无线射频识别(RFID)技术---第7章基于RFID的物联网
第7章RFID电感耦合方式射频前端
Q R
0L
(7.28)
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
3.输入导纳
在谐振频率，输入导纳为
Y in
1 R
在其它频率，输入导纳为复数。
(7.30)
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
4.带宽
带宽可以由品质因数和谐振频率求得。
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。在这种工作 方式中，线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场， 使读写器与电子标签之间相互耦合，构成了电感耦合的工作方式。 同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形成谐 振电路，谐振电路可以实现低频和高频RFID能量和数据的传输。
功率损耗
Q 0L
R
(7.12) (7.13)
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
பைடு நூலகம்
3.输入阻抗
在谐振频率，电感的感抗和电容的容抗相互抵消，
输入阻抗为
Zin R
在其它频率，输入阻抗为复数。
(7.15)
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.5 读写器射频前端天线电路的结构
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.2.2 串联谐振电路
物联网--基于RFID的学生考勤系统的设计与实现
物联网专业综合设计题目基于RFID的学生考勤系统的设计与实现班级姓名学号目录物联网专业综合设计 (1)目录 (2)1.绪论 (3)1。
1研究背景与意义 (3)1。
2学生考勤系统研究状况 (3)1。
2。
1 基于IC智能卡的考勤系统 (3)1。
2。
2基于人体指纹的考勤系统 (4)2。
物联网技术及其应用 (5)2.1 物联网技术概述 (5)2。
2 无线传感器网络技术 (6)2。
3射频识别RFID技术 (6)3。
基于RFID室内定位技术的防代刷卡算法 (7)3。
1基于RFID技术的室内定位算法描述 (7)3。
1。
1 基于RFID技术的教室座位区域的划分及定位方法 (7)3。
1.2 一人持多卡的代刷卡问题发现算法 (8)3.2性能仿真 (9)4。
考勤管理系统的设计与实现 (11)4.1系统的体系结构 (11)4.1.1 系统的网络拓扑结构 (11)4.1。
2 系统的关键技术与功能模块划分 (12)4。
2系统的数据库设计 (13)4.3系统主要模块设计 (15)4.3.1 用户注册和登录模块 (15)4.3.2课堂考勤模块 (16)4。
3.3考勤结果查询模块 (18)4.4系统实现与主要功能界面 (19)4。
5小结 (22)结论与展望 (22)1。
绪论1.1研究背景与意义随着电子技术的发展，各类计算机考勤系统如IC 卡考勤系统、指纹考勤系统等如雨后春笋般迅速涌现并逐步得到普及和应用。
这类系统的一般使用流程为学生持一张具有身份信息的智能卡（或自身的指纹），在进入或离开学校/教室时于出入口处的读卡器上进行刷卡（或按指纹），然后通过系统实时识别并将考勤信息通过物理介质和交换机传输到服务器，再由数据库对考勤信息进行管理。
与传统的点名考勤相比，这些计算机考勤系统虽然能大幅提高对学生的考勤效率，但仍存在着不卫生、代刷卡、人员通过速度较慢等问题，特别是当有大量人员短时间内通过时，就会排起长队;因此使得采用这类系统的价值被大打折扣。
rfid技术是什么,rfid射频识别简介
RFID究竟是怎样神奇的技术如今RFID技术在物联网(IOT，Internet of things)和工业互联网领域被给予厚望正迅猛发展，大量运用到各种场景，它被称为物联网的关键技术，可RFID究竟是怎样神奇的一种技术，相关书籍有很多，吕工借此做个普及，希望用通俗的语言，简短的篇幅为大家叙述清楚。
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
这是通常的定义;FRID 系统至少包含三方面内容：一个是特定目标即被识别的对象，另一个是识别系统，第三是软件系统。
识别系统能够主动或被动的发现对方;被识别的对象和识别系统分别对应询问器或阅读器和(发送)应答器。
应答器即智能标签或电子标签，它由天线，耦合元件及芯片组成，能存储被定义的身份数据，每个标签具有唯一的电子编码，标签附着在物体上从而标识目标对象;阅读器也是由天线，耦合元件，控制模块，芯片组成，是读取和写入电子标签信息的设备。
它负责发出一定频率的无线射频信号，在周围产生信号磁场;有手持式的也有固定式阅读器。
智能标签在到达阅读器的信号磁场范围时，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者由标签主动发送某一频率的信号(有源标签或主动标签)，阅读器读取信息并解码后，送至软件系统即中央信息系统进行有关数据处理。
软件系统，是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。
RFID系统信号的流向:发送应答器(电子标签)←→阅读器←→ 通讯模块←→处理系统显然，通过RFID技术可以把分散的实物对象联系在一起，根据实物对象所附的电子标签中定义的数据可以识别出其身份，双方可以进行信息交换。
阅读器和应答器,同时配合其他兼容的通讯设备可以把信息传输到其他的系统,比如工业控制的PLC控制系统或者因特网,进而形成更大的网络.这便是物联网的一种形式.从身边的RFID应用看分类公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等，这些应用属于近距离接触式识别类。
RFID应用及原理-第七章-射频数据的完整性
第6章 射频数据的完整性
6.4、差错控制编码
• 差错控制时所使用的编码,常称为纠错编码。 • 根据码的用途，可分为检错码和纠错码。检错码以检错为目的，
不一定能纠错;而纠错码以纠错为目的，一定能检错。 • 监督码元:上述几种技术中，都是在接收端识别有无错码。所以
在发送端需要在信息码元序列中增加一些差错控制码元，它们 称为监督码元。 • 不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力。
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第6章 射频数据的完整性
6.5、汉明码
• 汉明码又叫线性分组码,它是一种能够自动检测并纠正一重错的 线性纠错码。
• 汉明码一般可用(n , k)表示。其中，k是每组二进制信息码元的 数目，n是编码码组的码元总位数，又称为码组长度，简称码长。 n-k=r为每个码组中的监督码元数目。
• 简单地说，汉明码是对每段k位长的信息组以一定的规则增加r 个监督元，组成长为n的码字。在二进制情况下，共有2k个不同 的信息组，相应地可得到2k个不同的码字，称为许用码组。其 余 2n-2k个码字未被选用，称为禁用码组。
• 发端发送具有自动纠错同时又具有检错能力的码。收端收 到码后,检查差错情况，如果错误在码的纠错能力范围以内， 则自动纠错，如果超过了码的纠错能力， 但能检测出来， 则经过反馈信道请求发端重发。
• 这种方式具有自动纠错和检错重发的优点，可达到较低的 误码率，因此， 近年来得到广泛应用。
• RFID系统一般使用第一种或第二种差错控制方式。
收到，可能导致以下结果： ① 不能识别正常工作的电子标签，误判电子标签的工作状态； ② 将一个电子标签判别为另一个电子标签，造成识别错误。
6
第6章 射频数据的完整性
6.2、RFID系统的数据传输出错
思考与练习_物联网：射频识别（RFID）核心技术详解（第3版）_[共2页]
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第7章 RFID 电感耦合方式的射频前端174电容负载调制的特性如下。
• 在电阻负载调制中，读写器和电子标签在工作频率下都处于谐振状态；而在电容负载调制中，由于接入了电容mod C ，电子标签回路失谐，又由于读写器与电子标签的耦合作用，导致读写器也失谐。
• 开关S 的通断控制电容mod C 按数据流的时钟接通和断开，使电子标签的谐振频率在两个频率之间转换。
• 通过定性分析可以知道，电容mod C 的接入使电子标签电感线圈上的电压下降。
• 由于电子标签电感线圈上的电压下降，使读写器电感线圈上的电压上升。
• 电容负载调制的波形变化，与电阻负载调制的波形变化相似，但此时读写器电感线圈上电压不仅发生振幅的变化，也发生相位的变化，相位变化应尽量减小。
7.5 本章小结低频和高频RFID 是采用电感耦合方式进行工作的。
在这种工作方式中，线圈形式的天线相当于电感，线圈产生的电感与电容组合在一起，形成谐振电路，读写器和电子标签的射频前端都采用谐振电路。
同时，电感线圈产生交变磁场，使读写器天线与电子标签天线之间相互耦合，构成了电感耦合方式的能量传输和数据传输。
电感有自感和互感两种，读写器线圈、电子标签线圈分别都有自感，同时读写器线圈与电子标签线圈之间形成互感。
RFID 读写器的射频前端采用串联谐振电路，串联谐振电路可以使读写器天线上的电流最大，使读写器线圈产生最大的磁通，能最大程度地输出读写器的能量。
RFID 电子标签的射频前端常采用并联谐振电路，并联谐振电路可以使电子标签天线上感应的电压最大，使电子标签线圈输出最大的电压，使电子标签最大程度地耦合来自读写器的能量。
读写器与电子标签之间有电感耦合。
读写器通过电感耦合给电子标签提供能量，并通过整流电路可以产生电子标签芯片工作的直流电压。
负载调制是电子标签经常使用的向读写器传输数据的方法，电子标签负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种方式。
7.6 思考与练习7.1 磁通是怎么定义的？线圈的自感与磁通有什么关系？两个线圈的互感与磁通有什么关系？7.2 RFID 读写器的射频前端常采用哪种谐振电路，为什么？7.3 串联谐振时，电感和电容的储能一样吗？串联谐振电路的谐振频率是什么?什么是串联谐振电路的频带宽度？频带宽度与品质因数有什么关系？7.4 某高频RFID 工作频率为6.78MHz ，采用串联谐振的射频前端电路，若线圈天线。
无线射频识别技术名词解释
无线射频识别技术名词解释
无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种利用无线电波进行非接触式自动识别的技术。
通过内置或粘贴电子标签，物品能够被自动识别，无需人工干预。
RFID技术广泛应用于物流、供应链管理、零售、制造、医疗、交通等众多领域，极大地提高了工作效率和准确性。
在RFID系统中，电子标签附着在待识别的物品上，包含有存储信息的芯片和天线。
电子标签通过与RFID读写器之间的无线通信进行信息交换。
当RFID读写器发出的无线电波覆盖范围内，电子标签能够接收信号并从中获取能量，从而实现非接触式通信。
RFID读写器负责发送无线电波并接收来自电子标签的信号。
根据应用需求，RFID读写器可以是固定式或手持式，可以同时读取多个电子标签，大大提高了识别速度和效率。
RFID技术的优势在于非接触式识别、快速批量识别、环境适应性强等特点。
同时，RFID技术能够实现物品的实时跟踪和追溯，提高了供应链的透明度和可控性。
随着物联网技术的不断发展，RFID技术将在更多领域发挥重要作用。
第七章 RFID系统关键技术-物联网识别技术及应用(第2版)-甘早斌-清华大学出版社
7.1.2 RFID系统的攻击手段
针对RFID系统的安全攻击手段和方式主要分为以下两种： 1、对RFID系统进行破坏、扰乱的攻击
通过干扰、阻塞无线信道或其它手段，产生异常环境，使RFID发 生故障，或进行拒绝服务的攻击等。
2、对通信数据的收集、复制和修改
主要包括欺骗伪造，重放，窃听，跟踪和浏览。欺骗伪造是指攻 击者获取标签的敏感信息（例如密钥或产品代码）后，可依此伪 造出相同的标签并欺骗读写器进行验证，以获取利益。
在后端通信链路中，系统面临着传统计算机网络普遍存在 的安全问题，主要是恶意代码和病毒的攻击，属于传统信 息安全的范畴。
3、读写器
当读写器将数据发送给主机系统之前，都会先将信息存储 在内存中，并用它来执行一些功能。在这些处理过程中， 读写器功能就像其他计算机一样存在传统的安全侵入问题。
目前，市场上大部分读写器都是私有的，只提供用户业务 接口，一般不提供相应的扩展接口让用户自行增强读写器 安全性。因此读写器同样存在和其他计算机终端类似的安 全隐患。
Hale Waihona Puke 7.1 RFID系统的安全技术
互联网的安全问题主要涉及到读取控制、隐私保护、用户 认证、不可抵赖性、数据保密性、通信层安全、数据完整 性、随时可用性等方面。
而从物联网的体系结构来看，其应用层、传输层和感知层 的安全问题与这八个方面都紧密相关。但是，由于物联网 连接和处理的对象主要是人、物及其相关的数据，其“所 有权”特性导致物联网信息安全要求比以处理“文本”为主的 互联网更加复杂，对“隐私权 (Privacy) ”保护的要求更高。
4、真实性
电子标签的身份认证是验证通信双方真实性的主要方法。
5、隐私性
安全的RFID系统应当能够保护使用者的隐私信息或相关经济实体的 商业利益。
《基于RFID的双频室内定位系统设计》范文
《基于RFID的双频室内定位系统设计》篇一一、引言随着科技的进步和物联网的蓬勃发展，室内定位技术已经成为了一个热门的研究领域。
无线射频识别（RFID）技术因其非接触式、多标签读取等特点，在室内定位系统中扮演着重要角色。
本文将介绍一种基于RFID的双频室内定位系统设计，以实现对目标物体的精确和可靠定位。
二、系统设计概述本系统设计主要基于RFID技术，采用双频工作模式。
该系统主要由三个部分组成：RFID标签、RFID阅读器和数据处理与定位模块。
RFID标签负责携带目标物体的信息，RFID阅读器负责读取标签信息并发送给数据处理与定位模块，数据处理与定位模块则负责解析信息，计算目标物体的位置并输出。
三、RFID标签设计RFID标签是本系统的关键部分之一，其设计直接影响到系统的定位精度和可靠性。
本系统采用双频RFID标签，包括两个不同频率的射频模块。
这种设计可以有效地提高系统的抗干扰能力和读取速度。
此外，为了降低功耗和成本，标签采用低功耗芯片和低成本材料制作。
四、RFID阅读器设计RFID阅读器是本系统的另一关键部分，负责读取RFID标签的信息并发送给数据处理与定位模块。
本系统采用多天线设计，以提高阅读器的读取范围和抗干扰能力。
此外，为了满足实时定位的需求，阅读器采用高速处理器和优化算法，以实现快速读取和数据处理。
五、数据处理与定位模块设计数据处理与定位模块是本系统的核心部分，负责解析RFID 标签的信息，计算目标物体的位置并输出。
本系统采用多源数据融合技术，将多个RFID阅读器读取的信息进行融合处理，以提高定位精度和可靠性。
此外，本系统还采用一种基于加权质心算法的定位算法，通过计算多个阅读器的加权质心来确定目标物体的位置。
六、系统实现与测试本系统在实现过程中，采用了模块化设计，方便后续的维护和升级。
在测试阶段，我们通过模拟不同场景下的实验，验证了本系统的定位精度和可靠性。
实验结果表明，本系统在多种场景下均能实现精确的室内定位。
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7.3 RFID物联网组件
7.3.5 物联网信息发布服务 物联网信息发布服务（Internet of Things Information Service，IOT-IS），负责对物联网中 的信息进行处理和发布。
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7.3 RFID物联网组件
中间件的作用 （1）独立的架构 （2）数据处理 （3）标准
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7.3 RFID物联网组件
中间件的结构
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7.3 RFID物联网组件
左侧空白区
右侧空白区 左侧空白区
右侧空白区
前置码
供人识别字符
供人识别字符
EAN-13 商品条码符号结构
EAN-8 商品条码符号结构
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7.2 全球物品编码
表7.1 EAN-13条码最多允许的商品项目总数
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2. EPC码的特点
（1）唯一性
（2）简单性 （3）可扩展性 （4）安全性
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7.3 RFID物联网组件
7.3.1 EPC标签
EPC 标签一般由天线和芯片组成， EPC 标签芯片 的面积不足1平方毫米，可实现二进制96位信息存储。 EPC 标签是 EPC 码的信息载体，其中存储的唯一
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7.3 RFID物联网组件
7.3.4 物联网名称解析服务 物联网名称解析服务（Internet of Things Name Service，IOT-NS），负责将电子标签的ID号 解析成对应的网络资源地址。
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7.2 全球物品编码
1970 年，美国开始在商品中使用条码。物联网需 要对全球每个物品进行编码和管理，条码满足不了这样 的要求，EPC码就产生了。 1.条码
条码由欧洲物品编码协会（ EAN ）和美国统一编码委 员会（UCC）负责编制，目前已经成为全球通用的商务 语言。 2. EPC码
（EAN-8）。EAN条码目前已用于全球90多个国家和
地区，我国于1991年加入EAN组织。
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7.2 全球物品编码
中间分隔符 起始符 左侧数据符 右侧数据符 校验符 终止符
中间分隔符 校验符 起始符 左侧数据符 右侧数据符 终止符
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7.3 RFID物联网组件
EPC系统原来有4个不同的标签制造标准，分别为 英国大不列颠科技集团（BTG）的ISO-180006A标准、 美 国 Intermec 科 技 公 司 （ Intermec Technologies Corp.) 的 ISO-180006B 标准、美国 Matrics 公司（现 在已经被美国讯宝科技公司以2.3亿美元收购）的Class 0标准和Alien Technology公司的Class 1标准。 EPC Gen2标准是在整合上述 4个标签标准的前提 下产生的，同时 EPC Gen2 标准扩展了上述 4 个标签标 准。
（4）全球可回收资产标识代码（GRAI） （5）全球单个资产标识代码（GIAI） （6）全球服务标识代码（GSRN）
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7.2 全球物品编码
2. 电子产品编码概述 电子产品编码的概念是由美国麻省理工学院1999 年提出的，其核心思想是为全球每一个商品提供唯一的 电子标识符，通过射频识别技术完成物品数据的自动采 集。 2003 年欧洲物品编码协会（ EAN ）和美国统一 编码委员会（UCC）联合收购了EPC系统，共同成立了 全球电子产品编码中心（EPCglobal）。
的无缝连接。
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7.3 RFID物联网组件
中间件可以称为RFID运作的中枢，它解决了应
用系统与硬件接口连接的问题，解决了多对多连
接的各种复杂问题，可以实现数据的正确读取，
并有效地将数据传送到后端网络。
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EPC码
EPC码是射频识别的编码标准，是全球统一标识系 通过应用于RFID系统中，联合网络技术而组成了 EPC系统。
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7.2 全球物品编码
1.EPC码的容量
EPC码是二进制码，这一点与条码不同，条码是十进制码。
EPC码的版本有64位、96位和256位编码结构。
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7.2 全球物品编码
7.2.2 条码编码 条码将表示商品信息的数字代码转换成一组规则排
列的平行线条，条码遵循唯一性原则以保证条码在全世
界范围内不重复。
1、EAN条码
EAN 条 码 有 标 准 版 （ EAN-13 ） 和 缩 短 版
信息是96位或64位的EPC码。
EPC标签有类（Class）和代（Gen）的概念
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7.3 RFID物联网组件
1. EPC标签分类 （1）Class 0 （2）Class 1 该类EPC标签为无源、后向散射式。 ▪ 具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符； ▪ 通过KILL命令能够实现标签自毁功能，使标签永久失效； ▪ 具有可选的密码保护功能； ▪ 具有可选的用户存储空间。 （3）Class 2 （4）Class 3 （5）Class 4
EPC码统一了对全球物品编码的方法，其容量可以为全 球每个物品进行编码。
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7.2 全球物品编码
7.2.1 物品编码概述 1. 条码概述
（1）全球贸易项目代码(GTIN)
（2）系列货运包装箱代码(SSCC)
（3）全球位置标识代码（GLN）
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7.3 RFID物联网组件
2. EPC标签代（Gen）的概念
EPC Gen1是EPC系统第一代标准。EPC Gen1标 准是EPC系统射频识别技术的基础，EPC Gen1主要是 为了测试EPC技术的可行性。
EPC Gen2是EPC系统第二代标准。EPC Gen2标 准主要是为使这项技术与实践结合，满足现实的需求。 EPC Gen2标签2005年投入使用。EPC Gen2标签提高 了RFID标签的质量，追踪物品的效果更好，同时提高 了信息的安全保密性。
EPC 读写器与网络之间不需要个人计算机作为过
渡， EPC 读写器提供了网络连接功能， EPC读写器的软
件可以进行 Web设置、TCP/IP读写器界面设置和动态
更新等。
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7.3 RFID物联网组件
7.3.3 中间件 RFID 中间件（ Middleware ）处于读写器与后台 网络的中间，扮演 RFID 硬件和应用程序之间的中介角 色，是 RFID 硬件和应用之间的通用服务。这些服务具 有标准的程序接口和协议，能实现网络与 RFID 读写器
7.3 RFID物联网组件
7.3.6 EPC系统网络服务概述 EPC码主要是给全球物品提供识别ID号。 大量物品信息存放在 Internet网上，存放地址与 物品识别 ID号一一对应，通过ID号可以在Internet网 上找到物品详细信息。
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7.2 全球物品编码
2、UPC条码
1970年，美国超级市场委员会制定了通用商品代
码（UPC条码）。1973年，美国统一编码委员会
（UCC）建立了UPC条码系统，并全面实现了该码制的
标准化。
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7.2 全球物品编码
7.2.3 统的重要组成部分。
中间件的发展阶段
（1）中间件的发展初期阶段
中间件以串接RFID读写器为目的，RFID读写器
厂商主动提供简单的应用程序接口，以供企业将后端系
统与RFID读写器串接。
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7.3 RFID物联网组件
（2）中间件的成长关键阶段
由于RFID应用强大，国际大公司持续关注 RFID的发展。RFID中间件已经具备平台管理与 维护、基本数据搜集和过滤等功能。 （3）中间件的发展成熟阶段
表7.2 EPC-96位编码结构最多允许存在的商品总数
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7.2 全球物品编码
2.68亿个公司