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RFID手冊-無線智慧卡與識別卡之基礎與應用

RFID手冊-無線智慧卡與識別卡之基礎與應用

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內容簡介

  隨著電子技術的發展和製造技術水準的提高,採用無線電和雷達技術實現的射頻識別(RFID)技術發展迅速,在眾多產業裡皆有廣泛應用。但由於自動識別技術為一門獨立的跨學科專業技術,它結合了射頻技術、半導體技術、資料保護、通信技術和其他應用技術…等諸多專業領域技術。而本書主要介紹射頻識別技術的工作原理、系統的特徵、物理基礎、國際標準與規範、編碼和調變、資料的完整性與安全性、讀取器與應答器的結構和製造;本書列舉了訂票、商業、圖書館…等方面的應用範例,使讀者可以藉由應用實例快速上手。本書適用於從事射頻識別技術的工程技術人員和有興趣的人士使用。

本書特色

1 . 本書英文版現已發行至第三版,並已被譯成多國語言發行。
2 . 本書以深入簡出的方式來使讀者對於自動識別技術有更深刻的了解。
3 . 本書列舉了交通、商業、圖書館、工業自動化等方面的應用實例,使讀者可以藉由應用實例快速上手。

 

目錄

第1章 導 論

1-1 自動識別系統 1-2
1.1.1 條碼系統 1-2
1.1.2 光學符號識別 1-3
1.1.3 生物識別 1-4
1.1.3.1  語音識別 1-4
1.1.3.2  指紋法(指紋辨識法) 1-4
1.1.4 IC卡 1-4
1.1.4.1  記憶卡 1-5
1.1.4.2  微處理器卡 1-5
1.1.5 射頻識別(RFID)系統 1-6
1.2 各種識別系統的比較 1-6
1.3 射頻識別(RFID)系統的組成 1-7

第2章 射頻識別(RFID) 系統的區別特徵

2.1 基本區別特徵 2-1
2.2 應答器的構造形式 2-4
2.2.1 盤形和硬幣形 2-4
2.2.2 玻璃外殼 2-4
2.2.3 塑膠外殼 2-5
2.2.4 工具和氣瓶的識別 2-6
2.2.5 鑰匙和鑰匙扣 2-7
2.2.6 手錶式 2-7
2.2.7 ID–1型非接觸式IC卡 2-8
2.2.8 智慧型標籤 2-9
2.2.9 單晶片線圈 2-10
2.2.10 其他的結構形式 2-11
2.3 頻率、作用距離和耦合 2-11
2.4 應答器中的資訊處理 2-12
2.5 射頻識別(RFID)系統的選擇準則 2-14
2.5.1  工作頻率 2-15
2.5.2  作用距離 2-15
2.5.3  可靠性要求 2-16
2.5.4  記憶體容量 2-17

第3章 基本作用原理

3.1 1位元應答器 3-2
3.1.1 射頻 3-2
3.1.2 微波 3-5
3.1.3 除頻器 3-6
3.1.4 電磁式 3-7
3.1.5 聲磁式 3-9
3.2 全雙工和半雙工 3-11
3.2.1 電感耦合 3-12
3.2.1.1 無源應答器的供電 3-12
3.2.1.2 應答器至讀取器的資料傳輸 3-14
3.2.2  電磁逆向散射耦合 3-17
3.2.2.1 應答器的供電 3-17
3.2.2.2 應答器至讀取器的資料傳輸 3-19
3.2.3  強耦合 3-19
3.2.3.1 應答器的供電 3-19
3.2.3.2 應答器至讀取器的資料傳輸 3-20
3.2.3.3 讀取器至應答器的資料傳輸 3-21
3.2.4  電耦合 3-21
3.2.4.1 無源應答器的供電 3-21
3.2.4.2 應答器至讀取器的資料傳輸 3-23
3.3 時序法 3-23
3.3.1  電感耦合 3-23
3.3.1.1 應答器的供電 3-23
3.3.1.2 全雙工、半雙工和時序系統的比較 3-24
3.3.1.3 應答器至讀取器的資料傳輸 3-25
3.3.2  表面聲波應答器 3-26

第4章 射頻識別系統的物理基礎

4.1 磁場 4-2
4.1.1  磁場強度H 4-2
4.1.1.1 導體迴路中的磁場強度曲線H(x) 4-3
4.1.1.2 最佳天線直徑 4-5
4.1.2  磁通量和磁通量密度 4-6
4.1.3  電感L 4-7
4.1.3.1 導體迴路的電感 4-7
4.1.4  互感M 4-8
4.1.5  耦合因數k 4-9
4.1.6  感應定律 4-11
4.1.7  諧振 4-13
4.1.8  應答器的實際工作 4-17
4.1.8.1 應答器的供電 4-17
4.1.8.2 電壓調節 4-17
4.1.9  動作磁場強度Hmin 4-19
4.1.9.1 應答器系統的“能量作用範圍” 4-21
4.1.9.2 讀取器的作用範圍 4-22
4.1.10 應答器–讀取器系統 4-24
4.1.10.1 應答器的複數變換阻抗Z¢T 4-25
4.1.10.2 影響Z¢T的變數 4-28
4.1.10.3 負載調變 4-34
4.1.11 系統參數的測量 4-40
4.1.11.1 耦合因數k的測量 4-40
4.1.11.2 應答器諧振頻率的測量 4-41
4.1.12 磁性材料 4-43
4.1.12.1 磁性材料和陶鐵磁體的性質 4-43
4.1.12.2 低頻應答器內的陶鐵磁體天線 4-44
4.1.12.3 金屬周圍的陶鐵磁體遮罩 4-45
4.1.12.4 金屬中的應答器構造 4-45
4.2 電磁波 4-47
4.2.1 電磁波的產生 4-47
4.2.1.1 導電迴路從近場向遠場的過渡 4-48
4.2.2 輻射功率密度(坡印廷向量)S 4-49
4.2.3 特徵波阻抗和電場強度E 4-49
4.2.4 電磁波的極化 4-50
4.2.4.1 電磁波的反射 4-51
4.2.5 天線 4-53
4.2.5.1 增益與方向性 4-53
4.2.5.2 EIRP和ERP 4-4-54
4.2.5.3 輸入阻抗 4-54
4.2.5.4 有效面積和反射橫截面 4-55
4.2.5.5 有效長度 4-58
4.2.5.6 偶極天線 4-58
4.2.5.7 Yagi-Uda天線 4-60
4.2.5.8 片狀或微帶天線 4-61
4.2.5.9 槽孔天線 4-63
4.2.6 微波應答器的實際工作 4-63
4.2.6.1 應答器的等效電路圖 4-64
4.2.6.2 無源應答器的供電 4-65
4.2.6.3 有源應答器的供電 4-72
4.2.6.4 反射與抵消 4-72
4.2.6.5 應答器的動作靈敏度 4-4-73
4.2.6.6 調變的逆向散射 4-73
4.2.6.7 讀取器作用範圍 4-4-75
4.3  表面聲波 4-78
4.3.1 表面聲波的形成 4-78
4.3.2 表面聲波的反射 4-80
4.3.3 表面聲波應答器的功能圖示 4-80
4.3.4 感測器效應 4-83
4.3.4.1 反射延遲線 4-84
4.3.4.2 諧振感測器 4-85
4.3.4.3 阻抗感測器 4-86
4.3.5  切換感測器 4-87

第5章 頻率範圍和無線電執照法規

5.1 使用的頻率範圍 5-1
5.1.1 頻率範圍9 ~ 135kHz 5-2
5.1.2 頻率範圍6.78MHz 5-4
5.1.3 頻率範圍13.56MHz 5-5
5.1.4 頻率範圍27.125MHz 5-5
5.1.5 頻率範圍40.680MHz 5-5
5.1.6 頻率範圍433.920MHz 5-5
5.1.7 頻率範圍869.0MHz 5-6
5.1.8 頻率範圍915.0MHz 5-6
5.1.9 頻率範圍2.45GHz 5-6
5.1.10 頻率範圍5.8GHz 5-6
5.1.11 頻率範圍24.125GHz 5-7
5.1.12 電感耦合式射頻識別系統的頻率選擇 5-7
5.2 歐洲的執照法規 5-9
5.2.1 CEPT/ERC REC 70-03(歐洲郵政、電信會議/電子研究中心) 5-9
5.2.1.1 附錄1:非特殊型的短距離設備 5-10
5.2.1.2 附錄4:鐵路應用 5-11
5.2.1.3 附錄5:公路運輸與流量遙測 5-12
5.2.1.4 附錄9:電感式應用 5-12
5.2.1.5 附錄11:射頻識別系統應用 5-12
5.2.1.6 頻率範圍868MHz 5-13
5.2.2 EN 300330:9kHz ~ 25MHz 5-13
5.2.2.1 載波功率——磁場強度發射器的極限值 5-14
5.2.2.2 混附發射 5-15
5.2.3 EN 300220-1,EN 300220-2 5-16
5.2.4 EN 300440 5-16
5.3   歐洲的國家執照法規 5-17
5.3.1 德國 5-18
5.4 國家執照法規 5-20
5.4.1 美國 5-20
5.4.2 未來的發展:美國—日本—歐洲 5-21

第6章 編碼與調變

6.1 基頻中的編5-碼 6-2
6.2 數位調變法 6-4
6.2.1 振幅鍵控(ASK) 6-5
6.2.2 2-FSK(頻移鍵控) 6-7
6.2.3 2-PSK(相移鍵控) 6-8
6.2.4 使用副載波的調變法 6-8

第7章 資料的完整性l

7.1 檢和法 7-1
7.1.1 同位檢查 7-1
7.1.2 縱向冗餘檢查(LRC)法 7-2
7.1.3 循環冗餘檢查(CRC)法 7-3
7.2 多重存取法——衝突防止 7-5
7.2.1 空間分割多重存取(SDMA)法 7-7
7.2.2 頻域多重存取(FDMA)法 7-8
7.2.3 時域多重存取(TDMA)法 7-9
7.2.4 衝突防止舉例 7-10
7.2.4.1 ALOHA法 7-10
7.2.4.2 時槽ALOHA法 7-13
7.2.4.3 二進位搜尋演算法 7-15

第8章 資料的安全性

8.1 互相對稱的鑒別 8-2
8.2 運用衍生密鑰的鑒別 8-3
8.3 加密的資料傳輸 8-4
8.3.1 資料流密碼 8-5

第9章 標準化

9.1 動物識別 9-1
9.1.1 國際標準ISO 11784——編碼結構 9-2
9.1.2 國際標準ISO 11785——技術概念 9-2
9.1.2.1 需求 9-2
9.1.2.2 全雙工/半雙工系統 9-4
9.1.2.3 時序系統 9-4
9.1.3 ISO 14223——增強型應答器 9-4
9.1.3.1 第1部分:空氣介面 9-5
9.1.3.2 第2部分:編碼與指令結構 9-7
9.2 非接觸式IC卡 9-8
9.2.1 國際標準ISO 10536——強耦合IC卡 9-8
9.2.1.1 第1部分:物理特性 9-9
9.2.1.2 第2部分:耦合區的尺寸和位置 9-9
9.2.1.3 第3部分:電信號和重置法 9-9
9.2.1.4 第4部分:重置應答和傳輸協定 9-11
9.2.2 國際標準ISO 14443——近耦合IC卡 9-11
9.2.2.1 第1部分:物理特性 9-11
9.2.2.2 第2部分:射頻介面 9-11
9.2.2.3 第3部分:初始化與衝突防止 9-15
9.2.2.4 第4部分:傳輸協定 9-21
9.2.3 國際標準ISO 15693——鄰耦合IC卡(VICC) 9-25
9.2.3.1 第1部分:物理特性 9-25
9.2.3.2 第2部分:空氣介面與初始化 9-25
9.2.4 國際標準ISO 10373——識別卡的測試方法 9-29
9.2.4.1 第4部分:強耦合IC卡的測試方法 9-30
9.2.4.2 第6部分:近耦合IC卡的測試方法 9-30
9.2.4.3 第7部分:鄰耦合IC卡的測試方法 9-33
9.3 德國工業標準/國際標準DIN/ISO 69873 ——工具和夾具用的資料載體 9-33
9.4 國際標準ISO 10374——貨櫃識別 9-33
9.5 德國工程師協會規範VDI 4470——貨物防盜系統 9-35
9.5.1 第1部分:安檢門系統的檢查規範 9-35
9.5.1.1 誤警率的測定 9-35
9.5.1.2 檢出率的測定 9-35
9.5.1.3 規範VDI 4470中的表格 9-36
9.5.2 第2部分:去啟動設備的檢查規範 9-36
9.6 物件管理 9-37
9.6.1 國際標準ISO 18000系列 9-37
9.6.2 全球標籤初始化 9-37
9.6.2.1 全球標籤傳輸層(實體層) 9-39
9.6.2.2 全球標籤通信和應用層 9-39

第10章 電子資料載體的架構

10.1 具有儲存功能的應答器 10-1
10.1.1 高頻介面 10-2
10.1.1.1 線路舉例:用副載波的負載調變 10-3
10.1.1.2 線路舉例:符合國際標準ISO 14443應答器的高頻介面 10-4
10.1.2 位址和安全邏輯 10-6
10.1.2.1 狀態機 10-7
10.1.3 記憶體架構 10-8
10.1.3.1 唯讀應答器 10-8
10.1.3.2 可寫入式應答器 10-9
10.1.3.3 具有密碼功能的應答器 10-9
10.1.3.4 分段式記憶體 10-11
10.1.3.5 MIFARE?——應用指南 10-13
10.1.3.6 雙埠EEPROM 10-15
10.2 微處理器 10-17
10.2.1 雙介面卡 10-19
10.2.1.1 MIFARE?增強型 10-20
10.2.1.2 雙介面卡的最新概念 10-21
10.3 記憶體技術 10-23
10.3.1 RAM 10-23
10.3.2 EEPROM 10-24
10.3.3 FRAM 10-25
10.3.4 FRAM和EEPROM的性能比較 10-26
10.4 物理參數的測量 10-27
10.4.1 具有感測器功能的應答器 10-27
10.4.2 用微波應答器進行的測量 10-28
10.4.3 表面波應答器的感測器效應 10-29

第11章 讀取器

11.1 應用系統中的資料流程 11-1
11.2 讀取器的組成 11-2
11.2.1 高頻介面 11-3
11.2.1.1 電感耦合系統(FDX/HDX) 11-4
11.2.1.2 微波系統(HDX) 11-5
11.2.1.3 時序系統(SEQ) 11-6
11.2.1.4 用於SAW(表面聲波)應答器的微波系統 11-6
11.2.2 控制單元 11-7
11.3 低成本的IC卡讀取器U2270B 11-9
11.4 電感耦合系統的天線連接 11-11
11.4.1 供電電路 11-11
11.4.2 透過同軸電纜供電 11-13
11.4.3 品質因數Q的影響 11-16
11.5 讀取器的設計 11-17
11.5.1 OEM讀取器 11-17
11.5.2 工業用讀取器 11-18
11.5.3 攜帶型讀取器 11-18

第12章 應答器和非接觸式 IC卡的製造

12.1 玻璃和塑膠應答器 12-1
12.1.1 模組製造 12-2
12.1.2 應答器半成品 12-3
12.1.3 成品 12-3
12.2 非接觸式IC卡 12-4
12.2.1 線圈製造 12-4
12.2.1.1 繞製技術 12-4
12.2.1.2 佈線技術 12-5
12.2.1.3 網印技術 12-6
12.2.1.4 蝕刻技術 12-7
12.2.2 連接技術 12-8
12.2.3 層壓程序 12-9

第13章 應用實例

13.1 非接觸式IC卡 13-1
13.2 公共交通 13-3
13.2.1 狀況 13-3
13.2.2 要求 13-4
13.2.2.1  交易時間 13-4
13.2.2.2  天氣適應性,使用壽命,操作便利性 13-4
13.2.3 用射頻識別系統的優點 13-5
13.2.4 電子車票的收費模式 13-6
13.2.5 市場潛力 13-7
13.2.6 專案實例 13-7
13.2.6.1  韓國:首爾 13-7
13.2.6.2  德國:呂內堡,奧爾登堡 13-9
13.2.6.3  歐盟的“ICARE”和“CALYPSO”專案 13-10
13.3 票務應用 13-12
13.3.1 漢莎航空公司的Miles & More卡 13-12
13.3.2 訂滑雪票 13-14
13.4 門禁控制 13-15
13.4.1 線上系統 13-15
13.4.2 離線系統 13-16
13.4.3 應答器系統 13-18
13.5 交通系統 13-18
13.5.1 Eurobalise S21 13-18
13.5.2 國際貨櫃運輸 13-20
13.6 動物識別 13-21
13.6.1 牛的飼養 13-21
13.6.2 信鴿競賽 13-26
13.7 電子閉鎖防盜裝置 13-27
13.7.1 閉鎖防盜裝置的功能 13-28
13.7.1.1  檢查單獨的序號 13-29
13.7.1.2  變換編碼方法(滾動編碼) 13-29
13.7.1.3  利用固定密鑰的加密法(確證身份) 13-29
13.7.2  成功的故事 13-30
13.7.3 未來展望 13-31
13.8 容器識別 13-31
13.8.1 氣瓶和化學容器 13-31
13.8.2 垃圾清除 13-33
13.9 體育活動 13-34
13.10 工業自動化 13-36
13.10.1  工具識別 13-36
13.10.2  工業化生產 13-38
13.10.2.1 集中控制 13-39
13.10.2.2 分散控制 13-40
13.10.2.3 使用射頻識別系統的好處 13-41
13.10.2.4 射頻識別系統的選擇 13-42
13.10.2.5 專案實例 13-43
13.11 醫學應用 13-45

第14章 附 錄

14.1 聯繫地址、協會和雜誌 14-1
14.1.1 工業協會 14-1
14.1.2 專業雜誌 14-3
14.1.3 射頻識別系統的網址 14-5
14.2 相關的標準和規範 14-6
14.2.1 標準及規範的獲取來源 14-12
14.3 參考文獻 14-13
14.4 印刷電路板佈線 14-26
14.4.1 符合ISO 14443標準的測試卡 14-26
14.4.2 場產生器線圈 14-29

 

詳細資料

  • ISBN:9789572157169
  • 規格:平裝 / 146頁 / 16k / 19 x 26 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

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