实验一 RFID设备调试及软件开发学Word文档格式.docx

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ExtenData

END

2Byte

1Byte

6Byte

说明：

SOF：

固定为0xEE0xCC，标志一帧的开始。

Sensortyple：

传感器类型，RFID为0xFE。

Sensorid：

固定为0x01，为RFID读卡器的编号。

Cmdid：

命令ID，0x01为充值，0x02为扣款，0x03为查询。

ID0~3：

4字节卡号

DATA0~3：

4字节数据

END：

固定为0xFF，标志一帧的结束。

CBT-IOTHFRFID模块充值扣费功能通信协议详细说明：

识别：

发送：

不用发送指令，读卡器一直在不停的读卡

返回：

EECCFE0103XXXXXXXXXXXXXXXXFF

充值：

CCEEFE0101XXXXXXXXFF（ID省略）

EECCFE0101XXXXXXXXXXXXXXXXFF

扣款：

CCEEFE0102XXXXXXXXFF（ID省略）

EECCFE0102XXXXXXXXXXXXXXXXFF

2、FR105HF高频读写器

FR105读卡器特点：

●支持协议：

ISO15693、ISO14443A协议

●读卡距离：

10cm

DC5V1A

●通信接口：

RS232串口

波特率115200/57600bps，数据位8，停止位1，无校验位

3、FR1200UHF超高频读写器

FR1200超高频读写器特点：

902～928MHz（可根据用户需要定制）

●工作方式：

以广谱跳频或定频发射方式

●射频功率：

10～30dBm

ISO-18000-6C（EPCG2）标准

3-5米（和标签及天线有关）

●平均功耗：

小于10瓦

DC5V2A

RS232

波特率57600bps，数据位8，停止位1，无校验位

发送指令：

SOFLENCMD[DATA]END

接收数据：

SOFLENCMDSTATUS[DATA]END

解释：

SOF：

固定为0xAA，数据帧的起始标志。

LEN：

数据帧的长度，不包括数据帧的起始标志0xAA。

CMD：

命令ID及参数，简单命令无参数。

连接设备0x00，读取功率0x01，设置功率0x02，读取频率0x05，设置频率0x06，单标签识别0x10，防碰撞识别0x11，停止识别0x12。

STATUS：

命令执行结果，执行成功通常为0x00，或0x01；

DATA：

命令参数，或返回的数据，例如标签号、读取的数据。

部分指令无DATA部分。

END：

固定为0x55。

4、ISO18000-6C电子标签

协议规定，标签存储器分为四个存储体，每个存储体可以由一个或一个以上的存储器组成。

a）保留内存保留内存应包含杀死口令和访问口令。

杀死口令应存储在00h至1Fn的存储地址内。

访问口令应存储在20h至3Fn的存储地址内。

b）EPC存储器EPC存储器应包含在00h至1Fn存储位置的CRC-16、在10h至1Fh存储地址的协议-控制（PC）位和在20h开始的EPC。

PC被划分成10h至14Fh存储位置的EPC长度、15h至17Fh存储位置的RFU位和在18h至1Fh存储位置的编号系统识别（NSI），CRC-16、PC、EPC应优先存储MSB（EPC的MSB应存储在20h的存储位置）。

c）TID存储器TID存储器应包含00h至07n存储位置的8位ISO15963分配类识别（对于EPCglobal为111000102）、08h至13n存储位置的12位任务掩模设计识别（EPCglobal成员免费）和14h至1Fn存储位置的12位标签型号。

标签可以在1Fn以上的TID存储器中包含标签指定数据和提供商指定数据（例如，标签序号）。

d）用户存储器用户存储器允许存储用户指定数据。

该存储器组织为用户定义。

Ø

杀死口令

保留内存的00h至1Fh存储电子标签的杀死口令，杀死口令为1word，即2bytes。

电子标签出厂时的默认杀死指令为0000h。

用户可以对杀死指令进行修改。

用户可以对杀死口令进行锁存，一经锁存后，用户必须提供正确的访问口令，才能对杀死口令进行读写。

访问口令

保留内存的20h至3Fh存储电子标签的访问口令，访问口令为1word，即2bytes。

电子标签出厂时的默认访问指令为0000h。

用户可以对访问指令进行修改。

用户可以对访问口令进行锁存，一经锁存后，用户必须提供正确的访问口令，才能对访问口令进行读写。

EPC

EPC为识别标签对象的电子产品码。

EPC存储在以20h存储地址开始的EPC存储器内，MSB优先。

询问机可以发出选择命令，包括全部或部分规范的EPC。

询问机可以发出ACK命令，使标签反向散射其PC、EPC和CRC-16（在特定情况下该标签可以截断应答-参见6.3.2.10.1.1）。

最后，询问机可以发出Read命令，读取整个或部分EPC。

PC+EPC也称为UII。

注意：

实验过程中，请勿随意修改访问口令、杀死口令。

5、CBT-IOT继电器模块

继电器模块特点：

●型号：

CBT-RelaySwitch

●处理器：

STM8S

●开关通道：

1路

●动作时间：

≤8ms

●释放时间：

≤5ms

UART（TTL电平），可插在CBT串口调试板上使用

●触电形式：

1A

●触电负载：

10A125VAC；

5A250VAC；

5A30VDC

●阻抗：

≤100mΩ

●电器寿命：

≥10万回

●供电：

DC5V，由调试板供电

波特率115200，数据位8，停止位1，无校验位。

传感器发送串口数据包：

传感器类型，继电器为0x0F。

固定为0x01。

Data：

：

为6Byte传感器数据域，打开000000000001，关闭000000000000。

ExtenData：

固定为0x0000，为2Byte扩展数据域。

6、RFID读写器调试过程

调试思路及过程：

1、运行PC端RFID软件，通过菜单、按钮等操作，测试RFID读卡器。

主要操作为参数设定、单卡识别、多卡识别、数据块写入、数据块读取。

2、串口工具接收到PC端软件通过上位机向读卡器发出的各种指令。

3、串口工具模拟PC端RFID软件，发出各种操作指令，并接收读卡器回复数据，进行分析。

PC端软件串口调试工具

7、QT串口编程

在Qt中并没有特定的串口控制类，大部分人使用的是第三方写的qextserialport类。

windows下只需要使用其中的6个文件：

●qextserialbase.cpp和qextserialbase.h

●qextserialport.cpp和qextserialport.h

●win_qextserialport.cpp和win_qextserialport.h

如果在Linux下只需将win_qextserialport.cpp和win_qextserialport.h换为posix_qextserialport.cpp和posix_qextserialport.h即可。

使用方法：

（1）将上面所说的6个文件复制到工程文件夹下。

（2）在QtCreator中左侧的文件列表上，鼠标右击工程文件夹，在弹出的菜单中选择AddExistingFiles，添加这6个文件。

（3）在需要使用串口类的窗口类的头文件中：

添加头文件#include"

win_qextserialport.h"

添加对象声明Win_QextSerialPort*myCom

添加槽函数声明voidreadMyCom（）

（4）窗口类.cpp的类的构造函数，或“打开串口”按钮中添加初始化串口语句。

myCom=newQextSerialPort（portName,QextSerialBase:

:

EventDriven）;

myCom->

open（QIODevice:

ReadWrite）;

…………//设置波特率、等

connect（myCom,SIGNAL（readyRead（））,this,SLOT（readMyCom（）））;

（5）在.cpp添加readMyCom（）函数代码，实现串口数据的接收和处理。

QByteArraytemp=myCom->

readAll（）;

…………//数据分析及处理

四、实验设备及工具

硬件：

CBT-IOT赛百特物联网实验箱（HFRFID模块、继电器模块）、FR105读卡器、FR1200读卡器，配套RFID卡片ISO14443A、ISO15693、ISO18000-6C若干。

软件：

QT5.0环境的Windows系统。

五、实验步骤

1、软件安装（1分）

1、安装实验箱USB转串口线驱动

程序：

（1）Z-tek-ZE533-CDM20830_Setup；

（2）HL-340

安装方法：

（1）直接运行安装包内的可执行程序。

（2）手动指定驱动程序位置，进行驱动安装和更新。

安装成功后，将USB转串口线的USB接口一端插入笔记本电脑，查看“设备管理器”--“端口”，记录其串口号。

注意：

（1）更换笔记本电脑的插入USB接口，其串口号可能会变化。

建议实验过程中，一直插入一个固定不变的USB接口。

（2）如果串口号大于COM8，则需要手动修改，右键点击该设备，选择“属性”—“端口设置”—“高级”—“COM端口号”，在下拉列表中选择小的。

图：

USB转串口设备号

手动更改串口号

记录实验串口设备号（USB转串口线）：

2、安装实验箱串口调试板驱动：

驱动CBTUSB2UART模块驱动

将CBTUSB串口调试板的USB接口一端插入笔记本电脑，查看“设备管理器”，发现该设备，自动弹出驱动安装界面。

或者手动右键点击该设备（通常前面有个黄色感叹号），选择“更新驱动”。

之后选择手动选择驱动安装路径，浏览目录，找到解压后的驱动安装包路径，按照提示进行后续操作。

安装成功后，查看“设备管理器”--“端口”，记录其串口号。

记录实验串口设备号（CBT串口调试板）：

3、安装串口调试助手：

串口调试工具AccessPort.rar，绿色免安装，解压后可直接用。

4、下载、解压“PC端程序”包，里面包含了各种RFID读卡器的PC端演示程序，绿色免安装。

2、CBT-IOTHF模块调试（2分）

1、物理连接和设置

HFRFID模块拨码开关设为“___|”，其他模块设为“____”。

即，只有HFRFID模块使用DebugUART进行输出调试。

并打开模块下方的电源开关，以及实验箱左上角的电源开关。

通信线路：

笔记本USB接口——USB转串口线——RS232串口线——实验箱DebugUART接口——HFRFID模块。

2、使用串口调试工具AccessPort调试

运行AccessPort，设置好串口号及相关参数，收发数据皆为Hex格式，打开串口。

C

将RFID卡放置在其读写器感应区域内，读卡器读卡，并发出“滴”的声音，代表正确识别了该RFID卡片。

然后按照协议分析该数据，得到卡号和余额。

按照通信协议，发送指令，充入一定的金额。

例如，充入100元（0x64）。

按照通信协议，发送指令，扣除一定的金额。

例如，充入2元。

识别卡片：

接收数据：

EECCFE01033B0D0A08000000EBFF

分析卡号：

3B0D0A08，长度：

4字节

分析金额：

Hex：

000000EB十进制：

235

充值操作：

冲入金额：

00000064十进制：

100

EECCFE010100000064FF

EECCFE01033B0D0A080000014FFF

Hex：

14F十进制：

335

扣款操作：

扣掉金额：

EECCFE010200000064FF

EECCFE01033B0D0A08000002EEFF

2EE十进制：

750

实验操作抓图（最后操作的一个结果图）：

3、调试基于QT+CBT-IOTHFRFID模块的“公交卡充值系统”

RFID_Board_Bus_Win

QT程序放置的路径不能有中文。

将源代码拷贝到合适目录中，编译程序，并运行。

根据实际情况选择正确的串口号以及通信参数，打开通信串口。

放上ISO14443A卡片。

测试程序的“识别”、“充值”、“扣款”功能。

操作后，使得卡内金额的尾数为班级+学号的3位数，例如1班10号，即金额后三位为110。

然后进行抓图。

实验结果抓图：

测试“数据手动打包发送信息”功能，实现充值20元。

点击“发送数据”，观察充值后金额是否正确。

4、调试基于QT+CBT-IOTHFRFID模块的“电子钱包”

RFID_Board_money_win

将源代码拷贝到合适目录中，根据实际情况修改串口号（USB转串口线虚拟的串口，可查看“设备管理器”--“端口”），保存代码，编译程序，并运行。

3、FR105HF读写器调试（2分）

笔记本USB接口——USB转串口线——RS232串口线（公母口）——FR105RFID读写器

供电：

为RF105读写器连接电源适配器（DC5V1A）。

2、使用PC端工具进行调试

2.1读写ISO15693卡：

打开串口进行相应设置和操作，并将重要结果抓图。

操作步骤：

（1）打开通信串口

（2）单卡单次识别（Single+FSK+Inventory）

读写器调制方式：

频移键控FSK、幅移键控ASK

读写器寻卡方式：

寻单卡Single、寻多卡Multiple

（3）测试“单卡单次识别”时，放置多张卡，是否能够成功？

并解释原因。

答：

不能成功，因为只是识别一张卡

（4）单卡连续识别（Single+FSK+AutoRun）

（5）多卡单次识别（Multiple+FSK+Inventory，放置2张以上卡）

（6）多卡连续识别（Multiple+FSK+AutoRun，放置2张以上卡）

（7）读数据：

ReadSingleBlock（从0位开始的4个数据块）

（8）写数据：

WriteSingleBlock（从0位开始的4个数据块，写入数据班级+学号构成的3位数字所对应的Hex数，例如1班10号，110对应Hex为0x65，程序中输入00000065。

）

（9）读数据：

ReadSingleBlock（从0位开始的4个数据块，验证上面写入是否成功。

（10）以上操作完毕，抓图，保留软件右侧的输出信息。

实验抓图：

2.2读写ISO14443A卡：

需关闭ISO15693读卡的串口，或者关闭本软件，重新运行。

（2）请求所有

（3）寻卡

（4）选择

（5）认证密钥

（6）读取——写入——读取，进行写入验证

（6）试一试，输入错误的认证秘钥，或者寻卡后不进行认证秘钥，还能否正确读取、写入数据。

测试结果：

不能命令执行失败

（7）以上操作完毕，抓图，保留软件右侧的输出信息。

2.3分析：

读写ISO15693、ISO14443A卡，在操作上主要有什么不同之处？

3、使用串口调试工具AccessPort调试

任务：

对单卡识别进行通信指令分析（ISO15693卡）

方法：

（1）设置通信线路：

笔记本USB接口——USB转串口线——RS232串口线（母母口）——USB转串口线——笔记本USB接口

（2）同时运行PC端RFID软件，以及AccessPort工具，设置其分别使用不同的两条USB转串口线所对应的串口号。

（3）打开AccessPort串口，Hex模式收发。

（4）打开PC端RFID软件串口，并点击单卡识别。

多次点击，记录AccessPort工具抓到的串口指令。

查看发送的指令是否相同，记录三次数据。

单卡识别指令：

（5）更改通信线路：

笔记本USB接口——USB转串口线——RS232串口线——RF105RFID读写器。

（6）在AccessPort工具中，发送上面抓到的串口指令。

并接收读写器返回的数据。

抓图。

协议分析：

（参考示例）

3A303031303230303237333643430D0A

单卡识别指令（ASCII码）：

“:

000102002736CC”后面必须有回车换行

读写器返回数据：

返回数据ASCII码：

卡号：

E00401005679AEB0

实验数据记录和分析：

读写器返回数据长度：

字节

分析卡号：

，长度：

4、调试基于QT+FR105RFID读写器的卡号识别程序“上班刷卡考勤系统”

RFID15693_TimeCard_win

程序运行效果

QT应用程序输出

放上ISO15693卡片，点击“读卡”，进行RFID卡号识别。

RFID卡号：

，长度：

根据通信协议，或者分析“读卡”按钮对应的QT代码，测试手动发送读卡指令，并抓图（换一张卡）。

读卡指令：

串口返回数据：

RFID卡号：

4、FR1200UHF读写器调试（2分）

笔记本U口——USB转串口线——RS232串口线（公母口）——FR1200RFID读写器

为RF1200读写器连接电源适配器（DC5V2A）。

读写ISO18000-6C卡：

提示：

“保存数据帧”、“保存信息”，可分别保存“数据帧窗口”、“信息窗口”内容到一个文本文件，便于拷贝内容到实验报告中。

（1）连接设备

连接设备：

设置串口通信参数，点击“打开”，连接设备。

观察通信状态，记录发送的指令。

控制指令：

AA020055返回：

AA03000055

（2）设置工作参数

选择左上“频率/功率设置”。

设置功率：

点击“读取功率”，查看输出功率值。

并自行更改，更改范围10~30dBm。

点击“设置功率”，然后再次点击“读取功率”，查看是否生效。

功率越大，读卡距离越大。

（实测：

27-30dBm不符合规律，建议设置为15dBm左右。

频率设置：

点击“读取频率”，获得当前频率设置。

然后选择“中国标准（920-925MHz）”或者“中国标准（840-845MHz）”，点击“设置频率”。

设置功率：

AA0402039A55返回：

AA03020055

设置频率：

AA09060001730310020055返回：

AA03020055

手动控制方式（0A——1E），自动控制方式（8A——9E），10~30步进1dB。

（3）读写标签

单标签识别：

当读卡器读取范围内只有一张电子标签时，采用此种读取模式，能够更快速准确的识别电子标签。

标签会连续被重复读取。

初始Q值无效。

单步识别：

当读卡器读取范围内只有一张电子标签时，只识别一次，然后RFID读写器就自动停止识别。

防碰撞识别：

当读卡器读取范围内有多张电子标签时，需要调用防碰撞算法。

初始Q值，默认为3：

标签识别的时间间隔，数值越大，间隔时间越长。

3，每秒约8次。

1，每秒约16次，只有多标签防碰撞识别模式才有效。

“单标签识别”、“防碰撞识别”，互相切