RFID技术应用

物联网被称为继计算机、互联网与移动通信之后世界信息产业发展的第三次浪潮 ,被列为国家重点发展战略性产业之一。如今 ,从“互联网 ”到“中国制造 2025”,都离不开物联网的支撑。RFID技术是物联网重要的前端核心技术之一 ,因为它具备非接触自动识别的特点 ,所以近年来其应用领域得到快速拓展 ,是一项充满活力和创意、深受相关领域关注和期待的信息采集技术。
作为高职高专物联网专业和计算机网络应用专业的学生 ,应该了解 RFID技术的概念和特点 ,理解 RFID的基本原理 ,掌握电子标签、RFID读写器的系统组成 ,并能够进行实际设备安装调试 ,以满足迅猛发展的物联网产业对应用型工程技术人员的需求。
经市场调研和网络搜索 ,目前适用于高等职业院校的 RFID技术应用相关教材较少且大部分教材主要根据理论体系编写 ,实验则是基于编者所在学校专门的实验设备。本书按照 RFID频段分类选取典型的 RFID应用场景 ,编写教学内容 ,并引入开源电子原型平台 Arduino,完成 RFID实验 ,不受设备、场地限制 ,便于读者学习。
本书共由 5个专题组成 ,主要内容如下。专题 1RFID系统的基础知识 ,介绍了 RFID系统的组成与工作原理 ,以及 RFID的标准与规范。
专题 2RFID门禁系统 ,介绍了电子标签、读写器以及数据的编码与调制 ,并以 RFID门禁系统为例 ,深入分析了低频 RFID系统的设计与实现。
专题 3RFID智能安全管理系统 ,介绍了数据校验、通信接口、系统隐私与安全防范等内容 ,并以 RFID智能安全管理系统为例 ,深入分析了高频 RFID系统的设计与实现。
专题 4RFID智能交通管理系统 ,介绍了 RFID防碰撞、RFID系统测试与优化等知识点 ,并以 RFID智能交通管理系统为例 ,深入分析了超高频 RFID系统的设计与实现。
专题 5Arduino实验 ,引入开源电子原型平台 Arduino,深入分析了 5个有代表性的实验。本书具有以下特点。

结构模块化
本书借鉴 CBE职业教育理论和 DACUM方法 ,采用模块化结构。每个专题又基于 RFID应用系统的构建流程 ,细化为系统分析、关键技术、系统设计与实现等任务 ,递进式地强化对学习者综合能力的培养 ,形成科学的学习过程。
内容丰富化
本书包含 RFID系统相关理论知识和实际工程案例资源 ,在满足读者基础学习的前提下,尽量拓展其知识面。
理实一体化
本书既有系统的知识 ,又有对应的技能训练项目 ;针对专题的重点、难点 ,还布置了讨论与习题 ,激发读者的学习兴趣。
形式多样化
本书内容呈现形式多样 ,有多媒体课件、微课视频、工程案例等教学资源 ,配套在线开放课程 ,支持线上、线下混合式学习 ,同时提供了丰富的习题资源 ,给读者提供了丰富的学习体验,提高了学习效率。
本书由江苏城乡建设职业学院韩颖、陈瑊担任主编 ,陈亚平、吴起、赵翠玉担任副主编 ,由江苏城乡建设职业学院韩颖负责全书的规划与统稿工作 ,并由江苏城乡建设职业学院王建玉教授主审。本书的编写得到了常州瀚森科技股份有限公司吴春晖、江苏首创高科信息工程技术有限公司李操两位企业专家的大力支持 ,同时得到了江苏城乡建设职业学院同事们的支持 ,在此向诸位表示衷心的感谢 !
由于编者的知识水平和经验有限 ,书中难免存在不足之处 ,敬请广大读者给予批评、指正。
编者 
2023年1月 
1. 2.3.4. 

本书配套教学资源下载

本书选取物联网工程应用中较为典型的RFID应用场景作为项目案例，将RFID技术、RFID系统、RFID通信协议、RFID系统关键技术等方面的基本知识和从事RFID技术相关岗位必备的知识点有机融入项目开发过程中，帮助读者建立RFID技术应用的工程意识；引入开源电子原型平台Arduino，完成RFID实验，激发读者的学习兴趣，增强读者的感性认识，有助于读者理解抽象性、理论性的问题。同时本书呈现形式多样，支持读者线上、线下混合式学习。 本书共有5个专题，分为13个任务和5个实验，主要内容包括RFID系统的基础知识、RFID门禁系统、RFID智能安全管理系统、RFID智能交通管理系统和Arduino实验。 本书可作为高等职业院校电子信息类专业的教材，也可作为从事电子信息等领域相关人员的参考用书，并且有在线开放课程“RFID技术应用”作为支撑。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

韩颖，女，1981年出生，江苏常州人，中共党员，硕士，副教授，计算机网络管理员（一级）技师，物联网应用技术专业带头人。 
从教十余年来，完成多项各级各类课题；授权实用新型专利3项；公开发表专业学术、教育教学研究论文十多篇；参编“十二五”江苏省高等学校重点教材1本。 

专题 1 RFID系统的基础知识 1任务 1.1认识 RFID系统的组成与工作原理 11.1.1认识物联网 1
1.1.2认识 RFID系统 5习题 10任务 1.2了解 RFID的标准与规范 11
1.2.1
RFID技术标准 11

1.2.2
ISO/IEC标准 12

1.2.31.2.41.2.51.2.6
EPCglobal标准 16UbiquitousID标准 17NFCForum17RFID中国标准 18
习题 19专题 2 RFID门禁系统 21任务 2.1认识电子标签 21
2.1.1 电子标签的基本组成及功能 22 
2.1.2 电子标签的分类 22 
2.1.3 电子标签的工作原理 26 
2.1.4 电子标签的封装形式 27 
2.1.5 电子标签的发展趋势 29 

习题 31任务 2.2认识 RFID读写器 32
2.2.1 读写器的基本组成 32 
2.2.2 读写器的结构形式 32 
2.2.3 读写器的工作特点 35 
2.2.4 读写器的技术参数 35 
2.2.5 读写器的功能模块 36 
2.2.6 读写器的发展趋势 37 

习题 38

Ⅳ 
任务 2.3数据编码、调制与解调 39
2.3.1信号与信道 39
2.3.2
RFID系统通信模型 432.3.3编码与调制 45

2.3.4
RFID常用的编码方法 46

2.3.5RFID常用的调制方法 50习题 52任务 2.4RFID门禁系统的设计与实现 542.4.1项目背景 542.4.2需求分析 552.4.3系统设计 552.4.4系统实现 57习题 59专题 3 RFID智能安全管理系统 60任务 3.1数据校验 603.1.1差错控制编码 603.1.2常规校验 63习题 66
任务 3.2通信接口 673.2.1通信接口概述 673.2.2RS-232串行通信接口 703.2.3RS-485总线 72
3.2.4CAN总线 75习题 78任务 3.3系统隐私与安全防范 79
3.3.1RFID的安全与隐私问题 793.3.2安全的解决方案 81习题 86任务 3.4RFID智能安全管理系统的设计与实现 873.4.1项目背景 873.4.2需求分析 873.4.3系统设计 893.4.4系统实现 90习题 92专题 4 RFID智能交通管理系统 93
任务 4.1RFID防碰撞 934.1.1碰撞产生的原因 934.1.2碰撞产生的类型 94

Ⅴ 
4.1.3防碰撞的主要方法 95
4.1.4ALOHA的防碰撞技术 96
4.1.5读写器的防碰撞技术 99习题 103任务 4.2RFID系统测试与优化 104
4.2.1
RFID系统测试概述 104

4.2.2
RFID系统测试的流程、规范和方法 105

4.2.3RFID测试中心 109习题 110任务 4.3RFID智能交通管理系统设计与实现 1114.3.1项目背景 1114.3.2需求分析 1114.3.3系统设计 1134.3.4系统实现 114习题 116专题 5 Arduino实验 117实验 5.1莫尔斯码 1175.1.1任务要求 1175.1.2任务分析 1175.1.3任务实施 118习题 121实验 5.2智能路灯 1225.2.1任务要求 1225.2.2任务分析 1225.2.3任务实施 122习题 124实验 5.3智能安防之动作感应报警器 1255.3.1任务要求 1255.3.2任务分析 1255.3.3任务实施 125习题 127实验 5.4RFID门禁 1285.4.1任务要求 1285.4.2任务分析 1285.4.3任务实施 129
习题 133实验 5.5小型气象站 1345.5.1任务要求 1345.5.2任务分析 1345.5.3任务实施 134习题 135

参考文献 137

1.结构模块化：借鉴CBE职业教育理论和DACUM方法，采用模块化结构； 
2.内容丰富化：包含RFID系统相关理论知识和实际工程案例资源； 
3.理实一体化：既有系统的知识，又有对应的技能训练项目； 
4.形式多样化：配套在线开放课程，有一系列的微课等。