第1篇 物联网RFID系统架构 3
第1章 物联网与RFID技术 3
1.1 物联网概述 3
1.1.1 物联网的概念 3
1.1.2 物联网的历史与未来 4
1.1.3 物联网的作用 5
1.1.4 物联网的原理 5
1.1.5 物联网对经济的影响 6
1.1.6 物联网存在的问题 6
1.2 自动识别技术 7
1.2.1 自动识别技术的概念 8
1.2.2 自动识别技术的分类 8
1.3 RFID技术 13
1.4 RFID的发展历程 15
1.4.1 RFID技术的产生 15
1.4.2 RFID技术的探索阶段 15
1.4.3 RFID技术成为现实阶段 15
1.4.4 RFID技术的推广阶段 16
1.4.5 RFID技术的普及阶段 17
1.5 RFID的应用现状 18
习题 19
第2章 物联网RFID的系统构成 20
2.1 RFID系统概述 20
2.1.1 RFID系统的基本组成 20
2.1.2 RFID系统的工作流程 21
2.1.3 RFID系统的分类 22
2.2 电子标签 26
2.2.1 电子标签的基本组成 27
2.2.2 电子标签的结构形式 27
2.2.3 电子标签的工作特点 30
2.2.4 电子标签的技术参数 33
2.2.5 电子标签的功能模块 35
2.2.6 电子标签的封装 38
2.2.7 电子标签的发展趋势 38
2.3 读写器 40
2.3.1 读写器的基本组成 40
2.3.2 读写器的结构形式 40
2.3.3 读写器的工作特点 42
2.3.4 读写器的技术参数 43
2.3.5 读写器的功能模块 44
2.3.6 读写器的发展趋势 46
2.4 系统高层 46
习题 47
第3章 物联网RFID的工作原理 48
3.1 全球物品编码 49
3.1.1 物品编码概述 49
3.1.2 条码编码 50
3.1.3 EPC码 52
3.2 电子标签与读写器构成的识别系统 54
3.2.1 EPC标签 54
3.2.2 EPC读写器 58
3.3 中间件 59
3.3.1 中间件的作用 59
3.3.2 中间件的结构 60
3.3.3 中间件的发展阶段 61
3.3.4 中间件的应用 61
3.4 物联网名称解析服务和信息发布服务 62
3.4.1 物联网网络服务概述 62
3.4.2 物联网名称解析服务 63
3.4.3 物联网信息发布服务 65
3.5 物联网RFID标准体系 66
3.5.1 物联网RFID标准化组织 67
3.5.2 物联网RFID标准体系的构成 69
3.5.3 物联网RFID标准在我国的实施策略 70
习题 71
第2篇 RFID的工作原理 75
第4章 RFID使用的频率及电磁波的工作特点 75
4.1 频率范围 75
4.1.1 频谱的划分 76
4.1.2 无线电业务种类 77
4.1.3 ISM频段 78
4.1.4 RFID使用的频段 81
4.2 RFID的工作波长 85
4.2.1 电磁波的速度 85
4.2.2 RFID的工作波长 86
4.3 电波传播的电参数 87
4.4 低频和高频RFID电磁场的特性 92
4.5 微波RFID电磁波的特性 92
4.5.1 自由空间的传输损耗 92
4.5.2 视距传播与菲涅耳区 93
4.5.3 RFID电磁波的传播机制 96
4.5.4 集肤效应 99
习题 101
第5章 天线基础 102
5.1 天线概述 102
5.1.1 天线的定义 102
5.1.2 天线的分类 103
5.1.3 天线的研究方法 104
5.2 基本振子的辐射 104
5.2.1 电基本振子的辐射 105
5.2.2 磁基本振子的辐射 108
5.3 天线的电参数 109
5.3.1 发射天线的电参数 109
5.3.2 互易定理和接收天线的电参数 114
5.4 对称振子天线 115
5.4.1 对称振子天线的电流分布 116
5.4.2 对称振子天线的辐射场与方向图 116
5.4.3 对称振子天线的辐射电阻 117
5.4.4 对称振子天线的输入阻抗 117
5.5 天线阵 118
5.5.1 二元阵与方向性乘积原理 119
5.5.2 均匀直线阵 120
5.6 其他类型天线简要介绍 121
5.6.1 引向天线 121
5.6.2 螺旋天线 121
5.6.3 微带天线 122
5.6.4 缝隙天线 122
5.6.5 旋转抛物面天线 123
习题 124
第6章 RFID中的天线技术 125
6.1 RFID天线的应用及设计现状 125
6.1.1 RFID天线的应用现状 126
6.1.2 RFID天线的设计现状 127
6.2 低频和高频RFID天线技术 129
6.2.1 低频和高频RFID天线的结构和图片 129
6.2.2 低频和高频RFID天线的磁场 130
6.2.3 低频和高频RFID天线的最佳尺寸 132
6.3 微波RFID天线技术 133
6.3.1 微波RFID天线的结构、图片和应用方式 133
6.3.2 微波RFID天线的设计 134
6.4 天线仿真设计方法 141
6.4.1 Ansoft HFSS仿真软件 141
6.4.2 CST MICROWAVE STUDIO仿真软件 143
6.4.3 IE3D仿真软件 143
6.4.4 仿真与调试 143
6.5 RFID天线的制造工艺 144
6.5.1 线圈绕制法 144
6.5.2 蚀刻法 145
6.5.3 印刷法 145
习题 148
第7章 RFID电感耦合方式的射频前端 149
7.1 线圈的自感和互感 149
7.1.1 磁通量 149
7.1.2 线圈的电感 150
7.1.3 线圈间的互感 150
7.2 RFID读写器的射频前端 151
7.2.1 RFID读写器射频前端的结构 152
7.2.2 串联谐振电路 152
7.3 RFID电子标签的射频前端 156
7.3.1 RFID电子标签射频前端的结构 156
7.3.2 并联谐振电路 157
7.4 RFID读写器与电子标签之间的电感耦合 161
7.4.1 电子标签的感应电压 161
7.4.2 电子标签的直流电压 163
7.4.3 负载调制 164
习题 166
第8章 RFID电磁反向散射方式的射频前端 168
8.1 射频滤波器的设计 169
8.1.1 滤波器的类型 169
8.1.2 低通滤波器原型 170
8.1.3 滤波器的变换及集总参数滤波器 175
8.1.4 分布参数滤波器的设计 179
8.2 射频低噪声放大器的设计 185
8.2.1 放大器的稳定性 185
8.2.2 放大器的功率增益 187
8.2.3 放大器输入输出驻波比 187
8.2.4 放大器的噪声 188
8.3 射频功率放大器的设计 189
8.3.1 A类放大器的设计 190
8.3.2 交调失真 191
8.4 射频振荡器的设计 193
8.4.1 振荡器的基本模型 193
8.4.2 射频低频段振荡器 194
8.4.3 微波振荡器 197
8.5 混频器的设计 200
习题 204
第9章 编码与调制 206
9.1 信号与信道 207
9.1.1 信号 207
9.1.2 信道 209
9.2 编码与调制 211
9.2.1 编码与解码 211
9.2.2 调制和解调 212
9.3 RFID常用的编码方法 214
9.3.1 编码格式 214
9.3.2 编码方式的选择因素 216
9.3.3 编码方式Matlab/Simulink仿真方法 217
9.4 RFID常用的调制方法 219
9.4.1 载波 220
9.4.2 振幅键控 220
9.4.3 频移键控 222
9.4.4 相移键控 223
9.4.5 副载波调制 224
习题 226
第10章 数据的完整性与数据的安全性 227
10.1 数据的完整性 227
10.1.1 差错控制 227
10.1.2 数据传输中的防碰撞问题 234
10.1.3 RFID中数据完整性的实施策略 237
10.1.4 编解码电路和校验电路的FPGA设计与ISE软件简介 239
10.2 数据的安全性 243
10.2.1 密码学基础 244
10.2.2 RFID电子标签的安全设计 246
10.2.3 RFID应用系统的安全设计 249
10.2.4 RFID安全策略举例 250
习题 253
第11章 电子标签的体系结构 255
11.1 一位电子标签 255
11.2 采用声表面波技术的标签 258
11.2.1 声表面波器件概述 258
11.2.2 声表面波器件的特点 259
11.2.3 声表面波标签 260
11.2.4 声表面波技术的发展方向 261
11.3 含有芯片的电子标签 262
11.3.1 模拟前端 262
11.3.2 控制部分的电路结构 265
11.4 具有存储功能的电子标签 267
11.4.1 地址和安全逻辑 267
11.4.2 存储器 269
11.4.3 非接触式IC卡芯片介绍 272
11.4.4 MIFARE技术 275
11.5 含有微处理器的电子标签 278
11.5.1 微处理器 278
11.5.2 操作系统命令的处理过程 278
11.5.3 含有微处理器的电子标签实例 279
习题 280
第12章 读写器的体系结构 282
12.1 读写器的组成与设计要求 282
12.1.1 读写器的组成 282
12.1.2 读写器的设计要求 284
12.2 低频读写器 285
12.2.1 基于U2270B芯片的读写器 285
12.2.2 考勤系统的读写器 287
12.2.3 汽车防盗系统的读写器 289
12.3 高频读写器 291
12.3.1 MF RC500芯片 291
12.3.2 基于MF RC500芯片的读写器 294
12.4 微波读写器 297
12.4.1 射频电路与ADS 297
12.4.2 启动和退出ADS 298
12.4.3 ADS的4种工作视窗 299
12.4.4 ADS的设计功能 303
12.4.5 ADS的仿真功能 304
习题 305
第13章 RFID中间件 307
13.1 RFID中间件概述 307
13.1.1 中间件的概念 307
13.1.2 RFID中间件的发展历程 308
13.1.3 RFID中间件的分类 310
13.1.4 RFID中间件的特征与作用 312
13.2 中间件接入技术和业务集成技术 314
13.2.1 RFID硬件设备与中间件集成架构 314
13.2.2 RFID读写设备接入技术 315
13.2.3 RFID中间件业务集成技术 316
13.3 RFID中间件的结构 321
13.3.1 RFID中间件的系统框架 321
13.3.2 RFID中间件的处理模块 322
13.4 中间件标准和中间件产品 325
13.4.1 中间件标准 325
13.4.2 IBM公司的RFID中间件 328
13.4.3 微软公司的RFID中间件 330
13.4.4 BEA公司的RFID中间件 333
13.4.5 深圳立格公司的RFID中间件 335
13.4.6 清华同方的“ezONE易众”中间件 336
习题 337
第14章 物联网RFID标准体系 338
14.1 标准简介 338
14.1.1 标准的意义、本质与作用 338
14.1.2 标准与知识产权 340
14.2 ISO/IEC RFID标准体系 341
14.2.1 ISO/IEC概述 342
14.2.2 ISO/IEC技术标准 343
14.2.3 ISO/IEC数据结构标准 345
14.2.4 ISO/IEC性能标准 346
14.2.5 ISO/IEC应用标准 347
14.2.6 ISO/IEC其他标准 349
14.2.7 ISO/IEC 18000-6标准分析 351
14.2.8 ISO/IEC中的RFID标准汇总表 355
14.3 EPCglobal RFID标准体系 360
14.3.1 EPC系统的特点 360
14.3.2 EPC系统的体系框架 360
14.3.3 EPC的体系框架标准 364
14.3.4 EPC编码体系 366
14.3.5 EPC标签分类 369
14.3.6 EPC系统 370
14.3.7 EPC系统工作流程 372
14.4 日本泛在识别UID标准体系 372
14.4.1 UID标准体系概述 373
14.4.2 泛在识别码 373
14.4.3 泛在通信器 374
14.4.4 Ucode标签分级 375
14.4.5 信息系统服务器 376
14.4.6 Ucode解析服务器 376
14.5 我国的物联网RFID技术标准 377
14.5.1 制定我国RFID标准的必要性 377
14.5.2 制定我国RFID标准的基本原则 378
14.5.3 我国RFID标准体系框架 379
14.5.4 我国RFID的关键技术 381
14.5.5 我国RFID应用技术标准 383
习题 385
第3篇 物联网RFID应用实例 389
第15章 物联网RFID在交通运输领域的应用 389
15.1 物联网RFID在民航领域的应用 389
15.1.1 RFID技术在机场管理系统的应用优势 389
15.1.2 RFID技术在机场管理系统的应用前景 391
15.1.3 RFID技术在机场管理系统各个环节中的应用 393
15.1.4 实施RFID项目需要考虑的几个问题 397
15.1.5 RFID技术在机场管理系统的应用案例 397
15.2 物联网RFID在公路领域的应用 399
15.2.1 RFID技术在公交管理系统中的应用 399
15.2.2 美国双子城RFID公交车库定位和管理系统 402
15.2.3 停车场RFID不停车收费智能化管理系统 404
15.2.4 RFID智能卡京津城际列车公交化系统 407
习题 412
第16章 物联网RFID在制造与物流领域的应用 413
16.1 物联网RFID在制造领域的应用 413
16.1.1 物联网RFID在制造业中的作用 414
16.1.2 物联网RFID在德国汽车制造领域的应用实例 417
16.1.3 物联网RFID在美国电路板制造领域的应用实例 419
16.1.4 各国用于制造业的RFID产品实例 420
16.2 物联网RFID在物流领域的应用 423
16.2.1 物联网RFID在物流领域的实施效果 424
16.2.2 物联网RFID在法国家乐福超市中的应用实例 425
16.2.3 物联网RFID在日本物品配送领域的应用实例 428
习题 431
第17章 物联网RFID在防伪和公共安全领域的应用 433
17.1 物联网RFID在防伪领域的应用 433
17.1.1 远望谷RFID电子票证防伪系统 433
17.1.2 南非世界杯预选赛（中国—澳大利亚）RFID电子门票系统 435
17.1.3 五粮液酒RFID防伪系统 437
17.2 物联网RFID在公共安全领域的应用 439
17.2.1 中国RFID门禁控制系统 439
17.2.2 德国RFID医院信息系统 446
习题 449
附录 缩略语英汉对照表 450
参考文献 457