rfid实验报告

RFID原理与应用实验报告2016–2017学年第二学期级物联网工程专业课程名称RFID原理与应用学号姓名指导教师王超梁2017年月日实验一RFID通信系统编解码和调制解调仿真一、实验目的射频识别技术是一种通过高频电磁破实现物体识别的无线电技术，一个完整的射频识别系统由射频识别阅读器，射频识别标签和射频识别软件系统三大部分组成，根据工作频段的不同，RFID系统编解码方式、调制解调方式不同，不同的编解码和调制解调方式可以提高RFID系统的通信效率，分析与设计RFID系统中不同编解码算法和调制解调方式具有很强的实用性。分析RFID系统不同编解码算法和调制解调方式，并进行仿真，比较不同编解码算法和调制方式对波形的影响，同时对现有算法进行优化和改进，从而提高RFID系统的效率。二、实验内容1.RFID实验箱各模块的划分和作用；2.RFID电子标签各种编解码算法的仿真；3.RFID电子标签调制解调的仿真；4.记录并截图电子标签各编解码算法和调制解调的波形。三、预备知识了解RFID的通信模型和原理；了解调制解调和编解码算法及波形；了解RFI实验箱各模块的功能；了解RFID系统的组成和各部分的作用。四、实验设备1.硬件环境配置计算机：Intel(R)Pentium(R)及以上；内存：1GB及以上；实验设备：韩柏电子RFID实验箱一套；2.软件环境配置操作系统：MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；RFID开发环境：AVRStudio，Miniscope。五、实验分析1．采用Manchester编码方式，对编码数据和解码数据波形的对比。2．采用AM调制方式（AM/FM/PM），对数据ASK调制和解调波形的对比。六、遇到的问题及解决方法问题：RFID技术使用ASKFSKPSK数字调制方法，其他的数字调制方法为什么不适用方法：1.数字调制解调技术主要有ASK、FSK、PSK和QAM几大类。2.衡量这些调制技术的指标主要是频率效率和功率效率。由于FSK相关技术具有“恒包络”之特性，故其具有高的功率效率，这对于依赖电池供电的对讲机产品来说尤为重要。3.目前，专业无线通信中采用的FSK调制技术主要是MSK、GMSK、2FSK和4FSK几种，其中MSK和GMSK是两种特殊的2FSK技术。MSK是最小频移键控调制技术，其信号相较普通的FSK信号具有相位连续性。GMSK则是在MSK的基础上通过引入Gaussian滤波器而进一步降低信号带宽的调制方式。4．在实际应用中，MSK信号一般用于传输低速数字信号，而GMSK则已在GSM公众无线系统和TETRAPOL、AIS等专业无线通信系统中获得广泛应用。4FSK调制技术则在最近的ETSI之DMR/dPMR标准中获得应用。实验二RFID125KHZ和13.56MHZ电子标签读写一、实验目的熟悉低频和高频RFID系统实现数据传输的原理，掌握125KHZ和13.56MHZ读写器和电子标签的结构及读取原理，观察高频读写器和低频读写器的结构和天线的区别，掌握电子标签的读写方法和多标签读取的防碰撞算法的实现方法。二、实验内容1.125KHZ电子标签数据的读取；2.13.56MHZ电子标签数据的单标签和多标签读取；3.多标签读取防碰撞算法的仿真；三、预备知识了解低频和高频RFID系统实现数据传输的原理；掌握读写器和电子标签的结构以及通信过程；了解多标签读取防碰撞算法的原理；了解不同频率电子标签和读写器的天线结构。四、实验设备1.硬件环境配置计算机：Intel(R)Pentium(R)及以上；内存：1GB及以上；实验设备：韩柏电子RFID实验箱一套；2.软件环境配置操作系统：MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；RFID开发环境：AVRStudio，Miniscope。五、实验分析1．125KHZ电子标签读取，电子标签数据和读取数据的对比。2．13.56MHZ电子标签单标签读取，电子标签数据和读取数据的对比。3.13.56MHZ电子标签多标签读取，电子标签数据和读取数据的对比。六、遇到的问题及解决办法问题：当实验标签和实验卡片频率不一样的时候情况怎样？解决方法：无法读取，因为高低频不一样频率无法耦合。实验三RFID射频天线特性HFSS仿真一、实验目的熟悉RFID系统实现数据传输的原理和天线的作用，掌握RFID天线的分类和制作方法，观察高频读写器和低频读写器的结构和天线的区别，掌握射频天线特性的HFSS软件仿真方法。二、实验内容1.HFSS13.0软件安装和使用；2.RFID射频天线阻抗和频率特性的HFSS仿真；三、预备知识了解RFID系统实现数据传输的原理；掌握RFID天线的分类和制作方法；了解HFSS软件的使用和天线特性仿真分析方法；了解不同频率电子标签和读写器的天线结构。四、实验设备1.硬件环境配置计算机：Intel(R)Pentium(R)及以上；内存：1GB及以上；实验设备：韩柏电子RFID实验箱一套；2.软件环境配置操作系统：MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；RFID开发环境：AVRStudio，Miniscope，HFSS13.0。五、实验分析1．RFID天线的阻抗特性HFSS仿真结果。2．RFID天线的频率特性HFSS仿真结果。六、遇到的问题及解决办法问题：怎样用HFSS仿真UHF标签天线的一些设置以及结果输出问题？方法：咨询老师，HFSS只是一个仿真工具，不是一个设计工具，不能依赖它来进行详细的设计，只能去验证一些设计思路和结果。实验四RFID多标签读取防碰撞算法仿真实现一、实验目的熟悉RFID系统实现数据传输完整性的原理，掌握RFID多标签识别防碰撞算法的原理和常用的防碰撞算法，观察ALOHA算法和BTS算法的识别效率，掌握ALOHA算法及其改进算法的实现原理。二、实验内容1.ALOHA算法、时隙ALOHA算法和动态时隙ALOHA算法实现多标签读取的程序仿真；2.二进制树及其改进算法实现多标签读取的防碰撞程序仿真；3.对比ALOHA算法和BTS算法的特点和区别。三、预备知识了解RFID系统实现数据传输完整性的方法；掌握ALOHA算法和BTS算法防碰撞的原理；了解ALOHA算法/BTS算法及其改进算法；了解防碰撞算法对多标签识别的重要性。四、实验设备1.硬件环境配置计算机：Intel(R)Pentium(R)及以上；内存：1GB及以上；实验设备：韩柏电子RFID实验箱一套；2.软件环境配置操作系统：MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；RFID开发环境：AVRStudio，Miniscope，HFSS13.0，MATLAB。五、实验分析1．ALOHA算法对多标签识别防碰撞实现的仿真结果。2．ALOHA改进算法多标签识别防碰撞实现的仿真结果。3．二进制树BTS算法及其改进算法对多标签识别防碰撞实现的仿真结果。六、遇到的问题及解决办法问题：防碰撞算法都有哪些类？解决方法：现有的多标签防碰撞算法主要分为三类：①基于Aloha的算法，又称为随机性算法；②基于树的算法，又称为确定性算法；③混合算法，将基于Aloha的算法和基于树的算法相结合而产生的一种算法。