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第1章 RFID技术概述1

1.1 RFID技术的发展历史1

1.2 RFID技术的应用现状2

1.3 RFID技术的应用领域3

1.4 RFID技术的市场展望5

第2章 RFID系统的工作原理7

2.1 RFID系统技术基础7

2.1.1 系统的构成7

2.1.2 基本工作流程8

2.2 RFID系统工作的物理学原理9

2.2.1 相关的电磁场基本理论9

2.2.2 数据传输原理10

2.2.3 反向散射调制的能量传输11

2.3 RFID系统的特点12

2.4 RFID系统的分类13

2.4.1 按照工作方式进行分类13

2.4.2 按照电子标签的数据量进行分类14

2.4.3 按照数据载体进行分类14

2.4.4 按照能量供应方式进行分类14

2.4.5 按照工作频率进行分类15

2.4.6 按照耦合类型进行分类15

2.4.7 按照信息注入方式进行分类15

2.4.8 按照技术实现手段进行分类16

2.4.9 按照频率和作用距离进行分类16

2.4.10 按照系统特征进行分类17

2.5 RFID系统的选择18

第3章 RFID系统的信道研究19

3.1 RFID系统的室内电波传播模型19

3.1.1 RFID系统近场通信机制19

3.1.2 电磁波的传播机制20

3.1.3 路径损耗的一阶模型20

3.1.4 菲涅尔区域和电磁波叠加21

3.1.5 地面反射双线模型22

3.1.6 适用于超高频RFID系统的室内传播模型22

3.1.7 小尺度多径传播对RFID系统的影响24

3.2 RFID系统性能分析25

3.2.1 RFID系统的功率传输25

3.2.2 误比特率分析25

3.2.3 系统性能估计26

第4章 RFID应用系统29

4.1 基本技术参数29

4.2 运行环境与接口方式31

4.2.1 运行环境31

4.2.2 接口方式31

4.2.3 接口软件32

4.3 RFID技术中的隐私安全问题及策略32

4.3.1 RFID技术应用中的安全问题及策略32

4.3.2 RFID技术中的隐私问题34

4.3.3 RFID技术中个人隐私保护措施34

4.3.4 隐私安全对电子标签应用前景的影响35

4.4 RFID应用系统的发展趋势35

第5章 UHF RFID系统设计的常用芯片37

5.1 射频小信号放大器37

5.1.1 射频小信号放大器简介37

5.1.2 射频小信号放大器设计的常用芯片39

5.2 射频功率放大器42

5.2.1 射频功率放大器简介42

5.2.2 射频功率放大器设计的常用芯片42

5.3 混频器49

5.3.1 混频器简介49

5.3.2 混频器设计的常用芯片50

5.4 调制器／解调器56

5.4.1 调制器／解调器简介56

5.4.2 调制器／解调器设计的常用芯片57

第6章 国际标准ISO 18000-164

6.1 范围65

6.2 一致性65

6.3 标准参考资料66

6.4 术语和定义67

6.5 符号和缩略语68

6.6 结构、参考和例外68

6.6.1 通信结构68

6.6.2 系统规范69

6.6.3 接口规范69

6.6.4 应用结构69

6.6.5 信息和数据结构69

6.6.6 执行结构70

6.6.7 系统安全结构70

6.6.8 恢复能力考虑70

6.6.9 唯一识别70

6.7 要求70

6.7.1 背景概述70

6.7.2 标准后续部分开发者指导70

6.7.3 背景（OSI）71

6.7.4 双向系统72

6.7.5 单向系统72

6.7.6 与其他标准的关系72

6.7.7 参数73

6.7.8 物理和媒介存取控制参数73

6.7.9 协议和碰撞管理参数78

第7章 国际标准ISO 18000-680

7.1 定义、缩略语和符号80

7.1.1 定义80

7.1.2 缩略语81

7.1.3 符号81

7.2 国际标准ISO/IEC 18000-6概述81

7.3 一致性82

7.3.1 读写器的一致性和责任82

7.3.2 电子标签的一致性和责任82

7.4 Type A和Type B的物理层共同要素82

7.4.1 读写器上电82

7.4.2 读写器下电83

7.4.3 跳频载波升降时间83

7.4.4 FM0返回链路83

7.5 Type A型85

7.5.1 物理层和数据编码85

7.5.2 数据元素87

7.5.3 协议要素89

7.5.4 协议描述90

7.5.5 定时规范97

7.5.6 Mandatory commands（必选命令）98

7.5.7 Optional commands（可选命令）105

7.5.8 Custom commands（通用命令）111

7.5.9 Proprietary commands（私有命令）111

7.6 Type B型111

7.6.1 物理层与数据编码111

7.6.2 二进制树协议和冲突仲裁115

第8章 RFID系统的安全问题及其解决方案研究134

8.1 RFID系统的通信模型和安全需求134

8.1.1 通信模型135

8.1.2 安全需求136

8.2 RFID系统受到的攻击138

8.3 RFID系统安全的研究进展139

8.4 RFID系统的安全解决方案141

8.4.1 物理方法141

8.4.2 读取访问控制143

8.4.3 标签认证147

8.4.4 标签加密151

8.5 RFID协议的安全模型及安全性152

8.5.1 一种RFID协议攻击者模型153

8.5.2 安全目标定义154

8.5.3 研究结果154

第9章 RFID系统数据编码方式的研究与仿真155

9.1 动态系统仿真工具Matlab/Simulink155

9.1.1 Matlab/Simulink简介155

9.1.2 Simulink常用模块库156

9.1.3 Matlab/Simulink使用简介157

9.2 RFID系统的数据传输编码158

9.2.1 RFID数据传输常用编码格式158

9.2.2 选择编码方法的考虑因素160

9.3 常用编码的Simulink模块封装160

9.3.1 利用已有模块组合实现模块封装160

9.3.2 利用S函数实现自编模块162

9.4 编码抗干扰能力仿真分析167

9.4.1 二进制对称信道167

9.4.2 RFID系统数据编码方式的检错能力仿真167

9.4.3 选择编码方式的其他考虑因素168

第10章 RFID系统数据校验方式的研究与仿真170

10.1 RFID系统的数据保护与校验170

10.2 差错控制编码170

10.2.1 差错控制的基本方式170

10.2.2 汉明码171

10.3 常用的差错控制方法172

10.3.1 奇偶校验法172

10.3.2 循环冗余校验法175

10.4 CRC校验能力仿真177

10.4.1 仿真模型177

10.4.2 校验能力仿真分析177

第11章 915MHz RFID读写器的体系结构179

11.1 读写器概述179

11.1.1 读写器的功能179

11.1.2 读写器的基本组成180

11.1.3 读写器的基本功能180

11.1.4 读写器的工作方式181

11.2 UHF RFID系统的协议分析181

11.2.1 物理接口182

11.2.2 协议和命令182

11.3 RFID系统的频率规范185

11.4 915MHz UHF RFID读写器的体系结构186

11.4.1 读写器的结构186

11.4.2 读写器的工作流程187

第12章 915MHz RFID读写器的系统级仿真189

12.1 系统仿真方法189

12.2 时域仿真189

12.2.1 发射信号的时域特性仿真189

12.2.2 接收电路的信号仿真197

12.3 频域仿真201

12.3.1 MATLAB编程实现201

12.3.2 MATLAB求解结果203

12.4 仿真总结205

第13章 915MHz RFID读写器编解码电路和校验电路的FPGA设计与实现207

13.1 FPGA简介207

13.1.1 发展历史207

13.1.2 FPGA的基本特点208

13.1.3 FPGA的优点208

13.2 FPGA开发工具ISE简介209

13.2.1 ISE简介209

13.2.2 ISE的安装210

13.2.3 使用ISE进行开发的流程213

13.3 915MHz RFID读写器的编解码及校验标准214

13.3.1 915MHz RFID读写器的编码标准214

13.3.2 915MHz RFID读写器的解码标准214

13.3.3 915MHz RFID读写器的校验标准215

13.4 915MHz RFID读写器编码的FPGA设计与实现215

13.4.1 Type A型915MHz RFID读写器编码的FPGA设计与实现215

13.4.2 Type B型915MHz RFID读写器编码的FPGA设计与实现217

13.5 915MHz RFID读写器解码的FPGA设计与实现218

13.6 915MHz RFID读写器校验的FPGA设计与实现220

第14章 915MHz RFID读写器发送电路的设计与仿真223

14.1 电路仿真平台ADS分析工具223

14.1.1 S参数分析224

14.1.2 瞬态分析224

14.1.3 交流分析224

14.1.4 谐波平衡分析225

14.1.5 ADS使用初步225

14.2 RFID读写器发送电路原理设计228

14.2.1 读写器发送电路的架构228

14.2.2 读写器发送电路的原理图设计228

14.3 射频接口芯片选型分析229

14.3.1 本振频率信号产生器的选择229

14.3.2 混频器模块的选择230

14.3.3 带通滤波器的选择232

14.3.4 功率放大集成电路的选择233

14.4 发送电路的整体电路图235

14.5 RFID读写器发送部分射频接口的ADS仿真236

14.5.1 系统射频接口ADS仿真原理图236

14.5.2 系统传输信号的瞬态仿真分析237

14.5.3 系统频带选择性仿真分析240

14.5.4 系统谐波仿真分析242

14.5.5 系统相位噪声分析244

14.6 读写器发送部分射频接口的ADS仿真总结247

第15章 915MHzRFID读写器接收电路的设计与仿真248

15.1 RFID读写器接收电路原理设计248

15.1.1 无线通信接收机体系结构248

15.1.2 接收机原理图设计249

15.2 射频接口芯片选型分析250

15.2.1 本振频率信号产生器的选择250

15.2.2 混频器模块的选择250

15.2.3 带通滤波器的选择252

15.2.4 低通滤波器的选择252

15.2.5 功率放大集成电路的选择253

15.2.6 乘法器集成电路的选择254

15.2.7 功率分配器的选择254

15.2.8 电压比较器的选择255

15.3 接收电路的整体电路图256

15.4 RFID读写器接收部分射频接口的ADS仿真257

15.4.1 系统射频接口ADS仿真电路原理图及参数设定257

15.4.2 系统频带选择性仿真分析259

15.4.3 系统信道选择性仿真分析259

15.4.4 系统传输信号的瞬态仿真分析260

15.4.5 系统谐波仿真分析262

15.4.6 系统增益预算分析264

15.5 读写器接收部分射频接口的电路仿真总结267

第16章 915MHz RFID电子标签的体系结构268

16.1 915MHz电子标签的协议分析268

16.1.1 电子标签应用标准介绍268

16.1.2 Type A和Type B体系结构对比268

16.2 电子标签的频率规范269

16.3 电子标签发送电路的结构269

16.4 电子标签接收电路的结构270

16.5 电子标签控制部分的结构270

第17章 915MHz RFID电子标签的系统级仿真272

17.1 电子标签射频接口的系统级仿真272

17.1.1 曼彻斯特编解码的设计与仿真272

17.1.2 正弦载波调制电路的设计与仿真272

17.1.3 直流电源产生电路的设计与仿真272

17.1.4 包络产生电路与检波电路的设计与仿真273

17.1.5 复位信号产生电路的设计与仿真274

17.1.6 射频接口整体仿真图275

17.2 总结275

第18章 915MHz RFID电子标签编解码电路和校验电路的FPGA设计与实现276

18.1 915MHz RFID电子标签的编解码及校验标准276

18.1.1 915MHz RFID电子标签的编码标准276

18.1.2 915MHz RFID电子标签的解码标准276

18.1.3 915MHz RFID电子标签的校验标准277

18.2 915MHz RFID电子标签编码的FPGA设计与实现277

18.3 915MHz RFID电子标签解码的FPGA设计与实现279

18.3.1 Type A型915MHz RFID电子标签解码的FPGA设计与实现279

18.3.2 Type B型915MHz RFID电子标签解码的FPGA设计与实现281

第19章 915MHz RFID电子标签射频接口电路的设计与仿真283

19.1 电路仿真平台Multisim简介283

19.1.1 Multisim的安装过程283

19.1.2 开发流程287

19.2 915MHz电子标签射频接口电路的总体设计289

19.3 射频接口各部分具体电路设计及部分芯片选型分析291

19.3.1 电源产生电路的具体电路设计291

19.3.2 复位信号产生电路的具体电路设计及芯片选择292

19.3.3 混频器模块的芯片选择293

19.3.4 带通滤波器的选择293

19.3.5 时钟产生电路的具体设计及芯片选择293

19.3.6 负载调制电路的具体设计294

19.3.7 包络检波解调电路的具体设计295

19.3.8 功率放大电路的芯片选择295

19.4 射频接口发送部分电路图295

19.5 射频接口公共部分电路图297

19.6 射频接口接收部分电路图298

19.7 射频接口整体电路图299

19.8 RFID电子标签射频接口电路的Multisim仿真300

19.8.1 电源产生电路的Multisim仿真300

19.8.2 时钟恢复电路的Multisim仿真300

19.8.3 复位电路的Multisim仿真300

19.8.4 射频接口发送部分的Multisim仿真301

19.8.5 射频接口接收部分的Multisim仿真302

19.8.6 电子标签射频接口的电路仿真总结303

第20章 仓储管理概述304

20.1 仓储的历史304

20.1.1 仓储活动的产生304

20.1.2 发达国家仓储业的发展304

20.1.3 中国仓储业的发展306

20.1.4 中国仓储业的现状307

20.2 仓储的意义308

20.3 仓储的性质309

20.4 仓储的功能310

20.5 仓储管理的内容311

20.5.1 仓储管理的含义311

20.5.2 仓储管理的基本内容312

20.5.3 仓储作业312

20.6 仓储管理系统的选择312

第21章 基于RFID技术的仓储管理系统设计314

21.1 RFID仓储管理系统概述314

21.1.1 系统功能与应用背景314

21.1.2 系统总体构成314

21.1.3 系统流程315

21.2 RFID仓储管理信息系统总体设计316

21.2.1 系统设计思想316

21.2.2 软件描述316

21.2.3 设计方法317

21.2.4 外部接口317

21.2.5 系统整体描述317

21.2.6 模块功能描述317

21.2.7 模块结构设计319

21.3 RFID仓储管理信息系统数据库设计319

21.3.1 数据库类型319

21.3.2 E-R模型图320

21.3.3 数据表321

第22章 基于RFID技术的仓储管理系统实现326

22.1 系统的开发环境与运行环境326

22.1.1 JSP运行环境配置326

22.1.2 SQL Server2000数据库环境329

22.1.3 JDBC接口驱动程序331

22.1.4 Eclipse开发环境331

22.2 创建数据库333

22.2.1 创建数据表333

22.2.2 创建视图334

22.3 JavaBean程序编写335

22.3.1 公用类JavaBean程序336

22.3.2 操作类JavaBean程序341

22.3.3 工具类JavaBean程序347

22.4 页面结构357

22.5 登录主界面358

22.6 系统管理员界面362

22.6.1 用户管理页面362

22.6.2 仓库管理页面367

22.6.3 产品管理页面368

22.6.4 收货方管理页面368

22.6.5 个人信息管理页面369

22.7 仓库管理员界面369

22.7.1 入库管理页面369

22.7.2 出库管理页面373

22.7.3 预警管理页面374

22.7.4 报表管理页面374

22.8 经理界面376

22.8.1 预警管理页面376

22.8.2 报表管理页面376

22.8.3 月报统计页面376

第23章 RFID系统通信模块的软件设计和实现380

23.1 通信模块的总体设计380

23.1.1 串口通信MSComm控件简介380

23.1.2 串口通信程序设计流程381

23.1.3 软件总体设计流程图384

23.1.4 功能模块384

23.1.5 串口通信界面384

23.2 数据库子程序设计385

23.2.1 数据库访问技术385

23.2.2 数据库结构设计386

23.2.3 数据库子程序设计流程386

23.3 串口通信子程序的软件实现386

23.3.1 初始化子程序387

23.3.2 读标签子程序389

23.3.3 写标签子程序390

23.3.4 事件处理子程序391

23.4 数据库子程序的软件实现392

23.5 系统程序的执行流程394

附录 参考文献396