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rfid实验报告0623015414

RFID原理与应用

实验报告

2016-2017学年第二学期

级物联网工程专业

课程名称RFID原理与应用

学号

姓名

指导教师王超梁

2017年月曰

实验一RFID通信系统编解码和调制解调仿真

一、实验目的

射频识别技术是一种通过高频电磁破实现物体识别的无线电技术，一个完整的射频识别

系统由射频识别阅读器，射频识别标签和射频识别软件系统三大部分组成，根据工作频段的

不同，RFID系统编解码方式、调制解调方式不同，不同的编解码和调制解调方式可以提高RFID系统的通信效率，分析与设计RFID系统中不同编解码算法和调制解调方式具有很强

的实用性。

分析RFID系统不同编解码算法和调制解调方式，并进行仿真，比较不同编解码算法和调制方式对波形的影响，同时对现有算法进行优化和改进，从而提高RFID系统的效

率。

二、实验内容

1.RFID实验箱各模块的划分和作用；

2.RFID电子标签各种编解码算法的仿真；

3.RFID电子标签调制解调的仿真；

4•记录并截图电子标签各编解码算法和调制解调的波形。

三、预备知识

了解RFID的通信模型和原理；了解调制解调和编解码算法及波形；了解RFI实验箱各

模块的功能；了解RFID系统的组成和各部分的作用。

四、实验设备

1.硬件环境配置

计算机：

Intel（R）Pentium（R）及以上；

内存：

1GB及以上；

实验设备：

韩柏电子RFID实验箱一套；

2.软件环境配置

操作系统：

MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；

RFID开发环境：

AVRStudio，Miniscope。

五、实验分析

1.采用Manchester编码方式，对编码数据和解码数据波形的对比。

2.采用AM调制方式（AM/FM/PM）,对数据ASK调制和解调波形的对比。

六、遇到的问题及解决方法

问题：

RFID技术使用ASKFSKPSK数字调制方法，其他的数字调制方法为什么不适用

方法：

1•数字调制解调技术主要有ASK、FSK、PSK和QAM几大类。

2•衡量这些调制技术的指标主要是频率效率和功率效率。

由于FSK相关技术具有“恒

包络”之特性，故其具有高的功率效率，这对于依赖电池供电的对讲机产品来说尤为重要。

3•目前，专业无线通信中采用的FSK调制技术主要是MSK、GMSK、2FSK和4FSK

几种，其中MSK和GMSK是两种特殊的2FSK技术。

MSK是最小频移键控调制技术，其信号相较普通的FSK信号具有相位连续性。

GMSK则是在MSK的基础上通过引入Gaussian滤波器而进一步降低信号带宽的调制方式。

4.在实际应用中，MSK信号一般用于传输低速数字信号，而GMSK贝U已在GSM公

众无线系统和TETRAPOL、AIS等专业无线通信系统中获得广泛应用。

4FSK调制技术则在

最近的ETSI之DMR/dPMR标准中获得应用。

实验二RFID125KHZ和13.56MHZ电子标签读写

一、实验目的

熟悉低频和高频RFID系统实现数据传输的原理，掌握125KHZ和13.56MHZ

读写器和电子标签的结构及读取原理，观察高频读写器和低频读写器的结构和天线的区别，掌握电子标签的读写方法和多标签读取的防碰撞算法的实现方法。

二、实验内容

1.125KHZ电子标签数据的读取；

2.13.56MHZ电子标签数据的单标签和多标签读取；

3.多标签读取防碰撞算法的仿真；

三、预备知识

了解低频和高频RFID系统实现数据传输的原理；掌握读写器和电子标签的结构以及通信过程；了解多标签读取防碰撞算法的原理；了解不同频率电子标签和读写器的天线结构。

四、实验设备

1.硬件环境配置

计算机：

Intel（R）Pentium（R）及以上；

内存：

1GB及以上；

实验设备：

韩柏电子RFID实验箱一套；

2.软件环境配置

操作系统：

MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；

RFID开发环境：

AVRStudio，Miniscope。

五、实验分析

2.13.56MHZ电子标签单标签读取，电子标签数据和读取数据的对比。

3.13.56MHZ电子标签多标签读取，电子标签数据和读取数据的对比。

六、遇到的问题及解决办法

问题：

当实验标签和实验卡片频率不一样的时候情况怎样?

解决方法：

无法读取，因为高低频不一样频率无法耦合。

实验三RFID射频天线特性HFSS仿真

一、实验目的

熟悉RFID系统实现数据传输的原理和天线的作用，掌握RFID天线的分类和制作方法，观察高频读写器和低频读写器的结构和天线的区别，掌握射频天线特性的HFSS软件仿真方法。

二、实验内容

1.HFSS13.0软件安装和使用；

2.RFID射频天线阻抗和频率特性的HFSS仿真；

三、预备知识

了解RFID系统实现数据传输的原理；掌握RFID天线的分类和制作方法；了解HFSS软件的使用和天线特性仿真分析方法；了解不同频率电子标签和读写器的天线结构。

四、实验设备

1.硬件环境配置

计算机：

Intel（R）Pentium（R）及以上；

内存：

1GB及以上；

实验设备：

韩柏电子RFID实验箱一套；

2.软件环境配置

操作系统：

MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；

RFID开发环境：

AVRStudio，Miniscope，HFSS13.0。

五、实验分析

2.RFID天线的频率特性HFSS仿真结果。

六、遇到的问题及解决办法

问题：

怎样用HFSS仿真UHF标签天线的一些设置以及结果输出问题？

方法：

咨询老师，HFSS只是一个仿真工具，不是一个设计工具，不能依赖它来进行详细的设计，只能去验证一些设计思路和结果。

实验四RFID多标签读取防碰撞算法仿真实现

一、实验目的

熟悉RFID系统实现数据传输完整性的原理，掌握RFID多标签识别防碰撞算法的原理和常用的防碰撞算法，观察ALOHA算法和BTS算法的识别效率，掌握ALOHAT法及其改进算法的实现原理。

二、实验内容

1.ALOHA算法、时隙ALOHAS法和动态时隙ALOHAf法实现多标签读取的程

序仿真；

2.二进制树及其改进算法实现多标签读取的防碰撞程序仿真；

3.对比ALOHAT法和BTS算法的特点和区别。

三、预备知识

了解RFID系统实现数据传输完整性的方法；掌握ALOHAT法和BTS算法防碰撞的原理；了解ALOHAf法/BTS算法及其改进算法；了解防碰撞算法对多标签识别的重要性。

四、实验设备

1.硬件环境配置

计算机：

Intel（R）Pentium（R）及以上；

内存：

1GB及以上；

实验设备：

韩柏电子RFID实验箱一套；

2.软件环境配置

操作系统：

MicrosoftWindows7ProfessionalServicePack1；

RFID开发环境：

AVRStudio，Miniscope，HFSS13.0，MATLAB。

五、实验分析

1．ALOHA算法对多标签识别防碰撞实现的仿真结果。

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2.

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ALOHA改进算法多标签识别防碰撞实现的仿真结果。

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算法及其改进算法对多标签识别防碰撞实现的仿真结果。

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六、遇到的问题及解决办法

问题：

防碰撞算法都有哪些类？

解决方法：

现有的多标签防碰撞算法主要分为三类：

①基于Aloha的算法，又称为随机性算法；②基于树的算法，又称为确定性算法；③混合算法，将基于Aloha的算法和基于树的算法相结合而产生的一种算法。