RFID Design Principles (Artech House Microwave Library) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Artech House Publishers

作者:Harvey Lehpamer

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2007-12-31

价格:USD 99.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781596931947

丛书系列:

图书标签:

• RFID
• 11
• RFID
• 射频识别
• 设计
• 微波技术
• 电子工程
• 通信系统
• 嵌入式系统
• 天线
• 电路设计
• Artech House

无线射频识别（RFID）系统从基础到应用的全面指南 图书名称：RFID 系统设计与实现：从理论建模到商业部署 本书概述 本书旨在为工程师、研究人员和技术管理者提供一个全面、深入且实用的指南，涵盖现代无线射频识别（RFID）系统的设计、实现、优化和商业部署的各个方面。不同于侧重于特定硬件或单一频段的传统书籍，本书建立了一个基于物理学原理和系统工程方法的统一框架，用以理解和开发基于超高频（UHF）、高频（HF）乃至低频（LF）的RFID解决方案。 我们将聚焦于系统的性能建模、信道特性分析、标签与阅读器接口优化，以及面向特定行业应用的集成策略。本书的叙述方式强调工程实践与理论推导的结合，确保读者不仅掌握“如何做”，更能理解“为什么这样做”背后的科学依据。 第一部分：RFID物理基础与电磁波传播 本部分奠定了理解RFID系统性能的理论基石。 第一章：电磁波与近场/远场耦合 详细阐述了电磁波在不同距离下与目标物体（标签和阅读器天线）的相互作用机制。引入了麦克斯韦方程组在RFID环境下的简化形式，重点分析了近场（耦合区）和远场（辐射区）的电磁场分布。深入探讨了感应耦合（主要针对HF/LF）和反向散射耦合（主要针对UHF）的物理机制差异，以及这对系统设计的影响。内容包括：阻抗匹配理论在近场耦合中的关键作用，以及远场通信中欧姆定律、菲涅耳波带理论在链路预算计算中的应用。 第二章：系统噪声、干扰与信道建模 RFID系统运行在一个充满电磁噪声的环境中。本章致力于量化这些不利因素。我们将详细讨论环境噪声源（如工业噪声、其他无线设备）对接收信号的影响，并引入信噪比（SNR）和误码率（BER）作为关键性能指标。重点内容包括：多径效应在室内和复杂环境下对信号反向散射特性的影响，以及如何建立适用于不同频段（特别是UHF的Rician或Rayleigh衰落模型）的信道衰减模型。此外，还将探讨标签的反射系数随入射角和极化的变化规律，这是理解标签性能不稳定性的关键。 第三章：天线理论与系统集成 天线是RFID系统的“眼睛”和“耳朵”。本章深入探讨了RFID应用中所需的天线设计原理。内容涵盖：偶极子天线、贴片天线和环形天线的理论设计与辐射特性分析。重点关注极化匹配（线性、圆极化）在提高读取率中的作用，以及如何通过天线设计来最小化近场耦合中的耦合损耗因子。此外，还将分析多天线阵列（MIMO/波束成形）在提高阅读器覆盖范围和抗干扰能力方面的潜力，及其在实际部署中的挑战。 第二部分：标签与阅读器设计原理 本部分侧重于系统的核心硬件组件及其接口技术。 第四章：标签的架构与关键电路设计 详细剖析了无源RFID标签的结构，包括天线与芯片接口、整流升压电路和通信调制解调模块。重点分析了电压阈值、整流效率和电荷积累过程对标签激活门槛的影响。针对不同频段，阐述了负载调制技术（UHF）和电感耦合机制（HF/LF）的实现细节。本章还将探讨标签的存储器架构、数据编码（如EPC Gen2标准）和安全特性的底层实现。 第五章：阅读器前端硬件与信号处理 本章聚焦于阅读器的接收和发射路径。讨论了射频前端（RFFE）的组成，包括高性能功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）和混频器的设计要求。深入分析连续波（CW）和调频（FM）信号的发射技术，以及在接收端如何实现高灵敏度的信号捕获。关键技术包括：高精度频率合成、数字下变频（DUC）和基带信号处理，以确保在存在强大直读信号（Reader Interference）的情况下仍能可靠地解调标签的微弱反向散射信号。 第六章：多标签识别与防冲突算法 在实际应用中，RFID系统必须同时读取多个标签。本章详述了反冲突协议的理论基础和工程实现。深入分析时分多址（TDMA）的基础，重点研究基于树形遍历和概率竞争的算法（如EPC Gen2标准中的算法）。本章还讨论了优化算法的性能，例如如何通过调整随机退避时间和尝试次数来平衡读取速率和系统开销。 第三部分：系统性能建模与优化 本部分将理论与工程实践相结合，侧重于系统级性能的量化与提升。 第七章：RFID系统链路预算与性能指标 建立一个统一的RFID系统链路预算模型，涵盖阅读器发射功率、天线增益、标签的有效辐射功率（EIRP）、信道衰减、以及标签的接收灵敏度。推导最大读取距离的理论极限，并探讨如何通过优化标签的阻抗匹配因子（Tag Reflection Factor）来实际提升读取范围。详细阐述了读取率（Read Rate）、识别准确率（Identification Accuracy）和干扰容忍度等关键业务指标的计算方法。 第八章：标签与环境的相互作用分析 标签的性能高度依赖于其部署环境。本章专门分析材料对RFID性能的影响。重点研究水、金属、特定介质（如液体、生物组织）如何改变标签天线的等效阻抗和辐射模式。提供材料兼容性测试的工程方法，以及如何利用介电常数和磁导率模型来预测标签在不同介质中的性能下降，并据此指导标签选型和部署位置优化。 第九章：射频干扰管理与抗扰度设计 RFID系统在工业和商业环境中常常面临严重的射频干扰。本章详细分析源自阅读器（自干扰）、其他阅读器（相邻信道干扰）和环境噪声的三大类干扰。介绍频率跳变技术（Frequency Hopping）、先进的信号处理技术（如自适应滤波）在抑制干扰中的应用。重点讨论阅读器间的协调机制，以及如何设计具备高动态范围接收机来有效处理近场强信号和远场弱信号的巨大差异。 第四部分：应用与商业化部署 本书的最后部分将理论知识应用于实际的行业场景，讨论部署的工程挑战。 第十章：工业物联网（IIoT）与供应链集成 探讨RFID技术在资产跟踪、库存管理和物流自动化中的高级应用架构。分析地理信息系统（GIS）与RFID数据的融合，以及如何设计大规模标签部署的覆盖优化方案。讨论安全与隐私保护在供应链应用中的实现，包括物理防篡改技术和数据加密标准。 第十一章：嵌入式系统与边缘计算 随着物联网的发展，RFID阅读器正变得越来越智能。本章关注阅读器嵌入式系统（SoC/FPGA）的设计，以及边缘计算在数据预处理和实时决策中的作用。讨论低功耗设计策略，特别是针对电池供电或能量收集标签的设计考虑。最后，介绍基于TCP/IP和MQTT协议的RFID数据采集与云端集成规范。 第十二章：新兴趋势与未来展望 展望RFID领域的前沿发展，包括有源标签技术（Active Tags）的性能提升、UWB-RFID的融合应用，以及RFID在生物医学和柔性电子中的新机遇。分析标准化工作的最新进展对商业化部署的影响，以及人工智能/机器学习在优化标签定位和异常检测中的潜力。 --- 本书特色： 理论深度与工程实用性并重：平衡了麦克斯韦方程组推导与实际链路预算计算。 系统视角：将天线、芯片、算法视为一个不可分割的整体进行分析。 全面覆盖：涵盖了LF、HF、UHF三大主要频段的关键技术差异。 专注于性能瓶颈：用大量篇幅分析了多径、环境耦合和干扰抑制等核心挑战。

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我之前一直在寻找一本能够系统性地讲解 RFID 标签设计原理的书籍，终于在这本《RFID Design Principles》中找到了我想要的答案。这本书的内容非常全面，涵盖了从物理层到应用层的方方面面，但它最让我惊艳的是对标签内部射频电路设计的深入剖析。它详细讲解了 RFID 标签中的天线、匹配网络、芯片接口电路以及电源管理单元的设计要点，并且考虑到了不同频率（如 LF, HF, UHF）和不同应用场景下（如金属表面、人体附近）的特殊设计需求。例如，书中对于在金属表面上工作的标签天线设计，提供了一些非常巧妙的解决方案，能够有效地避免金属对天线性能的影响。同时，它也深入探讨了如何优化标签的功耗，延长电池寿命，以及如何设计低成本、高可靠性的标签。我特别喜欢书中对不同封装方式（如柔性天线、硬质PCB天线）的优劣势分析，这对我选择合适的标签制造工艺提供了非常有价值的参考。这本书的图文并茂，公式推导严谨，让我能够透彻理解每一个设计参数背后的物理意义，从而更好地指导我的实际产品开发。

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这本书简直就是 RFID 设计领域的圣经！作为一名射频工程师，我在工作中经常会遇到各种关于 RFID 系统设计和优化的挑战，而这本书就像一位经验丰富的导师，条理清晰地为我解答了所有疑问。它没有浮于表面的概念介绍，而是深入探讨了 RFID 系统底层的工作原理，从电磁波的传播、天线的辐射特性，到射频链路的增益和损耗计算，再到不同调制解调方式的优缺点分析，每一个章节都充满了干货。尤其令我印象深刻的是关于天线设计的详细讨论，书中提供了多种经典天线结构及其设计指南，并且深入剖析了它们在不同应用场景下的适用性，比如在短距离通信时如何选择高增益的天线，在复杂环境中如何考虑天线的抗干扰能力等等。此外，书中对射频前端电路的分析也十分到位，从低噪声放大器（LNA）的选择到功率放大器（PA）的匹配，再到混频器和滤波器的设计，都给出了非常实用的建议。它不仅仅是理论的堆砌，更重要的是将理论与实际工程应用紧密结合，让我能够将书中的知识转化为解决实际问题的能力。对于任何希望在 RFID 设计领域有所建树的工程师来说，这本书绝对是不可或缺的宝贵资源。

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对于任何想要深入理解 RFID 系统性能优化和故障排除的专业人士而言，《RFID Design Principles》这本书绝对是一个不容错过的选择。它不仅仅是介绍设计方法，更侧重于分析在实际运行过程中可能出现的各种问题，并提供了系统的诊断和优化思路。书中对不同射频元器件的性能指标（如 S 参数、噪声系数、线性度）进行了详尽的解释，并指导读者如何根据系统需求选择合适的器件，以达到最佳的整体性能。我特别欣赏书中关于天线极化和方向性的讨论，这对于理解 RFID 系统在不同空间布局下的通信效果至关重要，书中还提供了如何通过调整天线布局来改善覆盖范围和减少死角的实用技巧。此外，书中对 RFID 阅读器和标签的性能测试方法进行了详细介绍，包括如何进行灵敏度测试、抗干扰能力测试和可靠性测试，这为我进行产品验证和性能评估提供了标准的流程和参考。书中对常见故障的分析也非常到位，从天线不匹配到芯片损坏，再到软件协议错误，都给出了详细的排查步骤和解决方案。总而言之，这本书为我提供了一个全面的视角，让我能够从设计之初就考虑到性能优化和可维护性，从而构建出更强大、更可靠的 RFID 应用。

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作为一名对 RFID 技术充满好奇心的初学者，我之前接触过一些零散的 RFID 资料，但总觉得不够系统和深入。直到我读了这本《RFID Design Principles》，我才真正体会到什么叫做“茅塞顿开”。这本书的写作风格非常友好，它用清晰易懂的语言，将复杂的 RFID 工作原理一步步地呈现出来。它从最基础的电磁波基础知识讲起，循序渐进地介绍了 RFID 系统的构成，包括阅读器、标签和通信协议。书中对不同类型 RFID 系统（如主动式、被动式、半主动式）的特点和应用场景进行了详细的对比分析，帮助我快速建立起对整个 RFID 生态的认知。我还特别欣赏书中对 RFID 通信协议的讲解，比如 ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693 等标准，它不仅介绍了协议的规范，还深入剖析了其中的通信流程和数据交互方式，这对于理解 RFID 标签与阅读器之间的通信机制至关重要。此外，书中还涉及到一些 RFID 系统的安全性问题，比如如何防止数据泄露和篡改，这为我进一步学习 RFID 安全技术打下了基础。总而言之，这本书是我踏入 RFID 设计领域的第一本启蒙读物，它让我对这项技术有了系统而深刻的理解。

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这本书在解读 RFID 系统中的数据传输和信号处理方面，提供了非常前沿和深入的见解。它详细阐述了不同调制方式（如 ASK、FSK、PSK）在 RFID 通信中的应用，并分析了它们在数据速率、抗干扰能力和功耗方面的权衡。书中对纠错编码（ECC）的讨论尤其精彩，它解释了如何通过引入冗余信息来提高通信的可靠性，以及在实际应用中如何选择合适的 ECC 算法。我印象深刻的是关于信号采集和数字处理的部分，书中介绍了如何从接收到的模拟信号中提取出有用的信息，以及如何进行滤波、解调和解码。对于射频链路的噪声分析和性能优化，书中也给出了非常细致的指导，包括如何识别和抑制各种噪声源，以及如何通过优化匹配和增益来提升系统的信噪比。此外，这本书还探讨了 RFID 系统在实际部署中会遇到的各种挑战，例如多径效应、信号衰减和干扰，并提供了一系列有效的解决方案。它不仅仅是一本理论书籍，更是一本实用的工程指南，能够帮助工程师在复杂多变的射频环境中构建稳定可靠的 RFID 系统。

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