加強學科聯系，重構教學內容體系

簡化理論、突出應用、實操為主，凸顯職業教育特色

引入信息化教學方法和教學工具，配套資源豐富

前 言

物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中，也因此其被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。RFID和傳感器是物聯網獲取信息最主要的兩種方式，是充滿活力、創意和投資價值的領域。

了解并能夠應用RFID和傳感器技術，是物聯網工程技術人員必須具備的職業技能。因

此，作為未來物聯網設備安裝、維護、項目實施、售后服務、產品營銷等多種工作崗位的中堅力量，高職高專院校相關專業的學生應該清晰規劃知識目標和能力目標，切實掌握兩種技術的基本概念、特點和實踐應用方法。

本書遵循學生職業能力培養規律，按照“實踐為主、理論夠用”的高職課程編寫思路，以典型RFID和傳感器技術的工作過程為依據，重構并序化教學內容。在知識講解上，本書依據由少到多、層層遞進的原則，使讀者能夠循序漸進地掌握物聯網感知層的兩大技術，逐步貼近物聯網相關工作崗位的技能需求。具體來說，本書有三個特點：

1．加強學科聯系，重構教學內容體系

隨著增加知識價值、加強學科交叉的教育導向日漸明確，RFID和傳感器技術的集成和應用方案越來越多，而這迫切需要能夠跟進市場、融合兩者的教育教學。本書將原本的章節知識點體系打散重組，轉變為基于“項目載體、任務驅動”的教學內容體系。

2．簡化理論、突出應用、實操為主，凸顯職業教育特色

本書摒棄枯燥抽象的理論講解，把相關知識融入到實際的任務實訓當中，并從工程實踐中提煉出RFID和傳感器技術的典型應用。教材內容貼近企業需求，注重培養學生職業能力，能讓學生“零距離”體驗實際的工作情境。

3．引入信息化教學方法和教學工具，配套資源豐富

按照現代化教學要求，本書引入當前流行的信息化手段和教學方法，如微課視頻、翻轉課堂等，讓學生充分體驗新型課堂的魅力。教材還提供了豐富的配套資源及售后服務，可以幫助提升教師運用信息技術整合教學的能力。

本書主要介紹RFID和傳感器技術的基本原理、典型應用，以及系統實施。全書分為三個部分，共十二個項目，每個項目按照“學習目標→相關知識→項目實訓→鞏固延伸”的思路組織教學內容，契合高職學生職業核心能力培養的目標。本書第一部分介紹RFID技術和RFID系統搭建，第二部分介紹傳感器原理和傳感器網絡組建，第三部分幫助讀者探究RFID和傳感器技術的創新應用和集成方案。

本書由惠州經濟職業技術學院王芬組織編寫，由薛曉萍教授擔任主審，王芬、朱信擔任主編，李觀金、林龍健、董梅、沈順玲擔任副主編。本書在編寫過程中借鑒了凌陽物聯網多網技術綜合教學開發平臺提供的一部分應用案例，同時還參考了許多網絡資源，在此一并表示真誠的感謝。

由于編者水平有限，加之編寫時間倉促，內容較多，所以書中難免存在欠妥和不當之處，在此懇請廣大讀者批評指正，編者的E-mail地址是[email protected]。

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技術及應用

項目1 RFID和RFID系統 2
學習目標 2
相關知識 2
1.1 認識RFID 3
1.1.1 RFID的定義和組成 3
1.1.2 電子標簽的分類 3
1.1.3 RFID和條形碼的區別 7
1.2 RFID系統詳解 9
1.2.1 RFID系統的基本通信模型 9
1.2.2 RFID系統的軟硬件組件 15
項目實訓 20
1.3 實訓——RFID模塊自檢實驗 20
鞏固延伸 26
項目2 低頻RFID技術及應用 28
學習目標 28
相關知識 28
2.1 低頻RFID技術 28
2.1.1 低頻RFID技術概述 28
2.1.2 低頻RFID標簽 29
2.2 低頻RFID技術的典型應用 30
項目實訓 34
2.3 實訓——PC機控制的ID卡讀取實驗 34
2.4 實訓——基于Qt環境的ID卡讀取實驗 37
鞏固延伸 59
項目3 高頻RFID技術及應用 61
學習目標 61
相關知識 61
3.1 高頻RFID技術 61
3.1.1 高頻RFID技術概述 61
3.1.2 高頻RFID標簽 62
3.2 高頻RFID技術的典型應用 63
項目實訓 67
3.3 實訓——PC機控制的IC卡讀寫實驗 67
3.4 實訓——基于Qt環境的IC卡讀寫實驗 72
鞏固延伸 79
項目4 超高頻RFID技術及應用 81
學習目標 81
相關知識 81
4.1 超高頻RFID技術 81
4.1.1 超高頻RFID技術概述 81
4.1.2 超高頻RFID標簽 82
4.2 超高頻RFID技術的典型應用 83
項目實訓 88
4.3 實訓——PC機控制的EPC單（多）標簽識別及讀寫實驗 88
4.4 實訓——基于Qt環境的EPC單（多）標簽識別及讀寫實驗 95
鞏固延伸 103
項目5 RFID系統搭建與開發 105
學習目標 105
相關知識 105
5.1 RFID系統的實踐指南 105
5.1.1 RFID系統的規劃 105
5.1.2 RFID系統的設計 107
5.1.3 RFID系統的實施 108
5.1.4 RFID系統的測試 109
5.1.5 RFID系統的分析 111
5.1.6 RFID系統的優化 113
項目實訓 115
5.2 實訓——125kHz門禁考勤系統實現 115
5.3 實訓——900MHz藥品購銷管理
系統實現 119
鞏固延伸 124

第二部分 傳感器技術及應用

項目6 傳感器和傳感器網絡 127
學習目標 127
相關知識 127
6.1 認識傳感器 128
6.1.1 傳感器的定義和命名規則 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 傳感器網絡簡介 134
6.2.1 傳感器網絡的原理和結構 134
6.2.2 傳感器網絡的特點和應用 138
項目實訓 143
6.3 實訓——傳感器模塊認知實驗 143
鞏固延伸 145
項目7 力學傳感器技術及應用 146
學習目標 146
相關知識 146
7.1 電阻應變式傳感器 146
7.1.1 電阻應變式傳感器的基本知識 146
7.1.2 電阻應變式傳感器的典型應用 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用 157
項目實訓 160
7.4 實訓——金屬箔式應變片的測量電路性能驗證實驗 160
7.5 實訓——基于51單片機的電子秤設計與制作實驗 163
鞏固延伸 166
項目8 光學傳感器技術及應用 168
學習目標 168
相關知識 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用 181
項目實訓 183
8.4 實訓——基于光電式傳感器的自動循跡小車制作實驗 183
8.5 實訓——基于IAR開發環境下的熱釋電傳感器使用實驗 188
鞏固延伸 194
項目9 環境量傳感器技術及應用 196
學習目標 196
相關知識 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用 208
項目實訓 210
9.4 實訓——基于IAR開發環境下的雨滴傳感器使用實驗 210
9.5 實訓——基于IAR開發環境下的氣體傳感器使用實驗 216
鞏固延伸 222
項目10 傳感器網絡構建與實現 224
學習目標 224
相關知識 224
10.1 傳感器網絡的部署策略 224
10.1.1 傳感器網絡的構思與規劃 224
10.1.2 傳感器網絡的分析與設計 226
10.1.3 傳感器網絡的構建與實施 229
10.1.4 傳感器網絡的運行與維護 232
項目實訓 235
10.2 實訓——自習室節能控制系統實現 235
10.3 實訓——智能無線報警系統實現 246
鞏固延伸 248

第三部分 RFID與傳感器技術的發展及融合

項目11 RFID與傳感器技術的研究和探索 251
學習目標 251
相關知識 251
11.1 RFID創新模式與下一代技術 251
11.1.1 深度挖掘RFID創新應用模式 251
11.1.2 積極發展下一代RFID技術 257
11.2 新型傳感器應用與發展趨勢 261
11.2.1 新型傳感器在多領域大放異彩 261
11.2.2 傳感器技術的未來發展趨勢 265
項目實訓 270
11.3 實訓——關于RFID與傳感器技術的創新創業項目策劃 270
鞏固延伸 273
項目12 RFID與傳感器技術的集成和應用方案 275
學習目標 275
相關知識 275
12.1 RFID與傳感器一體化架構 275
12.1.1 僅與讀寫器通信的集成傳感器標簽 276
12.1.2 能夠相互通信的集成傳感器標簽 278
12.1.3 集成無線傳感器節點的讀寫器 278
12.1.4 混合集成架構 279
12.2 集成RFID與傳感器技術的應用方案 281
項目實訓 285
12.3 實訓——物聯網系統工程投標書編制 285
鞏固延伸 290
參考文獻 292

1. 零基礎玩轉國產大模型DeepSeek [徐永冰 張帥 編著]
2. 網絡工程師5天修煉（適配第6版考綱） [主編　朱小平 施游]
3. 信息系統項目管理師考試32小時通關（適用第4版考綱） [薛大龍]
4. 信息系統管理工程師考試32小時通關（適配第2版考綱） [薛大龍　劉偉]
5. 土木工程材料檢測實訓 [洪曉江 達則曉麗 錢波]
6. 科技信息檢索與論文寫作實用教程 [李振華]
7. 傳統山水畫論解讀與實踐 [陳鈉 著]
8. Python數據庫編程 [主編 殷樹友 邢 翀]
9. 計算機基礎實訓指導 [主編 袁春萍 朱妮]
10. 嵌入式人工智能技術應用（數字教材） [主編 胡娜 楊國勇 晏廷榮]
11. Vienna整流器技術 [桂存兵 著]
12. 變頻器與伺服應用 [陳剛 葉云飛]
13. 物聯網工程設計與實踐 [湯琳 李敏]
14. 爐邊夜話——深入淺出話AI [汪建　著]
15. 電商運營與管理 [鐘肖英 陳瀟]
16. Java面向對象程序設計 [主編 姜春磊 陳虹潔]
17. 信息技術基礎（Windows 10+WPS Office）（微課版） [主編　石利平　田輝平　謝盛嘉]
18. 人工智能應用 [主編　陳　萍　劉培培　陳孟軍]
19. 大學生職業發展與就業指導 [主編　劉志堅]
20. 高級辦公應用項目教程 [主編 屈晶 趙成麗]
21. 微信小程序開發項目實戰（微課版） [主編 黃龍泉 郭峰 朱倩]
22. 企業檔案工作實戰寶典百問百答 [華俊 盧秀英 邵甜甜 著]
23. 計算機網絡原理及應用 [主編 唐繼勇 葉坤 孫夢娜]
24. 大學生創業基礎 [主編 王麗莉 王 楊]
25. 船舶輔機 [主編 王連海 于洋 姜淑翠]
26. 大學生就業指導 [主編 王麗莉 董宴廷]
27. 系統架構設計師章節習題與考點特訓 [主編 薛大龍 鄒月平]
28. 高校學生工作探索與實踐 [郭亮 著]
29. 大學生情商管理 [方雄 著]
30. 2023年長沙市會展業發展報告 [主編 周棟良]