“中国制造2025”出版工程--射频识别系统设计及智能制造应用

本书主要介绍射频识别系统的系统构成和组网的工作机制，论述了射频识别物联网新的组网技术和所面临的安全性问题。围绕射频识别核心特征和能力，给出了射频识别在工业生产智能化方面的应用。本书将射频识别的实时性、可视化、可溯源三大技术特征贯彻始终，循序渐进的将射频识别技术从器件、到组网技术再到智能生产应用案例，逻辑清晰，技术全面，通俗易懂，案例新颖，具有很强的实操性。

任春年，青岛科技大学信息学院，青岛正扬物联信息科技公司技术研发，副教授，自2011年以来，承担射频识别、EPC编码、电磁场理论、微波技术与天线等课程的教学研究工作，对射频识别的技术实现和新技术比较了解。在教学同时也积极参与物联网技术应用和开发工作，对产业的发展脉络有较为清晰的认知。2013年与国网电力研究院合作完成了“基于RFID的档案管理装置”，2015年与青岛韦天信息科技公司合作开发了“基于射频识别的电视流水线分拣装置”。2016年筹备和组建了青岛正扬物联信息科技公司，成为公司的技术总工，负责研发射频识别和传感器网络相关的项目，累计完成地下管线标记设备、智慧农业系统的研发，负责制定公司内部的设计标准和施工标准。第二作者（同为一作）编写物联网EPC编码一书，参与编写物联网和通信相关教材三部。

本书主要围绕射频识别技术及其智能制造应用展开,内容涵盖射频识别的系统组成及服务、硬件设计、高频电路信号分析、天线设计与调制、网络安全及网络技术、射频识别与智能制造应用、射频识别在智慧物流和智慧仓储中的应用等。从器件到组网技术,再到智能生产应用案例,逐步深入地介绍射频识别技术,很好地体现了射频识别的实时性、可视化、可溯源三大技术特征。本书内容全面,结构清晰,案例新颖,具有很强的实操性。 本书可作为从事物联网开发和智能工业应用的工程研发人员(包括物联网系统架构师)的参考书,也可作为高等院校物联网工程类、通信电子类、计算机类、自动化工程类本科生和研究生的教材。

第1章概述/1
1.1射频识别技术/1
1.1.1射频识别技术的发展/3
1.1.2射频识别技术在物联网中的应用/4
1.2智能制造/7
1.2.1智能制造的概念/7
1.2.2智能制造的意义/9
1.2.3智能制造的发展/10
1.2.4中国制造2025与中国智造/11
1.2.5RFID在智能制造中的应用/12
1.3智能制造与射频识别的关系/13
参考文献/14

第2章射频识别系统组成/16
2.1射频识别系统概述/16
2.1.1产品电子代码与射频识别技术/17
2.1.2射频识别系统的特点/20
2.1.3射频识别系统的工作流程/21
2.2射频识别系统的主要组成/22
2.3产品电子代码标准化/26
2.3.1EPCglobal网络设计的目标/27
2.3.2EPCglobal服务范围/27
2.3.3EPCglobal协议体系/28
2.4EPCglobalRFID实体单元及其主要功能/36
2.5RFID物联网的应用与价值/38
参考文献/39

第3章物联网中的射频识别服务/40
3.1对象名称服务器/40
3.1.1ONS系统架构/40
3.1.2ONS解析服务的分类/41
3.1.3ONS的网络工作原理/43
3.2产品电子代码信息服务器/59
3.2.1EPCIS与GS1之间的关系/60
3.2.2EPCglobal信息服务EPCIS规范/62
3.3EPCIS系统设计示例/68
3.3.1数据库设计/68
3.3.2EPCIS的文件目录/69
3.3.3EPCIS的系统流程/70
3.3.4EPCIS中Web服务技术/72
参考文献/73

第4章射频识别的硬件设计/75
4.1射频电路设计基础/75
4.1.1射频与频段/76
4.1.2射频电路的一般结构/79
4.2无源器件的射频特性/80
4.3射频识别中的滤波器设计/85
4.3.1滤波器的基本结构和参数/86
4.3.2无源滤波器的设计/89
4.3.3有源滤波器的设计/97
参考文献/100

第5章射频电路中的高频电路信号分析/101
5.1射频电路的基本理论/101
5.1.1小信号模型分析法/101
5.1.2基尔霍夫电压回路定律/106
5.1.3射频振荡电路基本理论/106
5.1.4反馈振荡器设计/109
5.1.5高频振荡器/112
5.2混频器/113
5.2.1混频器的原理/113
5.2.2混频器的性能指标/113
5.2.3混频器的分类/116
参考文献/116

第6章射频识别系统的天线设计与调制/118
6.1天线理论基础与天线设计/118
6.1.1传输线基础知识/119
6.1.2基本振子的辐射/120
6.1.3天线的电参数/122
6.1.4天线阵的方向性/126
6.2RFID系统中的通信调制方式/127
6.2.1电子标签通信过程中的编码与调制/127
6.2.2射频识别系统的通信调制方式/135
6.2.3反射式射频识别系统的通信方式/137
6.3电子标签及标准概述/138
6.3.1电子标签/138
6.3.2电子标签相关标准/148
参考文献/154

第7章射频识别物联网的网络安全/157
7.1物联网所面临的安全问题/158
7.2端管云架构下的安全机制/160
7.2.1终端感知层的安全/161
7.2.2网络安全/165
7.2.3云端安全/167
7.3下一代物联网安全方案/168
7.3.1物联网安全面临的问题/169
7.3.2物联网安全架构/171
7.4物联网中RFID的安全技术/172
7.4.1物联网中RFID面临的安全问题/172
7.4.2物联网RFID中潜在的攻击目标/173
7.4.3攻击方法/175
7.4.4电子标签的数据安全技术/178
参考文献/179

第8章射频识别网络技术/181
8.15G通信/181
8.1.15G通信的应用/182
8.1.25G通信的关键技术/183
8.2MQTT协议/193
8.3NB-IoT和LoRa长距离通信/196
8.3.1NB-IoT通信/196
8.3.2LoRa长距离通信/198
参考文献/201

第9章射频识别与智能制造应用/203
9.1智能制造/203
9.1.1智能制造背景和意义/203
9.1.2智能制造到工业4.0发展历程/204
9.2智能制造系统/206
9.3智慧工厂/208
9.3.1智慧工厂的架构/208
9.3.2智慧工厂发展重点环节/210
9.4射频识别在智能制造中的应用/212
9.4.1射频识别在汽车生产领域的应用/215
9.4.2射频识别技术在生产车间智能刀具管理中的应用/217
参考文献/221

第10章射频识别在智慧物流和智慧仓储中的应用/222
10.1射频识别与智慧物流/223
10.2射频识别与智慧仓储/225
参考文献/230