实验LF低频RFID实验.docx

实验一 LF低频RFID实验一、实验目的1. 1 了解ID卡内部存储结构1. 2把握符合ISO 18000-2标准的无源ID卡识别系统的工作原理1. 3把握符合ISO 18000-2标准的无源ID卡识别系统的工作流程把握本平台ID模块的操作进程二、实验设备硬件：RFID实验箱套件，电脑等软件：Keil,串口调试助手三、实验原理低频RFID系统与ID卡低频RFID系统读卡器的工作频率范围一样从120KHz至”34KHz该频段的波长大约为 2500m,除金属材料阻碍外，一样低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离低 频RFID系统利用ID卡，全称为身份识别卡（Identification Card）,作为其电子标签ID 卡是一种不可写入的感应卡，其内部唯一存储的数据是一个固定的ID卡编号，其记录内容 （卡号）是由芯片生产厂商封卡出厂前一次性写入，封卡后不能更改，开发商只可读出卡号加 以利用ID卡与咱们通常利用磁卡一样，仅仅利用了 “卡的号码”罢了，卡内除卡号外， 无任何保密功能，其“卡号”是公布、袒露的目前市场上要紧有台湾SYRIS的EM、美国 HID、TK MOTOROLA等各类ID卡。

本实验平台利用EM系列ID卡，它符合ISO 18000-2标准， 工作频率为125KHZ,后续的讲解也围绕这种标签展开ID标签中保留的唯一数据一一标签标识符（UID）以64位唯一识别符来识别UID由 标签制造商永久设置，符合ISO/IEC DTR156933UID使每一个标签都唯一、独立的编号 UID包括（图）：固定的8位分派级“E0”依照ISO/IEC 7816-6/AM1概念的8位IC制造商朝码由IC制造商指定的唯一48位制造商序列号MSNMSB LSBM $7骗 4946 1'E0'IC WfgcodeIC manufacturer sen al number图UID结构图IS018000-2 标准实验平台的低频ID模块符合IS018000-2标准i旬问器载波频率为125KHZIS018000-2 标准中规定了大体的空中接口的大体标准：询问器到标签之间的通信采纳脉冲距离编码：标签与询问器之间通过电感性耦合进行通信，当询问器以标准指令的形式访问标签 时载波需加载一个4K位/秒显彻斯特编码数据信号：调制采纳ASK调制，调制指数100机在实际通信系统中，很多系统都不能直接传送基带信号，必需用基带信号对载波波形的 某些参量进行操纵，是载波的这些参量随基带信号的转变而转变。

由于正弦信号形式简单， 便于产生和接收，大多数数字通信系统中都采纳正弦信号作为载波，即正弦波调制数字调 制技术是用载波信号的某些离散状态来表示所传送的信息，在接收端也只要对载波信号的离 散调制参量进行检测数字调制方式，一样有振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK) 三种大体调制方式，如下图：-MV- Will tillRSK FSK psk图数字调试方式在二进制振幅键控(ASK)方式下，当基带信号的值为1时，载波幅度为ul：当基带信号 的值为时，载波幅度为u2概念调制系数为 '仁(ul-u2)/(ul+u2),当u2为0时，调制系数 m=100%o图振幅键控调制射频工作区的载波频率125KHz：工作频率精度之内：标签以64位唯一识别符来唯一识别：更多内容参考ISO 18000-2o低频RFID系统读卡器本实验平台利用EX系列ID卡，符合ISO 18000-2标准，工作频率为125KHZ,经读卡器 译码后输出其十位十进制卡号图是ID卡及其读卡器的工作原理框图，其中上半部份是ID卡的内部组成结构;下半部份 是ID读卡器的组成结构ID卡的天线与其读卡器的天线之间组成空间耦合“变压器”，读卡器天线作为“变压器” 低级线圈向空间发射125KHz的交变电磁场，进入该电磁场的ID卡通过其天线（“变压器”的 次级线圈）获取能量，为其内部各功能部件提供工作电压。

由于ID卡为只读型RFID卡，读卡 器不必向ID卡发送任何数据或指令，一旦ID卡进入读卡器有效的工作区域内，其内部功能部 件就开始工作，时序发生器部件操纵存储器阵列和数据编码单元将其内部的64位信息调制后 按顺序发送给读卡器，其中调制方式为ASK（移幅键控）调制读卡器中的4MHz振荡源通过32分频后取得125kHz的基准频率信号，该频率一方而为读 卡器发射125kHz的交变电磁场提供工作时钟，另一方面为读卡器中微操纵器解码提供基准 时钟.当读卡器的工作区域内没有ID卡时,读卡器的检波电路没有输出，一旦有ID卡进入交 变电磁场并将其显彻斯特编码的数据信息调制后发送出来,读卡器的滤波电路、解调电路、 检波电路和整形单元将调制在125kHz频率信号中的采纳显彻斯特编码的数据信息解调还原, 微操纵器接收到夏彻斯特编码数据信息后利用软件解码,从而读取ID卡的64位数据信息ID卡内部的夏彻斯特编码和原始数据信息关系见图显彻斯特编码采纳下降沿表示‘1' 采纳上升沿表示‘0'读卡器的微操纵器软件的要紧功能确实是对从ID卡接收到的显彻斯 特编码进行解码,取得ID卡内部的64位数据信息,然后进行CRC校验,若是校验成功,那么就 完成了一次读卡进程。

图曼彻斯特编码和原始数据信息关系低频RFID系统工作流程如下：1) 读卡器将载波信号经天线向外发送；2) 标签中的电感线圈和电容组成的谐振回路接收读卡器发射的载波信号，标签中芯 片的射频接口模块由此信号产生出电源电压、复位信号及系统时钟，使芯片“激活”；3) 标签中的芯片将标签内存储的数据经城彻斯特编码后，操纵调制器上的开关电流 调制到载波上，通过标签上天线回送给阅读器；4) 阅读器对接收到的标签回送信号进行进行ASK解调、解码后就取得了标签的UID 号，然后应用系统利用该UID号完成相关的操作简述上面的进程，咱们能够把低频RFID读卡器的功能减单描述为：读取相关ID卡卡 号，并把该卡号发送到应用系统上层，由上层系统完成相关数据信息的处置由于ID卡卡 内无内容，故其卡片持有者的权限、系统功能操作要完全依托于上层运算机网络平台数据库 的支持四、实验进程为实验箱上电，将低频模块旁的S4DB9选择开关拨打至DB9接头一侧，现在，UART4号 DB9接头与节点3上的低频模块通信将PC机的串口与UART4 DB9串口相连，在PC机上打开物底网RF/实验箱配套光*物 联网综合RFID实验球应用程序目录下的应用软件，选择正确的端口号并进行如下图的配 置，并“打开串口”图掏出实验箱配套的低频RFID标签（注意，低频高频特高频三种标签均是白卡包装，其中低 频标签的一面上有数字），进行刷卡操作，会在串口调试助手软件的显示区返回低频卡的卡 号如下图，值得注意的是现在的返回值是以十六进制表示的（本例中为00981ABB）,而低频 标签上的数值是十进制表示，大伙儿能够用运算机进行转换，观看标签号是不是正确。