1、自动识别技术分类

1.指纹识别
2.人脸识别
3.语音识别
4.一维码识别（存储信息少，时刻与数据库相连，尺寸大，损坏后信息无法恢复）
5.二维码识别（存储容量大，信息密度高，纠错能力强，支持加密）

2、RFID特点

1.非接触式的快速自动识别
2.永久存储一定量数据
3.进行简单逻辑处理
4.信号强度受距离影响
5.成本低，可大量布署

3、阅读器的功能

1.阅读器为标签工作提供能量
2阅读器和射频标签之间的通信
3.阅读器和应用层之间的通信
4.阅读器通信安全性保证功能
5.多阅读器的自组网功能
6.多天线的管理
7.中间件接口
8.连接外设

4、阅读器的分类

1.工作频率分：低频，高频，超高频，特高频
2.外观结构分：固定式，便携式，工业读写器
校园卡二代身份证 13.56mhz etc 5.8ghz

5、阅读器的组成

信号处理与控制模块，射频模块（电感耦合射频模块，电磁反向散射耦合型射频模块）

信号处理与控制模块主要功能

1.与上位机进行通信，并执行从上位机发来的命令
2.控制与射频标签的通信过程
3.信号的编码解码
4.执行防碰撞算法
5.对阅读器与标签之间传送的数据进行加密解密
6.进行阅读器和标签之间的身份验证.

射频模块主要功能

1.产生高频发送能量,激活射频标签并为其提供能量
2.对发送信号进行调剂,用于将数据传输给射频标签.
3.接收并解调来自射频标签的射频信号.

射频模块分类：

电感耦合型射频模块
1.该方式工作的射频标签是无源的
2.通过电感耦合给射频标签提供能量
3.阅读器向射频标签发送数据时，可以采同多种数字调制技术
4.标签向阅读器发送数据时.采用负载调制技术.
电磁反向散射耦合型射频模块
①类似于雷达工作原理
②为给标备供能,阅读器要不断的发送射频信号
③阅读器发送信号和标签返回信号
④区分超高频的射频模块(分为下面三个模块)
源模块:为发送通道和接受通道提供本地振荡器
发送模块:组成:混频器,线性放大器,前置放大器,功率放大器.阻抗变换网络
接受模块:组成:线性放大器.2个功分器,2个混频器

6、标签的功能

1、存储数据
2、非接触式读写
3、能量获取
4、安全加密
5、碰撞退让

7、标签的分类

（1）按照封装形式分：1卡片型2标签型3植入型4佩件形
（2）按照能量来源分:1有源2无源3半无源
（3）按工作频率分：1低频2高频2超高频
（4）按读写能力分：只读 读写

8、标签的组成

天线 性能：方向特性，天线放率，天线增益
芯片：
分为模拟前端：
1、为天线输入信号提供稳定电压
2、将天线输入检波得到数字信号
3、调制控制部件发送信号给天线
4、为控制模块提供时钟
控制部件：数据解码，数据校验，数据编码，加密解密，防碰撞，读写控制
存储部件：标签数据载体

9、标签唤醒电路

1、因为有源标签的工作能量来源于标签内部的电池.为延长有源标签的使用寿命.故需要标签唤酷电路
2、功能：仅当标签需要响应阅读器的命令时才被唤醒.而平时只需要很低的功耗来维持其睡眠状态.

10、RFID 的工作流程

1、终端控制阅读器发出查询命令
2、阅读器对查询命令进行编码和调制，并通过阅读器天线发送出去
3、阅读器天线将查询信号利用无线信道发送给标签.并被 rfid标签内嵌的微型天线接收
4、当某个 RFID 标签接收到的无线信号强度高于某一阀值.标签将被激活,并对阅读器信步进行解调和解调
5、根据阅读器的查询信号,标签生成带有特殊标志的返回信号，编码调制后返回给阅读器天线
6、阅读器端利用阅读器天线不断扫描识别区域，获得标签返回的标签符
7、阅读器对标签信号进行解调和解码工作.并将其解码信息传输给后台进一步处理.

11、阅读器信号的调利与复用

3种常见的调制方法:调幅( ask ),调领 (fsk),调相( psk )
阅读器作信号调制的原则：
1.保持能量供给
2.信号的同步
00k（on - off keying )通断键控：
1.可以利用二极管实现
2.出现能量不足的现象.无法给标签提供能量
3.可通过编码方法.改善能量供给问题.

12、链路预算

完成将传输数据成功从发送端传输到接收端所需要的能量.
分为：前向链路:阅读器-标签的通信 后向链路:标签-阅读器的通信
阅读器功率不超过1w
在理想情况下,是前向链路影响了通信距离,

13、路径损耗

在传输过程中,传输器实际发送能量和接收器实际接收到的能量之间的差异.
有效孔径：实际通过标签天线的电磁波面积

14、天线

分为:全向天线:角度广,某一方向的传播距离比定向短
定向天线 角度窄.某一方向的传播距离比全向长.

15、真实环境下的信号传输

多径效应:当有干扰时,接收端的信号往往不可预知.
应无障碍
自然环境中.地面反射十分严重（离地1米）

16、基于ALOHA的防冲突算法（存在饿死情况）

（1）纯ALOHA算法

内容：标签端如果收到确认信息，则不再继续发送标识符。否则，标签会随机等待一段时间后继续发送标识符。
特点：通道利用率较低，仅有18.4%，简单、易于实现，但是信道利用率较低，性能很差

（2）时隙ALOHA算法

内容：将时间分为若干个时隙，每个时隙的时间大于等于标签发送的时间。同时每个标签只能在时隙开始时发送信息，而不是任意时间。这样可以有效防止ALOHA冲突发生的概率
特点：信道利用率提高，为36.8%。

（3）基于帧的时隙ALOHA算法

（3种时隙：空时隙，单时隙，冲突时隙）
①在S-ALOHA的基础上，将多个时隙组织为一帧，阅读器以帧为单位进行识别。
②每一帧开始时，阅读器广播帧的长度，指明下一帧包含的时隙个数，同时激活识别区中所有标签。
③每个标签在收到帧长f之后，随机选择一个0~f-1的整数作为自己发送的时隙号。
④每个时隙开始后，如果当前标签的值为0则立即发送标识符，否则将目前数据减1不发送标识符。当标签发送标识符后，就进入到休眠状态
⑤如果当前帧的某个时隙中标签发生了冲突，则标签也不会再发送标识符，而是等到下一个帧在选择时隙发送
特点：帧的长度会影响识别效率。帧长度一般固定，帧长过小冲突概率会增加，帧长过大造成时隙的浪费。一般情况，帧长度（包含时隙数目）等于标签数目的时候算法能获得最佳识别性能(信道利用率为36.8%)。

17、基于二进树的防冲突算法（不存在饿死情况）

基本思想：按照差归方式将冲突的标签集合划分为两个子集，直到集合中只剩下一个标签为止。

（1）基于随机二进制树的防冲突算法

①每个标签维持一个计数器，初值为0
②时隙开始时，如果标签的计数器值为0 ，则立即发送标识符 ，否则不响应。被成功识别的标签将进入到沉默状态（不再发送标识符）直到被唤醒为止。
③每个时隙结束后，阅读器都会收到时隙状态（是否冲突），并将它发送给所有标签。
④如果冲突，则标签会从0,1中任意选一个将其加到计数器上。所有没有参与的标签的计数器直接加1。这样冲突标签集合分为两个，选择0的和选择1的。
⑤如果没有冲突，说明该时隙为空时隙或者单时隙。此时所有标签的计数器减1。

（2）基于查询二进制树的防冲突算法

每个时隙开始时，阅读器广播一个二进制前缀。
标签将这个二进制数与自己的标识符的前几位进行比较，如果相同则发送标识符。否则标签沉默。如果有冲突，则阅读器增加前缀的位数，重新查询。

18、Q算法

原理：阅读器检测到冲突时隙过多（或过短）或空闲时隙过多（帧过长）时都会提前结束帧，同时调长或调短下一帧。
用途：动态调整帧长

19、在EPC CIG2协议标准中有七种状态

就绪态： 标签准备好的状态，也就是阅读器进行查询之前的标签状态。处在就绪态的标签在收到阅读器的查询命令后会离开就绪态。标签会选择一个时隙作为发送时隙，如果选择0则标签从就绪态进入到回复态，否则进入仲裁态。
仲裁态：仲裁态中的标签是已经参加了此轮查询的标签，只不过其时隙未到，所以在仲裁态中等待。每过一个时隙，标签的计数器会自动减1，计数器值到达0的计数器会离开仲裁态进入到回复态。否则继续在仲裁态等待。
回复态：此时的标签进入到自己所选择的时隙中，开始准备发送标识符（EPC编码）。回复态中的标签首先向阅读器发送一个16bit的随机数RN16。阅读器正确收到RN16后，向标签回复ACK，标签收到ACK后才会发送自己的EPC，同时发出的还有PC码和CRC码。发送完成之后标签从回复态进入到确认态。
未能正确收到阅读器ASK的原因：标签发送RN16冲突；干扰信号影响RN16的传输；阅读器错误接收RN16的时间。）
确认态：确认态也是一个暂时状态，标签在确认态中等待阅读器下一步操作。如果标签未能接收到阅读器的命令，标签会自动回到仲裁态，收到命令进入开放态（无密码）或者安全态中（有密码且密码正确）
开放态：是标签能执行来自阅读器其他命令的一个状态。前提标签的执行不需要密码。处于开放态中的标签会一直处在等待命令状态直至阅读命令帮其退出此态或者没有能量维持。
安全态：中的标签可以接收阅读器的任何命令。如果标签的命令操作需要密码才能进行的话，那么阅读器发送命令需要发送一个句柄，若句柄正确，标签从确认态到安全态。
杀死态：一些标签在响应了阅读器的操作后会被杀死，进入到杀死态。
杀死是不可逆的过程，会永久性毁坏标签。

20、发射功率对系统性能的影响

功率对识别范围的影响：功率越大，识别区域相应的增大，但是新识别的标签不一定位于新增加的识别区域中，可能位于之前的识别区域中。
发射功率对单个标签的影响：功率小的时候能识别的标签，在功率增大的时候也一定能够被成功识别。

21、天线幅度角度对系统性能的影响

当辐射方向与标签垂直时，夹角为90°识别性能最佳
当标签绕自身的长轴旋转时，识别性能几乎不受影响

22、距离对系统性能的影响

随着天线与标签之间的距离增大，能够成功识别的标签比例下降，标签的识别性能下降。

23、密度对系统性能的影响

随着标签的部署密度越大，阅读器的有效识别区越小，反之有效识别区越大，可以通过增加标签与地面之间的距离来减弱多径效应的影响。

24、影响标签识别时间的因素

（1）阅读器的发射功率(2)天线幅射角度（3）天线与标签的距离
（影响识别标签个数从而影响识别时间）

25、调整帧长的方法

预估下一帧

26、基于二进制树的防冲突算法研穷拓展

智能遍历机制(STT)
优化基于查询树结构的标签识别过程
快速识别机制
针对3种不同的时隙如何移动，(发生冲突时隙时，发生空时隙，单时隙)
①发生冲突时隙:
STT采用更长的前缀继续遍历(STT:深度优先的先序遍历机制）
② 发生空时隙:
表示当前的查询路径处于较低层，需要回溯，减短阅读器广播的前缀
此时STT不采用基本查询机制的先序遍历机制，而是仅仅向上移动一层(前缀长度-1) ,避免回溯太多导致冲突。
③发生单时隙:
STT则预测下一个单时隙也在查询树的同一层，此时，STT按照宽度优先的方式遍历其他节点，访问当前节点的右节点

27、大规模标签中查找丢失的标签.

①基准协议

功能:排除传输过程中标签之间的冲突，并减少标签返回时发送的比特数。
内容:
阅读器————————＞标签
①每次发送一个标签的ID
②标签存在，则返回一个较短的响应( short Response)；
不存在，则阅读器接收不到响应(通过响应的标签就可以确定丢失的标签）

②两阶段协议TPP

功能:极大地减少了需要传输的标签的ID数
分成两个阶投: 帧阶段和轮询阶段
①帧阶段:利用基于帧的时隙ALOHA协议来获得标签的响应
②轮询阶段:执行基准协议来确认那些在帧阶投映射到冲突时隙的标签

③带标签移除机制的两阶段协议.TPP/TR

使用了标签移除机制进一步提高了协议的性能。
①在帧阶段:先像TPP那样计算标签映射到对应时隙的情况，对于k- collision时隙( k个标签映射到同一个时隙)，阅读器随机地移除k-1个标签，让当前的时隙变成单时隙。
②对于被移除的那些标签则将会在下一阶段(轮询阶段）来确认其是否存在

④冲突敏感的标签移除三阶段协议,TPP/CSTR

(利用冲突敏感的标至移除机制，来识别当前存在的以及丢失的标签）
三个阶段:
①第一个轮询阶段:根据标签的ID计算标签对应的时隙，对于k- collision时隙(k≥2)，阅读器随机地移除其中的K-2个标签，让这些冲突时隙变为2- collision(只有2个标签映射到该时隙)，对于被移除的标签，将在该阶段被确认是否存在，存在的标签发送一个短的响应给阅读器
②帧阶段:标签发送一个长的响应给阅读器(用于区别单时隙和冲突时隙)
若期望的是单时隙，却收到空时隙，则对应标签丢失；
若期望的是冲突时隙，却收到空时隙，则对应2个标签丢失
若期望的是冲突时隙，却收到单时隙，则进入第2个轮询阶段
③第二个轮询阶段:阅读器依次广播这2个ID.确认其对应的标签是否存在

⑤无需传输ID的迭代协议 (IIP)

使用概率的方法解决冲突时隙，不需要传输任何的ID信息
IIp协议去除了上述四个协议中的轮询过程，而通过重复执行帧阶段来确认丢失标签

28、RFLD定位技术:

①TOA(基于时间的三角定位)

①每个阅读器天线分别读取一次标应，采集读取过程的时间，确定自身与标签的距离
②通过距离的确定，画出每个天线测定的相对自身的标签可能所在的位置，这样每个天线作为圆心可以画一个圆。
③三个天线确定的三个圆的相交区域就是标签的位置。
特点:该方法依赖距离的计算，精确度较低

②TDOA (基于时间差的三角定位)

(适用于空间比较大的室外场合)
①每个阅读器天线分别读取一次标签，采集读取过程的时间，确定自身与标签的距离
②基点集中，两两选取一对天线，从而算出到达时间差
③依据天线基点的位置及时间差，画出曲线，曲线相交的位置就是标签的位置

③基于天线角度的三角定位(AOA)

①每个天线读取标签，测出标签与天线的角度信息
②获取所有的角度信息后，依据信息及基点的位置，可以计算出标签的传播途径
③多条传播途径相交的位置即为目标标签的估算位置
特点:精确度较高，但是价格相对较高.

④基于参考标签的定位

①每个天线读取所有参考标签，构成所有参考标签的指纹数据
②每个天线扫描目标标签，构成目标标签的指纹数据
③对比两种指纹数据，估算出离目标标签最近的若干参考标签.
用邻近的参考标签(加权平均计算后)来估算目标标签的位置

⑤基于空间指纹的定位

①获取场景中每个位置的指纹信息
②每个天线扫描目标标签，构成目标标签的指纹数据
③对比目标标签与指纹数据库中的信息。获得相近的一个或若干个指纹，据此获得目标标签的估算位置