华电物联网实验报告.docx
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华电物联网实验报告
物联网技术与应用
实验报告
名称：
RFID综合实验
院系：
电子与通信工程系
班级：
通信1403
报告人：
胡睿康201403010305
李克键201403010307
李泰锐201403010308
2017年3月9日
实验一Inventory命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
寻找标签卡片。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，PC机一台，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
寻找标签卡片总量命令被用于在天线感应范围内获得ISO15693协议标签卡片的唯一ID（UID）号。
它支持两种方法：
一种是16个槽（slot）。
在感应范围内单个槽（slot），另一种是单个槽（slot）。
在感应范围内单个槽（slot）模式允许全部的请求命令。
如果在该模式下，出现了多张标签，那么数据冲撞错误请求将被发送到上位机GUI。
在16个槽（slot）模式下，根据标签卡片的UID号，通过寻找总量命令迫使应答器在16个插槽中的1个做出应答，从而减少数据冲突的可能。
在该时间槽顺序下，任何冲撞的发生都能够通过在ISO15693标准协议中定义的冲撞标志得到解决。
实验步骤：
一、使用16槽（slot）寻找单张标签卡片，用户需要以下4个步骤：
（1）在标签标志（RequestFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
（3）在命令（Command）窗口点选数量（Inventory）按钮。
（4）将一张ISO15693协议标签卡，放入TRF7970开发板天线接收范围内。
（5）点击执行命令（Execute）。
实验结果：
实验二Stayquiet命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习在STAYQUIET命令下返回的信号。
验证执行命令后电子标签的状态，使标签处于静默状态。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，PC机一台，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
静默命令能使标签卡处于静止状态，阻止一切寻卡等命令的响应。
响应请求命令需要匹配标签卡片UID号。
在接收到的标签卡片中，不要响应请求，只响应状态或者报告。
实验步骤：
要使标签标签卡处于静默（STAYQUIET）状态，用户组要按一下步骤操作：
（1）标签标志（TagFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
在天线感应区域放入标签卡片，点击执行（Execute）按钮，系统将找到标签卡片。
（3）命令窗口点选保持静默选项（StayQuiet）。
（4）RequestTags（勾选标签标志）窗口勾选设置地址（Addressed）标志。
（如果仅有一张标签，则该地址标志（Addressed）位可选。
）
（5）点击执行命令（Execute）。
实验结果：
实验三Select命令实验
实验内容：
学习在SELECT命令下返回的信号。
验证执行命令后电子标签的状态，使标签处于被选择状态。
实验原理：
选择命令是被选中的标签卡片处于选择状态。
在该状态下，标签响应请求带有ISO15693协议选择标志位。
该标志位在大多数ISO15693请求信息库中直接被（isSelectMsg）控制。
通常，任何感应到的标签如果在请求命令中UID号不匹配，那么会退出该状态，并进行到准备（Ready）状态，但是不会发送一个应答。
实验结果：
实验四Resettoready命令实验
实验内容：
学习在RSTTOREADY命令下返回的信号。
验证执行命令后电子标签的状态复位至准备状态。
实验原理：
复位至准备状态命令使选中的标签卡片进入准备状态。
在该状态下，它不对带有ISO15693选择标志设置的命令请求产生任何响应。
但是会对其匹配UID的命令请求产生应答。
事实上，该命令是选择命令的互补。
实验结果：
实验五（写应用标志位）WriteAFI
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习电子标签在WRITEAFI命令下返回的信号,写应用标志位。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
写应用标志位命令将一个新的值写入到被选中标签的AFI寄存器中。
若标签卡片返回作物额或无效的应答，那么TRF7970开发板不会指示执行写操作的失败。
但是，多个命令可以处理非连续地址的请求。
AFI标识了标签卡片的应用场合，并且被用于从标签应用标准中选取信息。
实验步骤：
写AFI标志位，用户需要执行以下步骤：
（1）在标签标志（TagFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
（3）在天线感应区域放入标签卡片，点击执行（Execute）按钮，系统将找到标签卡片。
（4）在命令窗口点选应用标志位选项（WriteAFI）。
（5）在RequestTags（勾选标签标志）窗口勾选设置地址（Addressed）标志（如果仅有一张标签，则该地址标志（Addressed）位可选，如果是多张卡片，那么地址标志（Addressed）位必须选定。
）
（6）在AFI选项框中，输入2位16进制的AFI标志值。
（7）点击执行命令（Execute）。
实验结果：
实验六LockAFI命令实验
实验原理：
锁定AFI命令写保护选中的标签卡片AFI寄存器。
若标签卡片返回错误或无效的应答，那么TRF7970开发板不会执行写操作的失败。
但是，多个命令可以处理连续地址的请求。
实验注意事项：
该命令为永久性锁定块命令，用户若使用该命令锁定AFI寄存器后，该寄存器的写入操作将永久性失败，用户慎重使用该命令！
！
实验结果：
实验七Readsingleblock命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习ReadSingleBlock命令。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
读单个块命令从一个响应标签卡片存储块中读取数据。
除一般数据外，块安全状态字节也能被读取到。
该字节只是了指定块的写保护状态[比如：
未加锁（unlocked），用户或者出厂加锁（locked），等等]
实验步骤：
单张标签读单个块操作，用户用进行如下操作：
（1）在标签标志（TagFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
（3）在天线感应区域放入标签卡片，点击执行（Execute）按钮，系统将找到标签卡片。
（4）在命令窗口点选读单个块选项（ReadSingleBlock）。
（5）在RequestTags（勾选标签标志）窗口勾选设置地址（Addressed）标志（如果仅有一张标签，则该地址标志（Addressed）位可选。
）
（6）在（frist）block文本框中，输入您的所有要读取的地址值。
（注意：
输入字符必须为0-F的两位有效值，其他值都视为无效字符）
（7）点击执行命令（Execute）。
实验注意事项：
用户执行该命令，需要在找到标签卡片的基础上进行。
实验结果：
实验八Writesingleblock命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习电子标签在WRSINGLEBLK命令下返回的信号。
通过RDSINGLEBLK命令读出相同BLOCK的数据，验证WRSINGLEBLK命令的执行结果。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
写块请求命令可以把数据写到指定地址标签卡片的存储块上。
为了能成功写入数据，主机必须知道标签存储块的大小及数量。
若标签支持，该信息通过获取系统信息请求来获得。
若标签卡片返回错误或无效的的应答，那么TRF7970开发板不会指示执行写操作的失败（比如，有些块被锁定）。
但是，多个命令可以处理非连续地址的请求。
实验步骤：
在命令列表里选择WRSINGLEBLK命令，
单张标签卡片读单个操作，用户应进行如下操作：
（1）在标签标志（TagFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
（3）在天线感应区域放入标签卡片，点击执行（Execute）按钮，系统将找到标签卡片。
（4）在命令窗口点选写单个块选项（WriteSingleBlock）。
（5）在RequestTags（勾选标签标志）窗口勾选设置地址（Addressed）标志（如果仅有一张标签，则该地址标志（Addressed）位可选。
）
（6）在（frist）block文本框中，输入2个十六进制数据。
（注意：
输入字符必须为0-F的两位有效值，其他值都视为无效字符）
（7）在Data文本框中输入8个十六进制数据（0-F有效）。
（8）点击执行命令（Execute）。
实验结果：
实验九Lockblock命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习电子标签在LOCKBLOCK命令下返回的信号。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
使用锁定块命令能写保护标签卡片连续地址的存储块。
但是若标签卡片返回错误或无效的应答，那么TRF7970开发板不会执行写操作的失败。
但是，多个命令可以处理非连续地址的请求。
实验注意事项：
该命令为永久性锁定块命令，用户若使用该命令锁定某个块后，该块的写入操作将永久性失败，用户慎重使用该命令！
！
实验结果：
实验十Readmultipleblock命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习从电子标签在RDMULTIBLK命令下返回的信号。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
读多个块命令从多个响应标签卡片存储中获取数据。
除这些数据外，块安全状态字节也能被请求为一个块。
这些字节指示了块的写保护状态。
[比如：
未加锁（unlocked），用户或者出厂加锁（locked）等等]
实验步骤：
（1）在标签标志（TagFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
（3）在天线感应区域放入标签卡片，点击执行（Execute）按钮，系统将找到标签卡片。
（4）在命令窗口点选读单个块选项（ReadMultipleBlock）。
（5）在RequestTags（勾选标签标志）窗口勾选设置地址（Addressed）标志（如果仅有一张标签，则该地址标志（Addressed）位可选。
）
（6）在NumberofBlocks窗口中，输入所有要读取块数量值。
（注意：
输入字符必须为0-F的两位有效值，其他值都视为无效字符）
（7）在（frist）block文本框中，输入2个十六进制数据。
（注意：
输入字符必须为0-F的两位有效值，其他值都视为无效字符）（不如输入的是06，则实际上要读的块数量为7.00代表读单个块）。
（8）点击执行命令（Execute）。
实验注意事项：
用户执行该命令，需要再找到标签协议卡的基础之上进行。
实验结果：
实验十一WriteDSFID命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习电子标签在WRITEDSFID命令下返回的信号。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
写数据存储格式ID命令将一个新的值写入到选中标签的DSFID寄存器中。
若标签卡片返回错误或无效应答，那么TRF7970开发板不会指示执行写操作失败。
但是，多个命令可以处理非连续地址的请求。
实验结果：
实验十二LockDSFID命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习电子标签在LOCKDSFID命令下返回的信号。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
锁定DSFID命令写保护选中的标签卡片DSFID寄存器。
若标签卡返回错误或无效的应答，那么TRF7970开发板不会指示执行写操作失败。
但是，多个命令可以处理非连续地址的请求。
实验注意事项：
该命令为永久性锁定块命令，用户若使用该命令锁定DSFID寄存器后，该寄存器的写入操作将永久性失败，用户慎重使用该命令！
！
实验结果：
实验十三Getsysteminformation命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
学习电子标签在GETSYSINFO命令下返回的信号。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
获取系统信息命令能够重新得到ISO15693标准中的标识、应用场合标志、数据格式和存储块容量等信息说明（如果该标签卡片支持该命令）。
实验步骤：
在命令列表里选择GETSYSINFO命令，
为了得到该系统信息，用户需要执行以下步骤：
（1）在标签标志（TagFlags）窗口点击任意设置标志（仅双副载波（Doublesub-carrier），高比特率（HighDataRata）选项有效）及数据编码模式选择相应模式。
（2）点击设置协议（SetProtocol）。
（3）在天线感应区域放入标签卡片，点击执行（Execute）按钮，系统将找到标签卡片。
（4）在命令窗口点选获取系统信息选项（GetSystemInformation）。
（5）在RequestTags（勾选标签标志）窗口勾选设置地址（Addressed）标志（如果仅有一张标签，则该地址标志（Addressed）位可选，如果有多张卡片，那么地址标志（Addressed）位必须选定）
（6）点击执行命令（Execute）。
实验注意事项：
对于多张标签卡片操作方法，由于篇幅原因，不再进行详细描述。
请用户再行实验测试，方法同上，另需选择地址标志位（Addressed）。
实验结果：
实验十四Getmultipleblocksecuritystatus命令实验
实验目的：
熟悉和学习ISO15693标准规范第三部分协议和指令内容。
实验内容：
通过示波器观测从电子标签在GETMBSSTS命令下返回的信号。
实验设备：
RFID-RP实验箱中OURS_HF_EM板子一块，一针一空的串口线一根，5V3A电源线一根，ISO15693标签卡片一张。
实验原理：
获取多个块安全状态命令能够为每个被请求的块获得块安全状态安全。
该字节将制定执行写保护进行编码
实验结果：
【实验总结】
这几次的RFID实验，虽然大多是验证性的实验，并不需要编程或者设计硬件结构，但是，也使得我对于RFID，对于验证性实验，有了一些改观。
首先，实验使得我对于RFID有了更深的兴趣。
学习最好的方法，将理论和实际结合起来，亲身感受到这项技术的方方面面的时候，才能明白自己哪一部分的知识已经掌握了，而哪一部分还需要多加了解。
做实验的过程中形象生动地掌握了原来枯燥无味的理论知识。
其次，就是实验带来的思考。
在实验的过程中我一直在思考，既然是无线射频，那么这种技术是不是会在安全漏洞？
如何能保证数据不被盗？
既然RFID如此先进、好用，价格也并不十分贵，为什么好像并没有在生活中应用地十分普遍呢？
这些问题，在上课时并不会十分关注，上课时更加专注于记住知识点或者弄懂例题的理论，而在做实验时，则会更加关注到这项技术本身的利与弊。
当然了，在实验过程中和老师同学及时的沟通交流是很重要的。
正是如此，我更加了解了实验的意义，懂得了RFID在物流和交通中的应用，也对RFID有了更多客观的看法。
这几次实验获益良多，感谢老师的悉心指导。
物联网技术与应用
实验报告
名称：
物联网综合实验
院系：
电子与通信工程系
班级：
通信1403
报告人：
胡睿康201403010305
李克键201403010307
李泰锐201403010308
2017年4月13日
实验一：
温湿度传感器实验
【实验目的】
1、掌握单片机驱动温湿度传感器SHT10的方法
2、掌握读时序图的方法
【实验设备】
1、装有IAR开发工具的PC机一台
2、下载器一个
3、物联网开发设计平台一套
【实验要求】
1、编程要求：
编写温湿度传感器SHT10的驱动程序
2、实现功能：
采集室内的温度和湿度
3、实验现象：
将采集到的数据通过串口调试工具显示，用手触发温湿度传感器，观察数据的变化。
【实验步骤】
1、本实验使用标有“温湿度传感器节点”的节点完成实验内容；
2、首先使用MiniUSB延长线将温湿度节点底板的MiniUSB接口连接至PC机的USB接口，如图：
3、将调试器一端使用USBA-B延长线连接至PC机的USB接口，另一端的10pin排线连接到实验箱左下角的调试接口，如图：
4、将实验箱右上角的开关拨至“旋钮节点选择”一侧，如图：
5、转动实验箱左下角的旋钮，使得温湿度传感器旁边的LED灯被点亮，如图：
6、按照后面的范例路径打开实验工程文件
7、点击工具栏中的“Make”按钮，如图：
7、等待编译完成，确保编译没有错误，如图：
8、进行如图操作：
9、点击“DownloadandDebug”按钮，如图：
10、待程序下载完毕后，点击“GO”按钮，使得程序开始运行，如图：
11、双击打开光盘内Tools\串口调试助手文件夹下的LSCOMM.exe，并按照如图设置各项参数：
12、设置完毕后，点击“打开端口”，在串口调试助手中查看CC2530发送过来的温湿度传感器的信息，如图：
13、温湿度传感器可以同时获取周围环境的温度信息和湿度信息，用手指轻轻按压温湿度传感器，可以测试温湿度的变化。
【实验结果】
实验二：
ZStack星状网络实验
【实验目的】
1、了解ZigBee星状网络结构
2、掌握构建星状网络的方法
【实验设备】
1、.装有IAR开发工具的PC机一台
2、下载器一个
3、物联网开发设计平台一套
【实验要求】
1、编程要求：
使用协议栈提供的API函数编写应用程序
2、实现功能：
构建星状网络进行数据通信
3、实验现象：
通过光盘资料提供的“ZigBee调试助手”查看星型网络连接拓扑图
【实验步骤】
1、将调试器连接到实验箱的调试口；
2、打开协议栈工程文件。
3、如图：
4、将图示部分改为“NEW_MODE_STAR”，即规定了网络的拓扑结构为星型连接方式。
5、使用实验箱上的旋钮选中协调器节点，然后编译协调器的代码，然后点击下载图标，如图：
6、下载完成后，点击如图“全速运行”，再点击“退出调试”
7、使用实验箱上的旋钮选中路由器节点。
8、如图，选择“路由器节点”，然后点击下载图标，等待完成下载。
9、下载完成后，点“全速运行”，再点“退出调试”
10、使用实验箱上的旋钮选中火焰传感器节点
11、如图，使宏定义“HAS_FIRE”有效，其它宏定义被注释，即向节点添加了火焰的检测功能。
12、选择“终端节点”，然后下载
13、下载完成后，点“全速运行”，再点击“退出调试”
14、如上，再添加温度和湿度检测功能
15、使用实验箱上的旋钮选中温湿度传感器节点，选择“终端系统”，然后点击下载图标，等待完成下载：
16、下载完成后，点“全速运行”，再点击“退出调试”
17、重复上述步骤，添加其他传感器节点到ZigBee网络中。
18、使用USBMini延长线连接协调器节点的串口和PC的USB口。
19、打开“ZigBee调试助手”，然后使用连接设备所使用的端口：
20、点击“打开”，等一会，界面上就出来了如图的网络拓扑结构图：
【实验结果】
实验三：
ZStack树状网络实验
【实验目的】
1、了解ZigBee树状网络结构
2、掌握构建树状网络的方法
【实验设备】
1、.装有IAR开发工具的PC机一台
2、下载器一个
3、物联网开发设计平台一套
【实验要求】
1、编程要求：
使用协议栈提供的API函数编写应用程序
2、实现功能：
构建树状网络进行数据通信
3、实验现象：
通过光盘资料提供的“ZigBee调试助手”查看树型网络连接拓扑图
【实验步骤】
1、将调试器连接到实验箱的调试口；
2、打开协议栈工程文件。
3、如图：
4、将图示部分改为“NEW_MODE_TREE”，即规定了网络的拓扑结构为树状连接方式。
5、使用实验箱上的旋钮选中协调器节点，然后编译协调器的代码，然后点击下载图标，如图：
6、下载完成后，点击如图“全速运行”，再点击“退出调试”
7、使用实验箱上的旋钮选中路由器节点。
8、如图，选择“路由器节点”，然后点击下载图标，等待完成下载。
9、下载完成后，点“全速运行”，再点“退出调试”
10、使用实验箱上的旋钮选中火焰传感器节点
11、如图，使宏定义“HAS_FIRE”有效，其它宏定义被注释，即向节点添加了火焰的检测功能。
12、选择“终端节点”，然后下载
13、下载完成后，点“全速运行”，再点击“退出调试”
14、如上，再添加温度和湿度检测功能
15、使用实验箱上的旋钮选中温湿度传感器节点，选择“终端系统”，然后点击下载图标，等待完成下载：
16、下载完成后，
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