物聯網與智慧卡技術基礎

《物聯網與智慧卡技術基礎》是2019年1月清華大學出版社出版的圖書，作者是王愛英。

基本介紹

• 中文名：物聯網與智慧卡技術基礎
• 作者：王愛英
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2019年1月
• 定價：45 元
• ISBN：9787302494560

內容簡介

物聯網是在計算機、網際網路和移動通信技術的基礎上，採用智慧卡、射頻識別標籤、感測器等設備組成的，設備與設備或網路之間，可通過固定導線或空中射頻接口傳送數據。

智慧卡是射頻識別(RFID)標籤的前驅，在中國居民身份證、金融卡和手機SIM卡的發行量早已超過幾十億張，在技術、功能、安全和標準制定等方面可供RFID借鑑。

本書主要內容包括計算機和網際網路的基礎知識，射頻信號的處理與頻段分配，智慧卡、RFID標籤和感測器的硬體結構，智慧型化設備的作業系統與測試，空中傳輸信號的防衝突方案，糾錯、識別、安全和防欺詐措施、國際標準，以及網際網路、物聯網的套用和創新。

本書主要提供給高等院校的信息技術、計算機、通信、自動控制和物聯網等專業作為技術基礎課的教材。

圖書目錄

第1章概論1

1.1計算機的套用1

1.2智慧卡、射頻識別標籤與讀寫器1

1.3安全問題3

1.4國際標準5

1.5物聯網的誕生與發展6

1.6智慧卡與RFID標籤的架構7

1.7本書的內容簡介9

習題9

第2章計算機、網際網路11

2.1計算機系統11

2.1.1計算機組成11

2.1.2作業系統12

2.1.3數字邏輯電路13

2.1.4IC卡與外界的聯繫、智慧卡命令中的邏輯通道15

2.2計算機網路16

2.2.1計算機套用的4個階段16

2.2.2網際網路16

習題18

第3章IC卡信息編碼（數據元、數據對象和檔案）19

3.1基本編碼規則(BER)19

3.1.1編碼結構（BERTLV）19

3.1.2通用類、套用類和上下文相關類的編碼21

3.2IC卡使用的數據對象22

3.2.1數據對象的格式22

3.2.2數據對象的標記分配22

3.2.3編碼舉例25

3.3IC卡的檔案系統25

3.3.1檔案的種類25

3.3.2檔案選擇方法、數據表示形式和檔案控制信息26

習題29

第4章接觸式IC卡的觸點、電信號和傳輸協定30

4.1接觸式IC卡的觸點位置和功能30

4.2異步傳輸的復位應答ATR31

4.3同步傳輸的電信號和復位應答39

4.4逐步被IC卡取代的磁卡41

4.4.1磁軌信息編碼41

4.4.2金融交易卡42

習題44

第5章安全和鑑別46

5.1身份認證46

5.1.1憑證+密碼46

5.1.2生物特徵識別47

5.2智慧卡與網際網路的通信安全與保密49

5.3密碼技術50

5.3.1對稱密碼體制52

5.3.2非對稱密碼體制55

5.3.3單向密碼體制57

5.3.4數據的安全保證58

5.3.5密鑰管理59

5.4智慧卡的安全使用61

習題62

第6章智慧卡的命令系統63

6.1智慧卡和讀寫器之間的命令回響對63

6.2智慧卡的安全體系結構69

6.2.1安全狀態、安全屬性和安全機制69

6.2.2安全報文(SM)69

6.3智慧卡的命令系統71

6.3.1管理卡和檔案的命令71

6.3.2數據單元處理命令75

6.3.3記錄處理命令77

6.3.4安全處理命令79

6.3.5傳輸處理命令82

6.3.6多套用環境的套用管理命令82

習題84

第7章IC卡晶片和卡內作業系統86

7.1IC卡的邏輯加密晶片86

7.1.1名詞解釋86

7.1.2邏輯加密卡功能和晶片舉例87

7.2移動通信中的SIM卡91

7.2.1SIM卡概述91

7.2.2SIM卡的結構和工作原理91

7.3智慧卡的硬體和晶片94

7.3.1智慧卡晶片的邏輯結構94

7.3.2ARM微處理器95

7.3.3SoC和存儲器97

7.4智慧卡的作業系統98

7.4.1COS概述98

7.4.2一個簡單的IC卡作業系統(SCOS)示例98

7.4.3COS的體系結構102

7.4.4SCOS程式舉例105

7.5COS設計原則與測試107

7.5.1COS設計原則107

7.5.2COS的測試109

7.5.3智慧卡的生命周期112

習題114

第8章射頻識別技術基礎115

8.1射頻識別系統結構115

8.2射頻技術117

8.2.1基帶信號與載波調製信號117

8.2.2數位訊號的編碼方式118

8.2.3調製方式119

8.2.4負載調製和反向散射調製121

8.2.5表面聲波電子標籤的識別123

8.3擴頻技術124

8.4多路存取（多標籤射頻識別）125

8.5無線區域網路126

8.5.1IEEE 802.11體系結構126

8.5.2ISM頻段和無線網(WiFi、藍牙和ZigBee)127

習題128

第9章非接觸式IC卡國際標準ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693130

9.1非接觸式IC卡的種類和能量傳送130

9.2ISO/IEC 14443的信號接口(Type A和Type B)130

9.2.1Type A信號131

9.2.2Type B信號132

9.3ISO/IEC 144433 初始化和防衝突134

9.3.1輪詢134

9.3.2Type A——初始化和防衝突134

9.3.3Type B——初始化和防衝突138

9.4ISO/IEC 156932空中接口和初始化143

9.4.1VCD到VICC的通信信號接口144

9.4.2VICC到VCD的通信信號接口145

9.5ISO/IEC 156933防衝突和傳輸協定149

9.5.1命令和回響的通用格式、VICC狀態及其轉換149

9.5.2防衝突150

9.5.3命令和回響152

習題153

第10章RFID標籤空中接口標準ISO/IEC 18000系列154

10.1概述154

10.2空中接口標準化參數154

10.3ISO/IEC 180003：13.56MHz頻率下的空中接口通信參數157

10.3.1模式2（M2）： 物理層和空中接口參數157

10.3.2模式2（M2）: 命令與回響160

10.3.3模式2（M2）： 防衝突管理162

10.4ISO/IEC 180006: 860～960MHz頻率下的空中接口通信參數163

10.4.1概述163

10.4.2參數表164

10.4.3FM0返回鏈路(適合於類型A和類型B)165

10.4.4類型A前向鏈路（編碼、數據元、協定和衝突仲裁）166

10.4.5類型B前向鏈路（編碼、數據元、協定和衝突仲裁）168

10.5ISO/IEC 180007：433MHz頻率下的有源標籤空中接口通信參數171

10.5.1物理層171

10.5.2數據、命令和衝突仲裁171

10.6智慧卡、RFID涉及的國際標準和專利173

習題174

第11章讀寫器結構和系統的測試175

11.1讀寫器的組成175

11.2接觸式讀寫器的接口和讀寫控制177

11.3非接觸式IC卡和RFID讀寫器的接口電路和讀寫控制178

11.3.1非接觸式IC卡讀寫器的基本結構178

11.3.2MFRC500高集成度讀寫晶片179

11.4讀寫器的操作流程182

11.5射頻識別讀寫器的種類和發展趨勢183

11.6IC卡和讀寫器的測試技術與標準184

11.6.1IC卡的機械和物理特徵的測試184

11.6.2異步卡（接觸式IC卡）和讀寫器的電氣特性測試185

11.6.3接觸式IC卡和讀寫器的邏輯操作測試186

11.6.4非接觸式卡測試方法187

11.7智慧卡復位應答(ATR)和命令系統的測試188

習題191

第12章物聯網的體系結構與國家規劃(構想、創新)193

12.1物聯網的體系結構193

12.2條形碼194

12.3RFID標籤的外形和系統架構196

12.4感測器和感測網197

12.4.1感測器197

12.4.2感測網199

12.5“網際網路+”和《中國製造2025》200

12.5.1網際網路+200

12.5.2中國製造2025201

12.5.3智慧型製造關鍵技術203

12.6數據中心、大數據與雲計算204

習題207

第13章網際網路、移動通信網、廣播電視網208

13.1三網融合的概念208

13.2電磁波頻段208

13.3網際網路的套用209

13.3.1區域網路209

13.3.2網路作業系統211

13.3.3APP應用程式212

13.4移動通信網212

13.4.1移動通信的制式和使用頻段212

13.4.2移動通信架構213

13.4.3第5代(5G)移動通信215

13.5廣播電視網216

習題218

第14章物聯網和智慧卡的套用219

14.1中華人民共和國居民身份證219

14.2中國金融積體電路卡規範（電子錢包/電子存摺）220

14.2.1電子錢包/電子存摺卡的觸點和傳輸協定220

14.2.2EP/ED的檔案結構、套用選擇和套用檔案222

14.2.3EP/ED的命令與運行狀態225

14.2.4EP/ED的安全機制和密鑰管理228

14.2.5EP/ED的交易流程231

14.2.6中國金融卡規範與移動支付237

14.3RFID的套用238

14.3.1一位系統238

14.3.2RFID在生產流水線中的套用239

14.3.3RFID在井下人員跟蹤管理中的套用240

14.3.4RFID在供應鏈管理中的套用242

14.3.5射頻識別不停車收費系統244

14.4物聯網的套用244

14.4.1物聯網在物流業中的套用244

14.4.2物聯網在交通管理系統中的套用246

14.4.3物聯網在電網管理系統、智慧城市和智慧型家居中的套用248

習題249

附錄A英文縮寫詞251

參考文獻257