射频识别技术实验指导书.docx
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射频识别技术实验指导书
实验一非接触式RFID应用
一、实验目的
1.了解非触式RFID读写器的安装。
2.了解MifareOne(M1)卡的组成部分,卡的特性。
3.学会使用应用程序对卡片进行读写操作。
4.了解如何将RFID读写器及M1卡融合到具体项目中。
二、实验仪器
1.一台具有USB口的计算机。
2.明华URF-35读写器一台。
3.MifareOne卡
三、实验内容和步骤
本实验采用USB口的读写设备,目前应用比较普遍的还有一些串口的读写设备,其它串口设备仅在通讯接口上与USB口不同,且串口设备需要独立供电,其工作原理、应用场合与USB口设备完全相同。
在本实验中,我们以USB设备为例,串口设备也可参考本实验。
(一)、URF-35读写器设备驱动安装
在使用URF-35读写器设备之前,必须将该设备正确地与电脑相连,按照以下步骤,可以正确地安装驱动。
同学们也可以尝试直接从该设备的官方网站下载驱动及相关资料学习。
官方网站:
1.启动计算机,将URF-35设备插入USB口中,如果电脑没有任何提示和反应,请检测USB端口是否可用。
第一次使用时,会弹出“欢迎使用打到新硬件向导”。
由于硬件厂家已提供了该硬件的驱动安装包,已将驱动打包。
可以直接使用厂家的硬件驱动安装包,在安装驱动之前,我们可以先看看该设备在系统中的位置。
2.右键单击“我的电脑”,选择“属性”,下一步选择“硬件”选项,单击“设备管理器”,在设备管理器中,可以发现没有安装驱动的硬件,如下图:
图57
3.找到“RF”文件夹,双击打开,可以看到“DriverSetup”文件夹,双击“DriverSetup”进行安装,所有选项均采用默认值即可。
安装到最后一步时,会提示立即重启电脑,还是稍后重启电脑。
由于实验室里安装了还原卡,因此选择“稍后重启”。
4.驱动完装完毕后,再让我们看看“设备管理器”中的设备属性,如下图。
此时,我们可以看到,驱动已正确安装。
图58
(二)、卡片测试程序安装
正确安装驱动后,我们还需要安装一个演示程序,进行MifareOne卡进行测试。
演示程序的安装步骤如下:
1.打开设备光盘,该设备的安盘可能已复制到硬盘上。
打开“安装程序”文件夹,选择“RF”文件夹,双击“fr35-full”安装包。
2.安装过程中,全部选择默认值即可。
安装完毕后,在桌面以及“程序菜单”中都会有一个“DemoRF4.05”的快捷键。
3.双击“DemoRF4.05”,启动程序,程序界面如下:
图59
4.到了这一步,硬件的驱动及演示程序,都已安装完毕。
(三)、M1工作原理
卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成。
天线:
卡片的天线是只有几组绕线的线圈,很适于封装到IS0卡片中。
ASIC:
卡片的ASIC由一个高速(106KB波特率)的RF接口,一个控制单元和一个8K位EEPROM组成。
读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个LC串联谐振电路,其频率与读写器发射的频率相同,在电磁波的激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电荷泵,将电容内的电荷送到另一个电容内储存,当所积累的电荷达到2V时,此电容可做为电源为其它电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。
(四)、通过演示程序测试URF-35设备
启动程序后:
点击“连接端口”会弹出连接设置界面。
其操作界面如下:
图60
1.在端口设置中,会有“Com1”至“Com4”进行选择,此时,我们可以从“设备管理器”中看到端口号,如果COM口的编号,超出了COM4,可以在“设备管理器”中进行更改。
2.“设备连接”成功后,可单击“执行鸣响”来进行检测。
此时,URF-35读写器会发出蜂鸣声。
3.“数据查看”,将M1卡放置在读写器上面,点击“数据操作”,选择某一扇区,即可看到该扇区里的内容。
如果密码不正确,则无法查看该扇区的信息。
图61
图62
4.第二张图片中,前三个扇区的密码均被修改,因此无法正确显示内容。
5.写入数据测试:
现在以8扇区,0块写入数据,演示如何写入数据。
点击“读写测试”,首先选择“写数据”,扇区号选择“8”,在“块值”中输入自己想写入的内容。
注意:
软件提示必须输入32个字符。
请同学考虑可以输入哪些字符?
为什么必须是三十二个字符?
其操作界面如下:
图63
6.读出数据测试:
该操作与写入数据类似。
选择扇区号与块号,单击“执行操作”即可读出数据。
提问:
如何向扇区7的第1块中写入:
“Hello,World!
”?
(五)、设备开发示例:
在实际项目中,不可能让用户手工操作“演示程序”来进行卡片的读写操作。
因此,我们必须将卡片的操作封装到自己的应用项目中,且注意密码的安全。
实验二接触式IC卡应用
一、实验目的
1.了解接触式IC卡读写器的安装。
2.了解SLE4442卡的组成部分,卡的特性。
3.学会使用应用程序对卡片进行读写操作。
4.了解如何将IC卡读写器及SLE4442卡融合到具体项目中。
二、实验仪器
1.一台具有USB口的计算机。
2.明华URD-EB-MX读写器一台。
3.SLE4442卡一张。
三、实验内容和步骤
本实验采用USB口的读写设备,目前应用比较普遍的还有一些串口的读写设备,其它串口设备仅在通讯接口上与USB口不同,且串口设备需要独立供电,其工作原理、应用场合与USB口设备完全相同。
本实验,我们以USB接口设备为例,串口设备也可参考本实验。
(一)、URD-EB-MX读写器设备驱动安装
在使用URD-EB-MX读写器设备之前,必须将该设备正确地与电脑相连,按照以下步骤,可以正确地安装驱动。
同学们也可以尝试直接从该设备的官方网站下载驱动及相关资料学习。
官方网站:
1.启动计算机,将URD-EB-MX设备插入USB口中,如果电脑没有任何提示和反应,请检测USB端口是否可用。
第一次使用时,会弹出“欢迎使用打到新硬件向导”。
由于硬件厂家已提供了该硬件的驱动安装包,已将驱动打包。
可以直接使用厂家的硬件驱动安装包,在安装驱动之前,我们可以先看看该设备在系统中的位置。
2.右键单击“我的电脑”,选择“属性”,下一步选择“硬件”选项,单击“设备管理器”,在设备管理器中,可以发现没有安装驱动的硬件,如下图:
图64
3.找到“MWURDP12”文件夹,双击打开,可以看到“DriverSetup”文件夹,双击“DriverSetupV1.37”进行安装,所有选项均采用默认值即可。
安装到最后一步时,会提示立即重启电脑,还是稍后重启电脑。
由于实验室里安装了还原卡,因此选择“稍后重启”。
4.驱动完装完毕后,再让我们看看“设备管理器”中的设备属性,如下图。
此时,我们可以看到,驱动已正确安装。
图65
5.关于驱动安装的说明:
本次实验,所使用的设备与“非接触式RFID应用”实验所采用的设备属同一公司相类似的产品,其驱动可以通用。
因此,如果电脑在此之前已安装过驱动,则不需另外安装。
(二)、卡片测试程序安装
正确安装驱动后,我们还需要安装一个演示程序,进行SLE4442卡进行测试。
演示程序的安装步骤如下:
5.打开设备光盘,该设备的安盘可能已复制到硬盘上。
打开“安装程序”文件夹,选择“RD”文件夹。
6.安装过程中,全部选择默认值即可。
安装完毕后,在“程序菜单”中会有一个“MWURDP12”的快捷键。
里面有两个应用程序,分别是:
Demo.exe和DemoCpu.exe。
它们分别针对于普通的IC卡,及智能CPU卡的示例程序。
7.双击“Demo.exe”,启动程序,程序界面如下:
图66
8.到了这一步,硬件的驱动及演示程序,都已安装完毕。
(三)、卡片检测:
1、启动程序后,在“建立连接”编辑框中选择“USB接口”,然后单击“建立连接”按钮。
程序与设备正确建立连接后,会出现如下界面:
在这些界面中,可以看到设备相关属性和参数。
可单击“执行蜂鸣”按钮,测试设备。
2、如果此时读卡器内没有插入卡片,读写器指示灯会亮红灯。
插入卡片后,指示灯会亮绿灯。
3、单击“卡型选择”中的“自动测卡”按钮,程序会自动检测出卡片的类型,此时插入IC卡(卡片金属接触面较小),该卡属“SLE4442”型号。
图67
(四)、SLE4442卡操作:
单击“卡片操作”后,会弹出如下的操作界面:
图68
卡片操作:
把光标定位在每个存储区域中,就会显示每个存储区域的属性。
在写卡之前,必须先进行密码验证。
初始密为:
ffffff(六个f)。
在做实验时,请不要修改卡密码。
否则很容易将卡锁死。
实验七高频数据块写入实验
一、实验目的
学习和掌握高频RFID电子标签的数据块的数据写入原理。
二、实验内容
将电子标签放入高频模块的识别范围内,高频模块将所要写入的数据块数据写入到电子标签,并读取写入的数据块数据是否正确写入,在LCD上显示所写入的数据块数据。
三、实验仪器
电脑一台、WSN通用底板、RF2530模块、高频RFID模块、电子标签、zigbee多功能仿真器(带10pin的JTAG下载线)、A转MiniUSB线。
四、实验原理
使用下面的结构可将数据通过兼容SPI的接口写入。
这样对应一个地址可以写入多达n个数据字节。
发送的第一个字节定义了模式本身和地址。
字节0
字节0
字节0
……
字节0
字节0
MOSI
地址
数据0
数据1
……
数据n-1
数据n
MISO
X
X
X
……
X
X
注:
先发送最高位(MSB)
五、注意事项
1、实验前,请正确安装RF2530模块和高频RFID模块,注意其丝印方向应与底板丝印方向一致,严禁反接;
2、实验过程中,严禁带电插拨器件,防止损坏电路;
3、实验过程中,严禁用手触摸裸露的器件特别是芯片,防止造成短路或损坏芯片;
4、所有模块出厂前均已调试完毕,除非有特别说明,否则不建议自行对电路中可调部分进行调节。
六、实验步骤
1、将一个RF2530模块和高频RFID模块插入到WSN通用底板的相应位置。
2、将zigbee多功能仿真器的一端通过10pin下载线接到WSN通用底板的JTAG接口上,另一端通过USB线接到PC机上,并正确下载相应的实验例程(…\实验例程\hex格式实验代码\感知层实验\RFID数据块写入实验\RFID04.HEX)。
3、通过USB外接电源(或锂电池BT)给WSN通用底板供电并将电源开关拨至USB供电(或锂电池BT供电)的位置,程序自动运行。
将电子标签放置在阅读器识别范围内,按下按键SW1→进入扇区选择、SW2(扇区+1)SW3(扇区+10)、SW4→确认选择的扇区并选择读写模式、SW2(读模式——进入所选扇区的数据读取)SW3(写模式)、选择写模式后按下SW2(待写数据+1)SW3(待写数据+10),按下SW4确定所写数据并移动到下一个字节的待写数据上、将卡放入阅读器的识别距离范围之内并按下SW5→确认写入数据(欲确定所写数据是否写入成功,可以进行所选扇区的数据读写),通过这些操作来实现数据块数据的写入。
4、实验完毕,关闭电源,各模块放回原位。
实验八高频综合小实验
一、实验目的
1、学习和掌握高频RFID电子标签的数据读写原理。
2、体会RFID的应用实例。
二、实验内容
将电子标签放入RFID模块的识别范围内,RFID模块读取电子标签的卡号和余额后在LCD上显示。
同时也可以利用按键进行电子标签的余额的“消费”和“充值”。
三、实验仪器
电脑一台、WSN通用底板、RF2530模块、RFID模块、电子标签、zigbee多功能仿真器(带10pin的JTAG下载线)、A转MiniUSB线。
四、实验原理
实验原理参考前面的RFID读和写实验,该实验主要是将电子标签模拟一张电子消费卡的系统,可以进行“注册”、“消费”和“充值”。
五、注意事项
1、实验前,请正确安装RF2530模块和RFID模块,注意其丝印方向应与底板丝印方向一致,严禁反接;
2、实验过程中,严禁带电插拨器件,防止损坏电路;
3、实验过程中,严禁用手触摸裸露的器件特别是芯片,防止造成短路或损坏芯片;
4、所有模块出厂前均已调试完毕,除非有特别说明,否则不建议自行对电路中可调部分进行调节。
六、实验步骤
1、将一个RF2530模块和RFID模块插入到WSN通用底板的相应位置。
2、将zigbee多功能仿真器的一端通过10pin下载线接到WSN通用底板的JTAG接口上,另一端通过USB线接到PC机上,并正确下载相应的实验例程(…\实验例程\hex格式实验代码\感知层实验\RFID应用实验\RFID06.HEX)。
3、通过USB外接电源(或锂电池BT)给WSN通用底板供电并将电源开关拨至USB供电(或锂电池BT供电)的位置,程序自动运行,LCD显示“欢迎光临”;将RFID电子标签放在RFID模块上方,如果首次使用的是未注册卡,则只显示卡号,“余额”后面没有数字,按SW3键“注册”,如果成功,会发出急促的蜂鸣声,LCD显示“注册成功”字样;接着根据SW1、SW2、SW4、SW5按键不同的功能进行应用操作。
进入消费界面,按下SW1即可,SW2设置消费金额加10,SW3设置消费金额减10,按下SW5设置成功;进入充值界面,按下SW2即可,SW2设置充值金额加10,SW3设置充值金额减10,按下SW5设置成功;SW4读取卡号信息,包括余额和卡号。
注意:
RFID电子标签重新放在感应区时,需要等待2s左右,即会显示卡号和余额数值。
4、实验完毕,关闭电源,各模块放回原位。