RFID实验报告

中南大学RFID实验报告学生姓名学院信息科学与工程学院专业班级完成时间2015年12月26日《RFID》第2页共35页目录1.实验前的准备...................................32.UHF超高频实验..................................72.1实验一....................................72.2实验二...................................102.3实验三...................................142.4实验四...................................173.HF高频实验...................................193.1实验一...................................193.2实验二...................................233.3实验三...................................253.4实验四...................................304.LF低频实验...................................334.1实验一...................................33《RFID》第3页共35页RFID1.实验前的准备1.1实验箱安装与连接说明一、实验目的熟悉RFID实验箱硬件结构，掌握RFID硬件设备与计算机通过串口进行链接，了解RFID读写器的主要功能模块，动手搭建RFID读写器，熟悉RFID设备基本硬件。二、实验器材1.计算机2.RFID实验箱三、实验内容1.了解实验箱的构造；2.连接实验箱的设备线。四、实验步骤了解实验箱的构造：打开RFID实验箱，从左至右分别是超高频，低频，高频跳线帽，拔掉跳线帽该路会被关闭；试验箱正常使用时应当将三个跳线帽同时安装好；试验箱控制软件能够智能选择所需要的读写器模块。连接实验箱的设备线：连接电源，开机时待所有连接线连接完毕时打开电源开关，关机时先关闭电脑上的应用软件，关闭电源开关后再断开相关连接线；连接usb转串口线；打开电源。安装usb转串口驱动程序，双击CDM20814_Setup.exe，进行安装，界面如图所示。《RFID》第4页共35页USB转串口安装成功后，右键点击“我的电脑”，在弹出的窗口中点击“设备管理器”，查看“端口”，显示可用的串口号，如图所示，出现四个USBSerialPort，编号最小的串口用于超高频读写器，编号最大的用于高频读写器，编号第二大的用于低频读写器，另外剩余一路串口没有使用。一般情况下，试验箱控制软件中加载读写器时（AddLF/HF/UHFReader）软件能够根据所选择的读写器类型智能选择对应的串口，在后续弹出的串口下拉式选项中显示的端口就是正确的端口。总之，试验箱使用时跳线帽，端口选择均无需配置，选择默认设置即可。《RFID》第5页共35页本实验箱控制软件为绿色版，无需安装，双击.exe文件运行即可，初始界面如图所示。接下来，即可进行试验箱的操作。1.2驱动安装说明连接好实验箱，打开设备管理器，选中问号设备，点击“更新驱动程序”，选择“从列表或指定位置安装（高级）”，选择驱动所在文件夹,点击“确定”。对四个问号设备执行相同的操作，全部完成驱动安装以后，在通用串行总线控制器中出现USBSerialConverterA\B\C\D,如图所示。《RFID》第6页共35页右键选中“USBSerialConverterA”，在“高级”选项卡中，在“加载VCP”一项前打勾。选择“驱动程序”选项卡，点击“更新驱动程序”，选择“从列表或指定位置安装（高级）”，点击“下一步”。选择“不要搜索。我要自己选择要安装的驱动程序”，点击“下一步”，在出现的窗口中直接点击“下一步”，完成驱动安装，USBSerialConverterB\C\D执行相同操作。全部执行完毕后，在“其他设备”中会出现带问号的“USBSerialPort”（某些情况下不会出现，但是在端口（COM和LPT）中会出现新的COM端口，则说明已经安装成功）。右键点击问号“USBSerialPort”，点击“更新驱动程序”，选择“从列表或指定位置安装（高级）”，点击“下一步”，选择“在这些位置上搜索最佳驱动”，选择驱动所在目录，点击“下一步”，安装成功后，端口（COM和LPT）会显示4个新的COM端口，如图所示。《RFID》第7页共35页2.UHF超高频实验2.1实验一超高频读写器的基本认知一、实验目的了解超高频读写器的基本设置，熟悉超高频读写器的设置与使用。通过本次实验，了解超高频读写器和标签参数的含义和设置方法。二、实验器材1.RFID实验箱2.计算机一台三、实验内容了解和设置读写器参数；四、实验步骤1.打开RFID实验箱，使用读写器试验箱上的USB连接线连接实验箱和电脑，启动电源；2.在电脑上安装USB转串口驱动程序、读写器控制软件。安装方法见实验箱软件安装文档；3.在电脑上打开读写器控制软件，进入主界面，点击主菜单“control”，选择下拉菜单中“AddUHFReader”。如图示：4.选择串口（弹出的显示值即对应串口），如图1-2示，点击ok，进入超高频读写器选择界面，如图所示：《RFID》第8页共35页5.主界面上显示读写器基本信息，鼠标选中该读写器，鼠标右击、选中“ReaderSettingsandDiagnostics”,进入读写器参数设置界面。6.读写器参数的了解和设置，界面如图所示：《RFID》第9页共35页1)InventoryDelay参数，用于设置读写器读取标签的频率，例如：其值设置10ms表示读写器每间隔10ms读取一次标签信息。读写器读取标签的次数在主界面上实时动态显示；2)TagModel参数，选择协议类型，具体有Gen2(ISO16000C)、Gen2+RSSI、ISO6B(ISO16000B)。目前，市场上大部分标签都遵守Gen2协议。Gen2+RSSI表示主界面上将同时动态显示读写器读取标签的次数和返回的射频信号强度；3)Outputlevel参数和Sensitivity参数，两者分别用于调节读写器读取功率和灵敏度。功率设置值越大，读写器读取标签的有效距离越长；灵敏度设置值越小，读写器读取标签的灵敏度越高。4)Frequencies中有八项参数，其中Profile参数表示全球不同国家和地区对UHF频段设置的不同标准，包括USA、Europe、Japan、Chin***.625、Chin***.125、Korea等，一旦选择某一标准，其余的七项参数也随即确定；了解各项参数实际功用和意义后，也可对这些参数进行自定义设置；5)Gen2Setting中的4项参数是对协议本身进行参数的设定，此项内容设置方法可以参考ISO18000-6C协议等资料。五、知识学习1.EPC的Gen1协议Gen1标准是EPCglobal的前身Auto-IDCenter制定的。EPC的Gen1是第一代之意，Gen是generation(世代)的缩写。它包括Class0协议和Class1协议，其中Class0协议下的标签是只读的，不可以写入；而Class1协议下的标签虽是可读写的，但是只能写一次，写完后就成为只读标签，这两种协议下的标签都不具有保密性。Class0和Class1协议都是EPC的标准协议。2.EPC的Gen2协议因Gen1存在安全问题等多个缺陷，EPCglobal在Gen1颁布不久便立即开始制定的新的标准协议Gen2。Gen2是EPCglobal制定的Class1UHF频段射频识别空中接口的第二代标准。在Gen2协议下的标签可以重复读写，并且增加了保密性能。此后EPCGlobal和国际标准化组织合作以该标准为基础出台了ISO18000-6C国际标准。目前几乎所有的标签厂商停止Gen1协议的超高频芯片的开发和生产，超高频领域市场上主流产品均为符合C1G2协议产品。3.EPCGen2协议的发展历程Auto-IDCenter的目标是规范编码系统和网络构造，并且采用ISO协议作为空中接口标准。早期，EAN和UCC致力于制作符合ISO的UHF协议的全球标签（GTAG）的标准。但是，Auto-IDCenter反对这样做，原因在于ISO中的UHF《RFID》第10页共35页协议过于复杂，并且因此导致电子标签的成本居高不下。Auto-IDCenter于是独自开发UHF协议，最初计划制订一套适用于不同级别标签的协议。级别越高的标签更完善。结果却一直在调整计划。最终，Auto-IDCenter采用Class0和Class1的两种不同的协议，这意味着终端用户必须购买不同的读写器来读取Class1和Class0的标签。2003年，Auto-IDCenter的EPC技术因得到了UCC的认可，而开始与EAN组织进行合作，使EPC技术商业化。2003年11月，Auto-IDCenter运作成立EPCglobal，并将Class0和Class1协议转交给EPCglobal进行后续工作。后来EPCglobal通过会议批准Class0和Class1协议作为EPC第一代标准，一般称为Gen1协议。Gen1协议有两个缺点，其一是Class0和Class1协议互不兼容，并且与ISO不兼容。其二是它们不能做到全球通用；例如，Class0发射信号时使用一种频率，而接收信号时用另一种不同频率，这也不符合欧洲的标准。2004年，EPCglobal开始着手第二代协议（Gen2)的开发，与Gen1不同，这个协议使得EPC标准将更加接近ISO标准。2004年12月，EPCglobal又通过了Gen2。这样Gen2和ISO标准同时成为RFID产品厂家的标准。Gen2虽然接近了ISO，但是，关于AFI却与ISO不同。所有的ISO标准都有AFI，这是一个8bit的编码，用来识别标签源码，来防止EPCglobal对标准的垄断。但是，生产商已经开始用Gen2标准来生产产品，这将在供应链中形成全球使用Gen2的趋势。EPC的Gen2标准于2006年3月得到ISO的批准认可，纳入ISO标准体系；对应标准为ISO18000-6C。2.2实验二Gen2协议下标签读写实验一、实验目的本实验熟悉Gen2协议标签数据的读取和写入过程。二、实验器材1.RFID实验箱一套2.超高频RFID标签一只3.计算机一台三、实验内容RFID标签主要用于存储数据；本试验通过读写器控制软件控制RFID读写器对超高频RFID标签进行读取操作，同时对EPC数据进行改写操作。四、实验步骤1.启动读写器打开RFID实验箱，连接好实验箱和电脑，将超高频天线固定在超高频读写器的天线端口上，开启电源。2.放置标签取一只标签，放置在超高频读写器天线上。3.系统设置《RFID》第11页共35页打开读写器控制软件，设置好读写器的相关的参数。如图所示。4.读取标签主界面上显示读写器基本信息，鼠标选中该读写器，鼠标右击、点击StartScan则开始读取标签，如图所示：点击上图中的标签号，弹出标签参数设置窗口，该窗口可针对标签进行操作，《RFID》第12页共35页如图所示:5.修改标签EPC信息在上图界面上点击SetEPC按钮，出现EPC修改界面如图所示，输入EPC长度和新的EPC，点击ok：《RFID》第13页共35页6.设置标签密码类似步骤5，在界面中点击SetPassword按钮，可对标签的访问密码进行设置。五、知识学习Gen2协议具有如下特点：1.兼容性C1G2标准综合考虑了UHF频段RFID在全球的分布，适用谱较宽(860MHz～960MHz)，符合各国UHF频段的规范，保证了不同生产商的设备之间具有良好的兼容性，也保证了EPCglobal网络系统中的不同组件之间的协调工作，从而推动C1G2标准RFID产品在全球广泛的使用。