物联网专业学生必修的重要专业课程

一.课程的性质和任务

射频识别（RFID）技术是目前最受关注的热门技术，也是物联网工程的核心技术之一。该技术不仅与传统应用密切相关，而且充满了新的想法和活力。射频识别技术有许多应用领域，它已经渗透到我们日常生活和工作的各个方面，并为我们提供了社会活动.生产活动.行为方法和思维观念带来了巨大的变化。

本课程是物联网专业学生必修的重要专业课程，分为物联网专业学生必修“射频识别技术”和“传感器技术”两个部分。“射频识别技术”主要讲授射频识别技术的基本理论和标准；通过介绍典型芯片，分析讨论了125KHz.13.56MHz与微波应用下的阅读器.应答器和天线的设计方法；EPC基于编码的物联网的基本概念和应用。“传感器技术”主要研究各种传感器的机理.结构.测量电路和应用方法主要包括常用传感器.现代新型传感技术和信号调节电路。

通过本课程的教学，学生可以使用物联网“感知”对层结构有清晰的理解，可以利用射频识别技术对标识进行分析“物件”自动识别可以利用传感器技术来感受“物件”检测，可将检测和识别的信息收集到计算机系统中进行处理，实现物联网前端“节点”提供感知数据。

二.课程教学内容（要求学生掌握内容，突出重点和难点等）

(1)教学内容

1.射频识别技术概论

射频识别的基本原理.射频识别应用系统架构架构.RFID自动识别技术与相关.RFID技术的应用和发展前景

2.电感耦合射频前端

阅读器天线电路.应答器天线电路.阅读器与应答器之间的电感耦合.功率放大电路

3.编码和调制

信号和编码.曼切斯特码和密勒码.脉冲调制.正弦波调制

4.数据验证和防碰撞算法

差错检测.防碰撞算法.防碰撞协议.碰撞检测.防碰撞RFID系统设计实例

5．RFID系统数据传输的安全性

密码学基础.序列密码.认证技术.密钥管理

6．RFID的ISO/IEC标准

RFID标准概述.ISO/IEC的RFID标准简介.ISO/IEC14443标准.ISO/IEC15693标准.ISO/IEC18000-6标准.ISO/IEC18000-7标准

7．低频RFID应答器/阅读器电路原理分析及应用

典型的阅读器芯片u2270B及读/写模式.典型的应答器芯片e5551及写模式.阅读器电路设计

8．高频RFID应答器/阅读器电路原理分析及应用

13.56MHz射频存储器应答器.MCRF355/360芯片.MIFARE技术.PCD基站芯片及应用.MFRC500芯片及天线电路设计

9.超高频和微波RFID应答器/阅读器电路原理分析及应用

天线技术基础.微波应答器的工作原理.无源应答器芯片XRA00.主动应答设计.应答器的印刷技术

10．EPC系统组成与物联网

EPC系统的组成.EPC编码.EPC标签和阅读器.中间件（Savant）.对象名称分析服务（ONS）和.EPC信息服务（EPCIS）.EPC框架下的RFID应用

11．传感.检测与数据采集概述

传感器的定义/组成/分类.检测系统的定义/基本结构/类型.静态特性、动态特性和性能指标.测量系统误差计算方法.数据采集系统基本结构

12.常用传感器原理及应用

八大基本传感器:电阻式传感器.电容式传感器.电感传感器.涡流传感器.压电传感器.磁电传感器.热电传感器.霍尔式传感器

其他常用传感器：数字传感器.光纤传感器.超声波传感器.微波传感器.红外传感器.核辐射传感器.化学传感器

13.新传感器原理

智能传感器.微型传感器.生物传感器.模糊传感器.网络传感器

14.常见非电参数检测方法简介

力.测量压力和扭矩；位移.测量物位和厚度；速度.加速度和振动测量、速度测量、噪声测量、温度测量、流量测量、成分测量、视觉检测技术、弱信号检测、检测系统抗干扰方法、调节和处理测量信号

15.数据采集系统设计

静态数据采集.动态数据采集

（2）课程内容的重点.难点

1．射频识别(RFID)基础理论和标准

重点：电感耦合方式原理.反向散射耦合原理.应答器.阅读器.天线.信号编码和调制.数据验证和防碰撞算法.RFID系统数据传输的安全性.RFID的ISO/IEC标准.RFID国家标准/行业标准。

难点:理解上述内容中使用的电磁/电路/数学公式

2．低频RFID应答器/阅读器电路原理分析及应用

重点:分析应答器/阅读器的结构原理.典型的阅读器芯片u2270B及读/写模式.典型的应答器芯片e5551及写模式

难点:理解上述内容中使用的电路/数学公式

3．高频RFID应答器/阅读器电路原理分析及应用

重点：13.56MHz射频存储器应答器.MCRF355/360芯片.MIFARE技术.PCD基站芯片及应用.MFRC500芯片及天线电路设计

难点:理解上述内容中使用的电磁/电路/数学公式

4.超高频和微波RFID应答器/阅读器电路原理分析及应用

重点：天线技术基础及常用天线.微波应答器的工作原理.无源应答器芯片XRA00.主动应答设计.应答器的印刷技术

难点:理解上述内容中使用的电磁/电路/数学公式

5．EPC系统组成与物联网

重点：EPC系统的组成.EPC编码.EPC标签和阅读器.中间件（Savant）.对象名称分析服务（ONS）和.EPC信息服务（EPCIS）.EPC框架下的RFID应用

难点：EPC编码.中间件（Savant）

6．传感.检测与数据采集概述

重点：传感器的定义/组成/分类.检测系统的定义/基本结构/类型.静态特性、动态特性和性能指标.测量系统误差计算方法.数据采集系统基本结构

难点：传感器及检测系统性能指标.计算测量系统的误差

7.常用传感器原理及应用

重点：八大基本传感器：电阻传感器.电容式传感器.电感传感器.涡流传感器.压电传感器.磁电传感器.热电传感器.霍尔式传感器

其他常用传感器：数字传感器.光纤传感器.超声波传感器.微波传感器.红外传感器.核辐射传感器.化学传感器

难点：各种传感器涉及复杂的知识内容（机械）.动力.物理.化学.光学.材料.电子.生物.半导体.信息处理等诸多学科)，需要花精力辅导整理

8.新传感器原理

重点：智能传感器.微型传感器.生物传感器.模糊传感器.网络传感器

难点：新传感器发展迅速，只介绍原理和发展趋势。

9.常见非电参数检测方法简介

重点：力.测量压力和扭矩；位移.测量物位和厚度；速度.加速度和振动测量、速度测量、噪声测量、温度测量、流量测量、成分测量、视觉检测技术、弱信号检测、检测系统抗干扰方法、调节和处理测量信号

难点:测量环境难建，介绍方法

10.数据采集系统

重点：静态数据采集.动态数据采集。

难点：系统电路、接口、软件设计

三.课程的基本要求

本课程内容分“了解.理解.掌握”三级要求。本课程的基本要求是：

1)了解射频识别应用系统的框架和标准系统；了解非电测系统的基本概念和系统组成；了解传感器的静态特性.动态性能指标；了解新传感器的发展特点和方向；EPC系统组成；了解数据采集的基本方法。

2)理解射频识别（RFID）技术的基本原理；了解常用传播的基本原理；