物联网通信及应用第五章 习题
1.填空题
(1) 自动识别技术是应用一定的识别装置， 通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动获取被识别物品的相关信息，常见的自动识别技术有__________ ___________ __________ _________等。
(2) RFID的英文缩写是______________________________。
(3 )RFID系统通常由_________ _________和_________三部分组成。
(4) 读写器和电子标签通过各自的天线构建了二者之间的非接触信息传输通道。根据观测点与天线之间的距离由近及远可以将天线周围的场划分为三个区域：_________ _________ __________。
(5) 在RFID系统中，读写器与电子标签之间能量与数据的传递都是利用耦合元件实现的，RFID系统中的耦合方式有两种：________ ____________。
(6) 读写器和电子标签之间的数据交换方式也可以划分为两种，分别是__________ __________。_
(7) 按照RFID系统的基本工作方式来划分，可以将RFID系统分为_________ ___________ _________。
(8) 按照读写器和电子标签之间的作用距离可以将RFID系统划分为三类：_________ __________
____________。
(9) 典型的读写器终端一般由________ _________ _________三部分构成。
(10) 从功能上来说，电子标签一般由___________ __________ _________ __________组成。
(11) 读写器之所以非常重要，是由它的功能所决定的，它的主要功能有___________ __________
___________ __________。
(12) 根据电子标签工作时所需的能量来源，可以将电子标签分为_________ _________ _________三种。
(13) 电感耦合式系统的工作模型类似于变压器模型。其中变压器的初级和次级线圈分别是________
和___________
(14) RFID系统按照工作频率分类，可以分为_______ _______ ________ _________4类。
(15) 高频RFID系统典型的工作频率是__________。
(16) 超高频RFID系统的识别距离一般为_________。
(17 ) 超高频RFID系统数据传输速率高，可达___________。
2.选择题
(1) 下列_____不是低频 RFID系统的特点。
A.遵循的通信协议是IS018000-3
B.采用标准CMOS工艺，技术简单
C.通信速度低
D.识别距离短(<10cm)
(2) 下列_____是超高频RFID系统的工作频率范围。
A. <150kHz
B.433.92MHz和860~ 960MHz
C.13.56MHz
D.2.45~ 5.8GHz
(3) ISO180000-3 IS014444和IS015693这三项通信协议针对的是________RFID系统。
A.低频
B.高频
C.超高频
D.微波
(4) 未来RFID的发展趋势是_________。
A.低频RFID
B.高频RFID
C.超高频RFID
D. 微波RFID
(5) 下列______载波频段的 RFID 系统拥有最高的带宽和通信速率、最长的识别距离和最小的天线尺寸。
A. <150kHz
B. 433.92MHz和860~ 960MHz
C.13.56MHz
D.2.45~ 5.8GHz
(6) 绝大多数RFID系统的耦合方式是________。
A.电感耦合式
B.电磁反向散射耦合式
C.负载耦合式
D.反向散射调制式
(7) 在RFID系统中，电子标签的天线必须满足一些性能要求。________不需要满足 。
A.体积要足够小
B.具有鲁棒性
C.价格不应过高
D.阻抗足够大
(8) 读写器中负责将读写器中的电流信号转换成射频载波信号并发送给电子标签，或者接收标签发送过来的射频载波信号并将其转化为电流信号的设备是_________。
A.射频模块
B.天线
C.读写模块
D.控制模块
(9) 电子标签正常工作所需要的能量全部是由读写器供给的，这一类电子标签称为_________。
A.有源电子标签
B.无源电子标签
C.半有源电子标签
D.半无源电子标签
(10) RFID系统中的_____的工作频率决定 了整个RFID系统的工作频率，功率大小决定了整个RFID系统的工作距离。
A.电子标签
B.上位机
C.读写器
D.计算机通信网络
(11) 工作在13.56MHz频段的RFID系统的识别距离一般为__________。
A. <1cm
B. <10cm
C. <75cm
D.10m
3.简答题
(1) 简述RFID系统的基本组成。
(2) 简述低频和高频RFID的工作原理。
(3) 简述微波RFID的工作原理。
(4) 简述RFID系统的基本工作流程。
(5) 简述读写器与标签之间的数据处理过程。
(6) 简述中间件的系统框架。
(7) 简述RFID标准体系的构成。
4.设计题
设计一个RFID应用系统，画出该系统的模型框图。
5.实验题
实验项目：串口读卡实验。
1)实验目的
掌握电子标签读取，理解网关通过RS232串口与计算机连接，并在计算机上通过串口读取电子标签
信息。
2) 实验设备
● SensorRF2-6410 教学实验平台。
● HF 读卡器1台或UHF读卡器1台。
● ISO1443A、ISO15693 或EPC Gen2标签若干个。
● 网关主板1块。
● 电源2个。
● 连接线1个。
● UHF天线1个。
● RFID演示软件。
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第 5 章
1．填空题
（1）条形码、语音识别、指纹识别、人脸识别
（2）Radio Frequency Identification
（3）电子标签、读写器和计算机网路
（4）近区场、中区场和远区场
（5）电感耦合、电磁散射反向耦合
（6）负载调制、反向散射调制
（7）全双工、半双工、时序系统
（8）密耦合系统、远耦合系统、远距离系统
（9）天线、射频模块、逻辑控制模块
（10）天线、调制器、编码发生器、时钟、存储电路
（11）与电子标签通信、标签供能、多标签识别、移动目标识别 。
（12）有源标签、半有源标签、无源标签
（13）阅读天线线圈 和 电子标签天线线圈
（14）低频、高频、超高频、微波
（15）13.56MHz 。
（16）1~10m
（17）1kb/s
2．选择题
（1）A （2）B （3）B （4）C （5）D
（6）A （7）D （8）B （9）B （10）C
（11）A
3．简答题
（1）典型的 RFID 系统是由读写器（Reader，或称阅读器、读卡器）、电子标签及应用软件系统三个部分所组成。
电子标签内存有一定格式的电子数据，常以此作为待识别物品的标识性信息。应用中将电子标签附着在待识别物品上，作为待识别物品的电子标记。读写器与电子标签可按约定的通信协议互传信息，通常的情况是由读写器向电子标签发送命令，电子标签根据收到的读写器的命令，将内存的标识性数据回传给读写器。这种通信是在无接触方式下，利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。应用软件是直接面向 RFID 应用最终用户的人机交互界面，协助使用者完成对读写器的指令操作以及对中间件的逻辑设置，逐级将 RFID 原子事件转化为使用者可以理解的业务事件，并使用可视化界面进行展示。
（2）低频和高频 RFID 基本上都采用电感耦合识别方式。由于低频和高频 RFID 的工作波长较长，电子标签都处于读写器天线的近区，其工作能量是通过电感耦合方式从读写器天线的近场中得到。电感耦合的电子标签几乎都是无源的。电子标签与读写器之间传递数据时，电子标签需要位于读写器附近，这样电子标签可以获得较大的能量
（3）微波 RFID 是电磁反向散射的识别系统，采用雷达原理模型，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携带目标的信息返回。微波 RFID 的工作波长较短，电子标签基本都处于读写器天线的远区，电子标签获得的是读写器的辐射信号和辐射能量。电子标签接收读写器天线的辐射场，读写器天线的辐射场为无源电子标签提供射频能量，或将有源电子标签
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唤醒。微波 RFID 是视距传播。
（4）由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时，接收 RFID 读写器通过天线发出的特定频率射频信号，利用射频信号的空间耦合（电磁感应或电磁传播）传输特性，产生感应电流获得能量被激活，驱动无源电子标签电路将存储在芯片中的信息经过调制后，通过内置射频天线发送出去；有源电子标签则主动发送某一频率的调制信号。读写器的接收天线接收到从电子标签发送来的调制信号，经天线调节器传送到读写器信号处理模块进行解调和解码，将经解调和解码后有效信号送至后台信息处理系统由相关的应用程序对接收的信息进行处理。信息处理系统根据逻辑运算识别该电子标签的身份，针对不同的设定做出相应的处理和控制，最终发出指令信号控制读写器完成不同的读写操作。
（5）读写器与电子标签之间的数据处理过程: 读写器通过天线发送一定频率的射频信号,当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流, 电子标签获得能量被激活; 电子标签将自身编码等信息通过电子标签内置天线发送出去；读写器天线接收到从电子标签发送过来的载波信号，对接收到的载波信号经过解调和解码后送到后台主系统进行相关处理。
（6）中间件包括读写器接口、处理模块以及应用接口 3 部分。读写器接口主要负责前端和相关硬件的连接；处理模块主要负责读写器监控、数据过滤、数据格式转换和设备注册；应用程序接口主要负责后端与其他应用软件的连接。中间件还提供 EPC 系统的对象名称解析服务和信息服务。
（7）RFID 标准体系主要由 4 部分组成，分别为技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准。
RFID 技术标准主要定义了不同频段的空中接口及相关参数，包括基本术语、物理参数、通信协议和相关设备等。
RFID 数据内容标准设计数据协议、数据编码规则及语法，主要包括编码格式、语法标准、数据对象、数据结构和数据安全等。 RFID 性能标准涉及设备性能测试标准和一致性测试标准，主要包括设计工艺、测试规范和试验流程。
RFID 应用标准用于设计特定应用环境 RFID 的构架规则。
4．设计题
设计思路：
①选取应用场景。
②分析应用功能需求。
③画出应用系统流程框图。
5．实验题
实验步骤：
①将 TITRF7960 读卡器右下角的拨码开放拨向 USB 端，然后使用 mini USB 线将
TITRF7960 目标板与电脑连接起来，并查看相应端口号。
②确保 TI TRF7960RFID 与电脑连接正常，打开上位机软件选择可用 COMxx 端口连
机。
③标签类型选择 15693，并设置协议。点击设置协议命令时会发送 3 条命令（写寄存器、设置 AGC、设置接收器模式（AM/PM）），设置 AGC 命令：0109000304F0000000，设置接收器模式命令：0109000304F1FF0000
④ 询卡[Inventory(0x01)]，当标签接收到 inventory 的命令，芯片将执行防冲撞序列。
⑤ 设置标签标志位：双幅载波、搞数据率，选择数据编码模式 1 out of 4 或者 1 out 256。分别设置不同组合的参数，设置完成 单击“设置协议”， 主机会发送 3 条命令（写寄存器、设置 AGC、设置接收器模式（AM/PM））。其中在发送写寄存器命令时，将不同的设置写入
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到相应寄存器中。
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