RFID实验报告解析.docx
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RFID实验报告解析
学生学号：
实验报告书
实验课程名称
射频识别与传感器技术
开课学院
计算机科学与技术学院
指导老师姓名
学生姓名
学生专业班级
2014-2015学年第一学期
RFID部分
实验一125KHz与ISO15693实验
实验二13.56MHZISO14443与900MHZ实验
实验三RFID应用实验
传感器部分
实验一金属箔式应变片
实验二差动变压器
实验三温度传感器
RFID部分：
实验一125KHz与ISO15693实验
1.实验目的
1.1125KHz硬件基本实验
1．熟悉和学习ISO/IEC18000-3，ISO15693标准规范的第二部分规定的编码方式，掌握脉冲位置调制技术的256取1、4取1数据编码模式。
2．了解系统载波信号的产生部分原理、实现方法。
3.熟悉和学习ISO/IEC18000-3，ISO15693标准规范的第二部分规定的通信信号调制部分，掌握本标准的ASK调制技术。
4．熟悉和熟悉和学习ISO/IEC18000-3，ISO15693标准规范的RF末级输出调制载波信号。
5．学习ISO15693标准规范下的HFRF信号功率放大技术。
6．熟悉和学习ISO/IEC18000-3，ISO15693标准规范的从电子标签返回信号的解调技术。
1.2ISO15693硬件基本实验
1.熟悉和学习ISO/IEC18000-2，ISO18000标准规范的从电子标签返回的时钟信号。
2.熟悉和学习ISO/IEC18000-2，ISO18000标准规范的对射频进行调制的信号。
3.熟悉和学习ISO/IEC18000-2，ISO18000标准规范的对射频进行调制和解调的信号。
2.实验基本原理或实验内容
2.1基本原理
1.基于高频模拟信号产生基本原理
2.基于分离器件的RF功率放大的基本原理。
3.基于ISO15693标准的数字调制的基本原理。
4.负载调制的基本原理。
2.2实验内容
1．ISO15693
1.ISO15693射频编码测量实验
2.ISO15693射频载波测量实验
3.ISO15693射频调制测量实验
4.ISO15693射频功率放大测量实验
5.ISO15693射频末级输出调制载波测量实验
6.ISO15693射频FSK测量实验
7.ISO15693射频FSK测量实验
2．125K
1.125KHz时钟信号测量实验
2.125KHzMOD信号测量实验
3.125KHz调制解调信号测量实验
3.实验器材
实验箱，PC机，示波器
4.实验具体步骤及结果
4.1实验步骤
ISO15693硬件基本实验
1ISO15693射频编码测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头，探头选用×10倍，地接到J20测试架，探针接到J21测试架。
设置示波器：
触发源选择CH1，其余设置参照图5-2-3。
2、操作
打开控制软件RFID综合实验平台，平台默认的实验为LF125KHz实验，所以要切换到HFISO15693实验模式下，如图所示。
设置ISO15693实验
设置好后，关闭设置对话框，打开串口设置，点击识别标签命令，选择自动识别，如图所示。
ISO15693自动识别设置
设置好后，把ISO15693的卡放在对应的天线感应区内，这时软件会提示找到卡，并打印卡号。
3、观测信号。
2ISO15693射频载波测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头，探头选用×10倍，地接到J20测试架，探针接到J8测试架。
设置示波器：
触发源选择CH1。
2、操作
打开控制软件，切换到HFISO15693实验模式下，启动自动识别标签。
3、观测信号。
3ISO15693射频调制测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头，探头选用×10倍，地接到J20测试架，探针接到J10测试架。
设置示波器：
触发源选择CH1。
2、操作
打开控制软件，切换到HFISO15693实验模式下，启动自动识别标签。
3、观测调制信号。
4ISO15693射频功率放大测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头，探头选用×10倍，地接到J20测试架，探针接到J12测试架。
设置示波器：
触发源选择CH1。
2、操作
打开控制软件，切换到HFISO15693实验模式下，启动自动识别标签。
3、观测信号。
5ISO15693射频末级输出调制载波测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
同时使用CH1、CH2探头，探头选用×10倍，地都接到J20测试架，CH1探针接到J12测试架，CH2探针接到J21测试架。
设置示波器：
触发源选择CH2。
2、操作
打开控制软件，切换到HFISO15693实验模式下，启动自动识别标签。
3、观测信号。
6ISO15693射频FSK测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
同时使用CH1、CH2探头，探头选用×10倍，地都接到J20测试架，CH1探针接到J9测试架，CH2探针接到J21测试架。
设置示波器：
触发源选择CH2。
2、操作
打开控制软件，切换到HFISO15693实验模式下，选择FSK模式，启动自动识别标签。
3、观测信号。
7ISO15693射频FSK测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
同时使用CH1、CH2探头，探头选用×10倍，地都接到J20测试架，CH1探针接到J11测试架，CH2探针接到J21测试架。
设置示波器：
触发源选择CH2。
2、操作
打开控制软件，切换到HFISO15693实验模式下，选择FSK模式，启动自动识别标签。
3、观测信号。
125KHz硬件基本实验
1125KHz时钟信号测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头，地接到J22测试架，CH1探针接到J23测试架
设置示波器：
触发源选择CH。
2、操作
打开控制软件，系统默认实验模式即为LF125KHz模式，打开串口，启动只读自动识别标签。
3、观测信号。
2125KHzMOD信号测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头、CH2探头，地都接到J22测试架，CH1探针接到J23测试架，CH2接到J24测试架。
设置示波器：
触发源选择CH。
2、操作
打开控制软件，系统默认实验模式即为LF125KHz模式，打开串口，选择读写卡操作的读数据。
3、观测信号。
3125KHz调制解调信号测量实验
1、测试线连接
连接示波器：
使用CH1探头、CH2探头，地都接到J22测试架，CH1探针接到J24测试架，CH2接到J25测试架。
设置示波器：
触发源选择CH。
2、操作
打开控制软件，系统默认实验模式即为LF125KHz模式，打开串口，选择读写卡操作的读数据。
3、观测信号。
4.2实验结果
实验截图：
1
2
3
实验二13.56MHZISO14443与900MHZ实验
1．实验目的
1.1ISO14443标签实验
1.熟悉CVT-RFIDMCU-II实验箱基本操作。
2.熟悉CVT-RFIDMCU-II综合实验平台。
3.理解Mifareone卡操作基本原理。
4.了解Mifareone卡通信协议。
1.2900MHz标签实验
1.熟悉CVT-RFIDMCU-II实验箱基本操作
2.熟悉CVT-RFIDMCU-II综合实验平台
3.了解900MHz标签的功率设置
2．实验基本原理或实验内容
2.1ISO14443标签实验
1.ISO14443标签寻卡操作实验
2.ISO14443标签密码下载实验
3.ISO14443标签数据读写实验
4.ISO14443标签密码修改实验
2.2900MHz标签实验
1.900MHz标签功率设置实验
2.900MHz标签识别实验
3.900MHz标签防碰撞识别实验
4.900MHz标签数据读写实验
3．实验器材
3.1硬件：
CVT-RFIDMCU-II教学实验箱，PC机
3.2软件：
PC机操作系统WindowsXP，RFID综合实验平台环境
4．实验具体步骤及结果
4.1实验步骤
ISO14443标签实验
1ISO14443标签寻卡操作实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为ISO14443，点击设置。
6.选择HF14443标签，连接串口线到实验箱串口1，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将HF14443标签放到ISO14443天线附近，依次点击寻卡操作中的寻卡按钮、防冲突和选择。
8.观察实验结果。
2ISO14443标签密码下载实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为ISO14443，点击设置。
6.选择HF14443标签，连接串口线到实验箱串口1，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将HF14443标签放到ISO14443天线附近，依次点击寻卡操作中的寻卡、防冲突和选择按钮。
8.在密码下载操作中，选择扇区0，密码A填写‘FFFFFFFFFFFF’（这是初始密码），依次点击下载密码A和校验按钮。
9.观察实验结果。
3ISO14443标签数据读写实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为ISO14443，点击设置。
6.选择HF14443标签，连接串口线到实验箱串口1，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将HF14443标签放到ISO14443天线附近，依次点击寻卡操作中的寻卡、防冲突和选择按钮。
8.在密码下载操作中，选择扇区0，密码A填写‘FFFFFFFF’（这是初始密码），依次点击下载密码A和校验按钮。
9.在数据读写操作中，选择块0（块0属于只读区），点击读取按钮。
如图所示。
ISO14443标签数据读取
1.选择块1，先点击读取按钮，然后在数据栏填入全0，再点击写入按钮。
可以再次点击读取按钮，查看写入是否成功。
如图所示。
ISO14443标签数据写入
4ISO14443标签密码修改实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为ISO14443，点击设置。
6.选择HF14443标签，连接串口线到实验箱串口1，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将HF14443标签放到ISO14443天线附近，依次点击寻卡操作中的寻卡、防冲突和选择按钮。
8.在密码下载操作中，选择扇区0，密码A填写‘FFFFFFFFFFFF’（这是初始密码），依次点击下载密码A和校验按钮。
9.在修改密码操作中，选择扇区0，在密码A栏填写‘111111111111’，在密码B栏也填写‘111111111111’，点击修改密码按钮。
10.重复步骤7、步骤8，这时如果密码填写‘FFFFFFFFFFFF’，信息打印栏提示密码校验失败。
再重复步骤7、步骤8，密码填写‘111111111111’，信息打印栏提示密码校验成功。
这说明步骤9修改密码成功。
如图所示。
ISO14443标签密码修改验证
900MHz标签实验
1900MHz标签功率设置实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为900M，点击设置。
6.选择900MHz标签，连接串口线到实验箱串口2，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将900MHz标签放到900MHz天线附近，在功率设置栏选择‘10’，点击设置按钮，再点击读取按钮，查看功率设置情况。
8.观察实验结果。
2900MHz标签识别实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为900M，点击设置。
6.选择900MHz标签，连接串口线到实验箱串口2，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将900MHz标签放到900MHz天线附近，在功率设置栏选择‘10’，点击设置按钮，再点击读取按钮，查看功率设置情况。
8.在标签识别栏，选中单标签识别，点击识别标签按钮。
9.观察实验结果。
10.在标签识别栏，选中单标签识别，点击韦根识别按钮。
11.观察实验结果。
3900MHz标签防碰撞识别实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开RFID综合实验平台软件。
3.选择菜单栏中的通讯，点击设置，弹出设置实验类型对话框。
4.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
5.实验设置，选择实验类型为900M，点击设置。
6.选择900MHz标签，连接串口线到实验箱串口2，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
7.将两张900MHz标签放到900MHz天线附近，在功率设置栏选择‘10’，点击设置按钮，再点击读取按钮，查看功率设置情况。
8.在标签识别栏，选中防碰撞识别，将Q值设置为3，点击识别标签按钮。
9.观察实验结果。
4.2实验结果
截图：
1
2
3
4
5
6
7
实验三RFID应用实验
1．实验目的
1.熟悉CVT-RFIDMCU-II实验箱基本操作
2.熟悉CVT-RFIDMCU-II综合实验平台
3.掌握ISO14443ID卡操作基本原理
4.掌握物流管理系统的基本操作
2．实验基本原理或实验内容
2.1熟悉物流管理系统软件的使用
2.2学会使用CVT-RFIDMCU-II综合实验平台，在平台上实现物流管理
3．实验器材
3.1硬件：
CVT-RFIDMCU-II教学实验箱，PC机
3.2软件：
PC机操作系统WindowsXP，物流管理系统
4．实验具体步骤及结果
4.1实验步骤
物流管理实验
1.将串口连接到实验箱COM1上，实验箱通电。
2.打开物流管理系统软件。
打开后，出现登陆对话框，如图11-2-2所示，这里选择管理员权限登陆。
登陆对话框
3.串口设置，如果直接使用PC机串口1，选择COM1，如果使用USB转串口或其他方式，请选择相应串口，然后打开串口。
打开串口后，物流管理软件会循环发送寻卡命令。
4.查询功能：
在查询栏选择要查询的物品编号，点击查询。
5.添加物品：
在物品管理中点击添加物品按钮，出现添加物品信息对话框。
填写完添加物品的信息后，点击确定按钮，回到物流管理系统主界面下，可以看到刚才添加的物品已经显示在物品信息区，表明刚才的添加物品成功。
6.修改物品：
在物品信息区，选中要修改的物品，选中后，该物品信息会变成灰色
点击修改物品按钮，出现修改物品信息对话框。
这时可以修改物品的信息，比如把现时段物品当前所在地从郑州改为西安，修改完后点击确定。
修改完成后，回到物流管理主界面下，查询该物品的信息，可以看到该物品的当前地址已经改成西安了，表明刚才的修改操作成功。
7.删除物品：
在物品信息区，选中要删除的物品，选中后，该物品信息会变成灰色。
点击删除物品按钮，出现删除物品信息确认对话框。
点击确定，回到物流管理主界面下，可以看到该物品的信息已经没有了，表明刚才的删除操作成功。
这两种权限可以通过注销来选择切换，也可以在软件启动时选择登陆。
在物流管理系统的主界面下，点击注销按钮。
点击后，出现软件登陆对话框，在登陆身份栏选择普通用户。
普通用户登陆后，出现物流管理系统主界面。
4.2实验结果
截图：
RFID实验总结：
经过五次RFID部分的实验，时间虽短，但我们还是收获用了很多东西。
对传感器技术有了深入的了解和简单的应在实验当中，我觉得最重要的是团队合作，很多时候，我们每人都分配一项工作，互相配合，并且做好，或者有时某些地方不懂，互相探讨，最终得出解决方案。
在这个过程中，我们组遇到的困难也并不算少，但这样却不能打击我们的动力。
同时，我们也意识到自己的只是深度和广度远远不够，解决实际问题的能力还有待提高。
传感器部分：
实验一金属箔式应变片
1．实验目的
1.1了解金属箔式应变片，电桥的工作原理和工作情况。
1.2验证单臂、全桥的性能及相互之间的关系。
2．实验基本原理或实验内容
实验原理：
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种。
当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，∑；当两个应变片组成差动状态工作，则有∑；用四个应变片组成两个差对工作，且R1=R2=R3=R4=R，∑。
由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。
已知单臂、半桥和全桥电路的∑R分别为：
ΔR/R、2ΔR/R、4ΔR/R。
根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于·E·∑R，电桥灵敏度Ku=V/ΔR/R，于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E和E。
由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
3．实验器材
直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、砝码、电子称、主、副电源。
4．实验具体步骤及结果
4.1实验步骤
单臂：
1．检查应变传感器的安装
2．差动放大器的调零
将差动放大器处理电路单元调零：
用连线将差动放大器的正（+）、负（–）、地短接。
将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮，使F/V表显示为零，关闭主、副电源。
3．电桥调零
适当调小增益Rw3（顺时针旋转3-4圈，电位器最大可顺时针旋转5圈），将应变式传感器的其中一个应变片接入电桥作为一个桥臂与R1、R2、R3接成直流电桥（R1、R2、R3模块内已连接好，其中模块上虚线电阻符号为示意符号，没有实际的电阻存在），按图1完成接线，接上桥路电源±4V。
检查接线无误后，合上主控箱电源开关。
调节电桥调零电位器Rw1，使数显表显示为零。
4．测量并记录
在电子秤上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完。
记下实验结果，关闭电源。
5．计算灵敏度和误差
计算系统灵敏度S，S=
（
输出电压变化量；
重量变化量）；计算非线性误差：
f1=
F•S×100%，式中
为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差，
F•S满量程输出平均值，此处为200g。
全桥：
1．按上述的方法将差动放大器调零后，关闭电源。
2．按图1接线，图中Rx为应变片，r及W1为电桥平衡网络。
3．将直流稳压电源打到±4V档。
选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零（需预热几分钟表头才能稳定下来）。
4．保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与工作状态相反的另一应变片即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，依次轻放标准砝码，将实验数据。
5．保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片（即R1换成↕，R2换成
，）组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。
接成一个直流全桥，调节电桥W1同样使F/V表显示零。
依次轻放标准20g砝码，记录实验数据
4.2实验结果
1．单臂电桥输出电压与加负载重量值
重量（g）
20
40
60
80
100
120
140
160
电压（mv）
12
24
36
48
61
73
85
97
2．全桥输出电压与加负载重量值
重量（g）
20
40
60
80
100
120
140
160
电压（mv）
50
110
168
222
274
325
369
425
实验二差动变压器
1．实验目的
了解差动变压器原理及工作情况。
2．实验基本原理或实验内容
基本原理：
差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边，差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。
3．实验器材
音频振荡器、测微头、示波器、主、副电源、差动变压器、振动平台。
4．实验具体步骤及结果
4.1实验步骤
1．将差动变压器装在差动变压器实验箱右上方静态支架上。
2．根据下图接线，将差动变压器、音频振荡器（必须从LV输出）、双踪示波器连接起来，组成一个测量线路。
开启主、副电源，将示波器探头分别接至差动变压器的输入和输出端，调节差动变压器原边线圈音频振荡器激励信号峰-峰值为2V。
3．首先可以先不架螺旋测微头，直接用手伸缩变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。
4．将螺旋测微头架上静态支架，使测微头与差动变压器传感器吸合。
5．旋转测微头，使振动平台产生位移。
每位移0.5mm
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