西北師范大學物聯網工程專業課程教學大綱一、說明（一）課程性質《射頻識別技術》是高等學校物聯網工程專業的核心課程。學習本課程，要求具備《電子技術基礎幺《單片機與接口技術》、《C語言程序設計》方面的知識，即這三門課程是其先導課程。本課程是按照西北師范大學2013年的本科教學計劃執行的，課程的開設時間為第三學期（二年級第一學期）。學分為3分，含理論課2學分，實驗1學分。（二）教學目的通過對本課程的學習，使學生能了解射頻識別技術的基本概念，熟悉射頻識別技術相關的無線電頻率、識別系統、電磁場、電磁波、天線等基本概念，理解數據通信技術的基本概念，掌握射頻識別技術應用系統的構成及其設計等，逐步培養學生掌握射頻識別技術的系統集成、設計及分析能力，并通過典型案例來了解射頻識別技術在社會生產環節中的應用。（三）教學內容本課程以基于MSP430系列單片機的高頻RFID系統和基于AS3991的超高頻RFID系統為背景，介紹RFID系統的基本原理、基本組成與體系結構、相關協議和應用實例。相關內容有機結合、相互滲透，形成整體。主要內容包括：傳輸線理論、諧振電路、天線基礎、物聯網RFID概論、電子標簽、RFID讀寫器、編碼和調制、RFID防碰撞技術、RFID系統的安全、物聯網RFID標準、物聯網的典型架構-EPC系統及RFID的應用實例。（四）教學時數理論講授時數以每周2學時、每學期十八教學周計，共36學時。另附設實驗課，1學分，每周2學時，以每學期十八教學周計，共36學時。（五）教學方式課程具有實用性強、理論和實踐結合、軟件與硬件結合等特點，軟件與硬件的緊密結合是貫穿整個課程的主線，教學中應強調“系統”的概念并注重綜合應用能力和動手實踐能力的培養。鑒于以上原因，課程的教學方式包括理論講授、實驗和實踐自學。理論課教學適合以多媒體講授方式為主，結合基于具體RFID系統的實驗演示和小型應用開發演示的講授方式。為加深學生對基礎概念的理解和強化學生的動手實踐能力，建議適當布置課程設計作業，以項目的形式進行。二、本文理論部分第1章傳輸線理論教學要點：了解傳輸線概念了解傳輸線方程了解傳輸線特征參數

教學時數：2學時教學內容：傳輸線基礎（1學時）長線與短線傳輸線構成傳輸線等效電路表示傳輸線分析（1學時）傳輸線方程傳輸線特征參數均勻無耗傳輸線工作狀態分析第2章諧振電路教學要點：了解串聯諧振電路了解并聯諧振電路教學時數：3學時教學內容：串聯諧振電路（1學時）串聯諧振電路的諧振條件串聯諧振電路的諧振特性串聯諧振電路的諧振曲線和通頻帶串聯諧振電路的有載品質因素串聯諧振電路在RFID中的應用并聯諧振電路（1學時）并聯諧振電路的組成并聯諧振電路的諧振條件并聯諧振電路的諧振特性并聯諧振電路的諧振曲線和通頻帶并聯諧振電路的有載品質因素并聯諧振電路在RFID中的應用傳輸線諧振電路概念（1學時）第3章天線基礎教學要點：了解天線定義和分類熟悉基本振子的輻射掌握天線的電參數掌握RFID系統常用的天線熟悉不同頻段的RFID天線技術教學時數：2學時教學內容：天線概述（0.5學時）天線的定義天線的分類基本振子的輻射（0.5學時）電基本振子的輻射磁基本振子的輻射天線的電參數（0.5學時）天線的效率輸入阻抗頻帶寬度方向圖天線的增益極化特性RFID系統常用天線（0.5學時）對稱振子天線引向天線微帶天線.低頻和高頻RFID天線技術.微波RFID天線技術第4章物聯網RFID系統教學要點：.熟悉自動識別技術.掌握射頻識別系統的組成.掌握RFID系統的分類.掌握RFID系統使用的頻率教學時數：22學時教學內容：自動識別技術簡介（0.5學時）條形碼生物特征識別技術射頻識別RFID射頻識別系統組成（0.5學時）讀寫器電子標簽上層管理系統RFID系統的分類（0.5學時）按照工作方式分類按照電子標簽的數據量分類按照讀取信息手段分類RFID系統使用的頻率（0.5學時）低頻高頻超高頻微波第5章電子標簽教學要點：了解智能卡與電子標簽掌握電子標簽的類別掌握電子標簽的組成結構了解電子標簽的封裝了解RFID電子標簽的問題及趨勢教學時數：3學時教學內容：智能卡與電子標簽（0.5學時）磁卡IC卡電子標簽電子標簽的類別（0.5學時）工作方式類別可讀寫性類別工作頻率類別電子標簽的組成結構（1學時）電子標簽的天線電子標簽的芯片電子標簽的封裝（0.5學時）電子標簽的封裝加工電子標簽的封裝形式RFID電子標簽的問題及趨勢（0.5學時）RFID電子標簽存在的問題RFID電子標簽的發展趨勢第6章RFID讀寫器教學要點：了解RFID讀寫器的基本工作原理掌握讀寫器的基本構成熟悉讀寫器的結構形式掌握讀寫器的管理技術教學時數：2學時教學內容：讀寫器基本工作原理（0.5學時）讀寫器的基本功能讀寫器的工作過程讀寫器的基本構成（0.5學時）射頻模塊射頻控制模塊天線模塊讀寫器的結構形式（0.5學時）固定式讀寫器便攜式讀寫器6.2讀寫器管理技術（0.5學時）讀寫器管理協議多讀寫器組網技術讀寫器發展趨勢第7章編碼與調制教學要點：了解RFID系統的通信過程了解RFID信源編碼方法掌握差錯控制編碼掌握RFID系統調制方法掌握RFID系統的耦合方式與調制教學時數：4學時教學內容：RFID系統的通信過程（0.5學時）RFID信源編碼方法（0.5學時）差錯控制編碼（信道編碼）（1學時）差錯控制編碼的相關概念常用的差錯控制編碼RFID系統調制方法（1學時）振幅鍵控頻移鍵控相移鍵控副載波調制RFID系統的耦合方式與調制（1學時）電感耦合與負載調制電磁反向散射耦合與調制第8章RFID防碰撞技術教學要點：了解RFID系統中的碰撞與防碰撞掌握ALOHA算法掌握二進制樹型搜索算法教學時數：4學時教學內容：RFID系統中的碰撞與防碰撞（0.5學時）RFID系統中的碰撞RFID系統中防碰撞算法分類ALOHA算法（2學時）.純ALOHA算法.時隙ALOHA算法.幀時隙ALOHA算法.動態幀時隙ALOHA算法二進制樹型搜索算法（1.5學時）二進制樹型搜索動態二進制樹型搜索基于隨機數和時隙的二進制樹搜索第9章RFID系統的安全教學要點：了解RFID系統面臨的安全攻擊熟悉RFID系統安全解決方案連接智能卡的安全問題教學時數：2學時教學內容：RFID系統面臨的安全攻擊（0.5學時）RFID系統安全解決方案（1學時）物理方法邏輯方法智能卡的安全問題（0.5學時）影響智能卡安全的基本問題物理方法邏輯方法第10章物聯網RFID標準教學要點：.了解RFID標準體系和國際標準化機構.掌握ISO/IEC相關標準.掌握EPC相關標準教學時數：6學時教學內容：RFID標準概述（0.5學時）RFID國際標準化機構RFID標準體系RFID標準多元化的原因ISO/IEC的相關標準（4.5學時）ISO/IEC的標準體系非接觸式IC卡國際標準（ISO/IEC14443）ISO/IEC15693標準ISO/IEC18000-6C標準空中接口通信協議標準（ISO/IEC18000）EPC的相關標準（1學時）EPCglobal的RFID標準體系EPCglobal與ISO/IECRFID標準之間的關系第11章物聯網的典型架構-EPC系統教學要點：.了解RFID系統應用類型.掌握EPC系統的組成.掌握EPC編碼體系.掌握EPC信息網絡系統教學時數：4學時教學內容：RFID系統應用類型（0.5學時）.開放式RFID應用系統.非開放式RFID應用系統.基于EPC的開放式RFID應用系統EPC系統的組成（1學時）EPC系統與物聯網EPC系統構成EPC系統的特點EPC編碼體系（1.5學時）EPC編碼原則EPC編碼的結構EPC編碼的類型EPC信息網絡系統（1學時）Savant中間件對象名稱解析服務ONSEPC信息服務第12章RFID的應用實例教學要點：了解低頻RFID系統的應用了解高頻RFID系統的應用了解超高頻RFID系統的應用了解微波RFID系統的應用教學時數：2學時教學內容：低頻RFID系統的應用（0.5學時）超市管理系統動物識別管理系統高頻RFID系統的應用（0.5學時）門禁管理系統證件管理系統超高頻RFID系統的應用（0.5學時）圖書館管理系統智能倉儲管理系統微波RFID系統的應用（0.5學時）電子車牌系統ETC不停車收費系統實驗部分（一）基本要求學生在完成本課程的實驗題目，應該對ISO14443、ISO15693、ISO18000-6C等類別的RFID標簽和讀寫器有較為深刻的認識，能夠完成對RFID信息的基本操作，掌握EPC編碼的基本應用，并能初步進行基于RFID的應用系統的設計、實現。（二）實驗項目總表序號實驗項目名稱學時數項目類別項目類型1實驗環境了解2基礎必做2ISO15693中讀UID2基礎必做3讀、寫數據塊2基礎必做4鎖定數據塊2基礎必做5防沖撞協議原理2基礎必做6讀、寫標簽存儲空間2基礎必做7ISO14443基礎2基礎必做8ISOI4443應用4設計必做9EPC標簽讀、寫EPC號2基礎必做10UFH標簽讀、寫用戶數據塊2基礎必做11EPC編碼設計4設計必做12UHF標簽綜合應用4綜合必做13RFID綜合應用兼考核6綜合必做（三）實驗項目內容及要求實驗一：實驗環境了解實驗內容：學生實際接觸實驗箱，了解整個實驗系統的構成。包括MSP430微控制器、TRF7960高頻讀卡器、AS3991超高頻讀卡器、IAR軟件開發環境和VisualStudio軟件開發環境以及相關RFID標簽。實驗目的：通過本實驗使學生了解RFID的基本原理，熟悉實驗系統的基本使用，理解并掌握實驗過程中所用到的基本操作要求。實驗要求：了解MSP430的硬件資源和IAR編程調試工具，了解TRF7960高頻讀卡器的工作原理和硬件資源，了解AS3991的工作原理和硬件資源，了解VisualStudio編程開發環境，完成MSP430仿真其與TRF7969高頻讀卡器及微機的連接，完成AS3991讀卡器和UHF天線及微機的連接，完成相關驅動程序的安裝，完成通過串口觀察數據通信的過程。實驗器材：MSP430仿真器、TITRF7960高頻讀卡器、AS3391超高頻讀卡器、UHF天線各一個，微機一臺，0型USB線，MiniUSB線，讀卡器電源，上位機軟件及ISO14443、ISO156963、UHFEPC標簽若干張.實驗二：ISO15693中讀UID實驗內容：完成MSP430仿真器和TRF7960的連接，調用上位機軟件，觀察LOG窗口和RSSI窗口的內容，讀出ISO15693標簽的UID實驗目的：通過本實驗使學生了解RFID的基本原理，熟悉ISO15693標簽的基本特征以及協議規范，理解并掌握實驗過程中所用到的基本概念。通過使用開發系統的TI-TRF7960開發系統理解本節所用的的命令操作以及通訊機制。實驗要求：注意不同協議選擇，在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO156963標簽若干張.實驗三：ISO15693中讀、寫數據塊實驗內容：完成對ISO15693標簽數據塊的讀、寫操作實驗目的：通過本實驗使學生了解RFID的基本原理，熟悉ISO15693標簽的基本特征以及協議規范，理解并掌握實驗過程中所用到的基本概念。通過使用開發系統的TI-TRF7960開發系統理解本節所用的的命令操作以及通訊機制。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO156963標簽若干張.實驗四：ISO15693中鎖定數據塊實驗內容：完成鎖定AFI命令、鎖定DSFID命令、獲得數據安全命令和系統信息命令操作實驗目的：通過本實驗了解ISO15693標簽的存儲器結構，并熟練使用標簽存儲空間的鎖定命令。理解AFI、DSFID等相關概念。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO15693標簽若干張.實驗五：ISO15693中防沖撞協議原理實驗內容：重現RFID標簽沖撞情況，實現RFID標簽防沖撞。實驗目的：通過本實驗使學生了解RFID的防沖撞原理的實現方法，掌握時間槽、VICC四種狀態的含義以及狀態的切換規律。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO15693標簽若干張.實驗六：ISO15693中讀、寫標簽存儲空間實驗內容：完成對RFID標簽單個數據塊的讀、寫過程，完成對標簽多個數據塊的讀、寫過程。實驗目的：通過本實驗掌握ISO15693標簽的存儲器結構，并熟練使用標簽存儲空間的讀寫命令。理解AFI、DSFID等相關概念。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO15693標簽若干張.實驗七：ISO14443基礎實驗內容：完成ISO14443協議選定，實現ISO14443標簽尋卡等訪問過程實驗目的：理解ISO14443A、B標簽特點以及兩種標簽的異同，掌握ISO14443的重點概念以及命令。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO14443A/B標簽若干張.實驗八：ISO14443應用實驗內容：利用所學知識，利用ISO1443標簽完成門禁身份驗證系統的模擬開發實驗目的：掌握HFRFID標簽在實際工作的應用流程。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：TITRF7960讀卡器一個、usb連接線一條、電腦一臺、HFRFID實驗上位機軟件、ISO14443A/B標簽若干張，實驗室其它支撐環境.實驗九：EPC標簽讀、寫標簽EPC號實驗內容：完成UHF讀寫器和天線及微機連接，上位機軟件操作，讀、寫RFID標簽的EPC號實驗目的：理解UHFRFID的工作原理，并掌握其與HFRFID工作原理的異同點。掌握EPC標簽號的存儲區域以及結構特點。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：UHF讀卡器一個、UHF天線一個、USB連接線一條、9V電源適配器一個、電腦一臺、UHF實驗上位機軟件.實驗十：UHF標簽讀、寫用戶數據塊實驗內容：完成讀、寫UHF標簽的用戶數據塊實驗目的：理解UHFRFID的工作原理，掌握EPC標簽的用戶數據存儲區域以及操作命令訪問特點。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：UHF讀卡器一個、UHF天線一個、USB連接線一條、9V電源適配器一個、電腦一臺、UHF實驗上位機軟件.實驗十^一：EPC編碼設計實驗內容：自行設計一套EPC編碼并在EPC標簽上完成基于該編碼的模擬工作流程實驗目的：理解EPC編碼體系，進一步掌握UHFRFID標簽和EPC編碼。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：UHF讀卡器一個、UHF天線一個、USB連接線一條、9V電源適配器一個、電腦一臺、UHF實驗上位機軟件.實驗十二：UHF標簽綜合應用實驗內容：打開上位機軟件，分別完成超市、物流、門禁演示系統的應用實驗目的：通過本實驗使學生了解UHFRFID標簽的優點以及工程應用，并了解UHF應用開發的流程。實驗要求：在實驗過程中熟練掌握操作步驟，認真做好數據記錄與分析。實驗器材：UHF讀卡器一個、UHF天線一個、USB連接線一條、9V電源適配器一個、電腦一臺、UHF綜合應用實驗上位機軟件.實驗十三：RFID綜合應用兼考核實驗內容：參考實驗用上位機軟件，編寫一個基于RFID的功能較為完善的實用軟