RFID技术与应用作业答案

习题1

1-1 什么是RFID技术？常用的自动识别技术有哪些？
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是自动识别技术的一种，它通过无线射频方式自动识别目标对象，识别过程中读写器与目标对象之间无需建立机械或者光学接触，并可实现同时识别多个目标。
常用的基于UID的自动识别技术主要有条码识别技术、磁卡识别技术、接触式IC卡识别技术、射频识别技术等。

1-2 简述RFID技术的主要特点。
RFID技术具有以下特点。
（1）快速扫描
（2）体积小型化、形状多样化
（3）抗污染能力和耐久性强
（4）可重复使用
（5）具备穿透性和无屏障阅读能力
（6）数据的记忆容量大
（7）安全性高

1-3 RFID技术的常用的耦合方式和防冲突机制有哪些？
RFID技术常用的耦合方式主要有电感耦合方式与反向散射耦合方式。RFID的防冲突机制可以分为基于概率的防冲突机制和确定性的防冲突机制两种。其中基于概率的防冲突机制的典型算法有动态时隙ALOHA算法，确定性的防冲突机制典型算法是二进制搜索算法。

1-4 典型的RFID系统由哪几部分组成？
典型的RFID系统一般由电子标签、读写器、中间件和应用系统软件4部分组成。

1-5 电子标签根据读写性能、安全等级、能量获取方式分别可以分为几种类型？
根据读写性能，电子标签可以分为只读电子标签和可读写电子标签两种类型。其中只读电子标签又分为出厂固化只读电子标签、一次性编程只读电子标签和可重复编程只读电子标签三种。
根据存取安全等级，电子标签可以分为存储器电子标签、逻辑加密电子标签和CPU电子标签三种。
根据能量获取方式，电子标签可以分为有源电子标签、无源电子标签和半有源电子标签。

1-6 简述读写器的组成及各组成部分的功能。
读写器通常由天线、射频接口、控制单元和应用接口四部分组成，各部分功能如下：
（1）天线。读写器通过天线产生电磁场，与电子标签通过电磁波交换数据信息。
（2）射频接口。负责调制和发送送往天线的信号，并接收和解调来自天线的信息。
（3）控制模块。控制模块一般以嵌入式微控制器为核心，完成与上位机及电子标签之间通讯数据的处理。
（4）应用接口。是读写器与中间件或应用系统软件交换数据的通道。

1-7 RFID系统按读写距离、通信时序分别可以分为几种类型？
按照电子标签与读写器之间的作用距离，RFID可以分为密耦合系统、近耦合系统、疏耦合系统和远距离系统。
（1）密耦合系统。典型工作距离为1cm。
（2）近耦合系统。典型工作距离为10cm。
（3）疏耦合系统。典型工作距离为1m。
（4）远距离系统。典型工作距离为10m。
按通信发起方式，RFID系统可以分为RTF模式和TTF模式两种。
（1）RTF模式：通信的发起方是读写器。
（2）TTF模式：通信的发起方是电子标签。
按通信方式，RFID系统可以分为全双工通信和半双工通信。
（1）全双工通信：在读写器与电子标签的整个通信期间，读写器的天线磁场都是打开的，读写器与电子标签不同时向对方发送数据。
（2）半双工通信：
在读写器与电子标签的整个通信期间，读写器的天线磁场并不都是打开的，从电子标签到读写器的信息传输期间，读写器的天线磁场是关闭的，读写器与电子标签不同时发送数据。

1-8 试列举生活中RFID应用的实例。
例如：城市公交一卡通、ETC、小区门禁系统、物流识别、食品追溯、宠物识别等。

习题2

2-1 传输某数据信息需要的比特率为2000bps，分别使用NRZ和曼彻斯特编码的波特率各是多少？
使用NR编码的波特率为2000，使用曼彻斯特编码的波特率为4000。

2-2 数据编码可以分为哪几类？RFID系统中选择信源编码的考虑因素主要是什么？RFID系统中常用的信源编码方法有哪些？
根据编码的目的不同，编码技术可以分为信源编码、信道编码和保密编码三个分支。
（1）信源编码是对信源输出的信号进行的一种变换，其目的是提高通信有效性，减少或消除信源冗余度。
（2）信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减，通过增加冗余、校验等，来提高抗干扰能力以及检错和纠错能力。
（3）保密编码是为了防止信息在传输的过程中不被窃译而对信号进行的再变换。
RFID系统中选择信源编码主要的考虑因素有：电子标签能量的来源、电子标签检错的能力、电子标签时钟的提取等。
RFID系统中常用的信源数据编码方法有反向不归零码、曼彻斯特编码、差动双相编码、米勒码、修正的米勒码、二进制脉冲宽度码等。

2-3 分别用以下方式编码数据1001110011：NRZ、曼彻斯特、差动双相、米勒、修正的米勒、BPLC。修正米勒码和二进制脉冲宽度码起始电平为高电平，其余编码的起始电平均为低电平。

2-4 数字调制解调的方法有哪几种？RFID系统通常采用哪种调制方式？
数字调制解调的方法有三种：幅移键控 （Amplitude Shift Keying，ASK）、频移键控（Frequency Shift Keying，FSK）和相移键控（Phase Shift Key，PSK）。为简化射频系统设计并降低成本，多数射频识别系统采用ASK调制方式。

2-5 什么是副载波调制？
副载波调制是指首先把信号调制在载波1上，出于某种原因，决定对这个结果再进行一次调制，于是用这个结果去调制另外一个频率更高的载波2。

2-6 RFID系统中常用的数据完整性校验方法有哪些？
RFID系统中读写器与电子标签之间通信采用的保障数据完整性的措施主要有奇偶校验法、纵向冗余校验法和循环冗余码校验法等。

2-7 RFID系统的安全风险因素主要有哪些？防范主动攻击和被动攻击的主要措施是什么？
RFID系统的安全风险因素主要来源于以下几点。
（1）非接触和无线通信。射频场的开放性为窃听提供了比有线传输更为便利的条件。
（2）标签和读写器的计算能力。受制于成本限制，电子标签的编程与计算能力通常较差，读写器一般都是普通的嵌入式系统，二者之间的通信很难使用强度较高的安全算法。
（3）中间件和应用系统的安全性。读写器通过中间件与应用系统软件通信，因此中间件和应用系统软件的安全设计对整个RFID系统有着重要影响。
应对主动攻击除了采取各种物理手段对通信双方及其工作环境进行保护和采取抗干扰措施外，软件上的主要技术手段是采用认证技术。
应对被动攻击的主要技术手段是对通信数据进行加密。

2-8 叙述RFID系统中三次相互认证的过程。
（1）读写器发送获取口令的命令给电子标签，电子标签收到命令后产生一个随机数RB作为应答响应传送给读写器。
（2）读写器收到随机数RB后，产生一个随机数RA，并使用共享的密钥KM和共同的加密算法EK对RA和RB进行运算，得到加密数据块TOKEN AB，并将TOKEN AB传送给电子标签。
（3）电子标签接收到TOKEN AB后进行解密运算，得到随机数RA和RB’,然后将RB’与之前向读写器发送的随机数RB进行比较，若一致则读写器通过了电子标签的确认。
（4）电子标签发送另一个加密数据块TOKEN BA给读写器，TOKEN BA=EK（RB1,RA），RA为从读写器传来的随机数，RB1为电子标签产生的另一个随机数。
（5）读写器接收到TOKEN BA后对其解密，若解密得到的随机数RA’与读写器原先发送的随机数RA相同，则完成了读写器对电子标签的认证。

2-9 在正确的选项下划线：DES是（对称 非对称）密码体制、（单钥 双钥）密码体制、（公钥 私钥）密码体制、（分组 序列）密码体制。

2-10 比较DES与AES加密技术的异同。
（1）DES 采用 56位有效密钥，AES 采用多种密钥长度。
（2）DES 对 64位分组数据进行加密，AES对128位分组数据进行加密。
（3）DES是面向比特的运算，AES是面向字节的运算。
（4）AES的加密算法与解密算法不一致，因而加密电路或程序不能同时用作解密电路或程序，DES的加密和解密的电路或程序则是一样的。
（5）DES的S盒的设计原理没有完全公开，而AES的S盒的设计则有明确的代数表达式，使用了有限域求逆和线性运算，这一结构有很好的抵抗密码分析的能力。

2-11 比较ALOHA算法和二进制搜索算法的异同。
ALOHA算法是基于概率的防冲突算法，既有可能读写器一次请求就成功的选出唯一的电子标签，也有可能在极端情况下，经过多轮循环仍然无法防冲突成功。
二进制搜索算法基于读写器对电子标签的轮询，按照二进制树模型和一定的顺序对所有的可能进行遍历，因此它不是基于概率的算法，而是一种确定性的防冲突算法，即它一定能从读写器的天线场中选择出唯一的电子标签并与其通信。

2-12 有4个电子标签的UID号分别为0x32C6、0x32C5、0x2AF1、0x294B，使用二进制搜索算法进行防冲突，发生冲突时冲突位选择1，请叙述防冲突过程。如果发生冲突时冲突位选择0，选出的标签又是哪一个？
四个标签的二进制编码分别为：
0011 0010 1100 0110
0011 0010 1100 0101
0010 1010 1111 0001
0010 1001 0100 1011
发生冲突时选择1，选出的标签是32C6；发生冲突时选择0，选出的标签是294B

习题3

3-1 什么是ISM频段？当前RFID技术在低频、高频和超高频三个频段中常用的工作频率有哪些？
ISM频段主要是开放给工业、科学和医疗3个主要行业使用的频段。ISM频段属于无需授权许可就能使用的频段，但是对使用的功率有所限制，使得收发双方的传送距离较短，这样就可以让尽可能多的用户同时使用同一频率的ISM频段，并避免对其他频段产生干扰。
RFID在低频频段常用的工作频率为125kHz和134.2kHz；在高频频段常用的工作频率为6.78MHz、13.56MHz和27.12MHz；在超高频频段常用的工作频率为433MHz、860-960MHz及2.45GHz。另外，SHF频段的5.8GHz也有使用。

3-2 什么是天线？天线的基本参数有哪些？
在无线电设备中，用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。天线为发射机或接收机与传播无线电波的媒质之间提供所需要的耦合。
天线的基本参数有方向图、波瓣宽度、阻抗、增益、驻波比、频率范围、极化方式等。

3-3 根据观测点与天线之间的距离，天线周围的场区如何划分？
根据观测点与天线之间的距离，天线周围的场区可以划分为三个区域——无功近场区、辐射近场区和辐射远场区
无功近场区也被称为电抗近场区，它是天线辐射场中紧邻天线口径的一个近场区域。在该区域中，电抗性储能场占支配地位，通常该区域的界限取为距天线口径表面的距离为
R1=λ/（2π）
超过无功近场区就到了辐射场区，辐射场区的电磁能已经脱离了天线的束缚，并作为电磁波进入了空间。按照离开天线距离的远近，又把辐射场区分为辐射近场区和辐射远场区。在辐射近场区中，辐射场的角度分布与距离天线口径的距离有关。对于通常的天线，此区域也被称为菲涅尔区。
辐射远场区又称为夫朗荷费区。在该区域中，辐射场的角分布与距离无关。公认的辐射近场区与辐射远场区的分界点与天线口径的距离为R2=2D2/λ

3-4 微波RFID天线主要有哪些类型？
微波RFID天线常采用的类型有偶极子天线、微带天线、阵列天线和非频变天线等。

3-5 什么是非频变天线，常见的非频变天线有哪些类型？
非频变天线指能在一个很宽的频率范围内保持天线的阻抗特性和方向特性基本不变或稍有变化的天线。常见的非频变天线有无限长双锥天线、平面等角螺旋天线、阿基米德螺旋天线、对数周期天线等。

3-6 RFID天线制作工艺主要有哪些？低频、高频、超高频标签的天线一般用什么工艺制作？
RFID天线常用的制作工艺有线圈绕制法、蚀刻法和印刷法。低频RFID天线基本采用绕线方式制作而成；高频RFID天线采用上述三种方法均可实现，但以蚀刻天线为主，其材料一般为铝和铜；微波RFID天线则以印刷天线为主。

习题4

4-1 简述串联谐振回路与并联谐振回路的Q值、选择性和通频带之间有何关系？写出谐振频率表达式。
谐振电路的Q值越大，选择性越好，通频带越窄；谐振电路的Q值越小，选择性越差，通频带越宽。
4-2 中高频RFID读写器线圈半径与最大场强距线圈中心点的距离关系如何？读写器和电子标签一般使用何种谐振电路？
或r=0.707a。其中a为线圈半径，r为最大场强距线圈中心点的距离。阅读器一般使用串联谐振电路，应答器一般使用并联谐振电路。

4-3 常用的负载调制方法有哪些？叙述在电阻负载调制中接入和断开负载电阻对读写器和电子标签线圈电压有何影响？
常用负载调制有电阻负载调制和电容负载调制两种方法。电阻负载调制时，接入负载电阻，应答器线圈电压降低，阅读器线圈电压升高；断开负载电阻，应答器线圈电压升高，阅读器线圈电压降低。

4-4 射频滤波器的基本类型有哪些？低通滤波器的原型有哪几种？
射频滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器4种基本类型。低通滤波器的原型有巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆函数滤波器和线性相位滤波器等。

4-5 滤波器设计的一般过程有哪些步骤？
滤波器设计的一般过程如下：
（1）确定滤波器的类型
根据通带内的衰减特征、截止频率处要求的衰减陡峭程度以及滤波器的线性相移等参数，来确定滤波器的类型——巴特沃斯滤波器或者切比雪夫滤波器。
（2）确定滤波器的阶数
主要依据滤波器指标中所要求的在指定频率处的衰减程度来确定滤波器阶数。
（3）确定原型滤波器中的元件值
查找归一化元件参数表，找到相应的元件gn值，设计出标准低通滤波器。
（4）确定实际滤波电路的元件值
对原型电路反归一化，进行阻抗变换和频率变换，实现标准低通滤波器向实际需要的低通、高通、带通、带阻滤波器的转换。

4-6 什么是理查德变换和科洛达规则？在分布参数滤波器设计中它们分别起什么作用？
理查德变换用来进行集总元件和分布参数元件之间的近似等效变换，分为电感的等效和电容的等效。科洛达规则是利用附加的传输线段，得到在实际上更容易实现的滤波器。
4-7 放大器稳定性的定义是什么？二端口射频放大器稳定时对其四个反射系数有何要求？
稳定性是指放大器抑制环境变化（如信号频率、温度、源和负载等变化）时，维持正常工作特性的能力。
二端口网络放大器稳定要求其4个反射系数的模都要小于1，即
4-8 放大器的稳定区域是在史密斯圆图的圆内还是圆外？在稳定判别圆的圆内还是圆外？
放大器的稳定区域是在史密斯圆图的圆内；
若|S11|<1，则史密斯圆图中心点在稳定区域内，若输出稳定判别圆包含史密斯圆图中心点，则稳定区域在输出稳定判别圆内；若输出稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点，则稳定区域在输出稳定判别圆外。
若|S11|>1，则史密斯圆图中心点在稳定区域外，若输出稳定判别圆包含史密斯圆图中心点，则稳定区域在输出稳定判别圆外；若输出稳定判别圆不包含史密斯圆图中心点，则稳定区域在输出稳定判别圆内。
4-9 微波晶体管两端口网络常用的功率增益参数有哪些？哪一种是最常用的？
微波晶体管两端口网络常使用功率增益、转换功率增益和资用功率增益三种方式表示其功率增益。其中转换功率增益是三个功率增益参数中最常用的。

4-10 射频放大器的失配程度常用什么参数来衡量？多级放大器级联时各级对总噪声系数的影响有何不同？
射频放大器的失配程度常用电压驻波比VSWR来衡量。多级级联的高增益放大器，仅第一级对总噪声系数有较大影响，而其他级对噪声系数的影响较小。

4-11 考毕兹与哈特莱振荡电路中的分压器件分别是什么？晶体振荡器在振荡电路中一般作为什么器件使用？
考毕兹振荡电路中的分压器件是电容，哈特莱振荡电路中的分压器件是电感。晶体振荡器在振荡电路中一般作为电感器件使用。

4-12 什么是上变频和下变频？常用的二极管混频器的类型有哪几种？
混频器是一个3端口器件，其中两个端口输入，一个端口输出。混频器采用非线性或时变参量元件，可以将两个不同频率的输入信号变为一系列不同频率的输出信号，输出频率分别为两个输入频率的和频、差频及谐波。上变频是输出结果中的和频，下变频是输出结果中的差频。
常用的二极管混频器有单端二极管混频器、二极管单平衡混频器和二极管双平衡混频器等。

习题5
5-1将ID卡号2538A94E0D编码为EM4100数据格式，写出过程及编码后的8字节16进制数据。
1 1 1 1 1 1 1 1 1 起始位
0 0 1 0 1 2
0 1 0 1 0 5
0 0 1 1 0 3
1 0 0 0 1 8
1 0 1 0 0 A
1 0 0 1 0 9
0 1 0 0 1 4
1 1 1 0 1 E
0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 1 D
1 0 0 0 0 列校验
编码后的8字节16进制数据为：FF 95 46 8D 24 9E 83 70

5-2 简述EM4205/4305的存储容量、存储结构、主要应用场合。
EM4205/4305的内部存储容量为512bits，分为16个WORD，每个WORD包含32bits。标签使用一个32bits的唯一识别码（UID），并使用一组32bits的密码对内部存储进行读写保护。EM4205/4305主要用于动物识别、赛鸽竞翔、废品管理、门禁系统及工业应用等场合。

5-3 HITAG 1、HITAG 2、HITAG S的存储容量分别是多少？三种类型都可以制作动物识别标签吗？
HITAG 1的容量是2048bit，HITAG 2的容量是256bit，HITAG S的容量是256-2048bit，HITAG 1不能制作动物识别标签，HITAG 2和HITAG S可以制作动物识别标签。

5-4 ATA5577有哪些工作模式，向读写器发送数据时支持哪些编码方式和通信速率？
ATA5577分为两种工作模式，基本模式（Basic Mode）和扩展模式（Extended Mode）。
向读写器发送数据时支持的编码方式包括曼彻斯特码、两相码、FSK、PSK以及NRZ等，通信速率以设定为载波频率的8、16、32、40、50、64、100、128分频。

5-5 U2270B通过何种方式向标签发送数据？如何实现？
U2270B的数据写入射频卡采用场间隙方式, 亦即100% ASK调制。由数据的“0”和“1”控制振荡器的启振和停振, 并由天线产生带有窄间歇的射频场, 不同的场宽度分别代表数据“0”和“1”, 由此完成将基站发射的数据写入射频卡的过程。
对场的控制可通过控制芯片的第5脚 (MS端)和第6脚 (CFE端)实现。实际应用中经常把MS端直接接到高电平，在此情况下当CFE为高电平时打开天线磁场，当CFE为低电平时关闭天线磁场。
5-6 HTRC110对外部晶体振荡器有何要求？如何与控制模块交换数据？ 发送和接收标签数据分别通过哪个引脚？
HTRC110外接晶振必须是4、8、12或16MHz之一。HTRC110芯片通过三线(DIN、DOUT、SCLK)串行通讯与CPU交换数据。发送数据通过DIN引脚；接收电子标签数据通过DOUT引脚。
5-7 ISO11784/11785定义的载波频率是多少？在全双工模式下使用的编码方式和数据传输速率是多少？
ISO11784/11785定义的载波频率是134.2kHz。全双工使用DBP（Differential Bi-Phase encoding，差分双相编码，又称两相码）编码，数据传输速率为读写器载波频率的32分频。在载波频率为134 .2 kHz 时, 数据传输速率为4194bps。

5-8 说明分别使用EM4205/4305、HITAG 2、HITAG S、HITAG μ、ATA5577制作动物识别标签时，128bits的标签数据需要预先存放在标签内存的什么位置？

习题6

6-1 比较Mifare系列各类卡片的存储结构、存储容量、UID特性、安全特性等方面的异同。

6-2当MF1卡某个数据块用作电子钱包时，对该数据块的存储格式有何要求？某数据块byte0-byte15的值为A08601005F79FEFFA086010010EF10EF，该数据块是不是值块，如果是，存储的值是多少?块号是多少？
电子钱包存储格式要求

是值块，值为100000，块号为16。
6-3 MF1 S50卡片的某扇区存取控制要求如下：
Block0验证密码A或B可读、写、加、减；
Block1验证密码A或B可读，不可写、加、减；
Block2验证密码A或B可读、减，不可写、加；
Block3密码A不可读写，密码B不可读写；控制字验证密码A或B可读，不可写；
求该扇区的4字节控制字，写出过程。备用字节保持69H。
查表 C1 C2 C3
Block0 0 0 0
Block1 0 1 0
Block2 0 0 1
Block3 1 1 0 或 1 1 1
24位控制码为01010111 10001011 01001010，或
01010111 10000011 11001010
故4字节控制字为:578B4A69H或5783CA69H
6-4 简述ICODE SLIX2的执行标准、存储容量和存储结构。
ICODE SLIX2遵守ISO/IEC15693标准，存储空间共2560bits，分为80个Block，每个Block包含4个字节共32bits，Block是最小的访问单位。
6-5 比较RC系列13.56MHz射频接口芯片MFRC500、SLRC400、MFRC530、MFRC531、CLRC632的主要特性。如果要做一款读写器用来读取我国二代身份证和MF1卡号，应该选用哪种芯片？

可以选用RC531或RC632芯片。
6-6 PN512支持哪几种操作模式？与微处理器的通信接口有哪些类型？
PN512支持以下4种不同的操作模式。
（1）ISO/IEC14443A/MIFARE 和 FeliCa读写模式；
（2）ISO/IEC14443B读写模式；
（3）ISO/IEC14443A/MIFARE 和 FeliCa卡操作模式；
（4）NFCIP-1模式，可以与其他NFCIP-1设备直接通信。
PN512支持与微处理器的多种接口界面，包括8位并口、SPI、UART、I2C等。
6-7 COS中的文件类型有几种，各有何作用？
COS的文件按照其所处的逻辑层次分为三类：
主文件：必不可少，相当于COS文件系统的根文件；
基本文件：必不可少，实际用来存储应用的数据单元或记录的文件，处于文件系统的最底层
专用文件：可选，它存储的主要是文件的控制信息、文件的位置、大小等数据信息。

习题7

7-1 常见的电子标签反向散射的调制方式有哪几种？
常见的电子标签反向散射的调制方式有OOK调制方式(On-Off Keying, OOK)、BPSK调制方式(Binary Phase Shift Keying)、任意调制因子的ASK调制、相位反转ASK调制等。
7-2 ISO/IEC18000-6 Type A、Type B、Type C分别使用何种防冲突算法？
ISO/IEC18000-6 Type A、Type B、Type C分别使用动态时隙ALOHA算法、二进制树型算法和时隙随机算法。
7-3 载波泄露对读写器有何影响？通常使用什么方法解决载波泄露问题？
载波泄露导致电路偏离线性工作区,产生接收信噪比的恶化、系统有效阅读距离和解码可靠性下降等问题。除了使用可靠性、抗干扰性更强的器件搭建射频电路外，通常使用各种对消原理解决载波泄露问题。
7-4 常见的无源微波RFID标签有哪些？
常见的无源微波RFID标签有NXP公司的UCODE系列芯片，Alien的Higgs系列芯片，Impinj的Monza系列芯片以及坤锐Qstar系列芯片等。
7-5 常见的微波RFID收发器芯片有哪些？
常见的微波RFID收发器芯片有工作频率为2.4-2.5GHz的nRF24L01，工作频率为860-960MHz的R2000、AS3992、WJC200以及PR9000芯片，工作频率为315/433/868/915 MHz 的CC1110Fx/CC1111Fx等。

习题8
8-1 当前比较有影响力的RFID国际标准化组织有哪些？RFID标准可以分为哪几类？
当前比较有影响力的RFID国际标准化组织有五个，分别为ISO/IEC、EPCglobal、UID、AIM Global和IP-X。
RFID标准可以分为技术标准、数据内容标准、性能标准和应用标准四部分。其中技术标准和数据内容标准是RFID标准的核心。
8-2 ISO/IEC14443 Type A PICC共有几种工作状态？各状态之间是如何转换的？
共有5种工作状态。
（1）POWER OFF。断电状态，PICC未获取满足芯片工作所需的能量；
（2）IDLE。休闲状态，PICC进入磁场得电复位，等待来自读写器的卡请求命令；
（3）READY。就绪状态，PICC收到REQA或WAKE-UP命令，此状态下PICC可以执行防冲突循环；
（4）ACTIVE。激活状态，PICC的UID被PCD选中；
（5）HALT。停止状态，PICC收到HALT命令或其他不在ISO/IEC14443 Type A规定范围内的命令，此状态下PICC仅接受WAKE-UP命令。
各状态转换如下图所示。

8-3 ISO/IEC14443 Type A PICC的UID长度有几种，各自需要几级防冲突循环？每一层级的防冲突命令码是什么？
ISO/IEC14443 Type A PICC的UID长度有三种：4字节、7字节和10字节。4字节的UID只需要1级防冲突，命令码为93H；7字节的UID需要两级防冲突，第1级命令码为93H，第2级命令码为95H；10字节UID需要3级防冲突，第1级命令码为93H，第2级命令码为95H；第3级命令码为97H。

8-4 比较泛在识别中心与EPCglobal的系统组成、识别码长度、识别码构成、标签分级数。

8-5 比较ISO18000-6 Type A、Type B和Type C，ISO14443 Type A和Type B、ISO15693协议的工作频率、读写器发送数据的调制方法与数据编码方法、标签回送数据的调制方法与数据编码方法、防冲突算法、UID相关规定、标签最大容量。

8-6 有两个ISO15693电子标签，其UID分别为00010011和01010111，假设被掩码数据为10000111，写出以下几种条件标签防冲突应答情况。
(1)时隙数为1，掩码长度为0；标签(1)(2)均应答
(2)时隙数为1，掩码长度为3；标签(2)应答
(3)时隙数为16，掩码长度为0；第3时隙标签(1)应答，
第7时隙标签(2)应答。
(4)时隙数为16，掩码长度为2；第4时隙标签(1)应答，
第5时隙标签(2)应答。

习题9

9-1 目前RFID的工作频率主要有哪些？各频段有何特点？主要适用于何种场合？
RFID的工作频率可以分为低频段、中高频段和超高频与微波:
(1)低频段电子标签，其工作频率范围为30～300kHz。典型工作频率有125kHz、134.2kHz。主要用于低速、近距离、低成本的应用中，如多数的考勤、门禁控制、动物管理和防盗追踪等。
(2)中高频段电子标签,工作频率一般为3～30MHz。典型工作频率为13.56MHz, 常用于小额支付、证卡，如公交、校园一卡通等
(3)超高频与微波标签, 典型工作频率为433.92MHz，860～960MHz，2.45GHz，5.8GHz。典型应用包括移动车辆识别、电子身份证、仓储物流应用、电子闭锁防盗（电子遥控门锁控制器）等。

9-2 RFID读写器常用的对外接口方式有哪些？
读写器的对外接口可以分为有线和无线两种类型，其中常用的有线接口方式有RS-232、RS-485、USB、RJ45、PS/2、ABA、Wiegand等，常用的无线接口方式有蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等。

9-3 某读卡器读到的射频卡卡号为02A5DE633BH，如果用Wiegand26输出该卡号的右边3个字节，试写出要输出的26位二进制位串，并指出DATA1数据线上输出的负脉冲个数。
26位二进制位串为：
0 1101 1110 0110 0011 0011 1011 0
负脉冲个数为15

9-4 磁卡的磁条上一般有几条磁道？每条磁道记录的数据有何特点？
磁卡的磁条上有3个磁道（Track）。
Track1可记录数字（0-9）、字母（A-Z）和其他一些符号（如括号、分隔符等），最大可记录79个数字或字符，每个字符由7 个bit 组成。
Track2所记录的字符只能是数字（0-9），最大可记录40个字符，每个字符由5个bit 组成。
Track3可以记录数字（0-9），不能记录字母，总共可以记录多达107 个字符，每个字符由5 个bit 组成。
磁道1与磁道2是只读磁道，在使用时磁道上记录的信息只能读出而不允许写或修改。磁道3为读写磁道，在使用时可以读出，也可以写入。

9-5 ABA传输使用的三条通讯线名称是什么？如何传输数据？
3条线分别是CP(Card Present,卡出现)、DATA(数据)、CLOCK(时钟)，有时CP省略，但时钟和数据线必须有。无信号时三条线都是高电平。当刷卡时从磁条触及磁头开始，CP线变低，直到整个磁条滑过磁头，CP恢复为高。磁条上的数据出现在时钟线的下降沿，数据线为高表示“0”，数据线为低表示“1”。

9-6 电子脚环感应踏板在赛鸽竞翔运动中的作用是什么？可以采用什么办法克服多格踏板各个磁场之间的干扰问题？
电子脚环感应踏板用于在信鸽比赛或平时驯放中采集信鸽电子脚环信息。可以采用交替扫描法克服多格踏板各个磁场之间的干扰问题。

9-7 什么是ETC系统？ETC系统的关键技术有哪些？
ETC系统属于全自动收费系统，是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于公路、桥梁和隧道的新型电子自动收费技术。它通过车载电子标签与微波天线之间的专用短程通讯(Dedicated Short Range Communication，DSRC)，在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下，自动完成收费处理全过程。
ETC的关键技术主要集中在以下几个方面。
（1）车辆自动识别（Automatic Vehicle Identification，AVI）技术。
（2）自动车型分类（Automatic Vehicle Classification，AVC）技术。
（3）短程通信技术（DSRC）。
（4）违章车辆抓拍系统（Video Enforcement Systems，VES）。

9-8 什么是EAS系统？说明EAS系统的组成和工作原理。
电子商品防盗（Electronic Article Surveillance，EAS）系统，是目前大型零售行业为防止商品失窃而广泛采用的安全措施之一。
EAS系统主要由检测器、解码器/开锁器和电子标签三部分组成。
射频法EAS的检测器一般由发射器和接收器两个部分组成。其基本原理是利用发射天线将某一频率的交变磁场发射出去，在发射天线和接收天线之间形成一个扫描区，而在其接收范围内利用接收天线将交变磁场接收还原，再利用电磁波的共振原理来搜寻特定范围内是否有有效标签存在，当该区域内出现有效标签即触发报警。

习题10
10-1 RFID系统相关的软件主要有哪几类？
根据在RFID系统中所处位置及功能的不同，RFID系统中的软件可以分为以下4类。
（1）RFID前端软件。前端软件是直接与电子标签交互的软件，包括读写器中的软件、设备驱动软件、接口软件等。
（2）中间件软件。位于前端软件和后端软件之间，将从前端采集的信息向后端传递与分发，也将后端的命令和数据发送给前端。
（3）后端软件。后端软件处理通过中间件上传的前端软件采集的数据信息，实现对信息的管理和系统的实际应用。
（4）其他软件。为RFID系统服务的外围软件或辅助软件等，其他软件主要包括开发平台、测试软件、评估软件、演示软件、仿真软件等。

10-2 什么是RFID中间件？其主要任务是什么？
RFID中间件系统是负责将原始的RFID数据转换为一种面向业务领域的结构化数据形式发送到企业应用系统中供其使用，同时负责多类型读写器设备的即插即用、多设备间协同的软件，是连接读写器和应用系统的纽带。RFID中间件的主要任务是在将数据送往企业应用系统之前进行标签数据校对、读写器协调、数据传送、数据存储和业务处理等。

10-3 从网络框架上来看，RFID中间件可以分为哪几层？每层的主要功能是什么？
根据网络框架结构，RFID中间件可以分为边缘层与业务集成层两个逻辑层次。
（1）边缘层。边缘层与实际的读写器硬件相关，位置靠近RFID读写设备，主要负责过滤和消减海量RFID数据、处理RFID复杂事件，这样可以防止大量无用数据涌入系统，同时负责RFID读写设备的接入与管理。
（2）业务集成层。业务集成层与实际的物理读写器设备无关，它是对边缘层采集的数据进行处理并与应用系统的衔接部分，位于边缘层之上。业务集成层收集从边缘层传递过来的RFID数据和事件，根据事件驱动业务流程，并对RFID数据信息进行进一步处理，提供多种方式与上层的应用系统进行交互、集成。

10-4 ALE的主要作用是什么？RFID中间件中构建SOA的理想平台是什么？
ALE层接收从数据源（一个或多个读写器）中发来的原始标签读取信息，然后按照时间间隔等条件累计数据，将重复或不感兴趣的数据剔除过滤，减少原始数据的冗余性,提炼有效的业务逻辑。同时进行计数及组合等操作，最后将这些信息对应用系统进行汇报。
Web服务（Web Service）是构建SOA的理想平台。

10-5 RFID技术测试的主要内容有哪些？
RFID技术测试的主要内容包括对RFID设备的标准符合性测试、可互操作性测试、性能测试、物理特性测试和质量认证等几个方面。

10-6 RFID测试中的常用测试仪器有哪些？
RFID测试常用的测试仪器包括频谱分析仪、信号发生器、示波器、场强仪、测速仪等。

10-7 RFID应用测试的主要内容有哪些？
RFID应用系统测试主要内容包括以下部分。
（1）RFID应用中不同材质对电磁信号的影响及其解决方法
（2）RFID应用流程与解决方案的测试验证
（3）RFID设备部署方案的测试验证
（4）RFID系统架构的测试验证
（5）各种受控环境参数对应用系统的影响测试
（6）RFID应用系统无线网络测试