(完整版)RFID复习的题⽬
⼀、名词解释
1.物联⽹:通过射频识别、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物体与互联⽹连接起来,进⾏信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的⼀种⽹络。
2.⾃动识别技术:⽤机器识别对象的众多技术的总称。具体来讲,就是应⽤识别装置,通过被识别物品与识别装置之间的接近活动,⾃动地获取被识别物品的相关信息。
3.RFID:是⼀种⾃动识别技术,它利⽤⽆线射频信号实现⽆接触信息传递,达到⾃动识别⽬标对象的⽬的。它是⼀种⾮接触式的⾃动识别技术,他通过⽆线射频⽅式⾃动识别⽬标对象,识别⼯作⽆需⼈⼯⼲预。
4.ISM频段:ISM频段属于⽆许可频段,使⽤者⽆需许可证,没有所谓使⽤授权的限制。ISM频段允许任何⼈随意地传输数据,但是对所有的功率进⾏限制,使得发射与接收之间只能是很短的距离,因⽽不同使⽤者之间不会互相⼲扰。
5.微带天线:微带天线由⼀个⾦属贴⽚和⼀个⾦属接地板构成。微带天线适⽤于平⾯结构,并且可以
⽤印刷电路技术来制造。
6.串联谐振电路:串联谐振电路由电阻R、电感L和电容C串联⽽成。电路中的电感L储存磁能并提供感抗,电容C存储电能并提供容抗。当电感L储存的平均磁能与电容C储存的平均电能相等时,电路产⽣谐振,此时,电感L的感抗和电容C的容抗相互抵消,输⼊阻抗为纯电阻R。串联谐振电路的特性可以⽤谐振频率、品质因数、输⼊阻抗、带宽等描述。
7.滤波器:滤波器是⼀个双端⼝⽹络,它允许所需要频率的信号以最⼩可能的衰减通过,同时⼤幅度衰减不需要频率的信号。
8.振荡器:振荡器是射频系统中最基本的部件之⼀,它可以将直流功率转换成射频功率,在特定的频率点建⽴起稳定的正弦振荡,成为所需要的射频信号源。
9.混频器:混频器是射频系统中⽤于频率变换的部件,可以将输⼊信号的频率升⾼或降低⽽不改变原信号的特性。
10.调制:调制的⽬的是把传输的模拟信号或数字信号,变换成适合信道传输的信号,把信源的基带信号转变为⼀个相对基带频率⽽⾔⾮常⾼的频带信号。调制就是将基带信号的频谱移到信道通带中的过程。
11.曼彻斯特编码:在曼彻斯特编码中,⽤电压跳变的相位不同来区分1和0,其中从⾼到低的跳变表⽰1,从低到⾼的跳变表⽰0. 12.载波:在信号传输过程中,并不是将信号直接进⾏传输,⽽是将信号与⼀个固定频率的波进⾏相互作⽤,这个过程称为加载,这样⼀个固定频率的波称为载波。
13.差错控制:差错控制是⼀种保证接收数据完整、准确的⽅法。在数字通信中,差错控制利⽤编码⽅法对传输中产⽣的差错进⾏控制,以提⾼数字消息传输的准确性。
14.FSK:频移键控是利⽤载波的频率变化来传递数字信息,是对载波的频率进⾏键控。
15.公钥密码算法:⼜称⾮对称密钥算法,其原理是加密密钥和解密密钥分离,这样⼀个具体⽤户就可以将⾃⼰设计的加密密钥和算法公诸于众,⽽只保密解密密钥。公共密钥的优点是不需要经过安全渠道传递密钥。
16.SAW:传播于压电晶体表⾯的机械波。声表⾯波标签不需要芯⽚,它应⽤了电⼦学、声学、雷达、半导体平⾯技术及信号处理技术,是有别于IC芯⽚的另⼀种新型标签。
17.中间件:中间件是⼀种独⽴的系统软件或服务程序,分布式应⽤系统借助这种软件,可实现在不同的应⽤系统之间共享资源。
⼆、简答题
1.简述RFID系统的基本组成。
RFID系统基本都是由电⼦标签、读写器和系统⾼层这三⼤部分组成。电⼦标签由芯⽚及天线组成,附着在物体上标识⽬标对象,每个电⼦标签具有唯⼀的电⼦编码,存储者被识别物体的相关信息。读写器是利⽤射频技术读写电⼦标签信息的设备。系统⾼层是计算机⽹络系统,数据交换与管理由计算机⽹络完成。读写器可以通过标准接⼝与计算机⽹络连接,计算机⽹络完成数据的处理、传输和通信功能。
2.简述低频和⾼频RFID的⼯作原理.
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.简述微波RFID的⼯作原理。
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,或将有源电⼦标签唤醒。微波RFID是视距传播。
4.简述RFID系统的基本⼯作流程。
数学二进制的算法(1)读写器将⽆线电载波信号经过发射天线向外发射;
(2)当电⼦标签进⼊发射天线的⼯作区时,电⼦标签被激活,将⾃⾝信息的代码经天线发射出去;
(3)系统的接收天线接收电⼦标签发出的载波信号,经天线的调节器传输给读写器。读写器对接收到的信号进⾏解调解码,送往后台的电脑控制器;
(4)电脑控制器根据逻辑运算判断标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执⾏机构的动作;
(5)执⾏机构按照电脑的指令动作;
(6)通过计算机通信⽹络将各个监控点连接起来,构成总控信息平台,可以根据不同的软件来完成要实现的功能。
5.简述基本的数字调制⽅法。
载波是指被调制以传输信号的波形。载波⼀般为正弦震荡信号。
振幅键控(ASK)是利⽤载波的幅度变化来传递数字信息,在⼆进制数字调制中,载波的幅度只有两种变化,分别对应⼆进制信息的0
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和1。
频移键控(FSK)是利⽤载波的频率变化来传递数字信息,是对载波的频率进⾏键控。⼆进制频移键控载波的频率只有两种变化状态,载波的频率在f1和f2两个频率点变化,分别对应⼆进制的0和1。相移键控(psk)是指利⽤载波的相位变化来传递数字信息,是对载波的相位进⾏键控,⼆进制相移键控载波的初始相位有两种变化状态,通常载波的初始相位在0和π两种状态变化,分别对应⼆进制的0和1。
6.简述ISO14443标准的MI卡主要指标
容量为8KB的EEPROM
分为16个扇区,每个扇区为4块,每块16B,以块为存取单位
每个扇区有独⽴的⼀组密码及访问控制
每张卡有唯⼀的序列号,为32位
具有防冲突机制,⽀持多卡操作
⽆电源,⾃带天线,内含加密控制逻辑和通信逻辑电路
数据保存期为10年,可改写10万次,读⽆限次
⼯作温度-20摄⽒度~50摄⽒度
⼯作频率:13.56MHz
通信速率:106KBPS
读写距离:10cm以内
7.简述声表⾯波标签的⼯作原理
SAW标签是由差指换能器(IDT)和若⼲反射器组成,IDT的两条总线与标签天线相连接。读写器天线
周期性地发送⾼频询问脉冲,标签天线接收该⾼频脉冲,并通过IDT转变成声表⾯波在晶体表⾯传播。反射器对⼊射表⾯波部分反射,表⾯波返回到IDT,IDT⼜将反射声脉冲串转变成⾼频电脉冲串。如果将反射器组按某种特定的规律设计,使其反射信号表⽰规定的编码信息,那么读写器接收到的反射⾼频电脉冲串就带有该物品的特定编码。再通过解调与处理,可以达到⾃动识别的⽬的。
8.简述阅读器与标签之间的数据处理过程。
83页图5-1
9.简述中间件的系统框架。
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。
10.简述RFID标准体系的构成。
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。
三、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,⾃动地获取被识别物品的相关信息,常见的⾃动识别技术有语⾳识别技术、图像识别技术、射频识别技术、条码识别技术(⾄少列出四种)。
2、RFID的英⽂缩写是Radio Frenquency Identification 。
3、RFID系统通常由电⼦标签、读写器和计算机⽹络三部分组成。
4、在RFID系统⼯作的信道中存在有三种事件模型:①以能量提供为基础的事件模型、②以时序⽅式提供数据交换的事件模型、③以数据交换为⽬的的事件模型。
5、时序指的是读写器和电⼦标签的⼯作次序。通常有两种时序:⼀种是 TTF(Target Talk First);另⼀种是 RTF(Reader Talk First)。
6、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:⾮辐射场区、辐射近场区、辐射远场区。
7、上⼀题中第⼆个场区与第三个场区的分界距离R为 R=2D^2 /λ。(已知天线直径为D,天线波长为λ。)
8、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:电感耦合式、电磁⽅向散射耦合式。
9、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,分别是负载调制、反向散射调制。
10、按照射频识别系统的基本⼯作⽅式来划分,可以将射频识别系统分为全双⼯、半双⼯、时序系统。
11、读写器天线发射出去的电磁波是以球⾯波的形式向外空间传播的,所以距离读写器R处的电⼦标签的功率密度S为:
S=(P Tx·G Tx)/(4πR2)。(已知读写器的发射功率为PTx,读写器发射天线的增益为GTx,电⼦标签与读写器之间的距离为R)
12、按照读写器和电⼦标签之间的作⽤距离可以将射频识别系统划分为三类:密耦合系统、远耦合系统、远距离系统。
13、典型的读写器终端⼀般由天线、射频模块、逻辑控制模块三部分构成。
14、控制系统和应⽤软件之间的数据交换主要通过读写器的接⼝来完成。⼀般读写器的I/O接⼝形式主要有: USB、WLAN、以太⽹接⼝、RS-232串⾏接⼝、RS-485串⾏接⼝
15、随着RFID技术的不断发展,越来越多的应⽤对RFID系统的读写器也提出了更⾼的要求,未来的读写器也将朝着多功能、⼩型化、便携式、嵌⼊式、模块化的⽅向发展。
16、从功能上来说,电⼦标签⼀般由天线、调制器、编
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码发⽣器、时钟、存储电路组成。
17、读写器之所以⾮常重要,这是由它的功能所决定的,它的主要功能有与电⼦标签通信、标签供能、多标签识别、移动⽬标识别。
18、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有源标签、⽆源标签两种。
19、按照不同的封装材质,可以将电⼦标签分为纸、塑料、玻璃。
20、电⼦标签的技术参数主要有传输速率、读写速度、⼯作频率、能量需求。
21、未来的电⼦标签将有以下的发展趋势:成本低、体积⼩、容量⼤、⼯作距离远。
22、完整性是指信息未经授权不能进⾏改变的特性,保证信息完整性的主要⽅法包括以下⼏种:协议、纠错编码⽅法、密码校验和⽅法、数字签名、公证。
23、常⽤的差错控制⽅式主要有检错重发、前向纠错、混合纠错。
24、差错控制时所使⽤的编码,常称为纠错编码。根据码的⽤途,可分为检错码和
纠错码。
25、在发送端需要在信息码元序列中增加⼀些差错控制码元,它们称为监督码元。
26、设信息位的个数为k,监督位的个数为r,码长为n=k+r,则汉明不等式为: 2r-1≥n 。
27、两个码组中对应位上数字不同的位数称为码距,⼜称汉明距离,⽤符号D(a,b)表⽰,如两个⼆元序列
a=111001,b=101101,则D(a,b)= 2 。
28、最常⽤的差错控制⽅法有奇偶校验、循环冗余校验、汉明码。
29、在偶校验法中,⽆论信息位多少,监督位只有1位,它使码组中“1”的数⽬为偶数。
30、常⽤的奇偶检验法为垂直奇偶校验、⽔平奇偶校验、垂直⽔平奇偶校验。
31、RFID系统中的数据传输也分为两种⽅式:阅读器向电⼦标签的数据传输,称为下⾏链路传输;电⼦标签向阅读器的数据传输,称为上⾏链路传输。
32、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阅读天线线圈和电⼦标签天线线圈。
33、电⼦标签按照天线的类型不同可以划分为线圈型、微带贴⽚型、偶极⼦型三种。
34、随着RFID技术的进⼀步推⼴,⼀些问题也相应出现,这些问题制约着它的发展,其中最为显著的是数据安全问题。数据安全主要解决数据保密和认证的问题。
35、常见的密码算法体制有对称密码体系和⾮对称密码体系两种。
36、根据是否破坏智能卡芯⽚的物理封装,可以将智能卡的攻击技术分为破坏性攻击和⾮破坏性攻击两类。
37、RFID系统中有两种类型的通信碰撞存在,⼀种是阅读器碰撞,另⼀种是电⼦标签碰撞。
38、为了防⽌碰撞的发⽣,射频识别系统中需要设计相应的防碰撞技术,在通信中这种技术也称为多址技术,多址技术主要分为以下四种:空分多址、时分多址、频分多址、码分多址。
39、TDMA算法⼜可以分为基于概率的ALOHA算法和确定的⼆进制算法两种。
40、上述两种TDMA算法中,会出现“饿死”现象的算法是基于概率的ALOHA算法。
41、物联⽹(Internet of things)被称为是信息技术的⼀次⾰命性创新,成为国内外IT业界和社会关注的焦点之⼀。它可以分为标识、感知、处理、信息传送四个环节。
42、上述物联⽹四个环节对应的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯⽚、⽆线传输⽹络。
43、RFID系统按照⼯作频率分类,可以分为低频、⾼频、超⾼频、微波四类。
44、⾼频RFID系统典型的⼯作频率是 13.56MHz 。
45、超⾼频RFID系统遵循的通信协议⼀般是 ISO/IEC18000-7标准、 ISO/IEC18000-6标准。
46、⽬前国际上与RFID相关的通信标准主要有:ISO/IEC 18000标准、EPC Global 标准。
47、基于概率的ALOHA算法⼜可以分为:纯ALOHA算法、时隙ALOHA 算法、帧时隙ALOHA算法等
48、电⼦标签含有物品唯⼀标识体系的编码,其中电⼦产品代码
(EPC)是全球产品代码的⼀个分⽀,它包含著⼀系列的数据和信息,如产地、⽇期代码和其他关键的供应信息。
49、超⾼频RFID系统的识别距离⼀般为1~10m。
50、超⾼频RFID系统数据传输速率⾼,可达1kb/s。
四、选择题
1、下列哪⼀项不是低频RFID系统的特点? A
A、它遵循的通信协议是ISO18000-3
B、它采⽤标准CMOS⼯艺,技术简单
C、它的通信速度低
D、它的识别距离短(<10cm)
2、下列哪⼀项是超⾼频RFID系统的⼯作频率范围?B
A、<150KHz
B、433.92MHz 和860~960MHz
C、13.56MHz
D、2.45~5.8GHz
3、ISO18000-3、ISO14443和ISO15693这三项通信协议针对的是哪⼀类RFID系统?B
A、低频系统
B、⾼频系统
C、超⾼频系统
D、微波系统
4、未来RFID的发展趋势是 C 。
精彩⽂档
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A 低频RFID
B 、⾼频RFID
C 、超⾼频RFI
D D 、微波RFID 5、中国政府在2007年发布了《关于发布 D 频段射频识别(RFID)技术应⽤试⾏规定的通知》?
A 、<150KHz
B 、13.56MHz
C 、2.45~5.8GHz
D 、800/900MHz 6、上述通知规定了中国UHF RFID 技术的试⽤频率为 C 。 A 、125KHz B 、13.56MHz C 、840-845MHz 和920-925 MHz D 、433.92MHz
7、下列哪⼀个载波频段的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? D
A 、<150KHz
B 、433.92MHz 和860~960MHz
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