2025年大學(xué)《信息與計算科學(xué)》專業(yè)題庫——RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪種RFID標(biāo)簽不需要外部電源，通過感應(yīng)讀寫器發(fā)射的電磁場獲取能量？（）A.有源標(biāo)簽B.半有源標(biāo)簽C.無源標(biāo)簽D.芯片式標(biāo)簽2.在RFID系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)發(fā)射查詢信號、接收標(biāo)簽響應(yīng)并解碼數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備是？（）A.天線B.標(biāo)簽C.讀寫器D.中間件3.以下哪種頻段的RFID系統(tǒng)通常具有較短的讀寫距離？（）A.低頻（LF,125-134kHz）B.高頻（HF,13.56MHz）C.超高頻（UHF,860-960MHz）D.微波（MW,>2.45GHz）4.用于需要頻繁讀寫、數(shù)據(jù)容量較大且需在線供電的RFID應(yīng)用場景，通常選用？（）A.低頻無源標(biāo)簽B.高頻有源標(biāo)簽C.超高頻無源標(biāo)簽D.微波半有源標(biāo)簽5.在物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)中，負(fù)責(zé)采集物理世界信息的是？（）A.網(wǎng)絡(luò)層B.平臺層C.應(yīng)用層D.感知層6.下列哪種技術(shù)通常用于實現(xiàn)短距離點對點通信，常用于設(shè)備配對或小額支付？（）A.Wi-FiB.藍(lán)牙C.ZigbeeD.NB-IoT7.RFID系統(tǒng)中，用于解決多標(biāo)簽同時讀取沖突問題的技術(shù)是？（）A.抗干擾技術(shù)B.多標(biāo)簽識別（MTS）技術(shù)C.加密技術(shù)D.天線分集技術(shù)8.將RFID技術(shù)與GPS、傳感器等結(jié)合，實現(xiàn)對物品的實時定位和狀態(tài)監(jiān)測，屬于哪種應(yīng)用模式？（）A.資產(chǎn)跟蹤B.門禁控制C.環(huán)境監(jiān)測D.電子票務(wù)9.RFID中間件在系統(tǒng)中主要扮演的角色是？（）A.直接與標(biāo)簽通信B.直接管理讀寫器硬件C.承擔(dān)數(shù)據(jù)過濾、轉(zhuǎn)換和業(yè)務(wù)邏輯處理D.負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)連接10.被譽為“物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)”的技術(shù)是指？（）A.大數(shù)據(jù)技術(shù)B.云計算技術(shù)C.無線通信技術(shù)D.人工智能技術(shù)二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.RFID系統(tǒng)的基本組成通常包括標(biāo)簽、______、天線和天線接口。2.無源RFID標(biāo)簽通過______方式獲取工作所需的能量。3.物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)通常分為感知層、______層、平臺層和應(yīng)用層。4.超高頻RFID系統(tǒng)的主要優(yōu)點包括讀寫距離遠(yuǎn)、______、成本相對較低。5.RFID數(shù)據(jù)安全主要涉及數(shù)據(jù)______和防碰撞兩個層面。6.在RFID應(yīng)用中，根據(jù)標(biāo)簽是否需要外部電源，可以分為無源、______和有源三種類型。7.Zigbee技術(shù)主要用于構(gòu)建低功耗、低數(shù)據(jù)率的______網(wǎng)絡(luò)。8.RFID標(biāo)簽的讀寫器接口標(biāo)準(zhǔn)主要有______、ISO/IEC14443、ISO/IEC15693等。9.讀寫器根據(jù)天線數(shù)量可以分為單天線和多天線（或______）讀寫器。10.將RFID技術(shù)應(yīng)用于圖書管理，實現(xiàn)圖書的自動借閱和歸還，是______應(yīng)用的典型例子。三、名詞解釋題（每題3分，共12分。請用簡潔的語言解釋下列名詞的含義）1.頻率調(diào)制響應(yīng)（FMR）2.電子產(chǎn)品代碼（EPC）3.物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)（IoTReferenceArchitecture）4.低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述無源RFID標(biāo)簽與有源RFID標(biāo)簽的主要區(qū)別。2.簡述RFID系統(tǒng)在供應(yīng)鏈管理中可能發(fā)揮的作用。3.簡述物聯(lián)網(wǎng)平臺在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的主要功能。4.簡述RFID技術(shù)應(yīng)用于門禁控制的基本流程。五、綜合應(yīng)用題（每題7分，共14分。請結(jié)合所學(xué)知識，回答下列問題）1.假設(shè)一個超市希望利用RFID技術(shù)改進(jìn)其商品入庫流程，請簡述該系統(tǒng)可能的方案設(shè)計，包括需要哪些RFID硬件設(shè)備、系統(tǒng)大致工作流程以及該方案相比傳統(tǒng)人工錄入方式的優(yōu)勢。2.分析將RFID技術(shù)應(yīng)用于智能養(yǎng)殖場（如監(jiān)測牲畜身份、位置和健康狀態(tài)）時，需要考慮的關(guān)鍵技術(shù)點以及可能面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.B5.D6.B7.B8.A9.C10.C二、填空題1.讀寫器2.感應(yīng)（或電磁感應(yīng)）3.網(wǎng)絡(luò)層4.讀取速度快5.加密（或數(shù)據(jù)安全）6.半有源7.個域（或局域）8.ISO/IEC180009.多通道（或多端口）10.資產(chǎn)管理（或物流跟蹤）三、名詞解釋題1.頻率調(diào)制響應(yīng)（FMR）：是指無源RFID標(biāo)簽在受到讀寫器脈沖信號激勵時，其負(fù)載電容隨時間變化的頻率調(diào)制現(xiàn)象。通過測量這個調(diào)制信號的頻率，讀寫器可以識別標(biāo)簽的序列號等信息。2.電子產(chǎn)品代碼（EPC）：即ElectronicProductCode，類似于產(chǎn)品的“身份證號”，是物聯(lián)網(wǎng)中用于唯一標(biāo)識一個產(chǎn)品或物品的代碼，通常存儲在RFID標(biāo)簽中。3.物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)（IoTReferenceArchitecture）：是由行業(yè)聯(lián)盟（如EPCglobal）或標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的一種標(biāo)準(zhǔn)化的框架，用于描述物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的不同層次及其相互關(guān)系，旨在促進(jìn)不同廠商設(shè)備和應(yīng)用之間的互操作性。4.低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）：是一種專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的無線通信技術(shù)，具有低功耗、長通信距離和較小的數(shù)據(jù)傳輸速率等特點，適用于連接分布在廣闊區(qū)域內(nèi)的大量低功耗傳感器節(jié)點。四、簡答題1.無源RFID標(biāo)簽無需外部電源，通過感應(yīng)讀寫器發(fā)射的電磁場獲取能量，通常體積小、成本低，但讀寫距離相對較短，數(shù)據(jù)傳輸速率較低；有源RFID標(biāo)簽自帶電池，可以主動發(fā)射信號，具有讀寫距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)傳輸速率高、可存儲更多信息等優(yōu)點，但成本較高、體積較大、存在電池壽命問題。2.RFID技術(shù)可以在供應(yīng)鏈管理中實現(xiàn)物品的自動識別和跟蹤。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物料跟蹤，到倉儲環(huán)節(jié)的入庫、出庫管理，再到物流運輸環(huán)節(jié)的貨物狀態(tài)監(jiān)控和位置追蹤，以及最終的銷售環(huán)節(jié)，RFID可以提供實時的數(shù)據(jù)，提高供應(yīng)鏈的透明度，減少人工錯誤，優(yōu)化庫存管理，加快貨物周轉(zhuǎn)速度，降低運營成本。3.物聯(lián)網(wǎng)平臺在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中扮演著核心角色，主要功能包括：設(shè)備接入與管理（連接和管理各種異構(gòu)的感知設(shè)備）、數(shù)據(jù)采集與處理（收集來自設(shè)備的數(shù)據(jù)，進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、聚合等預(yù)處理）、數(shù)據(jù)分析與存儲（對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析和挖掘，提取有價值的信息）、應(yīng)用支撐與服務(wù)（提供API接口，支持上層應(yīng)用的開發(fā)和部署，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示和業(yè)務(wù)邏輯處理）。4.RFID技術(shù)應(yīng)用于門禁控制的基本流程通常包括：授權(quán)（系統(tǒng)管理員為合法用戶標(biāo)簽賦予通行權(quán)限并寫入標(biāo)簽）；感應(yīng)（用戶攜帶標(biāo)簽通過門禁區(qū)域的讀寫器天線附近時，讀寫器發(fā)出射頻信號）；識別（無源標(biāo)簽感應(yīng)能量后，將其存儲的身份信息或權(quán)限信息通過反向散射方式發(fā)送給讀寫器）；驗證（讀寫器將標(biāo)簽信息傳輸給門禁控制主機）；開鎖（控制主機根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則和標(biāo)簽信息判斷用戶是否有權(quán)限通行，若授權(quán)則控制電鎖或門禁開關(guān)打開，完成通行；否則保持關(guān)閉狀態(tài)或發(fā)出報警）。五、綜合應(yīng)用題1.超市RFID入庫系統(tǒng)方案設(shè)計：*硬件設(shè)備：可能包括超高頻（UHF）無源RFID標(biāo)簽（貼在商品或包裝上）、超高頻UHF讀寫器（安裝在庫房門口或傳送帶旁）、天線（配合讀寫器使用，增強信號覆蓋）、中間件服務(wù)器（用于數(shù)據(jù)處理和存儲）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（連接讀寫器和服務(wù)器）。*系統(tǒng)工作流程：商品到達(dá)庫房門口或傳送帶旁，帶有RFID標(biāo)簽的商品進(jìn)入讀寫器天線覆蓋區(qū)域；讀寫器發(fā)射射頻信號，激活范圍內(nèi)的標(biāo)簽；標(biāo)簽感應(yīng)能量后，將其唯一的EPC碼等信息通過反向散射方式發(fā)送回讀寫器；讀寫器接收標(biāo)簽信息，并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給中間件服務(wù)器；中間件服務(wù)器對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（如去重、格式轉(zhuǎn)換），并更新到庫存管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，完成自動入庫登記。*優(yōu)勢：相比傳統(tǒng)人工掃描條形碼或手動錄入，RFID入庫流程可以更快、更準(zhǔn)確地完成大量商品的識別和數(shù)據(jù)采集，減少人工錯誤和勞動強度；可以實現(xiàn)實時庫存更新，提高庫存管理的準(zhǔn)確性和效率；支持批量讀取，處理速度快；有助于實現(xiàn)自動化作業(yè)，提升倉庫運營效率。2.智能養(yǎng)殖場RFID應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)點與挑戰(zhàn)：*關(guān)鍵技術(shù)點：*標(biāo)簽選型與附著：根據(jù)養(yǎng)殖環(huán)境（如濕度、溫度、動物體型）選擇合適的標(biāo)簽類型（如耐候性強的無源標(biāo)簽或有源標(biāo)簽），并安全牢固地附著在動物身上（如耳標(biāo)）或飼養(yǎng)設(shè)備上。*讀寫器布局與部署：根據(jù)養(yǎng)殖場規(guī)模和布局，合理安裝讀寫器和天線，確保覆蓋目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域，并能有效讀取動物身上的標(biāo)簽信息，可能需要考慮使用多通道或分區(qū)域部署。*數(shù)據(jù)采集與處理：實時采集標(biāo)簽數(shù)據(jù)（如ID、位置、活動狀態(tài)等），通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、存儲和分析。*識別算法：開發(fā)或應(yīng)用合適的算法，用于區(qū)分不同動物發(fā)出的信號，尤其是在密集環(huán)境中；可能需要結(jié)合其他傳感器數(shù)據(jù)（如紅外、圖像）進(jìn)行身份確認(rèn)。*應(yīng)用系統(tǒng)集成：將RFID采集的數(shù)據(jù)與養(yǎng)殖管理軟件、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等集成，實現(xiàn)綜合分析，為飼養(yǎng)管理、疾病預(yù)防、資源優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。*可能面臨的挑戰(zhàn)：*動物活動與環(huán)境干擾：動物移動速度快、方向隨機，可能快速穿過讀寫器覆蓋區(qū)或停留在信號盲區(qū)；環(huán)境因素如金