RFID校园物联网实训方案

概述：RFID实训箱是结合了读写器硬件、命令解析与应用层的特点，进行分层设计、整合实施、扎根应用、联系教学的模块化结构的整体解决方案。一、前端RFID读写器包括：低频读卡器、高频读写器、超高频读写器、有源读写器；二、电子标签认知、制作系统；三、 读写器命令解析；四、 应用系统设计与实践。



RFID实训箱目标



物联网RFID实验箱是能紧密结合物联网相关专业教学与科研的核心实验设备，能全面的满足学生和教师在学习和研究物联网RFID技术方面的需求。

目标：

培养面向RFID应用型满足社会需求的物联网人才。



2RFID实训箱概述

迅速兴起的物联网产业正在通过感应器件（RFID射频识别设备、各类传感器件等）和无线网络使我们的日常生活发生巨大的变化。物联网技术把所有物资和产品通过RFID射频识别、各类传感器或其他嵌入式器件等与互联网连接,实现智能化管理、监督和控制，是继计算机、互联网与移动通信之后的又一次信息产业革命。 　随着通信技术、计算机技术和物联网技术的快速发展，具有网络通信、计算机和物联网知识的通用型人才已成为市场需求热点。为进一步适应物联网技术的发展以及相关的人才市场需求，我们建议高等院校及各类职业培训学校在计算机和通信类专业开设物联网的相关课程，同时建设与课程教学相配套的物联网信息平台实验室。其意义在于：提高教学科研水平，促进学生就业，并且提升学校竞争力。 射频识别即RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种无线识别技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56MHz）、超高频（902MHz~928MHz），微波（2.45GHz）等技术。以此为核心组建的RFID实训箱方案是国内第一个专注RFID全协议全应用的解决方案。它不同于简单的RFID读写实验，通过对RFID各个协议全方位的解读，配套主流的应用开发方案，学生可进行RFID读写器全协议的操作以及常见应用软件的编程设计和实际的物联网应用设计；同时我们提供包括设备、教材、培训和服务在内的整体解决方案；所设计的实验内容丰富，包括验证性实验、设计性实验和综合应用实验等多种实验，既可用于日常教学，也可用于课程设计和毕业设计，为学生提供一个毕业实习环境。其实验室解决方案具有下列特点：RFID协议全面、解决方案完整、实验内容丰富。

RFID实训箱特点



RFID实训箱是结合了读写器硬件、命令解析与应用层的特点，进行分层设计、整合实施、扎根应用、联系教学的模块化结构的整体解决方案。

一、 前端RFID读写器包括：

1、低频读卡器：可实现低频标签的读取操作；

2、高频读写器：支持符合ISO/IEC 15693、ISO14443A/B、ICODE UID协议各主流电子标签（TI、NXP、ST、INFINEON、FUJITSU．．．），可对各类标签经行读写以及其他一些个性操作，支持透明命令（为了配合和支持未来标签的新增功能以及各个厂商标签的特色功能而配备的高端特性）；

3、超高频读写器：支持符合EPC CLASS1 G2（ISO18000-6C）、ISO18000-6B标准的电子标签，支持块写快锁定、EAS、长EPC、隐私操作等协议功能；

4、有源读写器：可实现有源标签的读写操作，带低频激励，可以做精准定位； 　

二、电子标签认知、制作系统：

1、电子标签认知：列举四十多种常见RFID标签，每种都给出样品以及说明文字，介绍电子标签的封装形式以及主要用途。

2、电子标签制作系统：由学生自己动手制作标签，加深对RFID电子标签的理解。

三、 读写器命令解析

主要包括高频，超高频读写器的通讯协议及命令解析，主要是让学生学习读写器的底层命令加深对RFID的理解以及开发合适的应用。

四、 应用系统设计与实践

本套系统软件包含门禁系统，防伪溯源，仓储管理系统，交通会员卡管理系统，会议签到系统等。 所有各子系统都包含行业应用及源代码。其中仓储管理一个界面如下：





RFID实验箱,仓储管理



RFID实训箱宗旨



综合技术：物联网并不涉及太多的新技术。它所涉及的硬件、软件及网络大多是现有技术的综合应用； 　无线为根：物联网绝大多数是物与物之间的快速准确识别，因此RFID读写器是构建物联网的基础；应用为先：物联网是来源于应用并服务于应用的，脱离实际应用需求的物联网技术研究没有意义；跨越学科：物联网是跨学科跨行业的，对于使用者和研究者来说必须熟悉和掌握多种现有技术并能综合运用。



3读写器实验目录

实验箱安装与连接说明

驱动安装说明

UHF超高频实验

实验一 超高频读写器的基本认识

实验二 Gen2协议下标签数据读取实验

实验三 Gen2协议下标签数据写入实验

实验四 Gen2协议下标签密匙及数据读保护

实验五 Gen2协议下设置读保护，EAS，掩膜，销毁，隐私操作

实验六 18000-6B标签操作

实验七 读写器功率对标签读取距离影响实验

实验八 读写器频率对标签读取距离影响实验

实验九 标签角度对标签读取效果的影响探究实验

实验十 标签的频点分析实验

实验十一 读写器三种工作模式实验(主动模式，应答模式，触发模式)

HF高频实验

实验一 高频读写器的基本认知

实验二 IS014443A协议下标签数据读写实验

实验三 IS014443A协议下密匙操作实验

实验四 ISO144443A协议下标签加值减值实验

实验五 ISO144443B协议下标签读写实验

实验六 标签角度对标签读取效果的影响实验

实验七 IS015693协议下标签数据读写实验

实验八 IS015693协议标签AFI，DSFID的读写和块锁定实验

LF低频实验

实验一 低频读写器实验

实验二 低频标签的穿透性实验

有源实验

实验一 有源标签的读写操作

实验二 有源标签低频激励定位实验



4RFID实训箱相关课程

物联网实验室可为以下专业和课程提供科研、教学及实践功能：物联网专业、软件工程、计算机应用、通信原理、射频识别技术、微机原理 、多媒体信息处理 、数字信号处理 、射频通信电路 、网络编程技术 、数字与模拟信号、物联网工程导论 、网络安全、物联网应用系统设计 、光通信原理、大型程序设计、数据结构 、物联网数据处理、物联网体系结构 、嵌入式系统设计 、信息安全 、数字电路与逻辑设计 、数据库系统、传感器技术 、无线传感器网络 、无线通信网络、单片机原理与开发等。



57RFID实训箱清单

（1）RFID读写器

低频读卡器一台：125KHz频率，UKB接口方式

高频读写器一台：13.56MHz，支持ISO/IEC 15693、ISO14443A/B、ICODE UID协议，USB接口

超高频读写器一台：902-928MHz，支持EPC CLASS1 G2（ISO18000-6C）、ISO18000-6B协议，支持韦根，RS232，RS485接口，带触发。

超高频读写器一台：支持2.45GHz频段。

低频激励器一台：125K低频激励

（2）RFID电子标签认知系统

包含伍拾种不同封装的电子标签，带图片文字说明

（3）RFID电子标签制作系统

包括焊接工具套装，防静电手套，标签制作原始材料以及操作说明书一份

（4）命令解析手册

包含高频，超高频命令解析以及源代码

（5） 应用教学系统

包含应用教学各子系统使用说明以及源代码