南开大学滨海学院
物联网技术实验课程设计
题目：
学号： 姓名： 年级： 专 业： 完成日期：
目 录
摘 要 .............................. 错误！未定义书签。 Abstract ............................ 错误！未定义书签。 第一章 绪论 ......................................... 1
1.1 研究背景及意义 ........................................................................... 1 1.2 国内外发展现状及应用 ............................................................... 1 1.3 本文主要研究内容 .................................... 错误！未定义书签。
第二章 系统概述 ..................................... 3
2.1 RFID系统概述 .............................................................................. 3
第三章 ××系统设计 ................................. 6
3.1 系统的构成和基本原理 ............................................................... 6 3.2 结构框图........................................................................................ 6
附 录 ............................................... 7 参考文献 ............................ 错误！未定义书签。 致 谢 .............................. 错误！未定义书签。
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
RFID技术的前身应追溯到二次世界大战期间敌我双方飞的飞机识别，采用在飞机上安装识别标签（类似于现在的主动式标签）的方法，××××××波××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××而被动式RFID技术应追溯到20××××××××××××××××××世纪初期，它是由雷达技术衍生而来的。随后，晶体管集成电路、微处理芯片、通信网络等技术的出现又进一步的推动了RFID技术的发展[1]。
20世纪60至70年代国外就已经开始了对RFID技术的研究与应用。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××同时，在欧洲如不停车收费系统、道路控制以及商业上也在广泛使用该技术，RFID技术显示出了其巨大的潜力及发展空间[1]。
现在，××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××普及都必将孕育一个庞大的市场，并成为未来一个新的经济增长点
[2]
。
××××××××××××××××××××××××××××××××
1.1.2 RFID1技术的意义
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××即便是在恶劣的环境中也可以稳定工作[2]。
1.2 国内外发展现状及应用
1.2.1 国内外发展现状
1
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，称为射频识别技术。
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××而在日本和欧洲5.8GHZ系统也有着较为成熟的技术[4]。 1.2.2 应用范围
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××切要求，国家对此相当重视，所以RFID技术在中国已经掀起了实质性的运动[5]。 1.2.3 关于××××××××的研究与应用
RFID系统频段的概念是指读写器通过天线发送、接收并读取的标签信号频率范围。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××这三大工作频段[6]。
第二章 系统概述
2.1 RFID系统概述
2.1.1系统组成
典型的××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××射频识别系统结构图如图2-1所示[8]。
图2-1 射频识别系统结构图
2.1.2 通信原理
通信的过程主要包含了信息发送、传输和接受。信息被调制到载波上，通过空间信道上的传输媒质发送出去；接收机则通过接收载波信息，经过解调、解码等数字信号处理技术将信息显示给用户。
图2-2 数字通信系统中的信号和数据流
信号编码是使要传输的信息和它的信号表示尽可能的最佳的与传输通道的
性能相匹配。
调制是改变高频载波的信号处理，即使载波的振幅、频率或相位与调制的基带信号相关联。
信道是信号的传输介质，在RFID系统中采用的传输介质是电场或磁场，即无线信道。
解调是一种另外的调制过程，用以再生基带信号。不仅是电子标签中有信息源，阅读器中也有信息源。所以阅读器和电子标签中都有调制和解调器。
解码是从基带编码中恢复原来的信息内容并识别和标示出传输中的错误码。
2.1.3 系统分类
根据系统的工作频率来划分，频段可划分为低频、高频、超高频和微波这三大频段。各频段的典型工作频率、作用距离及穿透能力如表2-3所示[9]。
表2.1 频率特性
根据标签的供电形式划分，RFID可以将标签划分为有源标签和无源标签。其供电方式及工作性如表2-4所示。
表2.2 ××××
根据标签的工作方式划分，可将RFID分为主动式和被动式。标签的工作方式即使标签通过各种形式方法与阅读器进行数据交换。
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××生感应电流，从而给标签供电。在有障碍物的情况下，阅读器的能量必须来去穿越障碍物两次。该类
系统一般适合在门禁或交通中应用，因为阅读器只可以确保激活一定范围之内的电子标签。 2.1.4 ××智能卡标准
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××下面是两种非接触式智能卡标准的比对[10]。 1、××××技术特征
（1）ISO 14443和ISO 15693的技术特征
ISO制定的三个非接触式智能卡标准分别为ISO 10536紧密耦合卡（0—1mm）、ISO 14443短距离卡（Proximity）（0—10cm）和ISO 15693近距离卡（Vicinity）（0—100cm）。其中ISO 10563紧密耦合卡市面上比较少用，主要是ISO 14443和ISO 10536的产品。非接触智能卡标准的主要内容包括智能卡的物理特性、测试方法、射频接口与调制方法、初始化和防冲撞算法等[11]。 ISO 14443和ISO 10536非接触式的特点如下：
1使用13.56MHZ的频率； ○
2标签芯片可读写； ○
3很好的数据安全方式； ○
4智能卡与阅读器之间的身份认证； ○
5支持多个阅读器混合使用； ○
6阅读器有多个可选择的数据接口； ○
当然，ISO 14443和ISO 10536也存在技术上的差异，如表2-5所示。
表2.3 ISO 14443和ISO 10536技术参数比较
第三章 ××系统设计
3.1 系统的构成和基本原理
最基本的RFID系统由3部分组成：
1电子标签(Tag，或称射频标签)，×××××××××××××××××○
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
2阅读器，×××××××××××××××××××××××××××○
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
3天线，××××××××××××××××××××××××××××○
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
3.2 结构框图
×××的结构框图如图3-1所示。PC机通过USB接口与读写器的微控制器相连接，×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××卡者与读写器的相互操作平台。
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××十分重要，负责对射频模块以的其他部分进行控制。
图3-1 结构框图
附 录
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南开大学滨海学院
物联网技术实验课程设计
题目：
学号： 姓名： 年级： 专 业： 完成日期：
目 录
摘 要 .............................. 错误！未定义书签。 Abstract ............................ 错误！未定义书签。 第一章 绪论 ......................................... 1
1.1 研究背景及意义 ........................................................................... 1 1.2 国内外发展现状及应用 ............................................................... 1 1.3 本文主要研究内容 .................................... 错误！未定义书签。
第二章 系统概述 ..................................... 3
2.1 RFID系统概述 .............................................................................. 3
第三章 ××系统设计 ................................. 6
3.1 系统的构成和基本原理 ............................................................... 6 3.2 结构框图........................................................................................ 6
附 录 ............................................... 7 参考文献 ............................ 错误！未定义书签。 致 谢 .............................. 错误！未定义书签。
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
RFID技术的前身应追溯到二次世界大战期间敌我双方飞的飞机识别，采用在飞机上安装识别标签（类似于现在的主动式标签）的方法，××××××波××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××而被动式RFID技术应追溯到20××××××××××××××××××世纪初期，它是由雷达技术衍生而来的。随后，晶体管集成电路、微处理芯片、通信网络等技术的出现又进一步的推动了RFID技术的发展[1]。
20世纪60至70年代国外就已经开始了对RFID技术的研究与应用。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××同时，在欧洲如不停车收费系统、道路控制以及商业上也在广泛使用该技术，RFID技术显示出了其巨大的潜力及发展空间[1]。
现在，××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××普及都必将孕育一个庞大的市场，并成为未来一个新的经济增长点
[2]
。
××××××××××××××××××××××××××××××××
1.1.2 RFID1技术的意义
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××即便是在恶劣的环境中也可以稳定工作[2]。
1.2 国内外发展现状及应用
1.2.1 国内外发展现状
1
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，称为射频识别技术。
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××而在日本和欧洲5.8GHZ系统也有着较为成熟的技术[4]。 1.2.2 应用范围
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××切要求，国家对此相当重视，所以RFID技术在中国已经掀起了实质性的运动[5]。 1.2.3 关于××××××××的研究与应用
RFID系统频段的概念是指读写器通过天线发送、接收并读取的标签信号频率范围。××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××这三大工作频段[6]。
第二章 系统概述
2.1 RFID系统概述
2.1.1系统组成
典型的××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××射频识别系统结构图如图2-1所示[8]。
图2-1 射频识别系统结构图
2.1.2 通信原理
通信的过程主要包含了信息发送、传输和接受。信息被调制到载波上，通过空间信道上的传输媒质发送出去；接收机则通过接收载波信息，经过解调、解码等数字信号处理技术将信息显示给用户。
图2-2 数字通信系统中的信号和数据流
信号编码是使要传输的信息和它的信号表示尽可能的最佳的与传输通道的
性能相匹配。
调制是改变高频载波的信号处理，即使载波的振幅、频率或相位与调制的基带信号相关联。
信道是信号的传输介质，在RFID系统中采用的传输介质是电场或磁场，即无线信道。
解调是一种另外的调制过程，用以再生基带信号。不仅是电子标签中有信息源，阅读器中也有信息源。所以阅读器和电子标签中都有调制和解调器。
解码是从基带编码中恢复原来的信息内容并识别和标示出传输中的错误码。
2.1.3 系统分类
根据系统的工作频率来划分，频段可划分为低频、高频、超高频和微波这三大频段。各频段的典型工作频率、作用距离及穿透能力如表2-3所示[9]。
表2.1 频率特性
根据标签的供电形式划分，RFID可以将标签划分为有源标签和无源标签。其供电方式及工作性如表2-4所示。
表2.2 ××××
根据标签的工作方式划分，可将RFID分为主动式和被动式。标签的工作方式即使标签通过各种形式方法与阅读器进行数据交换。
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××生感应电流，从而给标签供电。在有障碍物的情况下，阅读器的能量必须来去穿越障碍物两次。该类
系统一般适合在门禁或交通中应用，因为阅读器只可以确保激活一定范围之内的电子标签。 2.1.4 ××智能卡标准
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××下面是两种非接触式智能卡标准的比对[10]。 1、××××技术特征
（1）ISO 14443和ISO 15693的技术特征
ISO制定的三个非接触式智能卡标准分别为ISO 10536紧密耦合卡（0—1mm）、ISO 14443短距离卡（Proximity）（0—10cm）和ISO 15693近距离卡（Vicinity）（0—100cm）。其中ISO 10563紧密耦合卡市面上比较少用，主要是ISO 14443和ISO 10536的产品。非接触智能卡标准的主要内容包括智能卡的物理特性、测试方法、射频接口与调制方法、初始化和防冲撞算法等[11]。 ISO 14443和ISO 10536非接触式的特点如下：
1使用13.56MHZ的频率； ○
2标签芯片可读写； ○
3很好的数据安全方式； ○
4智能卡与阅读器之间的身份认证； ○
5支持多个阅读器混合使用； ○
6阅读器有多个可选择的数据接口； ○
当然，ISO 14443和ISO 10536也存在技术上的差异，如表2-5所示。
表2.3 ISO 14443和ISO 10536技术参数比较
第三章 ××系统设计
3.1 系统的构成和基本原理
最基本的RFID系统由3部分组成：
1电子标签(Tag，或称射频标签)，×××××××××××××××××○
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
2阅读器，×××××××××××××××××××××××××××○
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
3天线，××××××××××××××××××××××××××××○
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
3.2 结构框图
×××的结构框图如图3-1所示。PC机通过USB接口与读写器的微控制器相连接，×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××卡者与读写器的相互操作平台。
×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××十分重要，负责对射频模块以的其他部分进行控制。
图3-1 结构框图
附 录
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