《RFID與物聯網》*麵論述瞭射頻識彆(RFID)的原理及其在物聯網中的廣泛應用。
射頻識彆(Radio Frequency Identification,RFID)技術可以藉助掃描器通過射頻信號自動識彆存儲在電子標簽中的信息。RFID標簽中包含一個天綫和一個芯片,可以發送和接收射頻信號。由於條形碼技術在麵對迅速增長且愈加復雜的即時庫存需求及國際貿易時,已經顯得力不從心,RFID技術已然顯露齣取代條形碼的契機。基於RFID技術催生齣瞭許多新興的貿易形式。可以預見,RFID標簽的未來應用很可能會像今天的條形碼一樣普及。
《RFID與物聯網》詳盡論述瞭RFID的一些關鍵技術,包括硬件實現、通信協議、數據加密、係統實現(包括電子産品編碼),以及中間件技術。*書共分五個部分,為讀者詳細講述瞭構成RFID係統的所有要素,*麵涵蓋當前研究的熱點方嚮,例如隱私保護及物聯網技術。
哈維·夏巴納(Hervé Chabanne): R&T;公司副總裁,Morpho公司安*專傢,Safran集團專傢,法國國立巴黎高等電信學校副教授,IEEE的高級會員。
帕斯卡·於裏安(Pascal Urien):法國國立巴黎高等電信學校教授。
簡-費迪南·蘇西尼(Jean-Ferdinand Susini):法國巴黎國立藝術設計學院助理教授
第一部分RFID物理基礎
第1章概述
參考文獻
第2章RFID射頻信號的特點
2.1RFID係統及其工作原理
2.1.1RFID係統的分類
2.1.2操作頻率範圍
2.1.3應答器類型
2.1.4能量和數據傳輸模式
2.1.5RFID芯片的特點
2.2傳輸通道
2.2.1麥剋斯韋方程
2.2.2電偶極子産生的電磁場
2.2.3磁偶極子産生的電磁場
2.2.4天綫周圍的場區
2.2.5波阻抗
2.2.6天綫阻抗
2.2.7輻射能量
2.2.8近場耦閤
2.3電感耦閤的電路模型
2.3.1磁迴路
2.3.2基站天綫
2.3.3RFID芯片天綫
2.3.4RFID天綫在電感耦閤中的設計問題
2.3.5遠場耦閤
2.4參考文獻
第3章RFID通信模式
3.1通信模式
3.1.1RFID係統的波形和常用通信代碼
3.1.2數據編碼
3.1.3調製
3.1.4RFID係統數據傳輸的完整性
3.1.5防衝突協議
3.2參考文獻
第二部分RFID的應用
第4章應用
4.1簡介
4.2追溯曆史: 從條形碼到RFID標簽的變革
4.2.1條形碼簡介
4.2.2一維(綫性)條形碼
4.2.3堆疊綫性條形碼
4.2.4二維碼
4.3RFID標簽
4.3.1RFID標簽的特性
4.3.2操作原理
4.4標準化
4.4.1RFID的ISO標準
4.4.2中間件的ISO標準
4.4.3用戶指導標準
4.4.4通信協議
4.4.5EPCglobal 標準
4.4.6通信層
4.4.7標簽的類型
4.5RFID標簽的優缺點
4.5.1優點
4.5.2缺點
4.6RFID的應用場閤
4.7應用實例
4.7.1RFID在商業中的應用
4.7.2訪問控製
4.7.3RFID在文化領域的應用
4.7.4支付管理
4.7.5RFID技術與健康
4.7.6歐洲生物護照
4.7.7展望
4.8結論
4.9參考文獻
第三部分RFID加密技術
第5章RFID加密技術
5.1前言
5.2識彆協議與安全模型
5.2.1識彆協議的定義
5.2.2傳統安全理念
5.2.3隱私權的概念
5.3識彆協議
5.3.1基於對稱加密的協議
5.3.2基於非對稱加密的協議
5.3.3基於物理特性的協議
5.3.4總結
5.4RFID設備上的物理攻擊
5.4.1側信道攻擊
5.4.2缺陷注入攻擊
5.4.3KeeLoq
5.5參考文獻
第四部分EPCglobal
第6章EPCglobal網絡
6.1簡介
6.2標簽
6.2.1EPC編碼
6.2.2標簽分類
6.2.3標簽標準
6.3EPCglobal結構
6.3.1讀寫器協議
6.3.2應用層事件接口
6.3.3對象命名服務(ONS)
6.3.4物理標記語言(PML)
6.3.5EPC信息服務接口
6.3.6安全
6.4結論
6.5參考文獻
第五部分中 間 件
第7章物聯網中間件: 原理
7.1分布式應用
7.1.1原理
7.1.2客戶端—服務器模型
7.2RPC: 遠程過程調用
7.3麵嚮對象的中間件
7.4麵嚮對象中間件架構的總結
7.5XML變革
7.5.1XML簡介
7.5.2XML文檔結構的定義
7.5.3Web服務
7.5.4Web服務描述語言: WSDL
7.5.5Web服務的定位
7.5.6SOAP
7.6物聯網中間件
7.6.1麵嚮服務的中間件
7.6.2麵嚮數據的中間件
7.7結論
7.8參考文獻
第8章物聯網中間件的標準
8.1EPCglobal應用環境
8.2麵嚮消息的中間件
8.2.1麵嚮消息的中間件簡介
8.2.2Java 消息服務 (JMS)
8.2.3XMPP
8.3麵嚮服務的中間件
8.3.1OSGi
8.3.2UPnP
8.4結論
8.5參考文獻
第9章物聯網中間件的解決方案
9.1EPCglobal與SUN Java RFID軟件
9.1.1SUN Java System RFID的軟件架構
9.1.2Java System RFID的事件管理器
9.1.3Java System RFID信息服務器
9.2.NET和RFID服務平颱
9.2.1.NET平颱
9.2.2分布式應用程序——.NET Remoting
9.2.3RFID服務平颱
9.3IBM Websphere RFID套件
9.3.1數據捕獲層
9.3.2Premise服務器
9.4Singularity平颱
9.4.1中間件
9.4.2Hibernate�睯Boss
9.5嵌入式係統的中間件
9.5.1TinyDB
9.5.2GSN
9.6ObjectWeb項目和物聯網
9.6.1ObjectWeb [OW2 09a]簡介
9.6.2ObjectWeb RFID的部件JORAM
9.6.3JORAM架構
9.6.4JORAM高級功能
9.6.5JORAM進展
9.6.6JINI技術和物聯網
9.6.7ObjectWeb RFID的部件JONAS
9.6.8OW2 ASPIRE計劃
9.7結論
前言
射頻識彆(radio frequency identification,RFID)技術可以通過電磁波自動識彆標簽(tag)內存儲的信息。RFID 標簽由一個天綫和一個芯片構成,可以接收與發送數據。
RFID技術呈現齣取代條碼的趨勢,隨著貿易的增長,該技術為貿易帶來瞭新的交易方式。實際上,在很長時期內條碼技術都被認為提供瞭高效數據編碼,但目前卻麵臨一些局限性。例如,使用的光學讀寫器(掃描器)必須與被識彆的物體十分靠近。另外,條碼存儲數據信息的容量太小。
RFID技術通常由三個基本部件構成,即RFID芯片、天綫和讀寫器。標簽放置在需要識彆的物品或人的身上,標簽芯片上存有數據,可以由讀寫器通過標簽天綫進行獲取,並經過服務器進行解密。RFID技術采用的射頻頻率一般在50kHz~2.5GHz的範圍。
因此,有必要將條碼與RFID做一下對比,來解釋為什麼說RFID可以取代條碼,並且RFID也還有一些局限性。首先,二者的讀取模式不同。條碼的讀取利用的是激光,而讀寫器通過掃描RFID標簽,藉助於電磁波識彆標簽內部存儲的數據。RFID標簽可以獲得更高的閱讀距離,實際上,RFID的閱讀距離可以達到幾厘米到200m的閱讀範圍。其次,RFID標簽可以比條碼存儲更多信息,數據的獲取速率可以達到幾KBps。更為重要的是,RFID標簽能夠循環使用,這主要是因為可以將新的信息寫入標簽。RFID技術應用的一個主要缺點是其成本太高,成本因素會延緩RFID技術的推廣。另外,RFID標簽也容易受到信號乾擾。
RFID技術依然是大眾十分關注的話題,它不僅能夠解決條碼遇到的問題,還是經濟與貿易十分重要的因素,如物流的供應與運輸。RFID技術的應用可以引起醫藥行業的變革,在健康領域憑藉巨大的優勢可以使每個人從中受益。實際上,誰不想從高質量的看護中受益,誰會想成為醫療事故的受害者?將智能標簽(smart tags)應用於醫療産品,可以確保醫療産品的真實性,防止假冒。在獻血中使用RFID可以極大地減少可能齣現混亂的風險。醫療團隊可以無誤地認證血樣的來源,保證輸血安全。
RFID標簽越來越深入到人們的生活,並引起廣泛的關注。這也是寫這本書的齣發點,力求從科學的視角來對著名的“智能標簽”進行描述。本書共分為五部分: 第一部分介紹RFID係統的操作,對RFID進行分類,研究標簽與天綫的物理性質以及RFID信息的編碼技術。第二部分緻力於RFID的應用研究。這一部分通過對標簽與RFID的比較來追溯RFID的發展,並以具體的RFID技術應用實例進行講述。第三部分描述RFID係統的密碼協議。
在標簽中存儲數據的識彆必須不能損害持有者的個人隱私。第四部分關注RFID的全球標準: 産品電子代碼(electronic product code,EPC)。這是一項全球範圍的編碼,期望藉助於互聯網為所有産品建立數據信息,來確保每一件産品的唯一性與真實性。最後,第五部分盡可能詳細講解物聯網實現的架構,以及適用需求演化而來的中間件。
Guy Pujolle
作為一名對新興技術領域充滿好奇的業餘愛好者,我一直在尋找能夠清晰、全麵地介紹RFID和物聯網的書籍。《RFID與物聯網清華開發者書庫》這個名字,在我看來,既包含瞭技術的專業性,又暗示瞭其學習的便捷性。我希望能在這本書中找到對RFID技術原理的深入剖析,例如它是如何通過電磁波實現非接觸式數據傳輸的,以及不同類型的RFID標簽和讀寫器在實際應用中的區彆。同時,我對物聯網的全麵理解也充滿瞭期待,我希望瞭解它不僅僅是將設備連接起來,更重要的是如何通過數據分析和智能算法,實現萬物互聯的智能化場景。這本書能否讓我明白,物聯網是如何構建起從傳感器采集數據,到雲平颱處理分析,再到最終用戶應用服務的完整閉環?我希望書中能夠展示一些具有代錶性的RFID和物聯網應用案例,比如在物流跟蹤、智能製造、智慧醫療、甚至是智能交通等方麵的創新實踐。通過這些具體的案例,我希望能更直觀地感受到這項技術帶來的巨大變革,並激發我對未來智能社會的更多想象。我期待這本書能夠像一位循循善誘的老師,引導我逐步走進RFID和物聯網的精彩世界。
評分第一眼被《RFID與物聯網清華開發者書庫》這個書名吸引,並不是因為我是一個深度技術宅,對RFID和物聯網已經爛熟於心。恰恰相反,我是一個對這個新興領域充滿好奇,但又覺得門檻有點高的普通讀者。我一直覺得,像RFID和物聯網這樣聽起來就很“高科技”的詞匯,背後一定隱藏著很多復雜的原理和晦澀的代碼。但這本書的書名,尤其是“清華開發者書庫”幾個字,給我一種踏實的感覺。它似乎在暗示,這本書雖然是為開發者準備的,但它會以一種清晰、有條理的方式來講解,可能不會讓我這個非專業人士望而卻步。我期待它能像一位經驗豐富的嚮導,帶著我一步步瞭解RFID是如何工作的,它的應用場景有多麼廣泛,以及物聯網又是如何將這些分散的技術連接起來,構建一個智能化的未來。我希望它能用生動的例子,而不是枯燥的術語,來解釋這些概念,讓我能夠理解RFID標簽是如何讀取信息的,傳感器是如何感知世界的,以及這些數據是如何通過網絡傳輸和處理的。我更希望能從中看到一些實際的應用案例,比如智能傢居、智慧城市、智慧物流等等,這樣我纔能更直觀地感受到RFID和物聯網對我們生活和工作帶來的改變。總的來說,我希望這本書能為我打開一扇瞭解前沿技術的大門,讓我不再對這些“高科技”感到遙不可及,而是能對其産生濃厚的興趣,甚至激發齣我進一步學習的動力。
評分我的專業領域並非直接與RFID或物聯網相關,但我一直對科技的進步及其對社會的影響保持著高度的關注。《RFID與物聯網清華開發者書庫》這個書名,讓我看到瞭一個係統性的學習機會。我理解“開發者書庫”意味著它會包含一定的技術深度,但我更看重的是它是否能夠以一種邏輯嚴謹、循序漸進的方式,來闡述RFID和物聯網的核心概念。我希望這本書能夠詳細介紹RFID的各種工作模式(如主動式、被動式),以及不同頻率RFID的優缺點和適用場景。同時,對於物聯網,我希望能瞭解其數據采集、傳輸、存儲、分析和應用的完整流程,以及在雲計算、大數據、人工智能等技術浪潮下,RFID和物聯網如何融閤發展。我期待這本書能夠提供一些關於物聯網平颱選型、傳感器部署、網絡安全策略等方麵的實用建議,這對於我理解整個産業鏈的運作至關重要。此外,我希望書中能夠包含一些前沿的技術趨勢和發展方嚮,例如邊緣計算在物聯網中的應用,以及5G技術對物聯網的賦能作用。總而言之,我希望這本書能夠成為我理解RFID和物聯網這個復雜而迷人的領域的一本權威指南。
評分作為一個對技術趨勢抱有濃厚興趣的觀察者,我總是試圖尋找能夠深入理解新技術的書籍。《RFID與物聯網清華開發者書庫》這個書名,立即引起瞭我的注意。我一直在關注RFID和物聯網的發展,但很多資料都顯得過於淺顯,或者過於專業,難以找到一個平衡點。我希望這本書能夠提供一個結構化的視角,將RFID和物聯網這兩個看似獨立的技術,有機地結閤起來,展現它們如何協同工作,構建齣強大的智能係統。我期待它能夠從底層技術講起,例如RFID的電磁感應原理、射頻識彆技術,以及各種通信協議(如Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, LoRa等)在物聯網中的應用。更重要的是,我希望它能深入探討物聯網的體係架構,包括感知層、網絡層、平颱層和應用層,以及各個層級之間的交互方式。我希望作者能夠提供一些實際的開發案例,例如如何設計一個基於RFID的資産管理係統,或者如何構建一個簡單的智能傢居控製平颱。通過這些案例,我希望能理解到開發者的思維模式,以及在實際項目中會遇到的挑戰和解決方案。這本書能否幫助我建立起對RFID和物聯網的整體認知框架,並為我進一步深入研究相關領域打下堅實的基礎,是我非常關注的。
評分懷揣著對未來智能生活的憧憬,我翻開瞭《RFID與物聯網清華開發者書庫》。坦白說,起初我並沒有抱著要成為一名RFID或物聯網專傢的心態去閱讀。我更像是一個被科幻電影和各種智能産品宣傳片所吸引的普通消費者,想要瞭解這些“魔法”背後的真實運作原理。這本書的書名,以及“清華開發者書庫”的標簽,讓我聯想到瞭一群嚴謹、務實的工程師。我期望它能用一種相對通俗易懂的方式,來解讀RFID芯片是如何被寫入和讀取數據的,它與我們日常生活中接觸到的條形碼有什麼本質區彆,以及為何它能在更廣泛的場景下發揮作用。同時,我也對物聯網如何將海量的設備連接起來,實現數據的高效傳輸和智能分析産生瞭極大的好奇。這本書能否為我揭示物聯網背後的通信協議、數據架構以及安全機製?我非常期待它能用豐富的圖示和清晰的流程圖,來描繪RFID和物聯網的整體生態係統,讓我們這些非技術背景的讀者也能快速掌握核心概念。更重要的是,我希望它能通過一些貼近生活的應用場景,比如智能零售、精準農業、甚至是智能醫療,來展示RFID和物聯網如何正在改變著我們的世界,讓科技真正服務於生活,提升我們的生活品質。我期待的不是一本冰冷的教科書,而是一個引人入勝的科技故事,一個關於連接與智能的未來藍圖。
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