广工RFID实验报告.docx

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广工RFID实验报告

实验一125KHzRFID实验

一、实验目的

1、掌握125kHz只读卡、125kHz读写卡的基本原理

2、熟悉和学习125kHz只读卡协议、125kHz读写卡协议

二、实验内容与要求

学会使用综合实验平台识别125kHz只读卡卡号，并对125kHz读写卡进行数据读写操作，观察只读卡和读写卡协议。

三、实验主要仪器设备

PC机一台，实验教学系统一套。

四、实验方法、步骤及结果测试

1、注意事项

一、插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电。

接线如下图所示：

（图一为连接PC端，图二为连接Android端）

二、

2）RFID读写器串口波特率为9600bps

2、环境部署

1）准备125K低频RFID模块，设置跳线为模式2，将模块的电源拨码开关设置为OFF，通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接5V电源；

2）将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常；

3）运行RFID实训系统.exe软件，选项卡选择125K模块。

3、打开串口操作

设置串口号为COMx，设置波特率为9600，点击“打开”按钮执行串口连接操作。

4、寻卡操作

1）串口打开成功后，将125K标签放入天线场区正上方，RFID模块检测到标签存在后，将获

取到标签ID并显示在ListView控件中，16进制数据listview控件显示的是16进制标签ID，10进制数据listview控件显示的是10进制标签ID，如下图所示（图一为windows下，图二为Andriod下）：

五、思考题

1画出本实验所用阅读器的组成结构图

答：

如下图所示为125KHz读卡器的结构图：

2写出所寻卡的序列号：

答：

16进制：

0B004B5AE8F2。

10进制：

011000075090232242。

3当多张卡在一起时，能否正确识别卡号？

请说明原因

答：

不能。

因为125kHz的RFID读卡器不具有防碰撞识别技术。

4改变卡和阅读器的相对位置和距离，观察读卡结果并解释；在卡和阅读器之间放置不同的障碍物，观察读卡结果并解释。

答：

平行放置电子标签时读卡效果最好，电子标签与读卡器的垂直距离不能超过3cm，否则影响读卡；不能放置障碍物，会影响读卡效果。

原因：

因为低频RFID采用电感耦合的方式进行工作，只有当电子标签和读卡器的线圈互相平行时，两线圈间的互感才是最大；又因为密耦系统中，读写器与电子标签的作用距离较近，只有将电子标签放置在读卡器表面才能给电子标签提供较大的能量。

5请测试本实验所用阅读器能否读取自带卡的卡号和卡内内容，对测试结果进行解释。

答：

无法识别自带卡。

因为所带的常用卡的频段并不是125kHz，或者所带卡的频段是125kHz但是其所用的协议与该读卡器并非同个协议。

六、小结

在本次实验里，熟悉了RFID实验操作所依赖的实验箱，熟悉了RFID寻卡的步骤，还尝试了多卡一起时的系统响应，结果发现125kHz的读卡器不能多卡一起识别，是因为其不具有防碰撞算法。

此外，识别距离不能太远，否则影响识别效果。

实验二13.56MHzISO14443实验

一、实验目的

1、掌握Mifareone卡操作基本原理及卡通信协议

2、掌握读取身份证卡操作基本原理及ISO14443TYPEB卡通信协议

二、实验内容与要求

认识Mifareone卡，学会使用综合实验平台识别Mifareone卡号、对Mifareone卡进行密码下载、对Mifareone卡进行数据读写、对Mifareone卡进行密码修改、读取身份证卡号。

三、实验主要仪器设备

PC机一台，实验教学系统一套。

四、实验方法、步骤及结果测试

1、注意事项

切记：

插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电。

RFID读写器串口波特率为19200bps

2、环境部署

1）准备13.56M高频RFID模块，设置跳线为模式2，将模块的电源拨码开关设置为OFF，通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接5V电源；

2）将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常；

3）运行RFID实训系统.exe软件，选项卡选择13.56M模块。

3、打开串口操作

设置串口号为COMx，设置波特率为19200，点击“打开”按钮执行串口连接操作。

4、初始化操作

1）读取模块信息。

串口设置成功后，点击“读取模块信息”按钮，命令发送成功后，信息栏显

示模块信息“版本号：

2010-18-17”。

2）打开天线。

串口设置成功后，点击“打开天线”按钮，命令发送成功后，信息栏显示“打开

天线成功”，打开天线成功之后，“请求所有”按钮变为可执行状态，“请求所有”表示发出Request请求，检测读写器天线场区内有无标签。

5、寻卡操作

1）打开天线成功后，将13.56M标签放入天线场区正上方，点击“请求所有”按钮时，提示“请

求所有的卡成功”，并且“寻卡”按钮变为可执行状态。

2）点击“寻卡”按钮，执行防冲撞检测，寻卡成功时ID文本框内显示13.56M标签ID:

xxxxxxxx,与此同时信息栏提示：

防冲撞选择卡片成功，卡号为：

xxxxxxxx。

如下图所示为寻卡成功：

RFID系统的块读写实验

1、连接硬件设备、打开串口、请求所有、寻卡

依次执行前面的1-5步完成RFID系统的寻卡操作，并保证13.56M标签在天线场区正上方；

2、验证密钥操作

1）寻卡成功后，验证密钥按钮变为可执行状态，表示可执行验证密钥操作，如下图所示；读写

卡密钥是12个F，即FFFFFFFFFFFF。

设置扇分区为0、块编号为1，点击“验证密钥A”执行

密钥验证，用密钥A验证标签第1块成功，如图所示：

3、读卡操作

1）读卡：

验证密钥成功后，方可执行对标签的读写操作；在执行验证密钥操作时，针对标签扇

分区0块编号1执行了密钥A验证，接下来的读卡、写卡均是针对该标签扇分区0块编号1，点击“读取按钮”，在数据文本框中显示16进制数据，如下图所示。

2）写入：

点击“写入”按钮，将数据文本框内的16进制数据写入标签，读写器提示灯闪烁的

同时（表示Android应用在向读写器发送命令），信息栏提示写卡成功。

3）写卡验证：

为了验证写卡是否成功，点击“读取”按钮，读卡成功后，读取的信息与写入的

信息一致，读卡、写卡操作均正常完成。

RFID系统的验证密钥修改实验

1、连接硬件设备、打开串口、请求所有、寻卡

依次执行前面的1-5步完成RFID系统的寻卡操作，并保证13.56M标签在天线场区正上方；

2、密钥第认证第3块存储区（密钥区）

1）选择任意一个扇区的第3块存储区，弹出“所有扇区的第3块用于存放本扇区验证密钥，请

谨慎写卡”对话框。

2）认证密钥A：

点击“认证密钥A”按钮，对扇区0块编号3存储区进行密钥认证，执行成功

后，信息栏显示“用密钥A验证卡号的第3块成功”。

3）读取密钥：

点击“读取”按钮，执行读取操作，读取成功后，数据文本框内显示读取数据，

其中0-5个字节存储的是认证密钥A，不可见，默认为FFFFFFFFFFFF，10-15个字节存储的是认

证密钥B，可见可修改，默认为FFFFFFFFFFFF，如图所示读取认证密钥B：

4）输入新认证密钥B：

保证写入数据文本内的数据头FFFFFFFFFFFF078069不变，在其后

输入6个字节的新认证密钥B：

111111111111，与此同时，认证密钥B输入框更新为：

111111111111，如下图所示输入新的认证密钥B:

5）修改认证密钥B：

输入符合规范的新认证密钥B之后，点击“写入”按钮执行验证密钥B

修改操作，如下图所示，验证密钥B修改成功，请重新验证密钥A。

6）重新执行密钥A验证：

认证密钥B修改成功后，读取按钮变为不可执行状态，需重新点击

“认证密钥A”进行密钥认证。

如下图所示，重新认证密钥A成功。

7）重新读取密钥区：

重新点击“读取”按钮，验证密钥B是否被修改，如下图所示，数据文

本框显示的数据中第10-15个字节为AAAAAAAAAAAA，该密钥为新的认证密钥B，表明认证密钥B修改成功。

如图所示为重新读取密钥区，验证密钥B是否被修改：

RFID系统的卡钱包实验

1、执行连接硬件设备、打开串口操作、初始化操作、寻卡操作

依次执行前面的1-5步完成RFID系统的寻卡操作，并保证13.56M标签在天线场区正上方；

2、验证密钥操作

寻卡成功后，验证密钥按钮变为可执行状态，表示可执行验证密钥操作，13.56M标签预留了第02扇区01块（即第9块）为卡钱包存储，选择扇分区为2、块分区为1，点击“验证密钥A”执行密钥验证，验证成功后卡钱包操作变成可执行状态。

3、钱包操作

1）初始化金额：

初始化金额是对第02扇区01块（即第9块）存储区域进行金额初始化操作，

输入初始化金额：

100，点击“初始化”按钮，读写器提示灯闪烁的同时（发送初始化命令），信息

栏提示：

初始化金额：

100元。

2）读取余额：

初始化金额完成之后，点击“读取余额”按钮执行读取余额操作，读写器提示灯

闪烁的同时（发送读取余额命令），信息栏显示：

成功读取余额，余额是100元。

表示初始化金额操作、读取余额操作均成功执行。

3）充值：

充值功能实现在余额的基础上增加金额，但是增加的金额有限制，最大只增加9位数

金额。

输入充值金额100，点击“充值”按钮，读写器提示灯闪烁（发送充值命令）的同时，信息

栏提示：

成功充值金额为：

100元。

4）充值验证：

充值完成之后，点击“读取余额”按钮读取余额成功，余额文本框显示为200，

表示充值、读取余额操作均正常完成。

5）扣款：

扣除功能实现在余额的基础上扣除金额，扣除金额需小于余额，当扣除金额大于余额

时，会提示余额不足。

输入扣除金额90，点击“扣除”按钮，读写器提示灯闪烁的同时，信息栏提

示：

成功扣除金额为90元。

6）扣款验证：

扣除完成之后，点击“读取余额”按钮读取余额，余额文本框显示为110，表示

扣款、读取操作均正常完成。

五、思考题

1画出本实验所用阅读器的组成结构图

答：

如下图所示为13.56MHz读卡器的结构图：

2写出所寻卡的序列号：

答：

8F248300

3当多张卡在一起时，能否正确识别卡号？

请说明原因

答：

能。

因为该频段读卡器具有防碰撞算法，虽然每次只能读出一张卡的id，但是能够把放置在读卡器上方的所有电子标签准确读出。

4改变卡和阅读器的相对位置和距离，观察读卡结果并解释；在卡和阅读器之间放置不同的障碍物，观察读卡结果并解释。

答：

平行放置电子标签时读卡效果最好，电子标签与读卡器的垂直距离不能超过2cm，否则影响读卡；不能放置障碍物，会影响读卡效果。

原因：

因为高频RFID采用电感耦合的方式进行工作，只有当电子标签和读卡器的线圈互相平行时，两线圈间的互感才是最大；又因为密耦系统中，读写器与电子标签的作用距离较近，只有将电子标签放置在读卡器表面才能给电子标签提供较大的能量。

5请测试本实验所用阅读器能否读取自带卡的卡号和卡内内容，对测试结果进行解释。

答：

能够识别自带的校园一卡通以及羊城通的ID号。

因为它们的频段以及所使用的通信协议是一样的，都是13.56MHz，都是ISO/IEC14443的TYPEA标准。

六、小结

13.56MHZ的读写能力和读写距离都比125KHZ的强，因为具有防碰撞算法，所以能够同时多张卡一起读取，然而最优的读卡方向为平行方向。

在实验中可以发现，虽然羊城通以及一卡通能够进行卡钱包操作，但是实际上是虚假操作，并没有真正改变卡内信息，原因是读卡器并没有获取修改这两张卡片信息的权限，所以实际能操作的只有寻卡操作。

实验三900MHzRFID实验

一、实验目的

1、掌握900MHz标签的基本原理

2、掌握使用综合实验平台对900MHz标签进行功率设置、标签识别、数据读写的方法

二、实验内容与要求

学会使用综合实验平台对900MHz标签进行标签识别及读写操作。

三、实验主要仪器设备

PC机一台，实验教学系统一套。

四、实验方法、步骤及结果测试

1、注意事项

切记：

插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电。

RFID读写器串口波特率为19200bps

2、环境部署

1）准备900M超高频RFID模块，设置跳线为模式2，将模块的电源拨码开关设置为OFF，通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接5V电源；

2）将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常；

3）运行RFID实训系统.exe软件，选项卡选择900M模块；

3、打开串口操作

设置串口号为COMx，波特率为19200，点击“打开”按钮执行串口连接操作

4、基本设置操作

对模块进行基本的设置：

地区（中国），输出功率（8），设置成功后，在信息栏显示地区设置成功，输出功率设置成功

5、寻卡操作

基本设置成功后，将900M标签放置在读写器天线场区内，点击“自动寻卡”，寻卡成功后，RFID实训系统将获取到的标签ID填充到标签ID中

RFID系统的块读写实验

1、连接硬件操作、打开串口操作、基本设置操作、寻卡操作

依次执行4.4.1章节的1-5步完成RFID系统的寻卡操作，并保证900M标签在天线场区正上方；特别提醒：

因后续要执行读卡、写卡操作，故需保证寻卡成功后，保持该标签在读写器天线场区内。

2、读写操作

1）读取保留区：

选择“保留区”内存存储区，设置地址为0、长度为8，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

2）读取保留区（设置长度）：

选择“保留区”内存存储区，设置地址为0、长度为6，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

3）写保留区：

选择“保留区”内存存储区，设置地址为0、长度为6，输入写入数据，点击“写卡”按钮。

4）验证写保留区：

写保留区成功后，再次点击“读卡”按钮执行读数据操作，如下图所示，读取保留区内存的数据与写入保留区内存的数据一致，故写入保留区数据成功。

5）读取EPC区：

选择“EPC区”内存存储区，设置地址为0、长度为12，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

6）读取EPC区（设置长度）：

选择“EPC区”内存存储区，设置地址为0、长度为10，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

7）读取EPC区（设置地址）：

选择“EPC区”内存存储区，设置地址为1、长度为12，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框，如下图所示：

8）读取TID区：

选择“TID区”内存存储区，设置地址为0、长度为12，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框，如下图所示：

9）读取TID区（设置长度）：

选择“TID区”内存存储区，设置地址为0、长度为10，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

10）读取TID区（设置地址）：

选择“TID区”内存存储区，设置地址为1、长度为10，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框，如下图所示：

11）读取用户区：

选择“用户区”内存存储区，设置地址为0、长度为12，点击“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

12）读取用户区（设置长度）：

选择“用户区”内存存储区，设置地址为0、长度为10，点击

“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框。

13）读取用户区（设置地址）：

选择“用户区”内存存储区，设置地址为1、长度为12，点击

“读卡”按钮，发送读取数据命令，读取数据成功后，在信息栏显示读取的数据，并将读取到标签ID填充到标签ID文本框，如下左图所示：

14）写用户区：

选择“用户区”内存存储区，设置地址为0、长度为12，输入写入数据，点击“写卡”按钮，写卡成功后，如上右图所示：

15）验证写用户区：

写用户区成功后，再次点击“读卡”按钮执行读数据操作，如下图所示，读取用户区内存的数据与写入用户区内存的数据一致，故写入用户区数据成功。

五、思考题

1画出本实验所用阅读器的组成结构图

答：

如下图所示为900MHz读卡器的结构图：

2写出所寻卡的序列号

答：

ID:

3400E2003016660601390680D03CF811

3当多张卡在一起时，能否正确识别卡号？

请说明原因

答：

能。

因为该频段读卡器具有防碰撞算法。

4改变卡和阅读器的相对位置和距离，观察读卡结果并解释；在卡和阅读器之间放置不同的障碍物，观察读卡结果并解释。

答：

平行放置电子标签时读卡效果最好，电子标签与读卡器的垂直距离最佳距离是3cm，极限最多只能4cm，否则影响读卡；不能放置障碍物，会影响读卡效果。

因为900MHz属于超高频频段，采用电磁反向散射进行工作。

读写器发射出去的电磁波碰到电子标签后，电磁波被反射，同时携带回电子标签的信息。

电磁反向散射系统中，电子标签处于读写器的远区，电子标签接收读写器天线辐射的能量，该能量可以用于电子标签与读写器之间的信号传输，但该能量一般不足以使电子标签芯片工作。

5请测试本实验所用阅读器能否读取自带卡的卡号和卡内内容，对测试结果进行解释。

答：

无法识别自带卡。

因为所带的常用卡的频段并不是900MHz，或者所带卡的频段是900MHz但是其所用的协议与该读卡器并非同个协议。

但是能够读取老师带的标签，因为该标签的频段是900MHz的。

六、小结

900MHZ的读写器读写距离较前两个频段要远，但也有距离限制，在方向上不用固定方向也可以读写。

实验四有源标签读写实验

一、实验目的

1、掌握有源标签卡操作基本原理

2、了解有源标签卡读卡协议

二、实验内容与要求

认识有源标签卡，学会使用综合实验平台识别有源标签卡。

三、实验主要仪器设备

PC机一台，实验教学系统一套，上位机演示平台有源RFID读写识别演示软件。

四、实验方法、步骤及结果测试

1、注意事项

切记：

插、拔各模块前最好先关闭电源，模块插好后再通电。

RFID读写器串口波特率为115200bps

2、环境部署

1）准备2.4G微波RFID模块，参考1.4.2章节设置跳线为模式2，将模块的电源拨码开关设置为OFF，参考1.4.3章节通过交叉串口线将模块与电脑的串口相连，给模块接5V电源；

2）将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常；

3）运行RFID实训系统.exe软件，选项卡选择2.4G模块。

3、打开串口操作

串口设置为COMx，波特率设置为115200，点击“打开”按钮执行串口连接操作

4、寻卡操作

1）将2.4G有源标签放置在天线场区内，RFID模块检测到2.4G有源标签存在后，将获取到2.4G有源标签ID并显示在信息列表中，如图所示：

五、思考题

1画出本实验所用阅读器的组成结构图

答：

如下图所示为2.4GHz读卡器的结构图：

2写出所寻卡的序列号

答：

ID:

4610000000000EC7

3当多张卡在一起时，能否正确识别卡号？

请说明原因

答:

能。

因为该频段读卡器具有防碰撞算法。

4改变卡和阅读器的相对位置和距离，观察读卡结果并解释；在卡和阅读器之间放置不同的障碍物，观察读卡结果并解释。

答：

2.4GHz读卡范围广泛，我们整间课室的卡都能读到。

因为2.4GHz属于微波系统，采用电磁反向散射进行工作。

电磁反向散射系统中，电子标签处于读写器的远区，电子标签接收读写器天线辐射的能量，该能量可以用于电子标签与读写器之间的信号传输，但该能量一般不足以使电子标签芯片工作。

典型的作用距离为1m-10m，甚至更远。

5请测试本实验所用阅读器能否读取自带卡的卡号和卡内内容，对测试结果进行解释。

答：

无法识别自带卡。

因为所带的常用卡的频段并不是2.4GHz，或者所带卡的频段是2.4GHz但是其所用的协议与该读卡器并非同个协议。

六、小结

2.4GHz高频段使用广泛，本次实验采用的是有源的2.4GHz的电子标签。

该频段的读卡器寻卡时能一下子读出比较大范围内的多张卡，读卡速度十分快，很灵敏。

实验五RFID应用系统实验--ETC

一、实验目的

Ø通过一个Android综合实例模拟ETC收费系统掌握RFID串口通信。

Ø掌握RFID串口通信的实现原理和实现过程；

二、实验内容

1、通过一个Android综合实例模拟ETC收费系统掌握RFID串口通信。

2、掌握RFID串口通信的实现原理和实现过程；

三、实验设备

1、硬件：

电脑（推荐：

主频2GHz+，内存：

1GB+），中智讯物联网RFID套件；

2、软件：

Windows7/WindowsXP。

四、实验步骤

1、环境部署

1）确保s210系列实验箱已经安装好SmartRfid.apk应用程序；

2）准备900MRFID模块，参考1.4.2章节设置跳线为模式1，将模块的电源拨码开关设置为OFF，参考1.4.3章节将模块插入到s210系列实验箱的40PIN模块接口；

3）将s210系列实验箱上电运行Android系统，系统启动后将模块的电源拨码开关设置为ON，此时模块的电源指示灯亮，表明模块电源上电正常。

2、打开串口操作

1）启动SmartRfid应用软件，点击应用图标进入应用主界面；

特别提醒，每次进入“物联网ETC实训项目”应用之前，需先通过设置模块设置正确的900M模块串口并打开，退出物联网ETC实训项目应用会自动关闭串口

2）点击“串口设置”按钮进入设置模块界面，在