《特高射頻識別技術及應用》詳細介紹了特高射頻識別(UHF-RFID)系統(tǒng)的構成、發(fā)展趨勢、設計技術基礎和技術標準;在介紹UHF-RFID標簽芯片、讀寫器芯片、標簽和標簽讀寫器設計技術的基礎上,結合UHF-RFID應用系統(tǒng)設計技術,給出了多個應用實例的設計方案。最后,《特高射頻識別技術及應用》介紹了UHF-RFID項目的立項、論證、實施管控、項目監(jiān)理、質量管理、驗收及推廣應用等。
通過《特高射頻識別技術及應用》,讀者可以比較全面地了解UHF-RFID所涉及的關鍵技術,并可以結合實際進行應用方案的設計。《特高射頻識別技術及應用》適合于從事RFID及關鍵技術研發(fā)的科技人員閱讀,也可供相關專業(yè)的教師、本科生及研究生作為教學參考書。
50年前集成電路的發(fā)明和飛速發(fā)展,為社會經濟結構和人民的生活方式帶來巨大的變革。器件的特征尺寸已從20世紀70年代的10um發(fā)展到今天的32nm,集成度從幾十個晶體管發(fā)展到幾億只,微處理器的時鐘頻率從幾兆赫到幾千兆赫,存儲器的成本下降了7個數(shù)量級。過去認為難以做到的事,目前已經成為現(xiàn)實。集成化和數(shù)字化結合導致信息技術發(fā)生了根本的改變,微電子、計算機、通信、網絡、家電等先進技術形成了龐大的信息產業(yè)。集成電路的應用已廣泛滲透到社會生活的各個領域,其功能也日益復雜。近年來,伴隨微電子技術的發(fā)展,射頻識別(RFID)技術得到快速普及和推廣,成為信息領域的一個重要分支。
自動識別是可以提供關于人物、動物、貨物和商品等特征和信息的一門先進技術,具有廣泛的應用領域。目前自動識別系統(tǒng)有條形碼識別、光學符號識別(特殊的字符)、生物特征識別(語音、指紋或人臉)、計算機圖像識別、非接觸IC卡和射頻識別等多種方法。RFID具有可遠距離識別、存儲容量大、隨時寫入信息、快速識別和可追溯等優(yōu)點,有可能發(fā)展成為今后全球商品或物流中最廣為采用的技術。我國RFID的頻率范圍主要在13.56MHz的高頻和840MHz~845MHz與920MHz~925MHz的特高頻頻段,未來將延伸至微波(2.45GHz左右)頻段。當前高頻應用占市場的主流地位,但是特高頻RFID具有快速、大容量、遠距離、移動識別、長期跟蹤等優(yōu)點,其應用呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。RFID是一門綜合性技術,包含高頻技術、電磁兼容、微電子學、計算機、數(shù)據安全和密碼學、無線通信和網絡等系統(tǒng)集成技術。
第1章 UHF-RFID系統(tǒng)概述
1.1 RFID的基本概念
1.1.1 什么是RFID
1.1.2 RFID的發(fā)展
1.1.3 電子標簽與條形碼
1.1.4 RFID的關鍵技術
1.2 RFID系統(tǒng)構成
1.2.1 RFID系統(tǒng)構成及工作原理
1.2.2 電子標簽
1.2.3 標簽讀寫器
1.2.4 標簽識別系統(tǒng)
1.3 RFID的頻率選擇
1.3.1 無線電頻率管理
1.3.2 無線電頻率劃分
1.3.3 RFID技術頻率規(guī)劃
1.3.4 800MHz/900MHz頻段技術應用規(guī)定
1.3.5 部分國家和地區(qū)UHF頻段應用頻率
1.4 RFID產業(yè)鏈
1.4.1 電子標簽生產過程
1.4.2 標簽芯片設計制造
1.4.3 標簽天線的制造
1.4.4 標簽的制造
1.4.5 標簽讀寫機具
1.5 RFID應用領域
1.5.1 公共安全
1.5.2 生產管理與控制
1.5.3 現(xiàn)代物流與供應鏈管理
1.5.4 口岸進出口貨物管理
1.5.5 交通管理
1.5.6 軍事應用
1.5.7 重大工程與活動
1.6 電子標簽發(fā)展展望
1.6.1 微電子技術是電子標簽發(fā)展的關鍵
1.6.2 微電子技術發(fā)展路線圖
1.6.3 微電子對電子標簽的影響
1.7 本章小結
第2章 UHF-RFID設計技術基礎
2.1 數(shù)字通信基礎
2.1.1 數(shù)字通信模型
2.1.2 數(shù)字通信的特點和主要性能指標
2.1.3 RFID通信方式
2.2 信道編碼
2.2.1 碼型的選擇
2.2.2 常用碼型
2.3 數(shù)字調制與解調電路
2.3.1 睹移鍵控(ASK)
2.3.2 頻移鍵控(FSK)
2.3.3 相移鍵控(PSK)
2.4 數(shù)據加密
2.4.1 DES加密算法
2.4.2 相互對稱鑒別
2.4.3 利用導出密鑰的鑒別
2.5 數(shù)據校驗
2.5.1 奇偶校驗
2.5.2 縱向冗余校驗
2.5.3 循環(huán)冗余碼校驗
2.6 數(shù)據存儲器
2.6.1 ROM
2.6.2 EEPROM
2.6.3 快閃存儲器
2.6.4 隨機存儲器RAM
2.6.5 幾種存儲器的比較
2.7 防碰撞處理
2.7.1 碰撞的基本概念
2.7.2 時隙ALOHA法
2.7.3 二進制搜索法
2.7.4 類型A推薦算法
2.8 本章小結
第3章 UHF-RFID技術標準
3.1 概述
3.1.1 技術標準的屬性
3.1.2 RFID標準分類
3.1.3 UHF-RFID技術標準的功能特點
3.2 LF/HF-RFID技術標準簡介
3.2.1 常用LF/HF-RFID標準類型
3.2.2 ISO10536——緊耦合非接觸IC卡
3.2.3 ISO14443——近耦合非接觸IC卡
3.2.4 ISO15693——疏耦合IC卡
3.3 術語、符號和縮寫詞
3.3.1 術語定義
3.3.2 符號
3.3.3 縮寫詞
3.4 讀寫器上下電和跳頻特性
3.4.1 讀寫器上電和下電波形
3.4.2 載波跳頻上升和下降時間
3.5 通信模型
3.5.1 讀寫器與標簽通信架構
3.5.2 標簽向讀寫器傳送數(shù)據
3.5.3 讀寫器向標簽傳送數(shù)據
3.6 標簽數(shù)據格式
3.6.1 唯一識別符(UID)
3.6.2 局部識別符(SUID)
3.6.3 應用識別符
3.6.4 數(shù)據存儲格式識別符(DSFID)
3.6.5 類型A和類型B標簽存儲器
3.6.6 類型C標簽存儲器
3.7 數(shù)據傳輸協(xié)議
3.7.1 概述
3.7.2 命令格式
3.7.3 命令類型
3.7.4 標簽回答格式
3.8 防碰撞機制
3.8.1 防碰撞機制基礎
3.8.2 防碰撞機制一般描述
3.8.3 標簽簽名
3.8.4 標簽狀態(tài)及狀態(tài)轉換
3.8.5 標簽狀態(tài)保持時間
3.8.6 正反向鏈接轉換時間
3.8.7 確認時間窗口
3.9 本章小結
第4章 標簽IC的設計制造
4.1 集成電路簡介
4.1.1 集成電路的發(fā)展概況
第5章 電子標簽的設計制造
第6章 標簽讀寫器的設計
第7章 UHF-RFID應用系統(tǒng)設計
第8章 UHF-RFID應用示例
第9章 UHF-RFID項目的實施技術
參考文獻
應用RFID技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
1.加快物資保障速度
RFID技術的應用,實現(xiàn)了真正的自動識別,完全不要人工干預,大大加快各項業(yè)務的處理速度,加速了物資從供應地到戰(zhàn)場的運送,提高軍事物流保障的反應能力。
2.實現(xiàn)軍事物流供應鏈的可視化
使用RFID技術不但改善了軍事物流各個節(jié)點(如倉庫、配送中心)的管理效率,還可以實現(xiàn)對在途物資的實時跟蹤和監(jiān)控,使各級指揮人員掌握物流供應鏈的實時動態(tài),實現(xiàn)整個物流系統(tǒng)的完全可視。
3.實現(xiàn)聯(lián)合庫存,消除超額庫存
由于RFID技術能實現(xiàn)整個物流系統(tǒng)所有物資的實時可視,物流指揮機構可以對不同地域的倉庫統(tǒng)一指揮和調度,合理調整保障物資的存儲結構,消除多余的庫存儲備。另外,由于可以實時掌握戰(zhàn)場物資保障的情況,也消除了物資的重復請領。
4.減少人工操作,降低出錯率
應用RFID技術,物資信息的錄入實現(xiàn)自動化,避免了人工錄入可能出現(xiàn)的錯誤,因此提高了數(shù)據的準確性和規(guī)范化,實現(xiàn)整個物流系統(tǒng)數(shù)據的統(tǒng)一。
5.實現(xiàn)信息化的倉儲管理
將RFID技術用于我軍的倉庫物資管理,能有效地解決倉庫物資流動有關的信息管理,不但可以知道一天內處理貨物的件數(shù),還可以看到這些貨物的相關信息。另外,使用RFID技術可以快速準確地了解倉庫庫存水平,防止貨物的損耗或統(tǒng)計錯誤而導致的缺貨。