《中间件设计与应用》教学大纲

《中间件设计与应用》教学大纲
二、教学目标
本课程教学目标：学会射频识别技术（RFID技术）的技术概述和技术基础，RFID的频率标准与技术规范，RFID系统的构成及工作原理，RFID系统的体系结构和中间件，RFID系统中的安全和隐私管理，RFID系统关键技术中的防碰撞技术、定位技术、测试技术及贴标技术，EPC与物联网技术，基于RFID的数字化仓库管理系统的设计与实现，基于RFID无线传感网的供应链物流管理的应用，还比较全面地介绍了物流业务过程中常用关键技术的基本原理及其应用。

三、教学内容及基本要求
第一章 RFID技术概述（2学时）
（一）教学目标
1.了解RFID技术的基本概念
2.掌握RFID系统的组成和类型
3.了解RFID技术的发展
（二）重点、难点
教学重点：RFID系统的组成和类型
教学难点：RFID系统的组成和类型
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
1.1 认识RFID技术
1.1.1 什么是RFID？
1.1.2 RFID 技术的特征
1.1.3 日常生活中的RFID技术
1.2 RFID识别技术与其他自动识别技术
1.3 RFID概述
1.3.1 RFID简史
1.3.2 RFID系统的组成
1.3.3 RFID的类型
1.3.4 RFID系统成本的构成
1.4 RFID技术的发展
1.4.1 全球RFID产业发展现状
1.4.2 RFID技术的发展趋势
1.4.3 RFID应用的发展方向
1.4.4 RFID技术面临的问题
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

预习下章学习内容。

第二章 RFID技术基础（4学时）
（一）教学目标
1.掌握RFID频谱基础知识
2.掌握RFID天线基础知识
（二）重点、难点
教学重点： RFID频谱基础知识； RFID天线基础知识
教学难点：RFID频谱基础知识； RFID天线基础知识
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
2.1 RFID技术基础之频谱基础知识
2.1.1 无线电信号的特性
2.1.2 电磁波的应用
2.1.3 电磁波频谱的划分与分配
2.1.4 RFID工作频率的分类
2.1.5 RFID的技术特点及相关管理规则
2.2 RFID技术基础之天线的基本知识
2.2.1 RFID天线概述
2.2.2 RFID天线基础知识
2.2.3 RFID天线的分类
2.2.4 RFID天线的性能要求
2.2.5 RFID天线的应用部署
2.2.6 RFID天线的制造工艺
2.2.7 RFID天线的设计
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

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第三章 RFID的标准工作（3学时）
（一）教学目标
1.了解RFID标准
2.掌握EPC的相关标准
3.掌握UID相关的标准
（二）重点、难点
教学重点：EPC的相关标准
教学难点：UID相关的标准
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
3.1 RFID标准概述
3.1.1 RFID标准简介
3.1.2 RFID标准的分类
3.1.3 常用的RFID标准
3.1.4 RFID标准化组织
3.1.5 制定RFID标准的推动力
3.1.6 RFID标准多元化的原因
3.1.7 各国的RFID频段规范
3.2 ISO/IEC的相关标准
3.2.1 ISO/IEC的相关标准概述
3.2.2 UHF频段空中接口标准的ISO/IEC 18000标准系列
3.3 EPC的相关标准
3.3.1 EPCglobal概述
3.3.2 EPC系统的特点
3.3.3 EPCglobal标准总览
3.3.4 EPCglobal标签的分类
3.4 UID的相关标准
3.4.1 UID中心简介
3.4.2 T-engine论坛
3.4.3 泛在ID
3.4.4 UID电子标签体系
3.5 各标准之间的关系与比较
3.6 我国RFID标准的现状
3.7 RFID标准化存在的问题
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

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第四章 RFID系统的构成及工作原理（4学时）
（一）教学目标
1.掌握RFID系统的构成
2.掌握RFID编码、调制与数据校验
3.掌握RFID系统的基本原理
（二）重点、难点
教学重点：RFID编码、调制与数据校验
教学难点：RFID系统的基本原理
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
4.1 RFID系统构架
4.2 RFID编码、调制与数据校验
4.2.1 RFID编码
4.2.2 RFID调制
4.2.3 RFID数据校验
4.3 RFID系统的基本原理
4.3.1 基本工作原理
4.3.2 电感耦合系统
4.3.3 电磁反向散射系统
4.3.4 声表面波电子标签的识别原理
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

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第五章 RFID系统的体系结构和中间件（5学时）（一）教学目标
1.了解RFID系统的体系结构
2.掌握RFID中间件实现
3.掌握RFID中间件产品
（二）重点、难点
教学重点：RFID中间件实现
教学难点：RFID中间件实现
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
5.1 RFID系统的体系结构
5.1.1 RFID体系结构的组成元素
5.1.2 RFID系统的体系结构的功能
5.1.3 RFID体系结构的标准
5.1.4 读写器的管理
5.2 RFID软件系统
5.2.1 RFID系统的前端软件
5.2.2 RFID系统的后端软件
5.2.3 RFID系统的其他软件
5.3 RFID中间件
5.3.1 RFID技术的神经中枢——中间件
5.3.2 RFID网络框架及中间件的系统功能
5.3.3 RFID中间件系统的实现原理
5.3.4 RFID应用层事件规范
5.4 RFID中间件产品
5.4.1 SUN RFID中间件解决方案
5.4.2 IBM RFID中间件解决方案
5.4.3 国内RFID中间件的发展情况
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

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第六章 RFID系统中的安全和隐私管理（4学时）（一）教学目标
1.了解RFID的安全和隐私问题
2.掌握RFID的安全及隐私分析
3.学会RFID的安全层次分析及安全解决方案
（二）重点、难点
教学重点：RFID的安全及隐私分析
教学难点：RFID的安全层次分析及安全解决方案
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
6.1 RFID的安全和隐私问题
6.1.1 RFID系统的安全和隐私威胁涉及的对象
6.1.2 RFID系统的安全威胁
6.1.3 RFID系统的隐私威胁
6.2 RFID的安全技术基础
6.2.1 密码学基础
6.2.2 射频识别中的认证技术
6.3 RFID的安全及隐私分析
6.4 RFID系统的攻击方式
6.5 RFID的安全层次分析及安全解决方案
6.5.1 RFID的安全与隐私技术
6.5.2 当前各种技术之间的比较
6.5.3 在RFID安全与隐私的关键技术中存在的几个限制因素
6.6 基于分级的RFID隐私保护
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

预习下章学习内容。

第七章 RFID系统的关键技术（6学时）
（一）教学目标
1.掌握RFID系统中的防碰撞技术
2.掌握RFID系统中的定位技术
3.掌握RFID系统的测试技术
4.掌握RFID贴标技术
（二）重点、难点
教学重点：RFID系统中的防碰撞技术；RFID系统中的定位技术；RFID系统的测试技术；RFID贴标技术
教学难点：RFID系统中的防碰撞技术；RFID系统中的定位技术
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
7.1 RFID系统中的防碰撞技术
7.1.1 RFID防碰撞技术简介
7.1.2 ALODA的防碰撞技术
7.1.3 二进制树搜索防碰撞技术
7.1.4 UHF频段RFID系统的防碰撞方案
7.1.5 阅读器的防碰撞技术
7.2 RFID系统中的定位技术
7.2.1 RFID定位技术概述
7.2.2 RFID无线定位方法
7.2.3 改进Monte Carlo定位算法
7.3 RFID系统的测试技术
7.3.1 RFID系统的测试技术概述
7.3.2 RFID系统测试的流程、规范和方法
7.3.3 RFID测试中心
7.4 RFID贴标技术
7.4.1 RFID标签贴标的影响因素
7.4.2 RFID标签贴标的位置要求
7.4.3 智能标签“打印粘贴（Print ＆Apply）”方法
7.4.4 自动化的工业生产
7.4.5 智能标签检验
7.4.6 人工贴标出货
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

预习下章学习内容。

第八章 EPC与物联网技术（4学时）
（一）教学目标
1.了解EPC的基础知识
2.掌握EPC编码方法
3.掌握EPC系统的网络技术
4.掌握EPC系统中的实体标记软件语言PLM使用
（二）重点、难点
教学重点：EPC编码方法；EPC系统中的实体标记软件语言PLM
教学难点：ONS的工作原理与层次结构
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
8.1 EPC的基础知识
8.1.1 EPC的基本概念
8.1.2 EPC系统的构成
8.1.3 EPC技术的优势
8.1.4 EPCglobal组织
8.2 EPC编码
8.2.1 EPC编码原则
8.2.2 EPC编码关注的问题
8.2.3 EPC编码结构
8.2.4 EPC编码类型
8.2.5 EPC编码数据结构
8.2.6 EPC数据的URI表示
8.2.7 EAN编码和EPC编码的相互转换
8.3 EPC系统的网络技术
8.4 EPC系统中的对象名称解析服务
8.4.1 ONS概述
8.4.2 ONS的工作原理与层次结构
8.4.3 ONS的工作流程与查询步骤
8.4.4 ONS查找算法的设计
8.5 EPC系统中的实体标记软件语言PLM
8.5.1 PML的概念及组成
8.5.2 PML服务器
8.5.3 PML的设计
8.5.4 PML的应用
8.6 物联网技术与应用
8.6.1 物联网概述
8.6.2 物联网的体系架构
8.6.3 物联网的关键技术
8.6.4 物联网的应用）
8.6.5 物联网仍然存在的技术问题
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

预习
下章学习内容。

第九章基于RFID的数字化仓库管理系统的设计与实现（2学时）（一）教学目标
1. 数字化仓库管理系统的设计与实现
（二）重点、难点
教学重点：数字化仓库管理系统的设计与实现
教学难点：数字化仓库管理系统的设计与实现
（三）教学方法
以多媒体课件教学为主、板书教学为辅的讲授教学法，配合分组讨论和实物、图片、实验演示的教学方法
（四）教学内容
9.1 现代仓储管理系统
9.2 基于RFID的数字化仓库管理系统的原理
9.2.1 基于RFID的数字化仓库管理系统的体系结构
9.2.2 基于RFID的数字化仓库管理系统的组成
9.2.3 基于RFID的数字化仓库管理系统的功能
9.2.4 基于RFID的数字化仓库管理系统的业务流程
9.3 基于RFID的数字化管理系统的设计
9.3.1 系统设计目标
9.3.2 系统结构设计
9.3.3 系统功能设计
9.3.4 系统业务流程设计
9.4 基于RFID的数字化卷烟仓库管理系统的实现
9.4.1 系统开发工具
9.4.2 服务器消息处理子系统的实现
9.4.3 出库管理模块的实现
9.4.4 叉车电子货位导航子系统的实现
（五）作业及要求
独立完成课后习题
（六）课外学习要求
查阅有关技术的进展情况，学习随书光盘中本章常见问题解答，并进行分组讨论。

预习下章学习内容。

四、考核形式及成绩评定
（一）考核形式：期末考试为闭卷考试，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学内容的基本要求。

（二）成绩评定：课程考核由平时作业及听课情况和期末考试成绩两部分组成，分别占课程总成绩的30%和70%。

五、教材与参考书
教材：米志强．射频识别(RFID)技术与应用．（第1版）．北京：电子工业出版社，2011年
参考书：
[1]彭力．无线射频识别(RFID)技术基础（第1版）．北京：北京航空航天大学出版社，2012年
六、其他（特色、必要的说明等）
本课程对学生创新能力培养的措施：
RFID中间件是物联网软件系统中的关键和灵魂，为解决分布异构问题，人们提出了中间件的概念。

中间件是位于平台 (硬件和操作系统)和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。

针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。

物联网就是这分布异构的一个完全实例，一个庞大的物联网系统，需要各种智能终端的支持，而智能终端的种类又形形色色，RFID是物联网传递信息的一个强有力技术，其RFID中间件能有效支持此功能，RFID中间件是一种面向消息的中间件，承担着RFID硬件和物联网应用程序之间的数据转换和传递的任务，隔离数据层与应用层，使应用程序之间数据通透，提高物联网系统的灵活性和可维护性。

其在PC或服务器上已经有较好的应用实例，而在智能终端上尚未有比较系统的实现。