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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;
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.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.电子标签单标签读取,电子标签数据和读取数据的对比。
3.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
软件安装和使用;
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,。
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
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,,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。