無源超高頻RFID係統設計與優化 (瑞士)Jari-Pascal Curty；陳力穎,毛陸 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• RFID
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• 無源RFID
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• 係統設計
• 電路設計
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 無綫通信
• 電子工程

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030227140

商品編碼：29689411632

包裝：平裝

齣版時間：2008-09-01

基本信息

書名：無源超高頻RFID係統設計與優化

定價：35.00元

作者：(瑞士)Jari-Pascal Curty；陳力穎,毛陸虹

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2008-09-01

ISBN：9787030227140

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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內容提要

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本書對用於遠距離應用的無源超高頻RFID係統的分析、設計與優化進行探討。主要包括：無綫功率傳輸、標簽到閱讀器的反嚮散射通信、閱讀器與標簽的架構及標簽芯片設計。對采用整流器（基本的標簽組成模塊）的無綫功率傳輸進行研究，並對反嚮散射調製進行理論分析，討論瞭標簽一側阻抗調製測量的實驗過程，以及對閱讀器信號的影響。後，提齣2．45GHz（4w EIRP）下閱讀距離達12m的完整標簽設計。在寫入數據操作時，本書所設計的結果優於許多IC標簽。
本書既可供研究、開發RFID係統、各種非接觸感應器件和電路專業領域的工程師閱讀，也可作為高等院校相關專業師生的參考書。

目錄

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章 緒論
1.1 本書的目的
1.2 本書的結構
第2章 無綫功率傳輸
2.1 無綫功率傳輸的曆史
2.2 矽整流二極管天綫
2.3 整流器組成模塊
2.3.1 鉗位電路
2.3.2 整流器電路
2.3.3 電壓倍增器
2.3.4 全波整流器
2.3.5 全波倍壓整流器
2.4 天 綫
2.4.1 損耗電阻
2.4.2 輻射電阻
2.4.3 天綫-整流器接口
2.4.4 數值示例
2.4.5 WPT目前和將來的可能應用
2.5結論
第3章 改進型倍壓整流器分析
3.1 匹配方法
3.2 整流器的等效電路
3.3 分析方法
3.4 理想狀態
3.4.1 理想整流器的穩態解
3.4.2 確定R1
3.5 實際狀態
3.5.1 穩態解
3.5.2 確定Ci
3.5.3 確定Rl
3.5.4 確定Rmn
3.5.5 整流器的效率
3.6 結果與比較
3.7 設計
3.7.1 摺中
3.7.2 電容器設計
3.7.3 天綫和匹配問題
3.8 結論
第4章 RFID簡介
4.1 引言
4.2 標簽的類型
4.3 低頻係統
4.4 高頻係統
4.5 標準
4.5.1 EPC標準
4.5.2 ISO標準
4.6 規範
4.6.1 功率規範
4.7 雷達截麵
4.8 反嚮散射調製技術
4.9 鏈路預算
4.10 環境影響
4.11 數據完整性
4.11.1 標簽驅動方式
4.11.2 閱讀器驅動方式
4.12 結論
第5章 反嚮散射架構和調製類型的選擇
5.1 調製類型
5.2 調製器架構
5.3 ASK調製器
5.4 PSK調製器
5.5 分析方法
5.6 ASK串聯-並聯模式
5.6.1 電壓分析
5.6.2 功率分析
5.6.3 通信分析
5.7 PSK串聯-串聯模式
5.7.1 電壓分析
5.7.2 功率分析
5.7.3 通信分析
5.8 ASK與PSK比較
5.9 基於ASK的PSK與僞PSK
5.10 僞PSK
5.10.1 通信分析
5.11 無綫功率傳輸與通信優化
5.12 結論
第6章 反嚮散射調製分析
6.1 引言
6.2 理論分析
6.3 實驗特性
6.3.1 實際流程
6.3.2 結果
6.4 對RFID係統的影響
6.5 圖形解釋
6.6 對無綫功率傳輸的影響
6.7 結論
第7章 RFID標簽設計
7.1 UHF和微波RFID電路目前的技術水平
7.2 標簽指標
7.3 技術問題
7.4 工作原理
7.4.1 通信協議
7.5 標簽架構
7.6 標簽組成模塊
7.6.1 整流器和限壓電路
7.6.2 上電復位電路
7.6.3 檢波器、數據分割器和解碼器
7.6.4 移位寄存器和邏輯單元
7.6.5 IF振蕩器
7.6.6 調製器
7.6.7 電流參考源
7.7 天綫
7.7.1 標簽輸入阻抗
7.7.2 天綫的選擇
7.8 實驗結果
7.9 結論
第8章 高頻閱讀器的結構與分析
8.1 引言
8.2 通信協議
8.3 閱讀器架構描述
8.4 直接耦閤
8.4.1 係統輸入IP3
8.4.2 直接耦閤補償
8.4.3 DC成分抑製
8.5 相位噪聲
8.5.1 對下變頻的影響
8.5.2 相互混頻
8.6 天綫噪聲溫度
8.7 接收器設計
8.8 IF調製頻率
8.9 IF處理
8.10 結論
第9章 結論
參考文獻
附錄
專業術語中英文對照

作者介紹

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文摘

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序言

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無源超高頻RFID係統設計與優化：一本聚焦前沿技術的深度探索 在信息時代飛速發展的浪潮中，識彆、跟蹤和管理物品的需求日益增長，而射頻識彆（RFID）技術，特彆是無源超高頻（UHF）RFID，因其獨特的優勢，在零售、物流、資産管理、醫療保健等眾多領域扮演著越來越重要的角色。它能夠實現非接觸式、遠距離、高效率的數據采集，極大地提升瞭運營的智能化水平。本書《無源超高頻RFID係統設計與優化》正是這樣一本專注於深入剖析無源超高頻RFID係統設計、實現及其優化策略的專業著作，它旨在為讀者提供一個全麵、係統且具有實踐指導意義的技術框架。 本書的作者，Jari-Pascal Curty和陳力穎、毛陸，憑藉其深厚的學術背景和豐富的實踐經驗，為讀者奉上瞭一場關於無源超高頻RFID技術的饕餮盛宴。他們不僅梳理瞭該技術的核心原理，更將重點放在瞭如何通過精巧的設計和精細的優化，剋服現有技術的挑戰，實現性能的飛躍。本書內容翔實，論述嚴謹，邏輯清晰，充分體現瞭作者們在這一領域的研究深度和技術洞察力。 核心技術解析：從理論基礎到係統構成 本書開篇，即以清晰的筆觸，為讀者構建瞭無源超高頻RFID係統的完整圖景。它不會止步於基礎概念的介紹，而是深入探討瞭構成一個完整RFID係統的各個關鍵組成部分。 RFID標簽（Tag）的奧秘： 作為RFID係統的“眼睛”和“嘴巴”，標簽的設計直接影響著係統的性能。本書將詳細闡述無源UHF RFID標簽的工作原理，包括天綫設計、芯片選型、阻抗匹配、封裝工藝等。它會深入分析不同類型天綫的性能特點，例如偶極子天綫、偶極子陣列以及更復雜的結構，並討論如何根據應用場景優化天綫的設計，以實現最優的讀取距離和讀取角度。同時，芯片的功耗、讀寫速度、內存容量以及其與天綫的接口設計也是本書重點關注的內容。尤其是在“無源”這一關鍵屬性下，如何最大化標簽的能量采集效率，使其在微弱的射頻信號下也能正常工作，將得到詳盡的論述。 RFID讀寫器（Reader）的設計考量： 讀寫器是RFID係統的“大腦”，負責信號的發射、接收和數據的處理。本書將深入解析讀寫器的硬件架構，包括射頻前端的設計、基帶信號處理、微處理器選型、通信接口等。特彆會關注射頻前端的噪聲係數、功率輸齣、接收靈敏度等關鍵參數，以及如何通過優化的電路設計來提升讀寫器的整體性能。軟件層麵，本書將探討讀寫器固件的開發、通信協議的實現（如EPC Gen2協議）、數據過濾和防衝突算法等。讀者將瞭解到如何根據不同的應用需求，選擇閤適的讀寫器硬件平颱，並進行有效的軟件開發。 天綫（Antenna）的革新之路： RFID係統的性能很大程度上取決於天綫的性能。本書會從電磁場理論齣發，深入剖析UHF頻段下天綫的輻射特性、方嚮圖、增益、阻抗等參數。它會介紹各種類型RFID天綫的優缺點，並重點關注如何根據具體應用場景，如固定式讀寫器天綫、手持式讀寫器天綫、以及嵌入式標簽天綫等，進行最優化的設計。書中會探討使用仿真軟件進行天綫設計和優化的方法，以及實際測量和調試的技巧。此外，對於多天綫係統，本書還會深入研究天綫陣列的設計和波束賦形技術，以實現更廣闊的覆蓋範圍和更強的抗乾擾能力。 通信協議與數據交互： RFID係統的有效運行離不開標準的通信協議。本書將詳細解讀EPC Gen2這一UHF RFID領域最主流的通信協議。從標簽和讀寫器之間的握手過程、命令集、響應格式，到數據編碼、錯誤校驗機製，都將進行深入的闡述。讀者將瞭解如何正確理解和實現EPC Gen2協議，以及如何利用協議的特性來優化係統的通信效率和數據準確性。同時，書中也會提及其他相關的行業標準和規範，確保讀者對整個RFID通信生態有全麵的認識。 係統優化：突破性能瓶頸的關鍵 在深入理解瞭RFID係統的基本構成之後，本書的重心將轉移到“優化”這一核心主題上來。作者們深知，單純的理論堆砌無法解決實際應用中的諸多難題，因此，本書著力於提供切實可行的優化策略。 信號傳播與環境乾擾分析： RFID信號的傳播受到多種因素的影響，包括多徑效應、衰減、反射、吸收等，尤其在復雜的金屬、液體等環境中，信號衰減更為顯著。本書將詳細分析這些信號傳播的物理機製，並介紹各種環境因素對RFID係統性能的影響。在此基礎上，作者將提齣針對性的解決方案，例如，如何通過調整讀寫器發射功率、優化天綫布局、采用信號濾波技術等來減弱乾擾，提升信號質量。 防衝突算法的設計與改進： 在一個區域內，如果存在多個RFID標簽試圖同時響應讀寫器，就會發生“標簽碰撞”或“衝突”，導緻讀寫器無法準確識彆所有標簽。本書將係統梳理現有的RFID防衝突算法，如基於ALOHA的隨機查詢算法、確定性算法（如Binary Tree）以及各種混閤算法。更重要的是，它將探討如何根據具體的應用場景，例如標簽密度、讀取速度要求等，選擇和優化防衝突算法，以最大化讀寫器的吞吐量，並減少識彆錯誤。作者甚至可能提齣一些創新的防衝突策略，以應對日益復雜的應用環境。 能耗管理與長效運行： 對於無源RFID標簽而言，能量的獲取是製約其性能的關鍵。本書將深入探討能量采集技術，包括天綫作為能量收集器的效率，以及如何利用環境中的射頻能量、甚至太陽能等來為標簽供電。此外，它還會關注芯片的功耗優化，如何通過低功耗設計，延長標簽的工作壽命，並減少對環境能量的依賴。對於讀寫器而言，本書也會討論其電源管理策略，以在保證性能的同時，實現節能。 係統集成與互操作性： 一個獨立的RFID係統往往需要與其他信息係統進行集成，以實現數據的共享和業務流程的自動化。本書將探討RFID係統如何與數據庫、企業資源規劃（ERP）係統、倉庫管理係統（WMS）等進行有效對接。它會關注數據接口的設計、數據格式的轉換、以及如何保證係統間的互操作性，從而構建一個更加智能化的信息生態。 性能評估與測試方法： 本書不會僅僅停留在理論層麵，而是強調實際的性能評估和測試。它將介紹如何設計科學的測試方案，以全麵評估RFID係統的各項性能指標，包括讀取距離、讀取率、識彆速度、準確性、抗乾擾能力等。書中將詳細講解各種測試儀器和方法的使用，並指導讀者如何解讀測試結果，從而找齣係統的瓶頸並進行有針對性的優化。 應用場景與前瞻展望 為瞭讓理論知識更具象化，本書還將結閤一係列典型的應用場景，展示無源UHF RFID係統在實際中的應用價值。 智能零售與供應鏈管理： 讀者將瞭解到RFID如何幫助零售商實現商品的全流程追溯，從入庫、盤點到銷售，都能實現高效、自動化的管理，從而降低庫存成本，提升客戶體驗。在供應鏈管理中，RFID的應用將大大提升貨物的可見性，減少貨物丟失，優化物流效率。 資産跟蹤與管理： 在工業製造、醫療保健、圖書館等領域，RFID標簽可以方便地附加在各種資産上，實現資産的實時定位、狀態監控和防盜防損。本書將探討如何根據不同資産的特點，設計定製化的RFID解決方案。 工業自動化與物聯網（IoT）： RFID技術是物聯網的重要組成部分，本書將探討RFID如何與其他物聯網技術相結閤，構建更加智能化的工業生産和管理體係，例如，在智能工廠中，RFID可以實現設備狀態的實時監測、生産過程的自動化控製等。 其他創新應用： 除瞭上述經典應用，本書還會提及一些新興的RFID應用領域，例如，在智能交通、智能傢居、甚至是可穿戴設備中的應用，為讀者打開更多思路。 本書的獨特價值 《無源超高頻RFID係統設計與優化》的獨特之處在於其對“設計”與“優化”的深刻洞察和係統性闡述。它不是簡單地羅列技術和概念，而是著眼於如何將這些知識轉化為實際的工程應用，解決行業痛點。本書的優點體現在： 深度與廣度的結閤： 既有對核心技術原理的深入剖析，也涵蓋瞭從硬件到軟件、從協議到應用的廣泛內容。 理論與實踐的融閤： 既講解瞭背後的科學原理，也提供瞭實際的設計和優化方法，具有很強的可操作性。 前瞻性與創新性： 關注行業最新發展趨勢，可能包含作者團隊的創新性研究成果，為讀者帶來啓發。 係統性與邏輯性： 內容組織嚴謹，邏輯清晰，能夠幫助讀者逐步建立對無源UHF RFID係統的全麵認知。 總而言之，《無源超高頻RFID係統設計與優化》是一本不可多得的專業技術書籍。它為從事RFID係統設計、開發、集成以及希望深入瞭解該領域的工程師、研究人員和學生提供瞭一個寶貴的學習平颱。通過閱讀本書，讀者不僅能夠掌握無源UHF RFID係統的核心技術，更能夠學會如何針對實際應用場景進行係統設計和性能優化，從而在快速發展的物聯網和智能化浪潮中占據先機。本書將成為讀者在無源UHF RFID技術領域探索創新、解決難題的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者背景（瑞士學者和國內專傢閤作）讓我對其中蘊含的國際前沿研究和本土化應用經驗的結閤抱有很高的期待。我個人對電磁場仿真和數值計算非常著迷，因此，我希望能看到書中詳細介紹使用如HFSS或CST等工具進行建模和分析的方法論。尤其是在設計小型化、寬頻帶的UHF標簽天綫時，仿真結果的準確性至關重要。我想知道他們是如何精確建模標簽芯片對天綫輻射特性的影響，以及如何通過仿真來預測和解決串擾問題。如果能深入探討後端的信號處理算法，比如如何從接收到的微弱反嚮散射信號中高效地解調齣數據，並進行誤碼率修正，那無疑會極大地提升這本書的學術深度和實用價值。這種自底層電磁物理到上層數據可靠性的完整覆蓋，纔是真正體現一本優秀專著水準的地方。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注射頻識彆技術發展的研究者，我深知要將無源超高頻係統的性能推嚮極緻，需要跨越的門檻非常多。這本書的“優化”二字讓我聯想到精益求精的工匠精神。我尤其想瞭解的是，在當前這個時間點，業界對於提升無源係統信噪比（SNR）極限的探索方嚮有哪些新進展？是不是涉及到新的調製方案，比如比現有PSK或OOK更高效的方式？又或者是在接收機端采用瞭何種創新的低噪聲放大器（LNA）架構，以捕捉那些近乎淹沒在背景噪聲中的微弱迴傳信號？如果書中能夠提供關於係統功耗預算的細緻分解，並且展示齣在不同優化策略下，功耗是如何被重新分配和利用的，那將非常有啓發性。這本書如果能為未來的技術發展指明一些可能的方嚮，而不是僅僅總結現有技術，那它就不僅僅是一本技術手冊，更是一份具有前瞻性的指南。

評分☆☆☆☆☆

最近我接觸瞭不少關於低功耗物聯網節點的項目，對如何從能量采集和信號迴傳的角度來優化整個係統鏈條有瞭更深的體會。我感覺這本書提供的視角可能不僅僅局限於RFID本身，更重要的是它對“無源”這一核心限製下的係統級思考。比如，如何設計一個能夠最大化利用微弱環境射頻能量的能量收集電路，同時確保其對數據傳輸鏈路的乾擾降到最低？這需要極高的係統集成度和對噪聲抑製的精妙把握。我猜測書中會花費大量篇幅討論阻抗匹配的精細調諧，這在UHF頻段下是極其敏感的環節，任何微小的失配都可能導緻巨大的能量損失。如果書中能提供一些關於新型材料在天綫製造中的應用案例，或者介紹一些非傳統的調諧方法，那將是極大的加分項。我關注的重點是如何在保證讀寫性能的前提下，將整個標簽的製造成本壓到最低，實現真正的商業化普及。

評分☆☆☆☆☆

從一個偏嚮於應用工程師的角度來看，我更關注的是實際部署中遇到的那些棘手的“坑”。我們都知道，理論模型和實際環境往往存在巨大鴻溝。書中是否有針對不同工業現場，例如倉庫、物流傳送帶、或醫療設備追蹤場景下的具體優化策略和案例分析？比如，如何處理多標簽同時讀取時的碰撞問題（Anti-collision），或者在高速移動物體上如何穩定地保持通信？我希望看到的不隻是理論推導，而是那些經過反復試驗、打磨齣來的“經驗之談”。如果作者能分享一些在軟硬件協同設計中遇到的設計權衡（Trade-offs），比如犧牲一定的讀取角度來換取更遠的距離，或者在功耗預算受限下選擇哪種編碼協議，這些實踐性的指導對我們日常工作非常有價值。畢竟，優化不是孤立的電路設計，而是一整套係統工程的權衡藝術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔有力，黑白分明的字體搭配一個抽象的芯片電路圖，立刻就能抓住那些對射頻技術有鑽研精神的讀者的目光。我一直對如何設計齣更高性能、更低功耗的無源RFID係統非常感興趣，尤其是涉及到超高頻頻段的復雜電磁兼容問題。這本書的標題直擊痛點，讓人感覺它會深入探討那些教科書裏一筆帶過的關鍵技術細節。我特彆期待看到作者如何處理天綫設計的優化，因為在無源係統中，天綫是決定讀距和可靠性的核心要素。此外，對於信號的調製解調和反嚮散射機製的深入剖析，以及如何通過算法和硬件協同優化來應對復雜的應用場景，比如金屬或液體環境下的標簽性能衰減問題，這些都是我急切想從書中獲取的真知灼見。希望作者能提供詳盡的數學模型和實際的測試數據來支撐其論點，這樣讀起來纔更有說服力，不隻是停留在概念層麵。