RFID简答

一.名词解释。

1. RFID: RFID技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别并交换数据。

2. CRC：即循环冗余校验码；是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。

3. FIFO：是一种先进先出的数据缓存器，他与普通存储器的区别是没有外部读写地址线，这样使用起来非常简单，但缺点就是只能顺序写入数据，顺序的读出数据，其数据地址由内部读写指针自动加1完成，不能像普通存储器那样可以由地址线决定读取或写入某个指定的地址。

4. EPC：EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。

5. 反向散射调制：电磁波从天线向周围空间发射，会遇到不同的物体。到达这些物体的电磁能量一部分被吸收，另一部分以下同的强度散射到各个方向上去；反射能量的一部分最终返回到发射天线。

6.m序列：是最长线性移位寄存器序列的简称，是一种伪随机序列、伪噪声(PN)码或伪随机码。可以预先确定并且可以重复实现的序列称为确定序列；既不能预先确定又不能重复实现的序列称随机序列；不能预先确定但可以重复产生的序列称伪随机序列。

7.TDMA：时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)，每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。

8.电感耦合：阅读器和应答器之间的能量和信息通过电感电容（LC）谐振回路以及电感线圈产生变磁场的方式互换交换，这就是电感耦合。

9.副载波调制：在13.56Mhz的RFID系统中，应答器将需要传送的信息首先组成相应的帧，然后将帧的基带编码调制到副载波频率上，最后在进行载波调制，实现向阅读器的信息传输。

10.曼特斯特码：又称双相码，是一种双报性波形，只有极性相反的两个电平。它在每个码元间隔的中心点，都存在电平跳变，1码是前半为高，0码是前半为低，后半为高。

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11.UID：泛在识别；又称唯一识别器，每一个VICC有64位的UID标识，且这个UID是唯一的，UID是由制造商永久设定的，格式如下:制造商制定的48位唯一序列号49-56IC制造商代码，57-64码值为EOH。

12.反向散射耦合:当电磁波遇到空间目标（4分体）时，其能量的一部分被目标吸收，另一部分以不同的强度被散射到各个方向，在散射的能量中，一小部分被反射回了发射天线，并被该天线接收，（因此发射天线也是接收天线），对接收天线信号进行放大和处理，即可获取目标的有关信息。

13.负载调制：指应答器向阅读器传输数据使用的方法，在电感耦合方式的RFID系统中负载调制有电阻负载调制和电容负载调制。

14.米勒码：又称延迟调制码，它是双相码的一种变形。逻辑0的电平表示码元持续时间内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界也不跃变，只有当连“0”时，在两个“0”码的边界处出现电平跃变，即00与11交替；“1”码用码元中心点出现跃变来表示，即在两个“0”码的边界处出现。

15.序列密码：是将明文m看成连续的比特流（或字符流）m1，m2,m3,.....,并且密钥序列k=k1,k2,k3,.....中的第i个元素ki对明文的mi进行加密，因此也称为流密码。

16.AES：新的加密标准，它是分组加密算法，分组长度为128位，密钥长度有128位，192位，256位，分别称为AES-128,AES-192,AES-256. 二．简答论述题。

1．RFID技术作为一种自动识别技术，其主要特点是什么？

1）快速扫描，RFID读写器可同时识别多个标签。2）体积小型化，形状多样化；RFID读取不受尺寸大小和形状限制。3）抗污染能力和耐久力；RFID对水、油等有较强的抵抗性。4）可重复使用；RFID标签可重复地增加，修改和删除。5）穿透性和无屏障阅读；RFID能穿透纸张、木材等材质，并进行通信。 6)数据记忆容量大；RFID容量最大能达到书兆字节，还有增大的趋势。 7)安全性好；其内容可经密码保护，内容不宜被伪造更改。

2. 列出至少3种RFID技术标准，并说明各自的工作频段和应用领域。 1）ISO/IEC15693国际标准；其工作频段：13.56MHz±7KHz；应用领域：个人身份识别、图书馆管理、门禁控制、物品跟踪、物品防伪、仓储物流等领域。 2)ISO/IEC18000-4国际标准； 其工作频段：2.45GHz；应用领域：2.45G超高频主要应用在微波通信领域；无线网通信802.11n等。

3）ISO/IEC18000-6国际标准；其工作频段：860MHz-960MHz；应用领域： 移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗等。 3. RFID系统中，为实现数据的安全性，主要采用哪些措施？

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RFID系统的安全问题，由三个不同层次的安全保障环节组成；1）电子标签 制造的安全技术；2）芯片的物理安全技术，如防非法读写，防软件跟踪等； 3）卡的通信安全技术，如加密算法等。这三个方面共同作用形成电子标签的安全体系，保障电子标签从生产到使用的安全。

4．列出RFID系统中应用的至少三种防冲撞算法名称，简要说明其特点。 1）空分多路法（SDMA)：在分离的空间范围内重新使用确定之源的技术， 使其在分离的空间范围内实现多个目标识别；在RFID系统中有两种方法。 2）频分多路法(FDMA)：是把若干个使用不同载波频 率的调制信号传输通路同时供通信用户使用的技术。可以使系统具有可自由调整、非发送频率谐振的应答器。3) 时分多路法(TDMA)：是把整个可供使用的通路容量按时间分配给多个用户的技术。目前RFID系统的标签防碰撞算法中大多采用时分多路法。该方法可以分为标签控制法和读写器控制法。

5. 给出一种RFID读写器芯片型号，说明其主要功能、接口及特点。

Philips公司的MF RC500芯片主要应用于13.56MHz，是非接触、高集成的IC读卡芯片。该IC读卡芯片利用先进的调制和解调概念，集成了在13.56MHz下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。

MF RC500的内部包括并行微控制器双向接口、FIFO缓冲区、中断、数据处理单元、状态控制单元、安全和密码控制单元、模拟电路接口及天线接口。MF RC500的外部接口包括数据总线、地址总线、控制总线、和电源等。

它的并行微控制接口自动检测连接的8位并行接口的类型。它包含一个易用的双向的FIFO缓冲区和一个可配置的中断输出，为连接各种MCU提供了很大的灵活行，既使采用低成本的器件也能满足高速非接触式通信要求。

6. 说明RFID读写器的主要功能和技术指标，画出硬件组成框图，并说明各部分的设计要点。

功能：读写器是读取或写入电子标签信息的设备，具有读取、显示和数据处理等功能。技术指标:读写器可以单独存在，也可以以部件形式嵌入到其他系统中；读写器和计算机网络一起，完成对电子标签的操作。 设计要点:1）控制模块；控制模块由 ASIC组件和微处理器组成。微处理器是 控制模块的核心部件。

2)射频模块；射频前端主要由发送电路 和接收电路构成，用以产生高频发射

功率，并接受和解调来自电子标签的射频信号。

3)读写器的接口；读写器控制模块与应用软件之间的数据交换，主要通过读写

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器的接口来实现。

4）天线；天线是用来发射或接收无线电波的装置。

7.电子不停车收费系统(ETC)是射频识别技术的一个典型应用，请说明其系统组成和工作原理。

ETC系统组成:系统由三级构成，既收费结算系统、收费站管理系统和收费车道子系统。工作原理：ETC系统是通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。主要由车辆自动识别系统、中心管理系统和其他辅助设施等组成。其中，车辆自动识别系统有车载单元（OBU）又称应答器或电子标签、路边单元(RSU)、环路感应器等组成。OBU中存有车辆的识别信息，一般安装于车辆前面的挡风玻璃上，RSU安装于收费站旁边，环路感应器安装于车道地面下。中心管理系统有大型的数据库，存储大量注册车辆和用户的信息。当车辆通过收费站口时，环路感应器感知车辆，RSU发出询问信号，OBU做出响应，并进行双向通信和数据交换；中心管理系统获取车辆识别信息，如汽车ID号、车型等信息和数据库中相应信息进行比较判断，根据不同情况来控制管理系统产生不同的动作，如计算机收费管理系统从该车的预付款项账户中扣除此次应交的过路费，或送出指令给其它辅助设施工作。 8.说明RFID技术特点和应用邻域。

特点：1）它是通过电磁耦合方式实现的非接触自动识别技术； 2）它需要利用无线电频率资源，必须遵守无线电频率使用的众多规范； 3）它存放的识别信息是数字化的因此通过编码技术可以方便地实现多种应用； 4）他可以容易地对多应答器，多阅读器进行组合建网，以完成大范围的系统应用，并构成完善的信息系统；

5）它涉及计算机，无线数字通信，集成电路，电磁场等众多学科，是一个新兴的融合多种技术的领域。

应用领域：票务系统，收费卡，城市交通系统，安检门禁，物流，家政，食品安全追溯，药品，矿井生产安全，防盗，防伪，证件，集装箱识别，动物追踪，运动计时等。

9.简要叙述RFID中的三次认证过程。

①读写器先发送“查询口令\给标签，标签产生一个随机数RA并传送给读写器。②读写器收到RA后产生另一个随机数RB，发送一个加密的数据块给标签，它包含了两个随机数和附加的控制数据，K为加密密钥，eK为加密函数。标签收到后用K解密，比较RA和标签原来产生的RA是否一致。③标签再产生一个随机数RA2，发送加密的数据块给读写器，它也包含了两个随机数和控制数据。读写器收到oken2后用K解密，比较消息中的RB和原来的RB是否一致。

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10.列出RFID技术的主要标准内容。

1）技术主要是接口和通信技术，如空中接口，防碰撞方法，中间件技术和通信协议等；2）一致性，主要指数据结构，编码格式和内存分配等相关内容。 3）电池辅助与传感器的融合，目前，RFID技术也融合了传感器，能够进行温度和应变检测的应答器在物品追踪中应用广泛。几乎所有的带传感器的应答题和有源应答器都需要从电池获取能量。

4）应用；RFID技术涉及众多的具体应用。各种不同的行业，因而标准还需要涉及有关行业的规范。

11.简要说明奇偶校验原理和使用方法。

奇偶校验码是在数据后面加上一个奇偶位的编码，奇偶校验位值得选取原则是使码字内1的数目为奇数或偶数。

奇偶校验位的值设定：奇校验时，若字节的数据位中1的个数为奇数，则奇偶校验位的值为0，仅之为1，偶校验时，若字节的数据位中1的个数为奇数，则奇偶校验位的值为1，反之为0.

12.简要说明RFID通信过程中常用的数据帧格式。 常用数据帧格式ISO/IEC14443中TYPEA的帧有三种。 知帧，标准帧和面向16特的防碰撞帧。

起始位 LSB MSB 结束位 S b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 E 短帧结构 LSB MSB LSB MSB S 字节1 P 字节2 P ....... P E 标准帧

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