RFID物联网教学实验系统07.docx
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RFID物联网教学实验系统07.docx
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RFID物联网教学实验系统07
—产品简介
RFID物联网教学实验系统
1.产品概述
RFID物联网教学实验系统是专为高等院校、职高的物联网专业和计算机、通讯、电子等专业培养学生开发的完整的实验教学系统,结合现在市场需求,用实验方法为学生提供整套实验设备,使学生能通过直观实验来加深学习理论,RFID教学实验系统是为高等院校进行物联网教学、通讯、计算机等课程教学配套的RFID实验装置,是教学的必备实验设备。
系统配置的示波器信号测量、软件信号测量、数据流分析、源程序调用和软件等除应用于教学外,还可应用于产品开发、科学研究和测试等领域。
图–RFID物联网教学实验系统
RFID物联网教学实验系统包括低频125K、高频13.56MHzISO14443TypeA/TypeB/协议、高频13.56MHzISO15693MISO15693协议/ISO18000-3协议RFID原理、超高频900MHzISO18000-6C协议、有源2.4GHzISO18000-4协议、天线板、场强检测板、天线信号探测板、触摸LCD屏控制。
2.产品特点
2.1.覆盖RFID各频段/协议
RFID物联网教学实验系统中配套四个频段(125KHz、13.56MHz、900MHz、2.4GHz),六种协议(ISO18000-2协议、ISO14443协议、ISO15693协议、ISO18000-3协议、ISO18000-6C协议、18000-4协议),频段/协议丰富,能够满足所有RFID相关实验内容的需求。
2.2.配套的基础实验资源
RFID物联网教学实验系统中配套提供丰富的基础实验资源,包含RFID硬件原理实验、信令实验、各个协议的基础实验、天线信号探测、天线测试等实验内容。
2.3.丰富的开发教学资源
RFID物联网教学实验系统中配套提供基础开发资源、专项开发资源、应用拆解开发资源、综合应用开发资源总计达百余个,且提供全部的源码及实验指导,以循序渐进的方式,让学生逐渐提高物联网应用开发能力。
2.4.能直接测量RFIDHF天线
天线是RFID系统中最重要的组成部分之一,通过测量天线SWR值,判断天线性能,学生可以更深刻的了解RFID工作原理,RFID应用特点,才能真正的把RFID技术与RFID实际应用结合起来。
2.5.EAS商品防盗
实验箱本身能够完成智能开机验证系统功能,这个功能属于RFID防伪、技术防盗和设备验证的一个典型应用方向;
图–商品防盗案例
实验箱本身还能够完成EAS商品防盗系统,电子商品监控系统功能,ELECTRONICARTICLESURVEILLANCE(EAS)是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术。
这种技术的典型应用场合是商店、图书馆、数据中心等地方,当未被授权的人从这些地方非法取走物品时,EAS系统会发出警告。
是一种防止零售商店偷窃行为的电子标签技术,是RFID技术的基本应用之一,在目前社会有广泛、大量的实际应用。
3.适用范围
3.1.RFID原理教学
支撑学生进行RFID各个频段/协议的原理、特性教学,配套丰富的实验资源,能够有效地帮助师生全面的了解无线射频RFID,掌握RFID的组成结构、运行环境、工作模式以及应用特点。
3.2.应用开发教学
支撑学生进行各行业的应用开发教学,配套基础开发、专项开发、应用拆解开发、综合应用开发资源。
4.功能简介
4.1.产品组成
125K模块
独特的天线技术,与读写模块设计成一体化,解决掉传统线圈天线庞大、厚重、易断,接触不良的缺点,有效增加读取距离。
ISO18000-2协议,支持EM、TK及其兼容卡片
自动寻卡方式,当有ID卡片进入到天线区后,该读卡器通过串口或USB口向外输出卡片序列号
自带看门狗
读写距离:
40~60mm
ISO14443模块
适用于多种场合读写卡应用,特别是标签检测,标签整个数据区数据存储测试,
销售POS应用、RFID卡或标签的个性化读写、标签数据区数据读写
用户界面:
2个LED指示灯
电源:
DC5V
工作温度:
0℃~+60℃
工作频率:
13.56MHz
可读写标签:
ISO14443TypeA
RF功率:
100mW~300mW
最大读写距离:
100mm(与标签有关)
ISO15693原理板
板载一体化天线,配合触摸LCD屏控制模块可模拟手持机工作模式
天线测试功能
多串口,可与其它配件接合使用,11个信号探测针,通过示波器能提取、展现出RFID系统中整个的射频信号,包括:
编码信号、载波信号、调制信号、调制载波信号、功率放大信号、电子标签返回的信号、FSK解调信号、ASK解调信号等
主机接口:
2个标准RS232串口,波特率115.2Kbps
RF工作频率:
13.56MHz
最大读写距离:
30Cm(与标签有关)
ISO18000-6模块
独特的板载一体化天线,也可外接天线;
可以进行读卡、写卡、授权、格式化等操作;具有读写速度快、识别率高、可同时操作多个标签。
工作频率:
ISM840-960MHZ可选
工作模式:
跳频工作、定频工作或软件可调
功率可调范围:
0dBm~26dBm可调
天线:
板载/外接天线
通信速率:
Upto57,600bps
可读标签协议:
EPCC1CoGen2,ISO-18000-6C
读取距离:
板载、棒状天线15cm~1m,板状6dBi天线3~5m
2.4GISO18000-4模块
2.4G远距离模块,ISO18000-4协议,采用全球开放的ISM微波频段,可用于车辆管理、人员管理、物品防盗监控、跟踪
工作条件:
环境温度-20℃~+70℃;相对湿度≤90%
工作频段:
2.400GHz~2.525GHzISM波段
识别方式:
全方向识别
天线:
板载天线
读卡距离:
0~100m可调(与有源电子标签的设置有关)
读卡方式:
有源卡主动发送数据,读卡器接收数据
场强检测板模块
检测读写器天线产生的RF场强强弱;
快速判断读写器天线是否工作;
辅助天线调试;
工作频率:
13.56MHz;
工作温度:
0℃-+60℃
天线信号探测板
针对13.56MHzRFID系统开发的探测板,主要用来捕获读卡器发送的原始编码数据信号
工作频率:
13.56MHz,支持ISO14443、ISO15693协议。
对比天线探测板靠近和远离天线区域的示波器检测信号,理解HF天线射频信号随距离衰减的理论知识。
触摸LCD屏控制模块
模拟RFID手持机操作,直接触摸选择操作任意RFID模块。
嵌入网关模块
(1)核心CPU采用ARM11/CortexTM-A8处理器
(2)板载资源
1)集成USB2.0Hub:
扩展出2个USBHost口
2)集成TVP5150视频芯片:
2路AV输入端口(RCA座),可直接连接使用CCD监控摄像头(注意:
2路不可同时使用)RS485:
1路
3)串口:
4路,其中2路已经转换为RS232,并通过DB9座引出(COM0,COM1),同时通过CON1,2,3,4座引出TTL电平
4)中断式按键:
8个,同时通过CON7座引出,方便用户扩展使用
5)RJ45网口:
网卡采用DM9000AEP,10/100M自适应
6)音频输入与输出:
采用WM8960专业音频芯片,在板麦克风,内含ClassD功放,并支持HDMI音频和视频同步输出
7)USBSlave:
1路,符合USB2.0规范
8)红外接收头:
可选
9)ADC输入:
可选
10)蜂鸣器:
1路,由PWM0控制
11)EEPROM:
AT24C08(256Byte),用于I2C测试
12)LCD接口:
标配7"电容屏或电阻屏。
13)SDIO接口:
用于连接SDWiFi模块等
14)CMOSCamera:
用于连接CMOS摄像头
(3)软件配置
Superboot-210、Android2.3+Linux-2.6.35、Android4.0(提供Linux-3.0.8内核源代码、Linux2.6.35+Qtopia-2.2.0+Qtopia4-Phone+QtE-4.7.0、WindowsCE.NET6.0(R3)
4.2.各模块介绍
高频HF13.56MHzISO15693MRFID原理模块可以完成电子标签读写、示波器信号检测、软件信号测量、软件开发、对国标指令的剖析等基本功能。
本模块采用分立元器件,撇开了芯片的约束,将RFID射频的物理层实质内容、电子标签的响应信号提取出来供学校进行研究、开发,对我国RFID的产业具有巨大的推动作用。
UHF超高频部分工作频率为915MHz,输出功率可以调整,在小功率下连接小增益天线的情况下,可以稳定可靠读取1米距离范围内的,兼容EPCGLOBAL第二代(Gen2)标准和兼容ISO-18000-6标准的各种无源电子标签。
HF高频部分工作在13.56MHz频道,能够实现对符合ISO15693、14443的标签进行读写,在读取ISO15693标签的同时通过示波器能够提取、展现出教学实验系统中的射频信号,并且可以对国标指令一一进行解析让学生了解到国标指令的内容。
RFID教学实验系统是基础系统,我公司将提供相关软件API和相关控制样板源代码以及最新的使用说明书,让用户能快速入门和使用最新RFID技术。
LF125K低频部分工作在125KHz频道,与目前ID门禁卡读卡器协议一致,完全支持EM、TK及其125K兼容ID卡片的操作。
有源2.4G微波部分,工作协议ISO18000-4,主要用于煤矿井下人员的定位、跟踪、查询管理,物流中重要物品的自动识别、跟踪管理。
核心模块在软件方面都将读写器发送与标签返回的数据提取出来供学生和老师进行观察、解析和验证。
4.3.硬件介绍
(1)拥有15个强制指令和可选指令的执行,能提取、展现出RFID系统中整个的射频信号,包括:
编码信号、载波信号、调制信号、调制载波信号、功率放大信号、电子标签返回的信号、FSK解调信号、ASK解调信号。
就像一个透视镜,通过信号输出口连接到示波器上能够非常直观地看清楚了RFID系统中的射频信号,使我们对RFID射频方面不再陌生。
RFID物联网教学实验系统此特点与用TRF796x和FM17xx核心芯片的RFID教学实验箱的区别:
VS
RFID物联网教学实验系统标签返回信号图TRF796x和FM17xx读卡图
是研究RFID特征信号,学习RFID技术本质与仅感知RFID读卡功能的区别。
所以本实验箱更适合做教学学习用。
(2)本公司通过使用更底层的技术,采用分立器件,使发射器和接收器分立,并与该读写器的其他组成部分可拆装地连接,可以对发射器和接收器的发射、接收功率进行独立配置,使得我们公司的RFID教学实验产品能够发出能量高、功率大的信号,标签返回信号检测性能更高,读写距离可以达到30cm以上,为现有高频读写器的三倍以上,传统的TRF796x和FM17xx读卡距离一般是10cm以内。
通过直接控制底层器件,可以方便地设置和调整射频调制系数,了解调制系数的概念和作用,掌握产生不同的调制系数的方法。
了解不同的调制系数下标签的响应,了解不同标签生产厂家生产的电子标签对调制系数大小的依赖。
图-不同调制系统的信号波形图
(3)公司独立研发的编解码技术,也使本公司RFID教学实验设备一次同时能读取的标签数量达到数百个,是普通读写器能读取标签数量的10倍甚至几十倍,在需求同时大量标签读取的应用方面,独占优势。
4.4.国际标准指令
(1)拥有15个强制指令和可选指令的执行。
RFID物联网教学实验系统,囊括了当今应用最为广泛的国际标准指令。
把RFID国际标准下的技术标准的ISO18000(ISO18000-3,ISO18000-6),ISO15693下面的相关指令拿出来一一进行了解析。
把指令包,按照功能作用,一一拆开进行讲析。
并且提供大量的实验通过平台,执行指令,直观的告诉使用者,指令里面不同地方的指令内容的作用。
使用者可以直观、形象地感受RFID国际标准指令执行的情况,掌握这些指令的作用和使用方法。
RFID物联网教学实验系统此特点与用TRF796x和FM17xx核心芯片的RFID教学实验箱的区别:
VS
RFID物联网教学实验系统的国际标准指令分析图TRF796x和FM17xx读卡功能图
是指令和返回数据分析与仅执行RFID标签操作功能的区别。
所以本实验箱更适合做教学学习用。
通过底层软件,能够设置和调整对标签返回信号解码的参数,通过参与对返回的射频信号解码的过程,增强对RFID工作原理的学习效果,包括对FSK数据采样幅度阈值、ASK数据采样幅度阈值、FSK数据采样时序时间阈值、ASK数据采样时序时间阈值、标签识别时FSK模式下的防碰撞阈值、标签识别时ASK模式下的防碰撞阈值等标签返回信号解码时所需要的参数的控制、设置和调整;通过RFID教学实验软件可以提取射频波形、进行数据流分析。
图-上位机波形采集
图-数据流分析
4.5.基础实验内容
1)RFID硬件原理实验(高频ISO/IEC15693)
✧RFID系统的编码
✧RFID系统的载波产生
✧RFID系统的信号调制
✧RFID系统的RF信号功率放大
✧RFID系统的末级输出调制载波信号
✧RFID系统的解调-FSK模式
✧RFID系统的解调-ASK模式
✧RFID系统的天线
2)信令实验(高频ISO/IEC15693)
✧RFID系统的INVENTORY命令实验
✧RFID系统的STAYQUIET命令实验
✧RFID系统的SELECT命令实验
✧RFID系统的RSTTOREADER命令实验
✧RFID系统的WRITEAFI命令实验
✧RFID系统的LOCKAFI命令实验
✧RFID系统的RDSINGLEBLK命令实验
✧RFID系统的WRSINGLEBLK命令实验
✧RFID系统的LOCKBLOCK命令实验
✧RFID系统的RDMULTIBLK命令实验
✧RFID系统的WRMULTIBLK命令实验
✧RFID系统的WRITEDSFID命令实验
✧RFID系统的LOCKDSFID命令实验
✧RFID系统的GETSYSINFO命令实验
✧RFID系统的GETMBSSTS命令实验
3)HF13.56MISO14443实验
4)HF13.56MISO15693实验
5)UHF900MISO18000-6实验
6)LF125KID卡读取实验
7)微波2.4G读取实验
8)智能开机验证实验
9)EAS商品防盗、电子商品监控实验
10)天线信号探测实验
11)天线巡检标签实验
12)对标签返回信号解码的实验
13)射频调制系数控制实验
14)天线测试实验
4.6.开发教学资源
开发资源包括基础开发实验资源、专项开发实验资源、应用拆解开发实验资源、综合开发实验资源。
提供的内容包括:
可执行程序、源代码、详细开发指导文档。
1)基础开发实验资源
资源类别
资源名称
winform控件
Button控件使用;CheckBox控件使用;ContextMenuStrip控件使用;DateTimePicker控件使用;FlowLayoutPanel控件使用;ListView控件使用;MenuStrip控件使用;NumericUpDown控件使用;PictureBox控件使用;RadioButton控件使用;SplitContainer控件使用;TabControl控件使用;Timer控件使用;ToolStrip控件使用;TreeView控件使用;ComboBox控件使用;SerialPort控件使用;
.net知识
数据库连接;数据库增删改查;IO;XML;多线程;Socket
2)专项开发实验资源
资源类别
资源名称
15693实验
15693串口打开(关闭);15693标签读取;15693数据写入;15693数据读取;15693多路复用器标签读取;15693锁定数据块15693设置AFI;15693锁定AFI;15693设置数据格式标识;15693锁定数据格式标识;15693获取卡片系统信息;15693获取多个安全块信息;15693获取天线内所有标签
125K实验
125K串口打开(关闭);125K标签读取;
14443实验
14443串口打开(关闭);14443标签读取;14443卡休眠;14443认证秘钥;14443数据读写;14443电子钱包;
18000-6实验
18000-6串口打开(关闭);18000-6标签读取;18000-6数据写入;18000-6数据读取;18000-6功率设置
有源2.4G实验
有源2.4G串口打开(关闭);有源2.4G标签读取;有源2.4G数据写入;有源2.4G数据读取;
无线传感网
建立网关连接;ping;继电器;数码管屏;温湿度传感器;烟雾传感器;红外热感传感器;震动传感器;红外对射光栅传感器;智能插座;转速传感器;大气压力传感器;PM2.5传感器;角度传感器;位移传感器;扭矩传感器;拉力压力传感器;超声波液位传感器;热偶传感器
条码技术
生成条形码;生成带图片二维码;打印图片;解析条形码;解析二维码;检测条形码二维码;人员签到系统
3)应用拆解开发实验资源
资源类别
资源说明
智慧商城
1.商品登记:
读取标签号并登记商品信息,商品信息写入数据库中
2.货架设置:
设置货仓的最大商品数,最小商品数
3.商品入库:
选择入库商品;高频读写器持续扫描标签,同时数码管显示“1”;当扫描到标签提示入库成功同时数码管显示“0”
4.商品出库:
展示出库存的商品,选中商品出库;数码管屏显示数字“1”并闪烁,15693高频读写器循环读取标签;如果连续若干次未读到标签后显示出库成功,数码管屏显示数字“0”并关闭闪烁
5.商品上架/补货:
打开多路复用器通道1循环检测标签,同时数码管显示“1”,如果连续若干次未读到标签,说明商品出库,数码管显示“0”;打开多路复用器通道2循环检测标签,同时数码管显示“1”,如果读到标签说明商品上架成功,数码管显示“0”
6.发送价格:
向不同设备发送价格,设备显示价格
7.人流量监控:
识别当前区域的人数。
8.购物车设置:
扫描到超高频标签定位然后选择目标位置,形成指引路线
9.广告推送:
扫描到超高频标签,推送图片到对应的购物车程序
10.购物引导:
扫描到超高频标签定位然后选择目标位置,形成指引路线
11.发会员卡:
读取标签号并登记会员信息
12.会员卡充值:
创建会员列表,刷卡读取会员信息,并能修改会员金额
13.结算:
创建商品列表、会员列表,刷会员标签显示余额,刷商品标签列出购买商品,点击结算按钮,会员扣费
14.商品试穿:
创建商品列表,刷商品标签号显示商品信息包含图片,10秒钟没有检测到商品显示取消商品信息显示
15.温湿度监控预警:
检测到温湿度超过预警值进行提示
16.烟雾监控预警:
检测烟雾反应,检测到烟雾作出提示,打开电风扇
17.红外监控预警:
检测红外反应,检测到红外作出提示,打开灯光
18.震动监控预警:
检测震动反应,检测到震动作出提示
校园一卡通
1.发卡:
读取卡号并登记信息
2.充值(消费):
读取信息并能修改金额
3.考勤:
刷卡并登记刷卡时间
4.挂失(取消挂失):
在信息表中修改该卡的信息为挂失,该卡不能使用
5.退卡:
在信息表中删除该卡记录
小区门禁管理系统
1.发卡:
读取卡号并登记信息
2.销卡:
在信息表中删除该卡记录
3.停用:
在信息表中修改该卡的信息为停用,该卡不能使用
4.刷卡开门:
刷卡并打开电子门
停车场管理系统
1.发卡:
读取卡号并登记信息
2.销卡:
在信息表中删除该卡记录
3.停用:
在信息表中修改该卡的信息为停用,该卡不能使用
4.刷卡开门:
刷卡并打开电子门
4)综合开发实验资源
资源类别
资源说明
门禁管理系统
1.身份卡发放:
为每个被授权人发放身份卡,写入个人信息,并在系统中关联人员照片
2.身份授权:
针对用户类型进行进入授权,设置允许的进入或禁止进入的时段
3.身份显示:
当具有授权的人员出入的时候,屏幕上显示出入人员的身份信息
校园一卡通
1.发卡:
读取卡号并登记信息
2.充值(消费):
读取信息并能修改金额
3.考勤:
刷卡并登记刷卡时间
4.挂失(取消挂失):
在信息表中修改该卡的信息为挂失,该卡不能使用
5.退卡:
在信息表中删除该卡记录
资产管理系统
1.扫资产入库登记:
为每件资产贴放RFID标签,并登记入库
2.资产报废:
资产更换、损坏或被专卖时,可做资产报废处理。
3.资产盘点:
通过RFID读写器逐一对资产上的RFID标签进行扫描,盘点的结果可与软件中的库存量进行比对。
出现差异时进行警报
智能仓储系统
1.RFID商品登记:
通过RFID设备向货物RFID标签中写入货物基本信息
2.RFID商品入库:
将贴有写入信息标签的货物集中放在RFID读写天线托盘上,能够一次性读取所有需要入库的商品的信息,登记到相应的库存管理系统中
3.仓储环境监控:
通过温湿度传感器对仓储的基本环境进行监控
5.产品报价
序号
设备名称
数量
单位
单价
小计
备注
1
RFID物联网教学实验系统
1
套
11800
11800
合计
11800
6.技术参数
序号
设备名称
品牌型号
技术参数
数量
单位
1
RFID物联网教学实验系统
京胜世纪
KV-RFID03
1.频率:
125KHz、13.56MHz、900MHz、2.4GHz。
2.协议:
ISO18000-2协议、ISO14443协议、ISO15693协议、ISO18000-3协议、ISO18000-6C协议、18000-4协议.
3.自动应答类型:
ID(125KHz)/近场(13.56MHz)/远场(900MHz)/远场(2.4GHz)。
4.感应区域:
10cm以内(125KHz、ISO14443)/30cm(ISO15693)/1m以内(900MHz)/10米以上(2.4GHz)。
5.PC接口:
RS232C/USB口
6.电源:
5VDC
7.配套电子标签:
125K标准卡:
5个;ISO14443标准卡:
5个;ISO15693标准卡:
5个;IEC18000-6C标准卡:
5个;2.4G标准卡:
2个
8.125K模块
独特的天线技术,与读写模块设计成一体化,解决掉传统线圈天线庞大、厚重、易断,接触不良的缺点,有效增加读取距离。
ISO18000-2协议,支持EM、TK及其兼容卡片
自动寻卡方式,当有ID卡片进入到天线区后,该读卡器通过串口或USB口向外输出卡片序列号
自带看门狗
读写距离:
40~60mm
9.ISO14443模块
适用于多种场合读写卡应用,特别是标签检测,标签整个数据区数据存储测试,
销售POS应用、RFID卡或标签的个性化读写、标签数据区数据读写
用户界面:
2个LED指示灯
电源:
DC5V
工作温度:
0℃~+60℃
工作频率:
13.56MHz
可读写标签:
ISO14443TypeA
RF功率:
100mW~300mW
最大读写距离:
100mm(与标签有关)
10.ISO15693原理板
板载一体化天线,配合触摸LCD屏控制模块可模拟手持机工
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