UHFRFID实验基础手册专业资料.doc

1、UHF RFID读卡实验1.1、EPC Gen2读、写标签号实验实验目理解UHF RFID工作原理，并掌握其与HF RFID工作原理异同点。掌握EPC标签号存储区域以及构造特点。实验设备UHF 读卡器一种、UHF 天线一种、USB连接线一条、9V电源适配器一种、电脑一台、UHF实验上位机软件实验知识预备与原理1.UHF-RFID工作原理 在UHF RFID阅读器及电子标签之间通讯是采用电磁反向散射耦合方式完毕。电磁反向散射耦合方式类似雷达工作原理，如下图所示。阅读器就像手电筒，标签就像一种镜子，标签反射最大，就是逻辑“1”。标签反射最小，就是逻辑“0”。阅读器开始工作之后，通过天线先向空间发送860960 MHz频率范畴载波，激活标签，然后开始发送带调制命令信息到标签（TAG），可以采用ASK调制，脉冲间隔编码（Pulse Interval Encoding），通讯速率26.7到128 KBIT/S。 在高频范畴内标签收到阅读器发出高频载波信号，标签天线接受到特定电磁波，天线就会产生感应电流，在通过整流电路时，激活电路上微型开关，给标签供电。标签上电子线路，将依照阅读器发出信息，通过ASK或者PSK 耦合方式进行调制，FM0等编码方式，向阅读器反馈有关信息。UHF标签电路采用ASK和PSK调制方式，将编码信息发送给阅读器，实现了阅读器和标签之间双向通讯。互相认证通过之后，阅读器会向电子标签发出读、写、锁定、kill、盘存等操作指令。2.EPC编码产品电子代码(EPC编码)是国际条码组织推出新一代产品编码体系，本来产品条码仅是对产品分类编码，EPC码是对每个单品都赋予一种全球唯一编码，EPC编码96位(二进制)方式编码体系，可觉得2.68亿公司赋码，每个公司可以由1600万产品分类，每类产品有680亿独立产品编码，形象说可觉得地球上每一粒大米赋一种唯一编码。EPC代码是由标头、厂商辨认代码、对象分类代码、序列号等数据字段构成一组数字。详细构造如表所示：实验准备1、硬件连接：1）为 UHF 读卡器安装连接 9V电源，关闭电源开关。 2）打开 UHF 读卡器电源开关， 拟定右边 D1-D4 灯那一种亮起， 关闭电源开关。 把 UHF天线与 UHF读卡器亮灯那一种天线接口连接起来。 3）通过 USB 线把计算机与 UHF 读卡器连接起来。读卡器连接示意图2、USB 驱动安装详见0.2节：FT232驱动安装。安装成功在设备描述中有一种串口端口，安装完毕后在设备管理器中查看COMxx端口，（例如COM8）如下图所示：图：查看系统分派串标语上位机软件简介保证硬件连接对的，然后打开上位机软件RFIDread.exe（目录：RFID技术实验3-UHF RFID实验RFIDread）， COM口 完毕自动选取连接，如下图。功能选取天线参数数据窗口选取合同命令 LOG窗口GUI控制功能选取EPCEPC命令实验窗口Find tags-询卡窗口天线参数设立Frequencen Main 主频率n Aux - 辅频率Rx atten - 接受敏捷度Link - 连接速率Coding - 编码方式AntennaANT14 分别相应读卡器4个天线通道RF POWERAuto power off 功率发送自动关闭Enable 手动设立功耗使能实验过程1、按实验准备内容提示完毕驱动安装、硬件连接，打开上位机软件。2、读取标签EPC号 (1) 运用盘点命令读取标签EPC号把标签放在天线射频范畴内，选取开始盘点（begin round）命令，点击执行（execute），读出标签EPC号；(2) 运用读写数据块命令读标签EPC号：a) 先选用一张盘点到EPC标签，b) 在命令窗口中选取读取（Read）命令，c) 软件窗口内输入EPC号存储区，Bank Numeber 01、Block 17 。点执行（Execute）命令，查看读出数据；3、修改标签EPC号 a) 先选用一张盘点到EPC标签；b) 在软件窗口内输入要修改EPC号地址和数据，写入标签EPC号并记录相应数据； c) 重新盘点标签，查看修改后EPC号并对比；4、对天线参数进行设立。天线主辅频率切换接受敏捷度连接速率编码方式多通道天线切换射频POWER 设立1.2、EPC Gen2读、写标签顾客数据块实验实验目学会操作UHF RFID读卡器读写标签和标签顾客块数据。实验设备UHF 读卡器一种、UHF 天线一种、USB连接线一条、9V电源适配器一种、电脑一台、UHF实验上位机软件实验知识预备与原理EPC标签存储构造在逻辑上来说，一种电子标签分为四个存贮体，每个存储体可以由一种或一种以上存储器字构成。其存贮逻辑图为：1、保存内存 保存内存为电子标签存贮密码（口令）部份。涉及灭活口令和访问口令。 灭活口令和访问口令都为4个字节。 其中： 灭活口令地址为00H10H（以字为单位，字长16位）； 访问口令地址为20H30H。 2、EPC存储器 EPC存储器用于存贮电子标签EPC号、PC（合同-控制字）以及这部份CRC-16校验码。 其中：CRC-16：存贮地址为00，共2个字节16位，CRC-16为本存贮体中存 贮内容CRC校验码。 PC：电子标签合同-控制字，存贮地址为10，共2个字节16位。 PC表白本电子标签控制信息，涉及如下内容： PC为2个字节，16位，其每位定义为：0004位：电子标签EPC号数据长度. =00000B：EPC为0个字，0位 =00001B：EPC为1个字，16位 =00010B：EPC为2个字，32位 =11111B：EPC为31个字，496位 0507位：RFU=000B 080F位：=00000000B EPC号：若干个字,由PC值来指定。 EPC为辨认标签对象电子产品码。EPC存储在以20H存储地址开始EPC存储器内，MSB优先。用于存贮本电子标签EPC号，该EPC号长度在以上PC 值中来指定，每类电子标签(不同厂商或不同型号)EPC号 长度也许会不同。顾客通过读该存贮器内容命令读取EPC号。3、TID存储器 该存贮体是指电子标签产品类辨认号，每个生产厂商TID号都会不同。顾客可以在该存贮区中存贮其自身产品分类数据及产品供应商信息。普通来说，TID存贮区长度为4个字，8个字节。但有些电子标签生产厂商提供TID区会为2个字或5个字。 顾客在使用时，需依照自己需要选用有关厂商产品。 4、顾客存储器 该存贮区用于存贮顾客自定义数据。顾客可以对该存贮区进行该、写操作。 该存贮器长度由各个电子标签生产厂商拟定。每个生产厂商提供电子标签，其顾客存贮区长度会不同。存贮长度大电子标签会贵某些。顾客应依照自身应用需要，来选取有关长度电子标签，以减低标签成本。EPC标签EPC电子标签是由一种比大米粒1/5还小电子芯片和一种软天线构成，可以像纸同样薄。EPC电子标签可以在16米距离让阅读器探测到，普通可以读写信息。1、德州仪器UHF EPC G2标签特点 非接触界面完全兼容UHF EPC G2原则； 长距离操作解决方案（可达4-10m）； 容许标签可以跨国家或地区使用； 超迅速数据率达到40-640kbits/s； 反冲突操作模式在欧洲达600张/秒，在美国可达1600张/秒； 128bits片上存储空间：96bitEPC代码，32bit标签标记符，并且还具备32bit空间作为存取密钥和32bit自毁命令； 兼容UHF频段ISO/IEC 18000-6 Type C原则。2、飞利浦UCODE EPC G2标签特点 无线电界面接口完全兼容UHF EPC G2原则； 超长距离操作性能（在美国达到7m，在欧洲达到6.6m）； 适合UHF RFID应用，容许一张标签可以在全世界通用； 超迅速数据率，上传达到40-160kbits/s，下载达到40-640kbits/s； 超高速（如防冲突机制）标签操作可达600张/秒，在美国和欧洲可达1600张/秒； 512bits片上存储空间：96bitsEPC代码，32bit标签标记符，128bit顾客可编程存储空间，并且还具备32bit空间作为存取密钥（口令）和32bit自毁命令； 同样硬件构造同样可以运营UCODE HSL和UCODE EPC1.19。EPC标签操作命令集在对电子标签操作中，有三组命令集，用于完毕有关操作。这三种命令分 别是：选取、盘存及访问，这三组命令集分别由一种或各种命令构成。 选取（SELECT） 由一条命令构成。 读写器对电子标签读写操作前，需应用有关命令，选取符合顾客定义标签。使符合顾客定 义标签进入相应状态，而其她不符合顾客定义标签仍处在非活动状态，这样可有效地先将 所有标签按各自应用提成几种不同类。以利于进一步标签操作命令。 盘存（INVENTORY） 由多条命令构成。 盘存是将所有符合选取条件标签循环扫描一遍，标签将分别返回其EPC号。顾客运用该操作可 以一方面将所有符合条件标签EPC号读出来。并将标签分派到各自应用块中。 盘存操作中有许多参数，并且是一种扫描循环，在一种盘存扫描中，会组合应用到几条不同 盘存命令，故一种盘存又被称为一种盘存周期。 由于读写器与标签之间对于盘存命令数据互换时间响应有严格规定，故读写器会将一种盘 存周期操作设计成一种盘存循环算法，提供应顾客使用。而不需要顾客去自己设计盘存算法及盘 存环节。 普通读写器会为各种不同盘存需要设计几种优化盘存算法命令，供顾客使用。 操作（ACCESS） 顾客应用该组命令完毕对电子标签各项读取或写入操作。 该命令集涉及电子标签密码校验、读标签、写标签、锁定标签及灭活标签等。实验过程1、按3.5 节实验准备内容提示完毕驱动安装、硬件连接，打开上位机软件。2、读标签顾客数据块a) 先选用一张盘点到EPC标签，b) 在命令窗口中选取读取（Read）命令，c) 软件窗口内输入要读取顾客区地址和数量，点执行（Execute）命令，查看读出数据；3、写标签顾客数据块a) 先选用一张盘点到EPC标签，b) 在命令窗口中选取写入（write）命令，c) 软件窗口内输入要写入顾客区地址和数量，点执行（Execute）命令，查看读出数据并与修改之前做对比；1.3、UHF标签综合应用实验实验目通过综合应用实验使学生理解UHF长处以及工程应用，并理解UHF应用开发流程。实验设备UHF读卡器一种、UHF 天线一种、USB连接线一条、9V电源适配器一种、电脑一台、UHF综合应用实验上位机软件实验过程1）为 UHF 读卡器安装连接 9V电源，关闭电源开关。2） 打开 UHF 读卡器电源开关， 拟定右边 D1-D4 灯那一种亮起， 关闭电源开关。 把 UHF天线与 UHF读卡器亮灯那一种天线接口连接起来。 3）通过 USB 线把计算机与 UHF 读卡器连接起来。4）打开读卡器电源开关。 5）此时打开配备上位机软件 RFID 演示软件。途径：RFID技术实验3-UHF RFID实验UHF RFID物联演示系统6)依照不同应用场景，点击图标进入不同实验界面。门禁超市物流7）选取“系统设立”进行配备，在此可配备计算机与网关主板通信方式，端口设立。 8）点击“开始寻卡”，然后依照不同应用场景在“卡片注册”或“实时演示”中开始实验界面，如下图所示。门禁 超市 物流 此时点击“开始读取”等待标签读取。9)把 UHF 标签接近 UHF 天线，网关主板液晶屏显示相应标签地址。 RFID 演示软件上显示如下图所示。门禁超市物流 此时，点击确认即可为每个标签注册一种物品。 10)依照不同标签在“实时演示”界面中进行实验，如下图所示。 如果是门禁，此时把标签接近 UHF 读卡器，由于该标签上一步注册为 2 号门，因而，此时在 RFID 演示软件上可以看到，2 号门自动打开了，如上图所示。一段时间过后，2 号门自动关闭，如下图所示。如果是超市，此时把标签接近 UHF 读卡器（注意打开 RFID 演示软件右上角“开始读取”） ，由于该标签上一步注册为红酒，因而，此时在 RFID 演示软件上可以看到，成功扫描一瓶红酒。再把该标签接近 HF读卡器一次，即显示成功扫描了 2 瓶红酒，如下图所示，这成功演示了一种超市商品管理系统，点击“确认购买”即完毕产品出库销售。11)完毕门禁开关，超市商品管理，物流管理中物品进出库实时演示后，咱们可以通过历史查询来理解此前操作，如下图所示。门禁超市物流