本書是依托中南大學國家級特色專業(yè)(物聯(lián)網工程)的建設，結合國內物聯(lián)網工程專業(yè)的教學情況編寫的。本書從一個全新的體系介紹物聯(lián)網RFID的原理與技術，全書分為三個部分，共12章，涉及從射頻識別的“射頻”(包括傳輸線理論、諧振電路、天線基礎)，到射頻識別的“識別”(包括RFID系統(tǒng)的讀寫器和電子標簽，以及讀寫器與電子標簽之間的通信技術：編碼與調制技術、防碰撞技術和安全技術)，最后以“應用”結尾(包括RFID技術廣泛應用的前提——標準化，基于RFID的典型物聯(lián)網架構——EPC系統(tǒng)，以及RFID技術在四個不同領域的應用實例)。這三部分內容自底向上自成體系，不僅可以高屋建瓴地從全局角度掌握RFID技術，也可以方便地對每個具體的知識點進行深入的學習。
本書從一個全新的體系介紹物聯(lián)網RFID的原理與技術，不僅可以高屋建瓴地從全局角度掌握RFID技術，也可以方便地對每個具體的知識點進行深入的學習。
射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術是一種利用射頻信號在空間耦合實現(xiàn)無接觸的信息傳輸，并通過所傳輸的信息自動識別目標對象的技術。RFID系統(tǒng)如同物聯(lián)網的觸角，使得自動識別物聯(lián)網中的每一個物體成為可能，是構建物聯(lián)網的基礎。各高等院校也都將射頻識別技術列為物聯(lián)網工程等相關專業(yè)的核心課程，可見物聯(lián)網RFID技術的重要性。
本書從一個全新的體系介紹物聯(lián)網RFID的原理與技術。全書分為三個部分，共12章，從射頻識別的“射頻”，到射頻識別的“識別”，最后以“應用”結尾。這三部分內容自底向上自成體系，不僅可以高屋建瓴地從全局角度掌握RFID技術，也可以方便地對每個具體的知識點進行深入的學習。
第一部分包含第1～3章，講述射頻識別中的“射頻”部分。本書首次將射頻電路知識（傳輸線理論、諧振電路和天線基礎）作為射頻識別的基礎進行了介紹，這將使得沒有射頻電路基礎的讀者也可以很好地理解射頻識別。
其中，第1章為傳輸線理論，介紹射頻電路中的基本概念—傳輸線，這一章是本書中獨立性最大的一章，讀者可以根據實際情況決定是否學習本章內容。第2章為諧振電路，主要介紹串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振，是后續(xù)章節(jié)介紹RFID通信過程的理論基礎。第3章為天線基礎，介紹RFID系統(tǒng)常用的天線及天線的電參數。
第二部分包含第4～9章，講述射頻識別中的“識別”部分，重點介紹射頻識別系統(tǒng)的主要組成部分（電子標簽、讀寫器），以及讀寫器與電子標簽的通信技術（編碼與調制技術、防碰撞技術和安全技術）。
其中，第4章為物聯(lián)網RFID系統(tǒng)概述，講述RFID系統(tǒng)的基本概念和分類。第5章和第6章分別為電子標簽和讀寫器，介紹它們的基本構成和工作原理。第7章介紹讀寫器與電子標簽之間進行通信的重要步驟—編碼與調制。第8章和第9章分別講述RFID通信中的關鍵問題—防碰撞技術和安全技術。
第三部分包含第10～12章，講述射頻識別技術的應用。
其中，第10章為RFID標準，介紹RFID技術廣泛應用的前提—標準化。第11章介紹物聯(lián)網的典型架構—EPC系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在RFID的基礎上，構建一個全球互連的物聯(lián)網。第12章介紹RFID在四個不同領域的典型應用實例。
本書在編寫過程中力求深入淺出、重點突出、簡明扼要，盡可能方便不同專業(yè)背景和知識層次的讀者閱讀。本書配套的課件資料可從華信教育資源網免費下載。
另外，本書部分內容參考了大量公開資料和網絡上的資源，對他們的工作致以深切的謝意。需要指出的是，物聯(lián)網工程專業(yè)是一個全新的專業(yè)，因此要編寫一本完美的物聯(lián)網RFID教材絕非易事。由于水平有限，書中難免存在疏漏或者錯誤，希望廣大讀者不吝賜教。如有任何建議、意見或者疑問，請及時聯(lián)系作者，以期在后續(xù)版本中改進和完善。
編 者
2016年11月
高建良，男，中國科學院計算機系統(tǒng)結構專業(yè)博士，中南大學信息科學與工程學院副教授，中國計算機學會高級會員，長期從事物聯(lián)網、計算機應用、大數據安全等方面的教學和科研工作。
第1章 傳輸線理論 （1）
1．1 認識傳輸線 （1）
1．1．1 長線的含義 （1）
1．1．2 傳輸線的構成 （2）
1．1．3 傳輸線舉例 （2）
1．2 傳輸線等效電路表示法 （3）
1．3 傳輸線方程及傳輸線特征參數 （4）
1．3．1 一般傳輸線方程―基爾霍夫定律表示式 （5）
1．3．2 特性阻抗 （7）
1．3．3 傳播常數 （8）
1．4 均勻無耗傳輸線工作狀態(tài)分析 （8）
1．5 本章小結 （10）
思考與練習 （10）
第2章 諧振電路 （11）
2．1 串聯(lián)諧振電路 （11）
2．1．1 串聯(lián)諧振電路的諧振條件 （11）
2．1．2 串聯(lián)諧振電路的諧振特性 （13）
2．1．3 串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶 （16）
2．1．4 串聯(lián)諧振電路的有載品質因數 （17）
2．1．5 串聯(lián)諧振電路在RFID中的應用 （18）
2．2 并聯(lián)諧振電路 （18）
2．2．1 并聯(lián)諧振電路的組成 （18）
2．2．2 并聯(lián)諧振電路的諧振條件 （19）
2．2．3 并聯(lián)諧振電路的諧振特性 （19）
2．2．4 并聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶 （21）
2．2．5 并聯(lián)諧振電路的有載品質因數 （21）
2．2．6 并聯(lián)諧振電路在RFID中的應用 （22）
2．3 傳輸線諧振電路概述 （24）
2．4 本章小結 （24）
思考與練習 （26）
第3章 天線基礎 （28）
3．1 天線概述 （28）
3．1．1 天線的定義 （28）
3．1．2 天線的分類 （29）
3．2 基本振子的輻射 （29）
3．2．1 電基本振子的輻射 （29）
3．2．2 磁基本振子的輻射 （31）
3．3 天線的電參數 （32）
3．3．1 天線的效率 （32）
3．3．2 輸入阻抗 （33）
3．3．3 頻帶寬度 （33）
3．3．4 方向圖 （33）
3．3．5 天線的增益 （35）
3．3．6 極化特性 （35）
3．4 RFID系統(tǒng)常用天線 （36）
3．4．1 對稱振子天線 （36）
3．4．2 引向天線 （37）
3．4．3 微帶天線 （38）
3．5 不同頻段的RFID天線技術 （39）
3．5．1 低頻和高頻RFID天線技術 （39）
3．5．2 微波RFID天線技術 （40）
3．6 本章小結 （41）
思考與練習 （42）
第4章 物聯(lián)網RFID系統(tǒng)概論 （43）
4．1 自動識別技術簡介 （43）
4．1．1 條形碼 （43）
4．1．2 生物特征識別技術 （45）
4．1．3 射頻識別（RFID） （45）
4．2 射頻識別系統(tǒng)組成 （47）
4．3 RFID系統(tǒng)的分類 （48）
4．4 RFID系統(tǒng)使用的頻率 （50）
4．5 本章小結 （52）
思考與練習 （52）
第5章 電子標簽 （53）
5．1 智能卡與電子標簽 （53）
5．1．1 磁卡 （53）
5．1．2 IC卡 （54）
5．1．3 電子標簽 （55）
5．2 電子標簽的類別 （56）
5．2．1 工作方式類別 （56）
5．2．2 可讀寫性類別 （57）
5．2．3 工作頻率類別 （58）
5．3 電子標簽的組成結構 （60）
5．3．1 電子標簽的天線 （60）
5．3．2 電子標簽的芯片 （63）
5．4 電子標簽的封裝 （66）
5．4．1 電子標簽的封裝加工 （66）
5．4．2 電子標簽的封裝形式 （66）
5．5 一種典型的電子標簽（S50卡） （69）
5．5．1 內部結構與工作過程 （69）
5．5．2 存儲器組織與訪問控制 （71）
5．6 RFID電子標簽的問題及趨勢 （73）
5．7 本章小結 （75）
思考與練習 （76）
第6章 RFID讀寫器 （77）
6．1 讀寫器的基本原理 （77）
6．1．1 讀寫器的基本功能 （77）
6．1．2 讀寫器的工作過程 （78）
6．2 讀寫器的基本構成 （79）
6．2．1 射頻模塊 （79）
6．2．2 邏輯控制模塊 （81）
6．2．3 天線模塊 （81）
6．3 讀寫器的結構形式 （82）
6．3．1 固定式讀寫器 （82）
6．3．2 便攜式讀寫器 （84）
6．4 讀寫器管理技術 （85）
6．4．1 讀寫器管理協(xié)議 （85）
6．4．2 多讀寫器組網技術 （86）
6．4．3 讀寫器發(fā)展趨勢 （87）
6．4 本章小結 （88）
思考與練習 （88）
第7章 編碼與調制 （89）
7．1 RFID系統(tǒng)的通信過程 （89）
7．2 RFID信源編碼方法 （91）
7．3 差錯控制編碼（信道編碼） （95）
7．3．1 差錯控制編碼的相關概念 （95）
7．3．2 常用的差錯控制編碼 （96）
7．4 RFID系統(tǒng)調制方法 （101）
7．4．1 振幅鍵控 （102）
7．4．2 頻移鍵控 （104）
7．4．3 相移鍵控 （105）
7．4．4 副載波調制 （106）
7．5 RFID系統(tǒng)的耦合方式與調制 （107）
7．5．1 電感耦合與負載調制 （108）
7．5．2 電磁反向散射耦合與調制 （110）
7．6 本章小結 （112）
思考與練習 （113）
第8章 RFID防碰撞技術 （114）
8．1 RFID系統(tǒng)中的碰撞與防碰撞 （114）
8．1．1 RFID系統(tǒng)中的碰撞 （114）
8．1．2 RFID系統(tǒng)中防碰撞算法分類 （115）
8．2 ALOHA算法 （117）
8．2．1 純ALOHA算法 （118）
8．2．2 時隙ALOHA算法 （119）
8．2．3 幀時隙ALOHA算法 （120）
8．2．4 動態(tài)幀時隙ALOHA算法 （121）
8．3 二進制樹形搜索算法 （122）
8．3．1 二進制樹形搜索 （122）
8．3．2 動態(tài)二進制樹形搜索 （127）
8．3．3 基于隨機數和時隙的二進制樹形搜索 （129）
8．4 本章小結 （131）
思考與練習 （131）
第9章 RFID系統(tǒng)的安全 （132）
9．1 RFID系統(tǒng)面臨的安全攻擊 （132）
9．2 RFID系統(tǒng)安全解決方案 （133）
9．2．1 物理方法 （134）
9．2．2 邏輯方法 （134）
9．3 智能卡的安全問題 （137）
9．3．1 影響智能卡安全的基本問題 （137）
9．3．2 物理安全 （138）
9．3．3 邏輯安全 （139）
9．4 本章小結 （142）
思考與練習 （142）
第10章 物聯(lián)網RFID標準 （143）
10．1 RFID標準概述 （143）
10．1．1 RFID國際標準化機構 （143）
10．1．2 RFID標準體系 （145）
10．1．3 RFID標準多元化的原因 （146）
10．2 ISO/IEC的相關標準 （147）
10．2．1 ISO/IEC的標準體系 （147）
10．2．2 非接觸式IC卡國際標準（ISO/IEC 14443） （147）
10．2．3 空中接口通信協(xié)議標準（ISO/IEC 18000） （153）
10．3 EPC的相關標準 （155）
10．3．1 EPCglobal的RFID標準體系 （155）
10．3．2 EPCglobal與ISO/IEC RFID標準之間的關系 （158）
10．4 本章小結 （159）
思考與練習 （160）
第11章 物聯(lián)網的典型架構――EPC系統(tǒng) （161）
11．1 RFID系統(tǒng)應用類型 （161）
11．1．1 開放式RFID系統(tǒng) （162）
11．1．2 非開放式RFID系統(tǒng) （162）
11．1．3 基于EPC的開放式RFID系統(tǒng) （162）
11．2 EPC系統(tǒng)的組成 （163）
11．2．1 EPC系統(tǒng)與物聯(lián)網 （163）
11．2．2 EPC系統(tǒng)構成 （164）
11．2．3 EPC系統(tǒng)的特點 （166）
11．3 EPC編碼體系 （166）
11．3．1 EPC編碼原則 （166）
11．3．2 EPC編碼的結構 （167）
11．3．3 EPC編碼的類型 （169）
11． 4 EPC信息網絡系統(tǒng) （171）
11．4．1 Savant中間件 （171）
11．4．2 對象名稱解析服務 （172）
11．4．3 EPC信息服務 （175）
11．5 本章小結 （177）
思考與練習 （177）
第12章 RFID的應用實例 （178）
12．1 RFID在防偽領域的應用 （178）
12．1．1 RFID在票券防偽中的應用 （179）
12．1．2 RFID在貴重商品防偽中的應用 （180）
12．2 RFID在公共安全領域的應用 （183）
12．2．1 基于RFID技術的智能門禁系統(tǒng) （183）
12．2．2 RFID在礦井安全中的應用 （184）
12．2．3 RFID在食品安全中的應用 （186）
12．3 RFID在醫(yī)療衛(wèi)生領域的應用 （187）
12．3．1 RFID在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的應用概述 （188）
12．3．2 基于RFID技術的智能醫(yī)護系統(tǒng) （189）
12．4 RFID在智能交通領域的應用 （191）
12．4．1 基于RFID技術的不停車收費系統(tǒng) （191）
12．4．2 基于RFID技術的智能公交系統(tǒng) （193）
12．5 本章小結 （195）
思考與練習 （195）
參考文獻 （196）
書單推薦
