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第1章　导论1

本书采用的缩写1

1.1 自动识别系统2

1.1.1　条形码系统2

1.1.2　光学符号识别3

1.1.3　生物识别3

1.1.3.1　语音识别3

1.1.4　IC卡4

1.1.4.1　存储器卡4

1.1.3.2　指纹法（指纹鉴定法）4

1.1.4.2　微处理器卡5

1.1.5　射频识别（RFID）系统5

1.2　各种识别系统的比较5

1.3　射频识别（RFID）系统的组成6

第2章　射频识别（RFID）系统的区别特征8

2.1　基本区别特征8

2.2　应答器的构造形式10

2.2.1　盘状和硬币形10

2.2.2　玻璃外壳11

2.2.4　工具和气体瓶子的识别12

2.2.3　塑料外壳12

2.2.5　钥匙和钥匙扣13

2.2.6　手表式14

2.2.7　ID-1型非接触式IC卡14

2.2.8　智能标签16

2.2.9　片上线圈17

2.2.10　其他的结构形式17

2.3　频率、作用距离和耦合17

2.4　应答器中的信息处理18

2.5.1　工作频率20

2.5　射频识别（RFID）系统的选择准则20

2.5.2　作用距离21

2.5.3　可靠性要求21

2.5.4　存储器容量22

第3章　基本作用原理23

3.1 1位应答器23

3.1.1　射频24

3.1.2　微波26

3.1.3　分频器27

3.1.4　电磁法28

3.1.5　声磁法30

3.2　全双工和半双工31

3.2.1　电感耦合32

3.2.1.1　无源应答器的供电32

3.2.1.2　应答器至阅读器的数据传输34

3.2.2　电磁反向散射耦合37

3.2.2.1　应答器的供电37

3.2.2.2　应答器至阅读器的数据传输38

3.2.3　紧耦合39

3.2.3.1　应答器的供电39

3.2.4.1　无源应答器的供电40

3.2.4　电耦合40

3.2.3.3　阅读器至应答器的数据传输40

3.2.3.2　应答器至阅读器的数据传输40

3.2.4.2　应答器至阅读器的数据传输42

3.3　时序法42

3.3.1　电感耦合42

3.3.1.1　应答器的供电42

3.3.1.2　全双工、半双工和时序系统的比较43

3.3.1.3　应答器至阅读器的数据传输44

3.3.2　表面波应答器44

第4章　射频识别系统的物理基础47

4.1.1　磁场强度H48

4.1　磁场48

4.1.1.1　导体回路中的磁场强度曲线H（x）49

4.1.1.2　最佳天线直径50

4.1.2　磁通量和磁通量密度51

4.1.3 电感L52

4.1.3.1 导体回路的电感52

4.1.4　互感M52

4.1.5　耦合因数k54

4.1.6　感应定律55

4.1.7　谐振57

4.1.8.2　电压调节60

4.1.8　应答器的实际工作60

4.1.8.1　应答器的供电60

4.1.9　动作磁场强度Hmin62

4.1.9.1　应答器系统的“能量作用范围”64

4.1.9.2　阅读器的作用范围65

4.1.10　应答器-阅读器系统67

4.1.10.1　应答器的复数变换阻抗Z？68

4.1.10.2　影响Z？的变量70

4.1.10.3　负载调制76

4.1.11.1　耦合因数k的测量81

4.1.11　系统参数的测量81

4.1.11.2　应答器谐振频率的测量82

4.1.12　磁性材料84

4.1.12.1　磁性材料和铁氧体的性质84

4.1.12.2　低频应答器内的铁氧体天线85

4.1.12.3　金属周围的铁氧体屏蔽86

4.1.12.4　金属中的应答器构造86

4.2　电磁波87

4.2.1　电磁波的产生87

4.2.1.1　导电回路从近场向远场的过渡89

4.2.2　辐射功率密度（坡印廷矢量）S90

4.2.3　场波阻抗和电场强度E90

4.2.4　电磁波的极化91

4.2.4.1 电磁波的反射91

4.2.5　天线93

4.2.5.1　增益与方向性93

4.2.5.2　EIRP和ERP94

4.2.5.3　输入阻抗94

4.2.5.4　有效面积和反射横截面95

4.2.5.5　有效长度97

4.2.5.6　偶极天线98

4.2.5.7　Yagi-Uda天线99

4.2.5.8　片状或微带天线100

4.2.5.9　缝隙天线102

4.2.6　微波应答器的实际工作102

4.2.6.1　应答器的等效电路图103

4.2.6.2　无源应答器的供电104

4.2.6.3　有源应答器的供电111

4.2.6.4　反射与释放111

4.2.6.6　调制的反向散射112

4.2.6.5　应答器的动作灵敏度112

4.2.6.7　阅读器作用范围113

4.3　表面波116

4.3.1　表面波的形成116

4.3.2　表面波的反射118

4.3.3　表面波应答器的功能结构118

4.3.4　传感器效应121

4.3.4.1　反射延迟线121

4.3.4.2　谐振传感器122

4.3.4.3　阻抗传感器124

4.3.5　转换传感器124

5.1　使用的频率范围126

第5章　频率范围和允许使用的无线电规范126

5.1.1　频率范围9～135 kHz127

5.1.2　频率范围6.78 MHz129

5.1.3　频率范围13.56 MHz129

5.1.4　频率范围27.125 MHz129

5.1.5　频率范围40.680 MHz129

5.1.8　频率范围915.0 MHz130

5.1.10　频率范围5.8 GHz130

5.1.9　频率范围2.45 GHz130

5.1.7　频率范围869.0 MHz130

5.1.6　频率范围433.920 MHz130

5.1.11　频率范围24.125 GHz131

5.1.12　电感耦合式射频识别系统的频率选择131

5.2　允许使用的欧洲规范133

5.2.1 CEPT/ERC REC 70-03（欧洲邮政、电信会议／电子研究中心）133

5.2.1.1　附录1：非规范的短距离设备134

5.2.1.2　附录4：铁路应用135

5.2.1.3　附录5：公路运输与流量遥测135

5.2.1.4　附录9：电感式应用135

5.2.1.6　频率范围868 MHz136

5.2.2　EN 300330:9 kHz～25 MHz136

5.2.1.5　附录11：射频识别系统应用136

5.2.2.1　载波功率——磁场强度发射器的极限值137

5.2.2.2　寄生辐射138

5.2.3　EN 300220-1,EN 300220-2138

5.2.4 EN 300440139

5.3　在欧洲允许使用的国家规范140

5.3.1 德国140

5.4　允许使用的国家规范142

5.4.1　美国142

5.4.2　未来的发展：美国—日本—欧洲143

6.1　基带中的编码144

第6章　编码与调制144

6.2　数字调制法146

6.2.1　振幅键控（ASK）147

6.2.2 2-FSK（频移键控）149

6.2.3 2-PSK（相移键控）150

6.2.4　使用副载波的调制法150

第7章　数据的完整性152

7.1　校验和法152

7.1.1　奇偶校验152

7.1.2　纵向冗余校验（LRC）法153

7.1.3　循环冗余码校验（CRC）法153

7.2　多路存取法——防冲突法155

7.2.1　空分多路（SDMA）法157

7.2.2　频分多路（FDMA）法158

7.2.3　时分多路（TDMA）法158

7.2.4　防冲突法举例160

7.2.4.1　ALOHA法160

7.2.4.2　时隙ALOHA法162

7.2.4.3　二进制搜索算法164

第8章　数据的安全性171

8.1　互相对称的鉴别171

8.2　用导出密钥的鉴别172

8.3　加密的数据传输173

8.3.1　流密码174

第9章　标准化176

9.1　动物识别176

9.1.1 国际标准ISO 11784——代码结构176

9.1.2　国际标准ISO 11785——技术概念177

9.1.2.1　需求177

9.1.2.2　全双工／半双工系统178

9.1.2.3　时序系统178

9.1.3.1　第1部分：空气接口179

9.1.3　ISO 14223——增强型应答器179

9.1.3.2　第2部分：代码与命令结构181

9.2　非接触式IC卡182

9.2.1 国际标准ISO 10536——紧耦合IC卡183

9.2.1.1　第1部分：物理特性183

9.2.1.2　第2部分：耦合区的尺寸和位置183

9.2.1.3　第3部分：电信号和复位规程183

9.2.2.1　第1部分：物理特性185

9.2.2.2　第2部分：射频接口185

9.2.2　国际标准ISO 14443——近耦合IC卡185

9.2.1.4　第4部分：复位应答和传输协议185

9.2.2.3　第3部分：初始化与防冲突189

9.2.2.4　第4部分：传输协议195

9.2.3 国际标准ISO 15693——疏耦合IC卡（VICC）198

9.2.3.1　第1部分：物理特性198

9.2.3.2　第2部分：空气接口与初始化198

9.2.4　国际标准ISO 10373——识别卡的测试方法202

9.2.4.1　第4部分：紧耦合IC卡的测试方法202

9.2.4.2　第6部分：近耦合IC卡的测试方法202

9.3　德国工业标准／国际标准DIN/ISO 69873——工具和夹具用的数据载体205

9.4　国际标准ISO 10374——集装箱自动识别205

9.2.4.3　第7部分：疏耦合IC卡的测试方法205

9.5 德国工程师协会规范VDI 4470——货物安全系统207

9.5.1　第1部分：安检门系统的检查规范207

9.5.1.1　错误报警率的测定207

9.5.1.2　检出率的测定207

9.5.1.3　规范VDI 4470中的表格208

9.5.2　第2部分：去激活设备的检查规范208

9.6　货物与商品管理208

9.6.1　国际标准ISO 18000系列208

9.6.2　全球标签初始化209

9.6.2.1　全球标签传输层（物理层）210

9.6.2.2　全球标签通信和应用层210

第10章 电子数据载体的结构212

10.1　具有存储功能的应答器212

10.1.1　高频接口212

10.1.1.1　线路举例：用副载波的负载调制213

10.1.1.2　线路举例：符合国际标准ISO 14443应答器的高频接口214

10.1.2　地址和安全逻辑216

10.1.2.1　状态机216

10.1.3.1　只读应答器218

10.1.3　存储器结构218

10.1.3.2　可写入式应答器219

10.1.3.3　具有密码功能的应答器219

10.1.3.4　分段式存储器221

10.1.3.5　MIFARE？——应用指南223

10.1.3.6　双端口EEPROM224

10.2　微处理器227

10.2.1　双端口卡228

10.2.1.1　MIFARE？增强型229

10.2.1.2　双端口卡的最新概念230

10.3.1 RAM232

10.3　存储器技术232

10.3.2 EEPROM233

10.3.3 FRAM234

10.3.4　FRAM和EEPROM的性能比较235

10.4　物理参数的测量235

10.4.1　具有传感器功能的应答器235

10.4.2　用微波应答器进行的测量237

10.4.3　表面波应答器的传感器效应238

第11章　阅读器240

11.1　应用系统中的数据流240

11.2　阅读器的组成241

11.2.1.1　电感耦合系统（FDX/HDX）242

11.2.1　高频接口242

11.2.1.2　微波系统（HDX）243

11.2.1.3　时序系统（SEQ）244

11.2.1.4　用于SAW（表面波）应答器的微波系统245

11.2.2　控制单元245

11.3　低成本的IC卡阅读器U2270B247

11.4　电感耦合系统的天线连接248

11.4.1　供电电路249

11.4.2　通过同轴电缆供电250

11.4.3　品质因数Q的影响253

11.5.1　OEM阅读器254

11.5　阅读器的结构形式254

11.5.2　工业用阅读器255

11.5.3　便携式阅读器255

第12章　应答器和非接触式IC卡的制造257

12.1　玻璃和塑料应答器257

12.1.1　模块制造257

12.1.2　应答器半成品258

12.1.3　整合成品259

12.2 非接触式IC卡259

12.2.1.1　绕制工艺260

12.2.1　线圈制造260

12.2.1.2　布线工艺261

12.2.1.3　丝网印刷工艺262

12.2.1.4　蚀刻工艺263

12.2.2　连接工艺263

12.2.3　层压工序264

第13章　应用实例266

13.1　非接触式IC卡266

13.2.2.1　交易时间268

13.2.2　要求268

13.2.1　状况268

13.2　公共交通268

13.2.2.2　天气适应性，使用寿命，操作便利性269

13.2.3　用射频识别系统的优点269

13.2.4　电子车票的收费模式270

13.2.5　市场潜力271

13.2.6　项目实例271

13.2.6.1　韩国：首尔271

13.2.6.2　德国：吕内堡，奥尔登堡273

13.2.6.3　欧盟的“ICARE”和“CALYPSO”项目274

13.3.1　汉莎航空公司的Miles More卡276

13.3　票务应用276

13.3.2　订滑雪票278

13.4　门禁控制279

13.4.1　在线系统279

13.4.2　离线系统280

13.4.3　应答器系统281

13.5　交通系统282

13.5.1　Eurobalise S21282

13.6　动物识别284

13.6.1　牛的饲养284

13.5.2　国际集装箱运输284

13.6.2　信鸽竞赛288

13.7　电子闭锁防盗装置290

13.7.1 闭锁防盗装置的功能290

13.7.1.1　检查单独的序列号292

13.7.1.2　变换编码方法（滚动编码）292

13.7.1.3　利用固定密钥的加密法（确证身份）292

13.7.2　进展情况回顾293

13.7.3　未来展望294

13.8　容器识别294

13.8.1　储气瓶和化学容器294

13.8.2　垃圾清除295

13.9　体育活动297

13.10　工业自动化299

13.10.1 工具识别299

13.10.2　工业化生产301

13.10.2.1　集中控制301

13.10.2.2　分散控制302

13.10.2.3　使用射频识别系统的好处303

13.10.2.4　射频识别系统的选择303

13.10.2.5　项目实例304

13.11　医学应用306

14.1.1　工业协会308

第14章　附录308

14.1　联系地址、协会和杂志308

14.1.2　专业杂志310

14.1.3　射频识别系统的网址311

14.2　相关的标准和规范312

14.2.1　标准及规范的获取来源317

14.3　参考文献318

14.4　印制电路板布线328

14.4.1　符合ISO 14443标准的测试卡328

14.4.2　场发生器线圈331