題型:填空題30分（一空一分）
簡答題30分（三道題）
綜合題40分（兩道題）
重點章節第一章，第二章（見整理的練習題），第四章（考計算），第五章
1.RFID技術
RFID：射頻識別，是利用射頻信號通過空間耦合實現非接觸信息雙向傳遞，達到識別目標的技術。
2.RFID系統組成
RFID 系統主要由閱讀器、電子標籤、中間件和應用系統軟件部分構成。
3.天線場的分佈
通常，可以根據觀測點與天線的距離將天線周圍的場劃分爲三個區域。
（1）無功近場區
無功近場區又稱爲電抗近場區，是天線輻射場中緊鄰天線口徑的一個近場區域。
在該區域中，電抗性儲能場佔支配地位，該區域的界限通常取爲距天線口徑表面λ/2π處。從物理概念上講，無功近場區是一個儲能場，其中的電場與磁場的轉換類似於變壓器中的電場、磁場之間的轉換。
（2）輻射近場區
超過電抗近場區就到了輻射場區，輻射場區的電磁場已經脫離了天線的束縛，並作爲電磁波進入空間。按照與天線距離的遠近，又把輻射場區分爲輻射近場區和輻射遠場區。
在輻射近場區中，輻射場佔優勢，並且輻射場的角度分佈與距離天線口徑的距離有關。
對於通常的天線，此區域也稱爲菲涅爾區。
（3）輻射遠場區
輻射遠場區即通常所說的遠場區，又稱爲夫朗荷費。在該區域中，輻射場的角分佈與距離無關。嚴格地講，只有離天線無窮遠處才能到達天線的遠場區。
4. 耦合類型
根據射頻識別系統作用距離的遠近情況，標籤天線與讀寫器天線之間的耦合可以分爲三類：密耦合系統、遙耦合系統和遠距離系統。
1）密耦合系統
密耦合系統，是具有很小作用距離的射頻識別系統，其典型作用距離範圍爲0～1cm。
密耦合系統是利用射頻標籤與讀寫器天線的無功近場區之間的電感耦合構成的無接觸空間信息傳輸射頻通道進行工作的。密耦合系統的工作頻率一般侷限於30MHz以下的頻率。
2）遙耦合系統
遙耦合系統的典型作用距離可以達1m，所有遙耦合系統在讀寫器與標籤之間都是電感（磁）耦合，遙耦合系統的發送頻率通常使用135KHz以下的頻率，或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz頻率。遙耦合系統又可細分爲近耦合系統（典型的作用距離爲15cm）與疏耦合系統（典型的作用距離爲1m）。
3）遠距離系統
遠距離系統的典型作用距離爲1～10m，個別系統具有更遠的作用距離。所有的遠距離系統均是利用標籤與讀寫器天線輻射遠場區之間的電磁場耦合（電磁波的發射與反射，也稱之爲反向散射耦合）所構成的無接觸空間信息傳輸通道進行工作的。遠距離系統的典型工作頻率爲915MHz、2.45GHz和5.8GHz，此外，還有一些其他頻率，如433MHZ等。
5.數據傳輸原理
射頻識別系統一般包括讀寫器、標籤和天線等部分，讀寫器和標籤之間的通信通過電磁波實現，按照通信距離可分爲近場和遠場。讀寫器和標籤之間數據交換方式也相應地稱爲負載調製和反向散射調製。
（1）負載調製。近距離低頻射頻識別系統是通過準靜態場的耦合實現的。在這種情況下，讀寫器和標籤之間的天線能量交換方式類似於變壓器結構，稱爲負載調製。這種調製方式在125kHz和13.56MHz射頻識別系統中得到了廣泛的應用。
（2）反向散射調製。指無源RFID射頻標籤將數據發送回讀寫器所採用的通信方式。射頻標籤返回數據的方式是控制天線的阻抗，控制射頻標籤天線阻抗的方法有許多種，都是基於一種稱爲“阻抗開關”的方法。實際採用的幾種阻抗開關有變容二極管、邏輯門、高速開關等。
6.RFID系統基本模型
在射頻識別系統工作過程中，空間傳輸通道中發生的過程可歸結爲三種事件模型：
1.數據交換是目的
2.時序是數據交換的實現形式
3.能量是時序得以實現的基礎
7.射頻識別系統的基本工作方式
分爲全雙工和半雙工系統，以及時序系統。
全雙工：雙方雙向通信；當數據的發送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發送和接收操作。
半雙工：雙方單向通信；若使用同一根傳輸線既作接收又作發送，雖然數據可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發數據。
時序：能量不連續
8.數字通信模型
9.信道的計算
信道帶寬:信號所擁有的頻率範圍叫做信號的頻帶寬度，簡稱帶寬。BW=f1-f2
信道傳輸速率就是數據在傳輸介質（信道）上的傳輸速率。單位爲比特/秒（b/s）
在信息傳輸通道中，攜帶數據信息的信號單元叫碼元，每秒鐘通過信道傳輸的碼元數稱爲碼元傳輸速率，簡稱波特率。
比特率是數據傳輸速率，表示單位時間內可傳輸二進制位的位數。
信道容量信道容量是信道的一個參數，反映了信道所能傳輸的最大信息量。
10.編碼格式
反向不歸零編碼（NRZ編碼）
這是一種簡單的數字基帶編碼方式，反向不歸零編碼用高電平表示二進制的1，
用低電平表示二進制的0。
曼徹斯特編碼（Manchester）
用電壓跳變的相位不同來區分1和0，其中從高到低跳變表示1，從低到高跳變表示0。
單極性歸零編碼（Unipolar RZ）
當發1碼時發出正電流，但正電流持續的時間短於一個碼元寬度，即發出一個窄脈衝；
當發0碼時，仍然完全不發送電流。
差動雙相編碼
在半個位週期中的任意邊沿表示二進制0，而沒有邊沿跳變表示二進制1。此外，在每個位週期開始時，電平都要反相。
密勒編碼（Miller）
密勒編碼在半個位週期內的任意邊沿表示二進制1，
而經過下一個位週期中不變的電平表示二進制0。
11.RFID主要採用數字調製的方式
RFID常用的調製方法：載波、振幅鍵控、頻移鍵控、相移鍵控、副載波調製。
副載波調製：副載波調製是指首先把信號調製在載波1上，出於某種原因，決定對這個結果再進行一次調製，於是用這個結果去調製另外一個頻率更高的載波2。
對RFID系統來說，副載波調製方法主要用在6.78MHz、13. 56MHz或27. 125MHz的電感耦合系統中，而且是從電子標籤到讀寫器方向的數據傳輸
在RFID副載波調製中，首先用基帶編碼的數據信號調製低頻率的副載波，已調的副載波信號用於切換負載電阻，然後採用振幅鍵控 ASK 、頻移鍵控 FSK 或相移鍵控 PSK 的調製方法，對副載波進行二次調製。
12.校驗和法
P46-48
1.奇偶校驗
奇偶校驗是一種簡單的使用廣泛的校驗方法。奇偶校驗分奇校驗和偶校驗，
收發兩端必須約定校驗方式。
2. 縱向冗餘校驗
縱向冗餘校驗（LRC）是把傳輸數據塊的所有字節進行按位加（或稱異或運算），
其結果就是校驗字節。在傳輸數據時，附加傳輸校驗字節。
在收端，將數據字節和校驗字節進行按位加，如果結果爲0，就認爲傳輸正確，
否則認爲傳輸錯誤。縱向冗餘校驗也稱作代碼和校驗。
3. 循環冗餘碼校驗（會計算）
循環冗餘碼校驗是由循環多項式生成的。假如16位的CRC生成多項式是：
其二進制序列爲10001000000100001（十六進制爲11021h）。
被校驗二進制序列M(X)除以16位校驗多項式G(X)，餘數就是16位的CRC值。M( X)=4D6F746Fh，其CRC-16的值是B994h。在傳輸時將計算結果附加在數據尾部，
收端將收到的數據除以11021h，如果餘數爲0表示正確，否則表示錯誤。
13.多路存取法
空分多路法（Space Division Multiple Access，SDMA）
頻分多路法（Frequency Division Multiple Access，FDMA）
時分多路法（Time Division Multiple Access，TDMA）
碼分多路法（Code Division Multiple Access，CDMA）
14.防碰撞算法
防碰撞算法利用多路存取法，使射頻識別系統中讀寫器與應答器之間數據完整地傳輸。
防碰撞算法
1.ALOHA 算法
（1）純ALOHA算法：信道利用率低，只有18.4%
（2）時隙ALOHA算法：系統需同步，信道利用率爲 36.8%
（3）動態時隙ALOHA算法：時隙ALHOA系統的吞吐率S
在交換數據包量G大約爲1時達到最大值。
2.二進制搜索算法：
按照二進制樹模型和一定的順序對所有的可能進行遍歷。
是一種確定性的防碰撞算法，但該算法要將所有可能全部遍歷，
因此其應用起來比較慢。（選用曼徹斯特編碼）
15.密碼學
密碼學的基本概念
對稱密碼體制：在對稱密碼體制中，加密密鑰和解密密鑰相同。
非對稱密碼體制：它的產生主要有兩個方面的原因，
一個是由於對稱密碼體制的密鑰分配問題；另一個是對數字簽名的需求。
16.RFID中的認證技術
相互對稱認證：“三次認證”：
（1）閱讀器發送查詢口令的命令給應答器，應答器作爲應答響應傳送所產生的一個隨機數RB給閱讀器。
（2）閱讀器產生一個隨機數RA，使用共享的密鑰K和共同的加密算法EK，算出加密數據塊TOKEN AB，並將TOKEN AB傳送給應達器 TOKEN AB=EK（RA，RB）
（3）應答器接收到TOKEN AB後進行解密，將取得的隨機數與原先發送的隨機數RB進行比較，若一致則閱讀器獲得了應答器的確認。
（4）應答器發送另一個加密數據塊TOKEN BA給閱讀器，TOKEN BA爲TOKEN BA=EK（RB1,RA）
RA爲從閱讀器傳來的隨機數，RB1爲隨機數。
（5）閱讀器接收到TOKEN BA並對其解密，若收到的隨機數與原先發送的隨機數RA相同，則完成了閱讀器對應答器的認證。
三次認證圖：
17.天線的定義
天線的定義：天線是用來發射或接收無線電波的裝置和部件。（天線的輻射符合疊加原理。）
研究天線的3個方法：解析解、數值解和仿真軟件。
18.低頻和高頻RFID天線和微波RFID天線的形式
在低頻和高頻頻段，讀寫器與電子標籤基本都採用線圈天線。
讀寫器天線與電子標籤天線之間採用電感耦合的方式工作。
低頻和高頻RFID天線，是基於近場耦合的概念進行設計。
微波RFID天線採用電磁輻射的方式工作，讀寫器天線與電子標籤天線之間的距離較遠，一般超過1m，典型值爲1～10m微波RFID天線形式多樣，可以採用對稱振子天線、微帶天線、陣列天線和寬帶天線等。
19.RFID天線製作工藝
RFID天線製作工藝主要有線圈繞製法、蝕刻法和印刷法。
低頻RFID電子標籤天線基本是採用繞線方式製作而成；高頻RFID電子標籤天線利用以上3種方式均可實現，但以蝕刻天線爲主，其材料爲鋁或銅；UHF RFID電子標籤天線則以印刷天線爲主。
20.閱讀器和應答器分別採用什麼諧振迴路？
在閱讀器中，由於串聯諧振迴路電路簡單、成本低，激勵可採用低內阻的恆壓源，諧振時可獲得最大的迴路電流等特點，因而被廣泛採用。
並聯諧振稱爲電流諧振，在諧振時，電感和電容支路中電流最大，即諧振迴路兩端可獲得最大電壓，這對無源應答器的能量獲取是必要的。
注意：第四章例題4-1是去年考試原題，重點看，學有餘力的同學，將第四章的公式好好複習,會出計算題。
21.RFID系統中負載調製
在RFID系統中，應答器向閱讀器的信息傳輸採用負載調製技術。
在電感耦合方式的RFID系統中，負載調製有電阻負載調製和電容負載調製兩種方法。
（看書上102-105.理解P104 圖4-23，要求會分析）
22.射頻濾波器的設計
（P150要求知道有哪些器件，功能大概是什麼樣子的）
23.RFID電子標籤
24.一位電子標籤
1位系統的數據量爲1位，當電子標籤是1位（1b）系統時，電子標籤只有1和0兩種狀態。
該系統讀寫器只能發出兩種狀態，這兩種狀態分別是“在讀寫器工作區有電子標籤”和“在讀寫器工作區沒有電子標籤”
射頻法工作系統由讀寫器（檢測器）、電子標籤和去激活器三部分組成。
電子標籤採用L-C振盪電路進行工作，振盪電路將頻率調諧到某一振盪頻率上。射頻法工作系統由讀寫器（檢測器）發出某一頻率的交變磁場，當交變磁場的頻率與電子標籤的諧振頻率相同時，電子標籤的振盪電路產生諧振，同時振盪電路中的電流對外部的交變磁場產生反作用，並導致交變磁場振幅減小。讀寫器（檢測器）如果檢測到交變磁場減小，就將報警。當電子標籤使用完畢後，用“去激活器”將電子標籤銷燬。（要求掌握射頻法工作原理以及1位電子標籤的應用場景：電子商品防盜系統EAS）
**聲表面波（SAW）**是傳播於壓電晶體表面的機械波。利用聲表面波技術製造標籤。
聲表面波器件：在壓電固體材料表面產生和傳播彈性波，該波振幅隨深入固體材料深度的增加而迅速減小
結構原理：電信號通過叉指發射換能器轉換成聲信號（聲表面波），在介質中傳播一定距離後到達接收叉指換能器，又轉換成電信號，從而得到對輸入電信號模擬處理的輸出電信號。
25.含有芯片的電子標籤
含有芯片的電子標籤是以集成電路芯片爲基礎的電子數據載體，這也是目前使用最多的電子標籤。
含有芯片的電子標籤基本由天線、模擬前端（射頻前端）和控制電路三部分組成。
從讀寫器發出的信號，被電子標籤的天線接收，該信號通過模擬前端（射頻前端）電路，進入電子標籤的控制部分，控制部分對數據流做各種邏輯處理。
爲了將處理後的數據流返回到讀寫器，射頻前端採用負載調製器或反向散射調製器等多種工作方式。
26.MIFARE算法（PPT不全，參考書上內容）
P156-157
Mifare卡的主要芯片有S50和S70。
技術參數包括數據存儲方式（存儲容量和扇區分佈）、數據的安全性、工作模式、工作溫度、工作頻率、通信速率、讀寫距離等。
含有微處理器的電子標籤：微處理器不僅是微型計算機的核心部件，也是各種數字化智能設備的關鍵部件。含有微處理器的電子標籤實例MIFARE®PRO見書上P159。
27.讀寫器的組成
讀寫器的軟件：
讀寫器的所有行爲均由軟件控制完成。軟件向讀寫器發出讀寫命令，作爲響應，讀寫器與電子標籤之間就會建立起特定的通信。
讀寫器的硬件：
由天線、射頻模塊、控制模塊和接口組成。控制模塊是讀寫器的核心，由ASIC組件和微處理器組成。
控制模塊處理的信號通過射頻模塊傳送給讀寫器天線，由讀寫器天線發射出去。控制模塊與應用軟件之間的數據交換，主要通過讀寫器的接口來完成。
低頻讀寫器：基於U2270B芯片的讀寫器（掌握工作頻率，應用領域）
U2270B基站的射頻頻率工作在100～150kHz的範圍內，在頻率爲125kHz的標準情況下，數據傳輸速率可以達到5000b/s。
應用場景：考勤系統的讀寫器，汽車防盜系統的讀寫器。
高頻讀寫器MF RC500芯片工作頻率13.56MHz,是非接觸、高集成的IC讀卡芯片.
28.微波RFID系統
是目前射頻識別系統研發的核心，是物聯網的關鍵技術。
微波RFID常見的工作頻率是433MHz、860/960MHz、2.45GHz和5.8GHz等，該系統可以同時對多個電子標籤進行操作，主要應用於較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合。
29.RFID的標準體系
國際上的五大標準體系：EPC global綜合了美國和歐洲廠商，實力相對佔上風。
AIM、ISO、UID則代表了歐美國家和日本；IP-X的成員則以非洲、大洋洲、亞洲等國家爲主。
30.UID泛在識別中心的技術體系架構
由泛在識別碼（ucode）、泛在通信器、信息系統服務器和ucode解析服務器等4部分組成。該規範對頻段沒有強制要求，標籤和讀寫器都是多頻段設備。能同時支持13.56MHz或2.45GHz頻段。
ucode是識別對象不可缺少的要素，是在大規模泛在計算模式中識別對象的一種手段。
最基本的泛在識別技術，就是爲現實世界中的各種物品賦予固有的號碼ucode，通過計算機極易從物品中讀取，即計算機可以自動識別現實世界中的物品，並能夠進行適當的數據處理。
泛在通信器主要由IC標籤、讀寫器和無線廣域通信設備等部分構成，主要用於將讀取的ucode碼信息傳送到ucode解析服務器，並從信息系統服務器獲取有關信息。
信息系統服務器存儲並提供與ucode相關的各種信息。出於安全考慮，採用eTRON，從而保證具有防複製、防僞造特性的電子數據能夠在分散的系統框架中安全地流通和工作。
ucode解析服務器確定與ucode相關的信息存放在哪個信息系統服務器上，其通信協議爲ucode RP和實體傳輸協議（eTP），其中eTP是基於eTRON（PKI）的密碼認證通信協議。
31.ucode標籤P196-197
根據標籤的安全性進行分類，以便於進行標準化。目前主要分爲9類（Class0至Class 8)
32.EPCglobal標準體系
體系框架活動：EPC物理對象交換、EPC基礎設施和EPC數據交換三種活動，每種活動都是由EPCglobal體系框架內相應的標準支撐的。
EPC編碼是EPC系統的重要組成部分，是對實體及實體的相關信息進行代碼化，通過統一、規範化的編碼建立全球通用的信息交換語言。
EPC 編碼規則：唯一性、永久性、簡單性、可擴展性、保密性與安全性、無含義。
EPC 編碼結構：是由一個版本號加上另外三段數據（依次爲域名管理、對象分類、序列號）
組成的一組數字。
33.ISO/IEC標準體系P209-220
ISO/IEC技術標準規定了RFID的有關技術特性、技術參數和技術規範等，是有關組織專門針對RFID制定的專業技術標準，主要包括ISO/IEC 18000（空中接口參數）、ISO/IEC 10536（密耦合非接觸集成電路卡）、ISO/IEC 15693（疏耦合非接觸集成電路卡）和ISO/IEC 14443（近耦合非接觸集成電路卡）。（掌握標準制定和工作頻率）
三大編碼體系的區別
RFID編碼體系分別爲ISO/IEC標準體系、EPCglobal標準體系和UID標準體系。
（參考書上P220，自行總結。）