中南大学RFID实验报告教材Word文件下载.docx

1、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） Output level 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） G

2、en2 Setting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

3、，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Start Scan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Set EPC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Set Password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

4、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？32bit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

5、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（Output level）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

6、改功率依次将output level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25步骤，并将所有测得的数据记录在表3-1中。表3-1 RFID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）-15-10-51ISO18000-6C2430394612023451. Output level 设置为0时读写器端口对应的输出功率约为30dBm（即1000mW），假设Output level设置为-30时对应的输出功率应该为多少？1000mW2. 从理论上进行计算，Outpu

7、t level 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

8、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890.750kHZ900.250kHZ，900.750kHZ910.250kHZ，910.750kHZ927.250kHZ，927.250kHZ940.250kHZ。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25步骤。并将所测得的数据记录到4-1表中。表4-1 RFID读写器频率的改变对RFID标签读取距离的影响记录表840.125 844.875读取距离cm902.250 927.750920.250

9、924.750915.2502040351. 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？2.4GHz3. 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？920.250927.750MHz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

10、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

11、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Output level= X正半平面所在点的坐标X轴负半平面所在点的坐标XY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

12、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，Read from Bank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（Electronic Product Code）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） Infor

13、mation中涵盖了4项信息，包括芯片商（Manufacturer）、标签型号（Model Number）、用户存储空间（User Memory Size）和标签序列号（Serial Number）；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（Tag identifier）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

14、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）ImpinjTexas InstrumentsAlien TechnologyIntelliflexAtmelPhilips6ST Microelectronics7EP Microelectronics8Symbol Technologies9SentechSndBhd10EM Microelectronics11Renesas Technology Corp.12Mstar13Tyco International14Quanray E

15、lectronics15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

16、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Output level为-10，开启读

17、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0306090120150180 ISO18000-6C3736451. 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

18、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Visual Studio 2008，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）0X00EPC区0X01TID区0x02MEM_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Int

19、writeTag（unsigned char mem, unsigned char begAdd, unsigned char* &psw, data, unsigned char dataLen）;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（unsigned char* psw, unsigned char* 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

20、。* psw,* dataIntsetUser（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Access Password3. 超高频协议标签读操作IntreadTag（unsigned char &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

21、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, unsigned char begAd