RFID與傳感器應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目式教程

加強(qiáng)學(xué)科聯(lián)系，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系

簡化理論、突出應(yīng)用、實(shí)操為主，凸顯職業(yè)教育特色

引入信息化教學(xué)方法和教學(xué)工具，配套資源豐富

前 言

物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此其被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。RFID和傳感器是物聯(lián)網(wǎng)獲取信息最主要的兩種方式，是充滿活力、創(chuàng)意和投資價(jià)值的領(lǐng)域。

了解并能夠應(yīng)用RFID和傳感器技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員必須具備的職業(yè)技能。因

此，作為未來物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝、維護(hù)、項(xiàng)目實(shí)施、售后服務(wù)、產(chǎn)品營銷等多種工作崗位的中堅(jiān)力量，高職高專院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該清晰規(guī)劃知識目標(biāo)和能力目標(biāo)，切實(shí)掌握兩種技術(shù)的基本概念、特點(diǎn)和實(shí)踐應(yīng)用方法。

本書遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律，按照“實(shí)踐為主、理論夠用”的高職課程編寫思路，以典型RFID和傳感器技術(shù)的工作過程為依據(jù)，重構(gòu)并序化教學(xué)內(nèi)容。在知識講解上，本書依據(jù)由少到多、層層遞進(jìn)的原則，使讀者能夠循序漸進(jìn)地掌握物聯(lián)網(wǎng)感知層的兩大技術(shù)，逐步貼近物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工作崗位的技能需求。具體來說，本書有三個(gè)特點(diǎn)：

1．加強(qiáng)學(xué)科聯(lián)系，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系

隨著增加知識價(jià)值、加強(qiáng)學(xué)科交叉的教育導(dǎo)向日漸明確，RFID和傳感器技術(shù)的集成和應(yīng)用方案越來越多，而這迫切需要能夠跟進(jìn)市場、融合兩者的教育教學(xué)。本書將原本的章節(jié)知識點(diǎn)體系打散重組，轉(zhuǎn)變?yōu)榛�于“�?xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)內(nèi)容體系。

2．簡化理論、突出應(yīng)用、實(shí)操為主，凸顯職業(yè)教育特色

本書摒棄枯燥抽象的理論講解，把相關(guān)知識融入到實(shí)際的任務(wù)實(shí)訓(xùn)當(dāng)中，并從工程實(shí)踐中提煉出RFID和傳感器技術(shù)的典型應(yīng)用。教材內(nèi)容貼近企業(yè)需求，注重培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力，能讓學(xué)生“零距離”體驗(yàn)實(shí)際的工作情境。

3．引入信息化教學(xué)方法和教學(xué)工具，配套資源豐富

按照現(xiàn)代化教學(xué)要求，本書引入當(dāng)前流行的信息化手段和教學(xué)方法，如微課視頻、翻轉(zhuǎn)課堂等，讓學(xué)生充分體驗(yàn)新型課堂的魅力。教材還提供了豐富的配套資源及售后服務(wù)，可以幫助提升教師運(yùn)用信息技術(shù)整合教學(xué)的能力。

本書主要介紹RFID和傳感器技術(shù)的基本原理、典型應(yīng)用，以及系統(tǒng)實(shí)施。全書分為三個(gè)部分，共十二個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目按照“學(xué)習(xí)目標(biāo)→相關(guān)知識→項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)→鞏固延伸”的思路組織教學(xué)內(nèi)容，契合高職學(xué)生職業(yè)核心能力培養(yǎng)的目標(biāo)。本書第一部分介紹RFID技術(shù)和RFID系統(tǒng)搭建，第二部分介紹傳感器原理和傳感器網(wǎng)絡(luò)組建，第三部分幫助讀者探究RFID和傳感器技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用和集成方案。

本書由惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院王芬組織編寫，由薛曉萍教授擔(dān)任主審，王芬、朱信擔(dān)任主編，李觀金、林龍健、董梅、沈順玲擔(dān)任副主編。本書在編寫過程中借鑒了凌陽物聯(lián)網(wǎng)多網(wǎng)技術(shù)綜合教學(xué)開發(fā)平臺提供的一部分應(yīng)用案例，同時(shí)還參考了許多網(wǎng)絡(luò)資源，在此一并表示真誠的感謝。

由于編者水平有限，加之編寫時(shí)間倉促，內(nèi)容較多，所以書中難免存在欠妥和不當(dāng)之處，在此懇請廣大讀者批評指正，編者的E-mail地址是1368546339@qq.com。

感謝中國水利水電出版社為本教材編寫給予的大力支持！

編 者

2019年10月

前言
第一部分 RFID技術(shù)及應(yīng)用

項(xiàng)目1 RFID和RFID系統(tǒng) 2
學(xué)習(xí)目標(biāo) 2
相關(guān)知識 2
1.1 認(rèn)識RFID 3
1.1.1 RFID的定義和組成 3
1.1.2 電子標(biāo)簽的分類 3
1.1.3 RFID和條形碼的區(qū)別 7
1.2 RFID系統(tǒng)詳解 9
1.2.1 RFID系統(tǒng)的基本通信模型 9
1.2.2 RFID系統(tǒng)的軟硬件組件 15
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 20
1.3 實(shí)訓(xùn)——RFID模塊自檢實(shí)驗(yàn) 20
鞏固延伸 26
項(xiàng)目2 低頻RFID技術(shù)及應(yīng)用 28
學(xué)習(xí)目標(biāo) 28
相關(guān)知識 28
2.1 低頻RFID技術(shù) 28
2.1.1 低頻RFID技術(shù)概述 28
2.1.2 低頻RFID標(biāo)簽 29
2.2 低頻RFID技術(shù)的典型應(yīng)用 30
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 34
2.3 實(shí)訓(xùn)——PC機(jī)控制的ID卡讀取實(shí)驗(yàn) 34
2.4 實(shí)訓(xùn)——基于Qt環(huán)境的ID卡讀取實(shí)驗(yàn) 37
鞏固延伸 59
項(xiàng)目3 高頻RFID技術(shù)及應(yīng)用 61
學(xué)習(xí)目標(biāo) 61
相關(guān)知識 61
3.1 高頻RFID技術(shù) 61
3.1.1 高頻RFID技術(shù)概述 61
3.1.2 高頻RFID標(biāo)簽 62
3.2 高頻RFID技術(shù)的典型應(yīng)用 63
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 67
3.3 實(shí)訓(xùn)——PC機(jī)控制的IC卡讀寫實(shí)驗(yàn) 67
3.4 實(shí)訓(xùn)——基于Qt環(huán)境的IC卡讀寫實(shí)驗(yàn) 72
鞏固延伸 79
項(xiàng)目4 超高頻RFID技術(shù)及應(yīng)用 81
學(xué)習(xí)目標(biāo) 81
相關(guān)知識 81
4.1 超高頻RFID技術(shù) 81
4.1.1 超高頻RFID技術(shù)概述 81
4.1.2 超高頻RFID標(biāo)簽 82
4.2 超高頻RFID技術(shù)的典型應(yīng)用 83
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 88
4.3 實(shí)訓(xùn)——PC機(jī)控制的EPC單（多）標(biāo)簽識別及讀寫實(shí)驗(yàn) 88
4.4 實(shí)訓(xùn)——基于Qt環(huán)境的EPC單（多）標(biāo)簽識別及讀寫實(shí)驗(yàn) 95
鞏固延伸 103
項(xiàng)目5 RFID系統(tǒng)搭建與開發(fā) 105
學(xué)習(xí)目標(biāo) 105
相關(guān)知識 105
5.1 RFID系統(tǒng)的實(shí)踐指南 105
5.1.1 RFID系統(tǒng)的規(guī)劃 105
5.1.2 RFID系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 107
5.1.3 RFID系統(tǒng)的實(shí)施 108
5.1.4 RFID系統(tǒng)的測試 109
5.1.5 RFID系統(tǒng)的分析 111
5.1.6 RFID系統(tǒng)的優(yōu)化 113
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 115
5.2 實(shí)訓(xùn)——125kHz門禁考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 115
5.3 實(shí)訓(xùn)——900MHz藥品購銷管理
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 119
鞏固延伸 124

第二部分 傳感器技術(shù)及應(yīng)用

項(xiàng)目6 傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò) 127
學(xué)習(xí)目標(biāo) 127
相關(guān)知識 127
6.1 認(rèn)識傳感器 128
6.1.1 傳感器的定義和命名規(guī)則 128
6.1.2 傳感器的組成和分類 132
6.1.3 傳感器的基本特性 133
6.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介 134
6.2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的原理和結(jié)構(gòu) 134
6.2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和應(yīng)用 138
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 143
6.3 實(shí)訓(xùn)——傳感器模塊認(rèn)知實(shí)驗(yàn) 143
鞏固延伸 145
項(xiàng)目7 力學(xué)傳感器技術(shù)及應(yīng)用 146
學(xué)習(xí)目標(biāo) 146
相關(guān)知識 146
7.1 電阻應(yīng)變式傳感器 146
7.1.1 電阻應(yīng)變式傳感器的基本知識 146
7.1.2 電阻應(yīng)變式傳感器的典型應(yīng)用 149
7.2 壓電式傳感器 151
7.2.1 壓電式傳感器的基本知識 151
7.2.2 壓電式傳感器的典型應(yīng)用 153
7.3 超聲波傳感器 156
7.3.1 超聲波傳感器的基本知識 156
7.3.2 超聲波傳感器的典型應(yīng)用 157
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 160
7.4 實(shí)訓(xùn)——金屬箔式應(yīng)變片的測量電路性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 160
7.5 實(shí)訓(xùn)——基于51單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì)與制作實(shí)驗(yàn) 163
鞏固延伸 166
項(xiàng)目8 光學(xué)傳感器技術(shù)及應(yīng)用 168
學(xué)習(xí)目標(biāo) 168
相關(guān)知識 168
8.1 光電式傳感器 168
8.1.1 光電式傳感器的基本知識 168
8.1.2 光電式傳感器的典型應(yīng)用 173
8.2 紅外線傳感器 175
8.2.1 紅外線傳感器的基本知識 175
8.2.2 紅外線傳感器的典型應(yīng)用 177
8.3 圖像傳感器 179
8.3.1 圖像傳感器的基本知識 179
8.3.2 圖像傳感器的典型應(yīng)用 181
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 183
8.4 實(shí)訓(xùn)——基于光電式傳感器的自動循跡小車制作實(shí)驗(yàn) 183
8.5 實(shí)訓(xùn)——基于IAR開發(fā)環(huán)境下的熱釋電傳感器使用實(shí)驗(yàn) 188
鞏固延伸 194
項(xiàng)目9 環(huán)境量傳感器技術(shù)及應(yīng)用 196
學(xué)習(xí)目標(biāo) 196
相關(guān)知識 196
9.1 溫度傳感器 196
9.1.1 溫度傳感器的基本知識 196
9.1.2 溫度傳感器的典型應(yīng)用 199
9.2 濕度傳感器 202
9.2.1 濕度傳感器的基本知識 202
9.2.2 濕度傳感器的典型應(yīng)用 203
9.3 氣體傳感器 206
9.3.1 氣體傳感器的基本知識 206
9.3.2 氣體傳感器的典型應(yīng)用 208
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 210
9.4 實(shí)訓(xùn)——基于IAR開發(fā)環(huán)境下的雨滴傳感器使用實(shí)驗(yàn) 210
9.5 實(shí)訓(xùn)——基于IAR開發(fā)環(huán)境下的氣體傳感器使用實(shí)驗(yàn) 216
鞏固延伸 222
項(xiàng)目10 傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與實(shí)現(xiàn) 224
學(xué)習(xí)目標(biāo) 224
相關(guān)知識 224
10.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署策略 224
10.1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)思與規(guī)劃 224
10.1.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)的分析與設(shè)計(jì) 226
10.1.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與實(shí)施 229
10.1.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行與維護(hù) 232
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 235
10.2 實(shí)訓(xùn)——自習(xí)室節(jié)能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 235
10.3 實(shí)訓(xùn)——智能無線報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 246
鞏固延伸 248

第三部分 RFID與傳感器技術(shù)的發(fā)展及融合

項(xiàng)目11 RFID與傳感器技術(shù)的研究和探索 251
學(xué)習(xí)目標(biāo) 251
相關(guān)知識 251
11.1 RFID創(chuàng)新模式與下一代技術(shù) 251
11.1.1 深度挖掘RFID創(chuàng)新應(yīng)用模式 251
11.1.2 積極發(fā)展下一代RFID技術(shù) 257
11.2 新型傳感器應(yīng)用與發(fā)展趨勢 261
11.2.1 新型傳感器在多領(lǐng)域大放異彩 261
11.2.2 傳感器技術(shù)的未來發(fā)展趨勢 265
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 270
11.3 實(shí)訓(xùn)——關(guān)于RFID與傳感器技術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目策劃 270
鞏固延伸 273
項(xiàng)目12 RFID與傳感器技術(shù)的集成和應(yīng)用方案 275
學(xué)習(xí)目標(biāo) 275
相關(guān)知識 275
12.1 RFID與傳感器一體化架構(gòu) 275
12.1.1 僅與讀寫器通信的集成傳感器標(biāo)簽 276
12.1.2 能夠相互通信的集成傳感器標(biāo)簽 278
12.1.3 集成無線傳感器節(jié)點(diǎn)的讀寫器 278
12.1.4 混合集成架構(gòu) 279
12.2 集成RFID與傳感器技術(shù)的應(yīng)用方案 281
項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 285
12.3 實(shí)訓(xùn)——物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程投標(biāo)書編制 285
鞏固延伸 290
參考文獻(xiàn) 292

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2. 網(wǎng)絡(luò)工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
3. 信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師考試32小時(shí)通關(guān)（適用第4版考綱） [薛大龍]
4. 信息系統(tǒng)管理工程師考試32小時(shí)通關(guān)（適配第2版考綱） [薛大龍　劉偉]
5. 土木工程材料檢測實(shí)訓(xùn) [洪曉江 達(dá)則曉麗 錢波]
6. 科技信息檢索與論文寫作實(shí)用教程 [李振華]
7. 傳統(tǒng)山水畫論解讀與實(shí)踐 [陳鈉 著]
8. Python數(shù)據(jù)庫編程 [主編 殷樹友 邢 翀]
9. 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) [主編 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國勇 晏廷榮]
11. Vienna整流器技術(shù) [桂存兵 著]
12. 變頻器與伺服應(yīng)用 [陳剛 葉云飛]
13. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [湯琳 李敏]
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15. 電商運(yùn)營與管理 [鐘肖英 陳瀟]
16. Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì) [主編 姜春磊 陳虹潔]
17. 信息技術(shù)基礎(chǔ)（Windows 10+WPS Office）（微課版） [主編　石利平　田輝平　謝盛嘉]
18. 人工智能應(yīng)用 [主編　陳　萍　劉培培　陳孟軍]
19. 大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo) [主編　劉志堅(jiān)]
20. 高級辦公應(yīng)用項(xiàng)目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開發(fā)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業(yè)檔案工作實(shí)戰(zhàn)寶典百問百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
23. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用 [主編 唐繼勇 葉坤 孫夢娜]
24. 大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 王麗莉 王 楊]
25. 船舶輔機(jī) [主編 王連海 于洋 姜淑翠]
26. 大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo) [主編 王麗莉 董宴廷]
27. 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師章節(jié)習(xí)題與考點(diǎn)特訓(xùn) [主編 薛大龍 鄒月平]
28. 高校學(xué)生工作探索與實(shí)踐 [郭亮 著]
29. 大學(xué)生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長沙市會展業(yè)發(fā)展報(bào)告 [主編 周棟良]