- 科学出版社
- 9787030656308
- 3版
- 362425
- 46258908-6
- 平装
- 16开
- 2020-09
- 354
- 304
- 工学
- 计算机科学与技术
- 计算机类
- 本科
内容简介
本书从射频识别技术的原理、协议及系统设计三个方面入手,系统地介绍了相关的基础知识、关键技术、研究进展和实践应用等内容。全书共分为7篇:第1篇概述了FID的发展历史、主要特点与核心技术;第2篇对FID的无线通信原理、系统组件进行了详细的阐述;第3篇介绍了FID的防冲突算法与协议,对超高频射频识别(UHFFID)协议标准进行了具体的阐述;第4篇介绍了系统设计时需要权衡考虑的关键因素,并对实际环境下系统性能的测试与评估结果进行了剖析;第5篇介绍了基于FID的实验设计;第6篇介绍了当前FID的研究与进展;第7篇介绍了FID方面的实践与应用,对FID的多种应用模式进行了综述,并针对几个典型的应用案例进行了分析。本书适合高等院校计算机、电子和物联网相关专业作为教材使用,也可作为对射频识别、物联网感兴趣的读者的参考用书。
目录
第 1 篇 概述
第1章
FID概述 003
1.1 自动识别技术 005
1.1.1 指纹识别技术 005
1.1.2 人脸识别技术 006
1.1.3 语音识别技术 006
1.1.4 一维码识别技术 007
1.1.5 二维码识别技术 007
1.1.6 自动识别技术小结 008
1.2
FID的主要特点 009
1.3
FID的核心技术 010
1.4
FID的历史与现状 013
1.4.1
FID的发展历史 013
1.4.2
FID的发展现状 014
1.5
FID的发展趋势 016
1.6
FID与物联网 017
参考文献 018
第 2 篇 感知识别
第2章
FID系统组件原理 027
2.1 阅读器 027
2.1.1 阅读器的功能 027
2.1.2 阅读器的分类 028
2.1.3 阅读器的操作规范 031
2.1.4 阅读器的组成 033
2.1.5 信号处理与控制模块 034
2.1.6 射频模块 035
2.2 射频标签 037
2.2.1 标签的功能 037
2.2.2 标签的分类 038
2.2.3 标签的操作规范 042
2.2.4 标签的组成 042
2.2.5 标签天线 043
2.2.6 标签芯片 045
2.2.7 标签唤醒电路 047
2.2.8 标签的制造 047
2.3 软件系统组成 049
2.3.1 概述 049
2.3.2 工作流程 049
2.3.3 Octane SDK 051
2.3.4 阅读器使用完整示例 056
2.4 小结 058
思考题 .059
参考文献 .059
第3章
FID的无线通信原理 060
3.1 射频频谱与电磁信号传输 .062
3.2 信号的电压与能量 .063
3.3 阅读器信号的调制与复用 .065
3.4 反向散射机制与标签编码 .067
3.5 链路预算 070
3.5.1 阅读器传输能量 .071
3.5.2 路径损耗 072
3.5.3 标签激活能量 .073
3.6 天线增益与极化对传输范围的影响 075
3.6.1 天线增益的影响 .075
3.6.2 线性极化与圆极化 081
3.7 真实环境下的信号传输 083
3.8 小结 086
思考题 .087
参考文献 .088
第4章
FID的标签识别协议 091
4.1 基于ALOHA的防冲突算法 092
4.1.1 纯ALOHA算法 092
4.1.2 时隙ALOHA算法 092
4.1.3 基于帧的时隙ALOHA算法 093
4.2 基于二进制树的防冲突算法 096
4.2.1 基于随机二进制树的防冲突算法 096
4.2.2 基于查询二进制树的防冲突算法 .99
4.3 防冲突算法的性能分析 101
4.4 小结 102
思考题 .102
参考文献 .103
第 3 篇 协议
第5章 超高频
FID协议标准 104
5.1 EPCglo
al Class 0 .104
5.2 EPCglo
al Class 1 Gene
ation 1 .106
5.3 EPCglo
al Class 1 Gene
ation 2 .107
5.3.1 物理层的通信机制 107
5.3.2 标签的状态机 .108
5.3.3 读取标签 112
5.3.4 选择指定的标签 .117
5.3.5 性能的权衡 .120
5.4 小结 123
思考题 .123
参考文献 .123
第6章 系统设计的关键因素 127
6.1
FID硬件配置 127
6.1.1 应用系统硬件配置 127
6.1.2
FID系统软件配置 130
6.1.3 感知系统部署配置 131
6.1.4 实际应用系统设计要点案例分析 133
6.2 通信频率和链路损耗 134
6.2.1 频带选择与通信范围 135
6.2.2 链路损耗与能量预算 137
6.3 阅读器、标签间冲突避免 139
6.3.1 标签间的冲突 .139
6.3.2 阅读器间的冲突 .141
6.4 设备部署与读取优化 142
6.4.1 标签漏读 142
6.4.2 标签读取优化 .144
6.5 感知系统设计要点 .146
6.5.1 感知目标 146
6.5.2 感知标签数量与部署 148
6.5.3 绑定式与非绑定式感知151
6.5.4 感知特征抽取与感知方案选取 152
6.6 小结 154
思考题 .155
参考文献 .155
第 4 篇 系统设计
第7章 实际环境下系统性能的测试与分析 157
7.1 Impinj系统中的标签识别 157
7.2 发射功率的影响 159
7.3 辐射角度的影响 161
7.4 距离的影响 163
7.5 干扰物体的影响 165
7.6 多标签的影响 .168
7.7 问题与启发 170
7.8 小结 172
思考题 .172
参考文献 .172
第 5 篇 实验设计
第8章 实验方案设计 .177
8.1 实验内容与实验平台 177
8.1.1 实验内容简介 .177
8.1.2 实验平台简介.178
8.2 实验1:
FID标签识别方案 .180
8.3 实验2:
FID标签反射信号分析 .185
8.4 实验3:基于
FID的室内定位 192
8.4.1 基于静态扫描的定位 192
8.4.2 基于动态扫描的定位 195
8.5 实验4:
FID标签移动速度感知 .200
8.6 实验5:基于
FID的目标定位追踪系统 .203
8.7 实验6:基于
FID的智能门禁 207
参考文献 .210
第 6 篇 研究进展
第9章
FID标签识别机制研究 .213
9.1 基于ALOHA的防冲突算法研究拓展 .214
9.1.1 动态调整帧长 .214
9.1.2 计算最优帧长 .216
9.2 基于二进制树的防冲突算法研究拓展 .219
9.3 复杂环境下的标签识别问题 221
9.3.1 基于连续移动扫描的识别机制 221
9.3.2 标签移动时的识别机制222
9.3.3 多阅读器场景下的识别机制 .223
9.3.4 基于物理层信号特征的识别机制 224
9.4 小结 225
思考题 .225
参考文献 .225
第10章
FID标签轮询机制研究 .227
10.1 基本的轮询机制 .227
10.2 基于时隙ALOHA协议的轮询机制 228
10.3 轮询机制的应用研究 .229
10.3.1 大规模标签中查找丢失的标签 .229
10.3.2 实时收集主动标签的信息 .232
10.3.3 大规模场景下搜索指定标签集合 235
10.3.4 基于轮询机制实现批处理认证 .237
10.4 小结 238
思考题 .239
参考文献 .239
第11章 基于
FID的定位机制研究 240
11.1
FID定位技术的研究现状 .240
11.2
FID定位原理 .241
11.3
FID单标签定位技术 .242
11.3.1 基于信号强度的定位技术 242
11.3.2 基于信号相位的定位技术 248
11.3.3 基于信号其他特征的定位技术 .256
11.4
FID标签阵列定位技术 260
11.5 基于
FID定位的衍生技术 .264
11.6 小结 267
思考题 .268
参考文献 .269
第12章 基于
FID的移动行为感知识别研究 .272
12.1 移动行为感知识别概述 272
12.2 传统移动行为感知识别研究 .273
12.2.1 传统移动行为感知的局限 273
12.2.2 基于无线信号的移动行为感知 .274
12.3 基于
FID的绑定式感知识别 275
12.3.1 基于标签能量耦合变化的绑定式感知方式 .276
12.3.2 基于相位模型的绑定式感知 277
12.3.3 基于模式匹配的绑定式感知 278
12.3.4 绑定式感知案例分析 .280
12.4 基于
FID的非绑定式感知识别 .283
12.4.1 基于电感耦合的非绑定式感知 .283
12.4.2 基于信号模型的非绑定式感知 .284
12.4.3 基于模式匹配的非绑定式感知 .285
12.4.4 非绑定式感知案例分析 287
12.5 基于
FID的混合式感知识别 289
12.6 小结 .291
思考题 .292
参考文献 .292
第13章
FID的应用模式 .297
13.1
FID的技术特点及优势 297
13.2
FID的应用模式 300
13.2.1 标签识别 .300
13.2.2 信息检索与集成304
13.2.3 目标定位与追踪306
13.2.4 移动行为感知 308
13.2.5 NFC技术 .308
13.3 小结 .313
思考题 .314
参考文献 .314
第14章 对
FID的新型应用模式进行研究与探索 316
14.1 以低成本方式提升现有应用模式 316
14.2 深度挖掘,探索创新的应用模式 322
14.2.1 基于
FID的输液状态感知方案 .322
14.2.2 基于
FID的图书盘点机器人 .326
14.3 小结 .327
思考题 .327
参考文献 .
第1章
FID概述 003
1.1 自动识别技术 005
1.1.1 指纹识别技术 005
1.1.2 人脸识别技术 006
1.1.3 语音识别技术 006
1.1.4 一维码识别技术 007
1.1.5 二维码识别技术 007
1.1.6 自动识别技术小结 008
1.2
FID的主要特点 009
1.3
FID的核心技术 010
1.4
FID的历史与现状 013
1.4.1
FID的发展历史 013
1.4.2
FID的发展现状 014
1.5
FID的发展趋势 016
1.6
FID与物联网 017
参考文献 018
第 2 篇 感知识别
第2章
FID系统组件原理 027
2.1 阅读器 027
2.1.1 阅读器的功能 027
2.1.2 阅读器的分类 028
2.1.3 阅读器的操作规范 031
2.1.4 阅读器的组成 033
2.1.5 信号处理与控制模块 034
2.1.6 射频模块 035
2.2 射频标签 037
2.2.1 标签的功能 037
2.2.2 标签的分类 038
2.2.3 标签的操作规范 042
2.2.4 标签的组成 042
2.2.5 标签天线 043
2.2.6 标签芯片 045
2.2.7 标签唤醒电路 047
2.2.8 标签的制造 047
2.3 软件系统组成 049
2.3.1 概述 049
2.3.2 工作流程 049
2.3.3 Octane SDK 051
2.3.4 阅读器使用完整示例 056
2.4 小结 058
思考题 .059
参考文献 .059
第3章
FID的无线通信原理 060
3.1 射频频谱与电磁信号传输 .062
3.2 信号的电压与能量 .063
3.3 阅读器信号的调制与复用 .065
3.4 反向散射机制与标签编码 .067
3.5 链路预算 070
3.5.1 阅读器传输能量 .071
3.5.2 路径损耗 072
3.5.3 标签激活能量 .073
3.6 天线增益与极化对传输范围的影响 075
3.6.1 天线增益的影响 .075
3.6.2 线性极化与圆极化 081
3.7 真实环境下的信号传输 083
3.8 小结 086
思考题 .087
参考文献 .088
第4章
FID的标签识别协议 091
4.1 基于ALOHA的防冲突算法 092
4.1.1 纯ALOHA算法 092
4.1.2 时隙ALOHA算法 092
4.1.3 基于帧的时隙ALOHA算法 093
4.2 基于二进制树的防冲突算法 096
4.2.1 基于随机二进制树的防冲突算法 096
4.2.2 基于查询二进制树的防冲突算法 .99
4.3 防冲突算法的性能分析 101
4.4 小结 102
思考题 .102
参考文献 .103
第 3 篇 协议
第5章 超高频
FID协议标准 104
5.1 EPCglo
al Class 0 .104
5.2 EPCglo
al Class 1 Gene
ation 1 .106
5.3 EPCglo
al Class 1 Gene
ation 2 .107
5.3.1 物理层的通信机制 107
5.3.2 标签的状态机 .108
5.3.3 读取标签 112
5.3.4 选择指定的标签 .117
5.3.5 性能的权衡 .120
5.4 小结 123
思考题 .123
参考文献 .123
第6章 系统设计的关键因素 127
6.1
FID硬件配置 127
6.1.1 应用系统硬件配置 127
6.1.2
FID系统软件配置 130
6.1.3 感知系统部署配置 131
6.1.4 实际应用系统设计要点案例分析 133
6.2 通信频率和链路损耗 134
6.2.1 频带选择与通信范围 135
6.2.2 链路损耗与能量预算 137
6.3 阅读器、标签间冲突避免 139
6.3.1 标签间的冲突 .139
6.3.2 阅读器间的冲突 .141
6.4 设备部署与读取优化 142
6.4.1 标签漏读 142
6.4.2 标签读取优化 .144
6.5 感知系统设计要点 .146
6.5.1 感知目标 146
6.5.2 感知标签数量与部署 148
6.5.3 绑定式与非绑定式感知151
6.5.4 感知特征抽取与感知方案选取 152
6.6 小结 154
思考题 .155
参考文献 .155
第 4 篇 系统设计
第7章 实际环境下系统性能的测试与分析 157
7.1 Impinj系统中的标签识别 157
7.2 发射功率的影响 159
7.3 辐射角度的影响 161
7.4 距离的影响 163
7.5 干扰物体的影响 165
7.6 多标签的影响 .168
7.7 问题与启发 170
7.8 小结 172
思考题 .172
参考文献 .172
第 5 篇 实验设计
第8章 实验方案设计 .177
8.1 实验内容与实验平台 177
8.1.1 实验内容简介 .177
8.1.2 实验平台简介.178
8.2 实验1:
FID标签识别方案 .180
8.3 实验2:
FID标签反射信号分析 .185
8.4 实验3:基于
FID的室内定位 192
8.4.1 基于静态扫描的定位 192
8.4.2 基于动态扫描的定位 195
8.5 实验4:
FID标签移动速度感知 .200
8.6 实验5:基于
FID的目标定位追踪系统 .203
8.7 实验6:基于
FID的智能门禁 207
参考文献 .210
第 6 篇 研究进展
第9章
FID标签识别机制研究 .213
9.1 基于ALOHA的防冲突算法研究拓展 .214
9.1.1 动态调整帧长 .214
9.1.2 计算最优帧长 .216
9.2 基于二进制树的防冲突算法研究拓展 .219
9.3 复杂环境下的标签识别问题 221
9.3.1 基于连续移动扫描的识别机制 221
9.3.2 标签移动时的识别机制222
9.3.3 多阅读器场景下的识别机制 .223
9.3.4 基于物理层信号特征的识别机制 224
9.4 小结 225
思考题 .225
参考文献 .225
第10章
FID标签轮询机制研究 .227
10.1 基本的轮询机制 .227
10.2 基于时隙ALOHA协议的轮询机制 228
10.3 轮询机制的应用研究 .229
10.3.1 大规模标签中查找丢失的标签 .229
10.3.2 实时收集主动标签的信息 .232
10.3.3 大规模场景下搜索指定标签集合 235
10.3.4 基于轮询机制实现批处理认证 .237
10.4 小结 238
思考题 .239
参考文献 .239
第11章 基于
FID的定位机制研究 240
11.1
FID定位技术的研究现状 .240
11.2
FID定位原理 .241
11.3
FID单标签定位技术 .242
11.3.1 基于信号强度的定位技术 242
11.3.2 基于信号相位的定位技术 248
11.3.3 基于信号其他特征的定位技术 .256
11.4
FID标签阵列定位技术 260
11.5 基于
FID定位的衍生技术 .264
11.6 小结 267
思考题 .268
参考文献 .269
第12章 基于
FID的移动行为感知识别研究 .272
12.1 移动行为感知识别概述 272
12.2 传统移动行为感知识别研究 .273
12.2.1 传统移动行为感知的局限 273
12.2.2 基于无线信号的移动行为感知 .274
12.3 基于
FID的绑定式感知识别 275
12.3.1 基于标签能量耦合变化的绑定式感知方式 .276
12.3.2 基于相位模型的绑定式感知 277
12.3.3 基于模式匹配的绑定式感知 278
12.3.4 绑定式感知案例分析 .280
12.4 基于
FID的非绑定式感知识别 .283
12.4.1 基于电感耦合的非绑定式感知 .283
12.4.2 基于信号模型的非绑定式感知 .284
12.4.3 基于模式匹配的非绑定式感知 .285
12.4.4 非绑定式感知案例分析 287
12.5 基于
FID的混合式感知识别 289
12.6 小结 .291
思考题 .292
参考文献 .292
第13章
FID的应用模式 .297
13.1
FID的技术特点及优势 297
13.2
FID的应用模式 300
13.2.1 标签识别 .300
13.2.2 信息检索与集成304
13.2.3 目标定位与追踪306
13.2.4 移动行为感知 308
13.2.5 NFC技术 .308
13.3 小结 .313
思考题 .314
参考文献 .314
第14章 对
FID的新型应用模式进行研究与探索 316
14.1 以低成本方式提升现有应用模式 316
14.2 深度挖掘,探索创新的应用模式 322
14.2.1 基于
FID的输液状态感知方案 .322
14.2.2 基于
FID的图书盘点机器人 .326
14.3 小结 .327
思考题 .327
参考文献 .