

1.1.1指纹识别技术 5

1.1.2人脸识别技术 6

1.1.3语音识别技术 6

1.1.4一维码识别技术 7

1.1.5二维码识别技术 7

1.1.6自动识别技术小结 8

1.2 RFID的主要特点 9

1.3 RFID的核心技术 10

1.4 RFID的历史与现状 13

1.4.1 RFID的发展历史 13

1.4.2 RFID的现状 14

1.5 RFID的发展趋势 15

1.6 RFID与物联网 17

第2篇 感知识别 21

第2章RFID系统组件原理 21

2.1阅读器 21

2.1.1阅读器的功能 21

2.1.2阅读器的分类 22

2.1.3阅读器的操作规范 25

2.1.4阅读器的组成 27

2.1.5信号处理与控制模块 28

2.1.6射频模块 29

2.2射频标签 31

2.2.1标签的功能 31

2.2.2标签的分类 32

2.2.3标签的操作规范 36

2.2.4标签的组成 36

2.2.5标签天线 37

2.2.6标签芯片 39

2.2.7标签唤醒电路 41

2.2.8标签的制造 41

2.3软件系统组成 43

2.3.1概述 43

2.3.2工作流程 43

2.3.3 Alien RFID Java中间件 45

2.3.4阅读器使用完整示例 51

2.4小结 53

第3章RFID的无线通信原理 56

3.1射频频谱与电磁信号传输 58

3.2信号的电压与能量 59

3.3阅读器信号的调制与复用 61

3.4反向散射机制与标签编码 63

3.5链路预算 66

3.5.1阅读器传输能量 67

3.5.2路径损耗 68

3.5.3标签激活能量 69

3.6天线增益与极化对传输范围的影响 71

3.6.1天线增益的影响 71

3.6.2线性极化与圆极化 78

3.7真实环境下的信号传输 79

3.8小结 83

第3篇协议 89

第4章RFID的标签识别协议 89

4.1基于ALOHA的防冲突算法 90

4.1.1纯ALOHA算法 90

4.1.2时隙ALOHA算法 90

4.1.3基于帧的时隙ALOHA算法 91

4.2基于二进制树的防冲突算法 94

4.2.1基于随机二进制树的防冲突算法 94

4.2.2基于查询二进制树的防冲突算法 97

4.3防冲突算法的性能分析 99

4.4小结 100

第5章 超高频RFID协议标准 102

5.1 EPCglobal Class 0 102

5.2 EPCglobal Class 1 Generation 1 104

5.3 EPCglobal Class 1 Generation 2 105

5.3.1物理层的通信机制 105

5.3.2标签的状态机 106

5.3.3读取标签 110

5.3.4选择指定的标签 115

5.3.5性能的权衡 117

5.4小结 120

第4篇 系统设计 125

第6章 系统设计的关键因素 125

6.1应用系统配置 125

6.1.1应用系统硬件配置 125

6.1.2应用系统软件配置 126

6.1.3应用系统其他配置 127

6.1.4实际应用系统设计要点举例 127

6.2频带选择 131

6.3能量与通信范围 133

6.4链路的能量预算限制 134

6.4.1前向链路能量预算 135

6.4.2反向链路能量预算 135

6.5冲突避免 138

6.5.1单阅读器多标签间冲突 139

6.5.2阅读器与标签间冲突 139

6.5.3阅读器间冲突 140

6.6标签读取的可靠性 141

6.7标签漏读率 142

6.7.1系统中的标签漏读现象 142

6.7.2多标签冗余方案 143

6.7.3多阅读器/天线冗余方案 144

6.8移动中的标签读取 145

6.8.1移动速度 145

6.8.2信号传输功率 146

6.9小结 147

第7章 实际环境下系统性能的测试与分析 149

7.1实际系统中的标签识别算法 149

7.2发射功率对系统性能的影响 151

7.3天线辐射角度对系统性能的影响 153

7.3.1标签位置不变，改变天线角度 153

7.3.2天线位置不变，改变标签角度 154

7.4距离对系统性能的影响 155

7.5标签部署密度对系统性能的影响 156

7.6调整设备位置对系统性能的影响 156

7.7影响标签识别时间的因素 157

7.8问题与启发 158

7.8.1实际系统与理论模型的差异 158

7.8.2实际系统中的方针策略 159

7.9小结 159

第5篇 研究进展 163

第8章RFID标签识别机制研究 163

8.1基于ALOHA的防冲突算法研究拓展 164

8.1.1动态调整帧长 164

8.1.2计算最优帧长 166

8.2基于二进制树的防冲突算法研究拓展 169

8.3复杂环境下的标签识别问题 171

8.3.1阅读器移动时的识别机制 171

8.3.2标签移动时的识别机制 172

8.3.3多阅读器场景下的识别机制 173

8.4小结 175

第9章RFID标签轮询机制研究 177

9.1基本的轮询机制 177

9.2基于时隙ALOHA协议的轮询机制 178

9.3轮询机制的应用研究 179

9.3.1大规模标签中查找丢失的标签 179

9.3.2实时收集主动标签的信息 182

9.3.3大规模场景下搜索指定标签集合 185

9.3.4基于轮询机制实现批处理认证 187

9.4小结 188

第10章RFID的标签数目估算机制研究 190

10.1标签数目估算的概率模型 190

10.1.1基于二项分布的概率模型估算方法 190

10.1.2基于几何分布的概率模型估算方法 194

10.2标签数目估算机制的应用研究 195

10.2.1快速查找热门标签 195

10.2.2流量追踪 197

10.3小结 198

第11章 基于RFID的定位机制研究 200

11.1 RFID定位技术的背景现状及趋势 200

11.2 RFID定位原理 201

11.2.1室内无线电传播概述 201

11.2.2 RFID定位原理分类 202

11.3当前RFID定位技术的分类详解 202

11.3.1 TOA/TDOA定位技术 202

11.3.2 AOA定位技术 205

11.3.3基于参考标签的定位 206

11.3.4基于空间指纹的定位 208

11.3.5基于经验建模的定位 209

11.4小结 211

第12章 基于RFID的移动行为识别研究 214

12.1移动行为识别概述 214

12.2传统的移动行为识别机制 215

12.3基于RFID的移动行为识别 215

12.3.1原理及挑战性问题 215

12.3.2原理介绍与案例分析 217

12.4小结 220

第13章RFID的安全机制研究 222

13.1 RFID的安全现状 223

13.2 RFID的安全及隐私问题 224

13.2.1 RFID的安全问题 224

13.2.2 RFID的隐私问题 226

13.3 RFID的安全机制研究 226

13.3.1基于物理方法的安全机制 226

13.3.2基于对称密钼的安全机制 228

13.3.3基于哈希函数的安全机制 230

13.3.4主要安全机制的性能比较 233

13.3.5其他安全机制 234

13.4小结 236

第14章RFID与传感网的集成研究 239

14.1传感网简介 239

14.2集成RFID和传感器技术的优势 241

14.3集成RFID和传感网技术所需的条件 242

14.4可行的集成架构 243

14.4.1标签和传感器节点的集成架构 244

14.4.2标签和无线传感器节点的集成架构 245

14.4.3阅读器和无线传感器节点的集成架构 246

14.4.4混合集成架构 247

14.5小结 248

第6篇 应用与实践 253

第15章RFID的应用模式 253

15.1 RFID的技术特点及优势 253

15.2 RFID的应用模式 256

15.2.1标签识别 256

15.2.2信息检索与集成 261

15.2.3目标定位与追踪 263

15.2.4基于RFID的移动行为感知研究 265

15.2.5 NFC技术 267

15.3小结 274

第16章对RFID的新型应用模式进行研究与探索 278

16.1以低成本方式提升现有应用模式 278

16.2深度挖掘，探索创新的应用模式 285

16.3小结 288