中南大学RFID实验报告教材Word文件下载.docx
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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。
实验二Gen2协议下标签读写实验
本实验熟悉Gen2协议标签数据的读取和写入过程。
1.RFID实验箱一套
2.超高频RFID标签一只
3.计算机一台
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。
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
打开读写器控制软件，设置好读写器的相关的参数。
如图2-1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2-2示：
点击图2-2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，如图2-3示:
5.修改标签EPC信息
在图2-3界面上点击SetEPC按钮，出现EPC修改界面如图2-4示，输入EPC长度和新的EPC，点击ok：
6.设置标签密码
类似步骤5，在图2-3界面中点击SetPassword按钮，可对标签的访问密码进行设置。
五、实验结果
1.记录实验步骤5的实验结果
2.
记录实验步骤6的实验结果
六、思考题
1.修改标签EPC的操作有什么用途？
如果有多只你将如何修改这些标签的EPC使之简单易懂？
答:
读取EPC标签时，它可以与一些动态数据连接，例如该贸易项目的原产地或生产日期等。
，EPC就像是一把钥匙，用以解开EPC网络上相关产品信息这把锁。
2.标签的EPC共有多少位？
利用该区域最多可以对多少物品进行标识？
32
bit
的标签标识符，1600万
实验三读写器功率对标签读取距离影响实验
本实验引导试验者改变RFID读写器的读功率，从而改变RFID读写器对RFID标签读取的距离。
以试验的方式让参与者了解读写器发射功率对RFID标签读取距离的影响。
2.RFID标签五张
三、实验内容
改变RFID读写器的读功率，从而改变RFID读写器对RFID标签读取的距离。
打开RFID实验箱，连接好实验箱和电脑，启动电源。
取出标签一张，放置在超高频读写器天线上。
打开读写器后台控制软件，RFID读写器后台控制软件和RFID读写器连接成功后，选中标签，将读写器的功率参数（Outputlevel）设置为-19，此设置对应的含义为读写器输出功率在最大输出功率的基础上衰减了19dB.。
如图3-1示：
4.测量距离
移动标签远离天线，改变RFID标签平面与RFID读写器天线之间的垂直距离，直到RFID读写器刚好能够读到RFID标签，此时标签到读写器天线之间的距离即最大读取距离；
测量最大读取距离（单位为cm），将该数据记录在表3-1中；
5.更改功率
依次将outputlevel更改为-15,-10,-5,0，重复步骤4，并将所有测得的距离记录在3-1中。
6.更改标签
依次将不同型号的标签放在读写器前，重复2—5步骤，并将所有测得的数据记录在表3-1中。
表3-1RFID读写器功率的改变对RFID标签读取距离的影响记录表
序号
标签型号
-19
（读取距离cm）
-15
-10
-5
1
ISO18000-6C
24
30
39
46
120
2
3
4
5
1.Outputlevel设置为0时读写器端口对应的输出功率约为30dBm（即1000mW），假设Outputlevel设置为-30时对应的输出功率应该为多少？
1000mW
2.从理论上进行计算，Outputlevel设置为-3对应的输出功率设置为0时输出功率的1/2吗？
为什么？
不是，功率密度曲线不是一个规律的曲线。
实验四读写器频率对标签读取距离影响实验
该实验改变RFID读写器的工作频率，此时RFID读写器对RFID标签读取的距离会受影响，从这一过程中让实验者了解到读功率对RFID标签读取距离的影响。
改变RFID读写器的频率，观察对应频率下最大读取距离如何变化。
打开读写器后台控制软件，RFID读写器后台控制软件和RFID读写器连接成功后，选中标签，将读写器的起始频率840.125kHz，结束频率为844.875kHz。
改变RFID标签平面与RFID读写器平面之间的垂直距离，直到RFID读写器刚好能够读到RFID标签，测量RFID读写器天线与RFID标签之间的距离（单位为cm），将该数据记录在表4-1中。
5.更改频率
依次将频率更改为890.750kHZ—900.250kHZ，900.750kHZ—910.250kHZ，910.750kHZ—927.250kHZ，927.250kHZ—940.250kHZ。
重复步骤4，将所测得的数据记录到4-1表中。
依次替换不同型号的标签，放置在读写器前。
重复2—5步骤。
并将所测得的数据记录到4-1表中。
表4-1RFID读写器频率的改变对RFID标签读取距离的影响记录表
840.125844.875
读取距离cm
902.250927.750
920.250—924.750
915.250
20
40
35
1.点击”profile”下拉式按钮，查出各国为超高频RFID划分的工作频段是如何规定的，哪个国家为超高频RFID划分的频段最宽？
美国
2.实验箱使用的天线的设计适用工作频段为多少？
2.4GHz
3.某厂商拟设计一种能够在美国和中国均可正常工作的标签，则该标签应当设计至少在哪个频段具有较好的读取特性？
920.250—927.750MHz
实验五RFID天线包络图实验
理解RFID读写器实验箱天线包络图的概念，掌握通过天线包络图定性分析实验箱天线的特点及读取性能与读取位置的关系。
通过手绘读取效果包络图的过程掌握读取效果与RFID标签位置的关系。
3.RFID标签
4.网格纸
5.铅笔
调节天线与读写器功率画出RFID天线包络图
2.调节天线与标签水平位置
将RFID读写器实验箱天线与标签置于网格纸上，调节天线与标签垂直位置，使其中心正对，打开读写器后台控制软件。
3.调节读写器功率
将RFID标签正对读写器天线，通过调节读写器功率使其最远读取距离不超过网格纸范围。
4.移动RIFD标签位置观察实验现象
以读写器天线为中心，分别将RFID标签移动到不同的位置（尽可能与天线平面所在法线对称），分别在网格纸上用点标出在RFID标签读取的临界位置。
统计测试点坐标
以RFID读写器实验箱天线所在位置为坐标原点，天线平面为投影为x轴，天线平面法线为y轴，以与法线对称的方式统计测试点坐标。
表5-1测试点坐标
读写器发射功率设置Outputlevel=
X正半平面所在点的坐标
X轴负半平面所在点的坐标
X
Y
绘制RFID读写器实验箱天线包络线
用铅笔连接各点，手工绘制出RFID读写器实验箱天线读取效果包络图。
增大或减少RFID读写器实验箱的发射功率，读取性能包络图有何变化？
通过实验验证你的猜测。
以天线为中心，在距离天线r的球面上，天线的辐射场强E可以用天线的方向性函数
表示。
用其最大值
归一化后称为归一化方向性函数，记为
。
所以归一化方向性函数一般为归一化幅度函数：
其中
为与天线距离相同，制定方向为
的电场强度值，
为其最大值，
为幅度方向性函数的最大值
实验七Gen2协议下标签TID区分析实验
学会用超高频读写器读取标签信息，了解Gen2协议下标签TID信息基本涵义。
2.RFID标签多张
1.读取标签TID信息；
2.了解TID信息的具体涵义。
打开读写器后台控制软件，设置好读写器的相关的参数。
在标签epc右键点击，在弹出的窗口中选择标签参数设置，ReadfromBank选择TID，点击Read
重复以上测试步骤，读取各标签的TID信息并记录，按照下文提示信息从TID信息中提取标签的制造商信息。
5.了解标签基本信息
1）EPC（ElectronicProductCode）涵盖了标签所代表物品的所有信息；
2）ReaderID，读写器唯一识别号；
3）Information中涵盖了4项信息，包括芯片商（Manufacturer）、标签型号（ModelNumber）、用户存储空间（UserMemorySize）和标签序列号（SerialNumber）；
4）Function中的功能将在其他实验中具体展开，不予赘述；
6.详细了解TID（Tagidentifier）数据信息涵义
以图7-2显示数据为例，TID的数据格式统一为E2xxxxxxx（此处x并不与实际数据存在一一对应的关系）。
003（十六进制）表示芯片商代号，各支持Gen2协议的芯片商向EPCglobal申请获得唯一的代号，常见厂商码见表7-1；
412（十六进制）表示标签型号（具体代表某大类物品），之后为标签序列号。
不同标签的TID均不相同，利用TID可以保证每一标签的唯一性并标识出该标签的制造商、制造批次等信息。
Company
值（十进制）
Impinj
TexasInstruments
AlienTechnology
Intelliflex
Atmel
Philips
6
STMicroelectronics
7
EPMicroelectronics
8
SymbolTechnologies
9
SentechSndBhd
10
EMMicroelectronics
11
RenesasTechnologyCorp.
12
Mstar
13
TycoInternational
14
QuanrayElectronics
15
表7-1
记录各标签的TID数据并指明标签的制造商信息。
1.如何伪造出一个TID信息与现有标签一致的标签？
对应的伪造方法的成本和风险如何？
通过读写器与标签的通信，将信息写入标签的相应字段中，同时在后台数据库将商品关联标签的TID（或ID），达到一标签一物品的信息。
不同协议的标签容量也不同，一般都是与整个系统结合做的，标签可修改的user区和epc区都可以写入需要的代码，再与系统联动
风险很大
2.假设TID伪造难度很高，利用标签的TID信息进行香烟/名酒的防伪应用比传统的密码刮开后发送密码编号至指定电话号码的防伪查询方法有何优势？
TID是身份标识,系统会自动分配独一无二的TID
实验九标签角度对标签读取效果的影响探究实验
该实验指导学生针对不同的标签，在不同的读写器天线与标签平面角度下，测量其最大读取距离和读取率，通过横向和纵向的比较，让学生体会标签相对于读写器天线的角度是如何影响标签读取性能的。
2.不同种类的RFID电子标签五个
4.卷尺一把
5.量角器一个
研究标签角度对标签最大读取距离的影响。
1.在实验室的开阔区域，部署读写器，使读写器天线朝向开阔区域，固定读写器天线在高h处，并保持天线平面垂直于地面。
2.取5种不同的RFID标签，验证标签是否能够正常读取。
3.开启读写器。
打开读写器控制软件，设置读写器发射功率Outputlevel为-10，开启读取功能。
4.取第一款标签，测量标签平面与读写器天线平面的角度分别为0°
，30°
，60°
，90°
，120°
，150°
，180°
时，标签的最大读取距离（最大读取距离的具体测试方法，请参照前面的最大读取距离测试实验）。
记录测试结果。
如表9-1所示。
表9-1不同角度下标签的最大读取距离记录
名称
0°
30°
60°
90°
120°
150°
180°
ISO18000-6C
37
36
45
1.记录不同角度下标签最大读取距离的测试结果。
绘制折线图，以角度为横坐标，最大读取距离为纵坐标。
2.分析角度是如何影响标签的最大读取距离的。
角度正对时和背对时，读取距离最大。
1.角度是如何影响标签的最大读取距离的？
实验十Gen2协议下标签操作编程实验
本实验通过对Gen2协议下标签的读写等操作，熟悉和掌握超高频读写器的工作流程，并完成示例程序。
2.超高频标签若干张
三、实验环境及准备
开发平台采用VisualStudio2008，新建一个C++Win32控制台应用程序，然后将CommandLib.h、CommandLib.cpp、SerialPort.h和SerialPort.cpp四个文件添加到工程中，然后在代码中引用这几个文件即可。
四、主要函数
1.标签内存区
内存区名
区号
RES区（保留区）
0X00
EPC区
0X01
TID区
0x02
MEM_USER区
0x03
编程操作
2.超高频协议标签写操作
格式为密码后是写入数据长度，以字为单位
IntwriteTag（
unsignedcharmem,
unsignedcharbegAdd,
unsignedchar*&
psw,
data,
unsignedchardataLen）;
函数功能：
写标签，可写标签所有可写区。
输入参数：
描述
mem
所要写的标签内存区
begAdd
写入内存区的起始地址
*&
psw,
需要提供的密码地址（固定四字节）
data
待写入数据首地址
dataLen
写入数据长度
输出参数：
无
IntsetEPC（
unsignedchar*psw,
unsignedchar*data,
设置EPC，使用writeTag指令对标签EPC区进行写操作，默认起始地址0x00。
*psw,
*data
IntsetUser（
data）;
设置User区，使用writeTag指令对标签User区进行写操作。
起始地址，User区较长，故使用用户输入的起始地址提高效率
*psw
提供AccessPassword
3.超高频协议标签读操作
IntreadTag（
unsignedchar&
readLen,
tagInfo）;
读标签指令，可读标签所有可读区，内存起始地址以字为单位，也就是两个字节
内存区
相应内存区起始地址
&
readLen
要读取相应数据的长度
tagInfo
*
读入数据首地址，初始化即可
返回该次读取到数据的长度，默认0x00可尽量读取数据，但有限制，如User区只读一次通常为29字即58字节
返回该次读到数据的首地址
IntreadEPC（
读取EPC，使用readTag指令对标签EPC区进行读操作，默认起始地址0x00。
*&
待读入数据首地址引用指针，初始化即可
待读入数据长度引用块，初始化即可
返回读入数据首地址
返回读入数据长度
IntreadCompleteTID（
读取TID，使用readTag指令对标签TID区进行读操作，默认起始地址0x00。
待读入数据长度引用块，初始化即可，使用0x00读取所有内容
IntreadReserved（
读取Reserved区，使用readTag指令对标签Reserved区进行读操作，默认起始地址0x00。
IntreadUser（
reeadLen,
tagInfo,
unsignedcharbegAd
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