RFID实验报告解读

1、中南大学RFID实验报告学生姓名学 院信息科学与工程学院专业班级完成时间2015年12月26日RFID1. 实验前的准备32. UHF超高频实验72.1实验一 72.2实验二102.3实验三142.4实验四173. HF高频实验193.1 实验一 193.2 实验二233.3实验三253.4实验四304. LF低频实验334.1实验一 33RFID1.实验前的准备i.i实验箱安装与连接说明一、实验目的熟悉RFID实验箱硬件结构，掌握 RFID硬件设备与计算机通过串口进行链 接，了解RFID读写器的主要功能模块，动手搭建 RFID读写器，熟悉RFID设 备基本硬件。、实验器材1计算机2. RFI

2、D实验箱、实验内容1了解实验箱的构造；2连接实验箱的设备线 四、实验步骤了解实验箱的构造：打开 RFID实验箱，从左至右分别是超高频，低频，高 频跳线帽，拔掉跳线帽该路会被关闭；试验箱正常使用时应当将三个跳线帽同时 安装好；试验箱控制软件能够智能选择所需要的读写器模块。连接实验箱的设备线：连接电源，开机时待所有连接线连接完毕时打开电源 开关，关机时先关闭电脑上的应用软件， 关闭电源开关后再断开相关连接线； 连 接usb转串口线；打开电源。安装usb转串口驱动程序，双击 CDM20814_Setup.exe,进行安装，界面如 图所示。阿 Ka CMM|1 勺彝”财 口.El士翻“问知血号SWJi

3、W宾 finrtm-?*耳血-r-；*: 逐 all 所示N门冲1L*M 0n =i z、七A 一 a垦-CW-F41-rl F.：r!-i：fl：i7 fi.fi -T-* : HB2-LIH1?或喇*山 k wnunv*.- 1*XQV1T35： 1/1字囚:20 甲眾甲H ISA |1 ； 3四匚丄 iom O1刑gnFro.ter-MrW*. |画艺時实卷曲实世手卧孑J嵋肅串口转用| ffll ziUwarE-jistuferti.Q |Q 淫总劭&Cf+7RFID Jock - Microt WordmbQDd AaBk昶iUSB转串口安装成功后，右键点击“我的电脑”，在弹出的窗口中

4、点击“设 备管理器”，查看“端口”，显示可用的串口号，如图所示，出现四个 USB Serial Port,编号最小的串口用于超高频读写器，编号最大的用于高频读写器，编号第 二大的用于低频读写器，另外剩余一路串口没有使用。一般情况下，试验箱控制软件中加载读写器时 (Add LF/HF/UHF Reader )软 件能够根据所选择的读写器类型智能选择对应的串口，在后续弹出的串口下拉式选项中显示的端口就是正确的端口。总之，试验箱使用时跳线帽，端口选择均无需配置，选择默认设置即可。riah#.K卑S)解电EAil网 T.IJMOL蛮 4三再冒KrflE*1幕至4 ； 3 BestlltK*R4tVT钿

5、TBiHcdwd BkAferEO. 33 I? S 31IfUiilMf-程 it-tBsraf驾丑*白常31S s 詹叮战羽k理覆序通 to和8r*U 7TC扈二阳捕twg.-砖対用宕打启趣賊駅乡 叶邮I SS：iJG I.D3-FLSI WBf钳血 Gh血佃 270!予 DtkbVRI SSKiJG I.KH? Fr；i 网 Utt-wrfH4rtt- 2TC3号 QteRI eSKJG I.DO-P F*) fHI Unr-WMfHait Gxl? - 27tA 哼 DrteKRI 6S9OJG I.DCH7 Fwi7 f5B UrtwMHwr- 271CBA MbKRI 卿0G IK

6、H7 Fwf) LSB2 EiiiawKl Host- 270吟 ira CffTiprfi? Pswe- s& LEO Mtas Slw-Bfle Devfc?今 LQORxkM& UMHJOrtUt爭 U5BHwtl*jb 今 UHJHwtrMj 手 URiWbM? UdB ImddarwHtH IE碍 Send Oonm lai ID-尿曲島 Hl*. gTLBL 郴 IIHIF* F* EdrM. hJC w4i* vriuii Eititariw 加世打 陆 yHeelWrrf*第31页共35页本实验箱控制软件为绿色版，无需安装，双击.exe文件运行即可，初始界面 如图所示。接下来，

7、即可进行试验箱的操作1.2驱动安装说明连接好实验箱，打开设备管理器，选中问号设备，点击“更新驱动程序”，选择“从列表或指定位置安装（高级）”，选择驱动所在文件夹，点击“确定”。对 四个问号设备执行相同的操作，全部完成驱动安装以后，在通用串行总线控制器 中出现 USB Serial Co nverter ABCD,如图所示。_ JIHEUinRH . J frfMflAfi .* Jmm却$旧闵舸iieg Jg RflP.3 - gm曲W. |回 缶备躍S爭魁工鴉心11呂|计 LWK 二 色噢石忌e o o网U |wfflDdooc - MieraWo F E3JrEF弓用 e弓号 K f弓芟

8、Al话后iF準X刨 rABbGzDd 3 臨 g ASBtb i a -a. xr v- a *E S 9 S好色|F*Et | 砂H9蝕 1M右键选中“ USBSerial Converter A”在“高级”选项卡中，在“加载 VCP 一项前打勾。H I 12，J- X. X* 腕-射 丁 A 蛊 & 拎直_J .0 I 卫風单鼻 IMrtt+m昇结 曲申|国 抑赫峯n禹許跆|割i+imiFa11= B直爭口总心o：选择“驱动程序”选项卡，点击“更新驱动程序”，选择“从列表或指定位 置安装（高级）”点击“下一步”。选择“不要搜索。我要自己选择要安装的驱 动程序”，点击“下一步”，在出现的窗口

9、中直接点击“下一步”，完成驱动安装， USB Serial Conv erter BCD 执行相同操作。全部执行完毕后，在“其他设备” 中会出现带问号的“ USBSerial Port ”（某些情况下不会出现，但是在端口（ COM 和LPT）中会出现新的COM端口，则说明已经安装成功）。右键点击问号 “ USB Serial Port ”点击“更新驱动程序”，选择“从列表或指定位置安装（高级）” 点击“下一步”，选择“在这些位置上搜索最佳驱动”，选择驱动所在目录，点击 “下一步”，安装成功后，端口（ COM和LPT会显示4个新的COM端口，如图所 示。RFID.dg WorA SB* 弓更泗A

10、aBbCcM AjBbCcDd AdBbIK | -蘇 i MiIM72.UHF超高频实验2.1实验一 超高频读写器的基本认知一、实验目的了解超高频读写器的基本设置，熟悉超高频读写器的设置与使用。通过本次 实验，了解超高频读写器和标签参数的含义和设置方法。二、实验器材1. RFID实验箱2计算机一台三、实验内容了解和设置读写器参数；四、实验步骤1打开RFID实验箱，使用读写器试验箱上的USB连接线连接实验箱和电脑， 启动电源；2在电脑上安装USB转串口驱动程序、读写器控制软件。安装方法见实验 箱软件安装文档；3. 在电脑上打开读写器控制软件，进入主界面，点击主菜单“ control”，选择 下

11、拉菜单中“ Add UHF Reader”。如图示：4. 选择串口（弹出的显示值即对应串口），如图1-2示，点击ok，进入超高 频读写器选择界面，如图所示：RFID Reader 5uHeRFID Reader Suite戸 L1+ uo-oo-oo-uu j Ulrihmtti4JDrL4Ttif TAiJfRead Cori(Mr akxmyIISoftwTPtFl! 0-|A ivwkv. rftdt&RFSTORl IW Fh-m#Arp EflI *Chon I MfsCatraLO L*v FsKdJar I CLu- t*4i I 0 CL.u* All 粉 l21*u- tlt

12、HtriB RaJard 畀牯 題 功 |jRFID.doo: - Xbmo.I i-.tfeiM|_jRF!W:eadti11 wipRsjsr=目 $爭 Q 書心 Q;5Z5. 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、选中“Reader Settings and Diagnostics，进入读写器参数设置界面。6. 读写器参数的了解和设置，界面如图所示：1) 1 nventory Delay参数，用于设置读写器读取标签的频率，例如：其值设置 10ms表示读写器每间隔10ms读取一次标签信息。读写器读取标签的次数在主界 面上实时动态显示；2) Tag Model参数，选择协议

13、类型，具体有 Gen2(IS016000C) Gen2+RSS、 ISO 6B(ISO16000B)。目前，市场上大部分标签都遵守 Gen2协议。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 Ch

14、in*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) Gen2 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。五、知识学习1. EPC的Gen1协议Gen1标准是EPCglobal的前身Auto-IDCenter制定的。EPC的Gen1是第一 代之意，Gen是gen eratio n世代)的缩写。它包括 Class。协议和Class1协议，其 中Class。协议下的标签是只读的，不可以写入；而 Class1协议下的标签虽是可

15、 读写的，但是只能写一次，写完后就成为只读标签，这两种协议下的标签都不具 有保密性。Class0和Class1协议都是EPC的标准协议。2. EPC的Gen2协议因Gen1存在安全问题等多个缺陷，EPCglobal在Gen1颁布不久便立即开始 制定的新的标准协议 Gen2。Gen2是EPCglobal制定的Class1UHF频段射频识别 空中接口的第二代标准。在 Gen2协议下的标签可以重复读写，并且增加了保密 性能。此后EPCGlobal和国际标准化组织合作以该标准为基础出台了 ISO18000-6C国际标准。目前几乎所有的标签厂商停止Gen1协议的超高频芯片的开发和生产，超高 频领域市场上

16、主流产品均为符合 C1G2协议产品。3. EPCGe n2协议的发展历程Auto-IDCenter的目标是规范编码系统和网络构造，并且采用 ISO协议作为 空中接口标准。早期，EAN和UCC致力于制作符合ISO的UHF协议的全球标 签(GTAG)的标准。但是，Auto-IDCenter反对这样做，原因在于ISO中的UHF 协议过于复杂，并且因此导致电子标签的成本居高不下。Auto-IDCenter于是独自开发UHF协议，最初计划制订一套适用于不同级别 标签的协议。级别越高的标签更完善。结果却一直在调整计划。最终， Auto-IDCenter采用ClassO和Classi的两种不同的协议，这意味

17、着终端用户必须 购买不同的读写器来读取 Classi和ClassO的标签。2003年，Auto-IDCenter的EPC技术因得到了 UCC的认可，而开始与 EAN 组织进行合作，使 EPC技术商业化。2003年11月，Auto-IDCenter运作成立 EPCglobal，并将 Class0和Classi协议转交给 EPCglobal进行后续工作。后来 EPCglobal通过会议批准Class0和Classi协议作为EPC第一代标准，一般称为 Genl协议。Genl协议有两个缺点，其一是 Class0和Class1协议互不兼容，并且与ISO 不兼容。其二是它们不能做到全球通用；例如，Clas

18、s0发射信号时使用一种频率， 而接收信号时用另一种不同频率，这也不符合欧洲的标准。2004年，EPCglobal开始着手第二代协议（Gen2）的开发，与Gen1不同，这 个协议使得EPC标准将更加接近ISO标准。2004年12月，EPCglobal又通过了 Gen2。这样Gen2和ISO标准同时成为RFID产品厂家的标准。Gen2虽然接近了 ISO，但是，关于AFI却与ISO不同。所有的ISO标准都 有AFI，这是一个8bit的编码，用来识别标签源码，来防止 EPCglobal对标准的 垄断。但是，生产商已经开始用 Gen2标准来生产产品，这将在供应链中形成全 球使用Gen2的趋势。EPC的G

19、en2标准于2006年3月得到ISO的批准认可，纳入ISO标准体系； 对应标准为IS018000-6C。2.2实验二Gen2协议下标签读写实验、实验目的本实验熟悉Gen2协议标签数据的读取和写入过程、实验器材1. RFID实验箱一套2超高频RFID标签一只3计算机一台 三、实验内容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。四、实验步骤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

20、统设置打开读写器控制软件，设置好读写器的相关的参数。如图所示。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StartScan则开始读取标签，如图所示：RFID Reader Suite0 RftibderTsrtrt|ikUOH |鱼忆UHF 00-00-00-00RF-SfOOil UHF Hardware 1AJKF-STOOl UHF rirniwarei l.Udl? Online由43|1N|IirilQiniatioi?iEtffwent TS55Rfl CftjrtR jMtk- pe r sec and 00 (U CD D4 CO CD CD 100

21、000.口3p jead iLouni:SRSl!ChmndQChartnd 60033%】口占OdBSt ar L Srvr：Illlllllllllllllll L1 O0唤0 l-fliovH Jia Li-ir IClair10 匚“KT All Tll ICl u* Of1 lt.i Hadia 1工幵鼬|总 冷 固严|理崖昭穽建嵐T釜手|耳卄境聊宦I呦gfr&defHQ QfR P帖如肯g 黑爭卩总防心 氏閒点击上图中的标签号，弹出标签参数设置窗口，该窗口可针对标签进行操作,如图所示:b? 3ThSEV英Sh 29/135 却 3MD4逐;绅实程手册201AaBbtSE-里-4 %

22、疋100祁5修改标签EPC信息在上图界面上点击Set EPC按钮，出现EPC修改界面如图所示，输入 EPC长度和新的EPC，点击ok:D Reader buiteRFID Reader SuiteUHF Tag Setting- UHF 00-00-00-00|ID|InlormiatioiiEtffwent Tsgs 览 Ml CCUHPjMfk- per SKmdChwwwfQChannd ，HillQ Stur LOD-Oil -C3-CH-CIC-CBH：)-C-CD-CIl-CiB.-audrIPIDIF M (ID DU IK1JJ2dSet EPCttxiTM-d.(XTUfl

23、如 COa-tti-oo-ou,附al申J自；由一 00 0103-D4 CD CD E： p jMd Oounl:BUSS!ln.EdEiiAC.LBe H muf krtxr帕如血U*i tr Hmi-.SF3! TQutIK LtnchPwta ms后别饰Sltt-tStt 1：Cwtfb.l AeeinBib EECrrrCwcl5)i+U贞言理Q PflleadarftflBPiMde. |QUHFTagiSe |G沁* iwt xdiKt Tc rich: aw EMWR is in thi&f th.4 rttdeir .MJ凶-JEl x|www.rfidtestcnire 1

24、QMb i inline6.设置标签密码类似步骤5,在界面中点击Set Password钮，可对标签的访问密码进行设实隘手朋-卸12茁IMx |聽客H式-hferoioftWord懂入号用如丽闻观E5a &-冋-A A Ai- 弓雯创iM&OCcME丑-4 x. *A - A E 画夢拒-型田-昨正立Ste- Iliff拄弍占妄曲-怎落-1-11, 记季理歩琛5的辛验结杲2. 记星实验步眯E的实验结黑-L條改标芟E氏的操作有什去坤逮T如果有多只删如何修改这些标箜的克五2如39丄字JS：湛4閑i / 中闵中国；J|rat3Q 2 - IK* Q= U .土开抽 | 摘 u iWlAflli.cl

25、-. | 屈程.| 到| _) HFtf!dh| Q RfJD ftiMdc. | Q Urf Taqi 5e. s. 11 0 Sit PwswrtS B(J 昌 卷审。書防 O M3五、知识学习Gen2协议具有如下特点：1. 兼容性C1G2标准综合考虑了UHF频段RFID在全球的分布，适用谱较宽(860MHz960MHz)，符合各国UHF频段的规范，保证了不同生产商的设备之 间具有良好的兼容性，也保证了 EPCglobal网络系统中的不同组件之间的协调工 作，从而推动C1G2标准RFID产品在全球广泛的使用。2. 开放性C1G2标准对EPCglobal成员和签订了 EPCglobal IP

26、协议的单位免收专利费。 在标准的制定过程中，BTG、Alien和Matrics等60余家RFID公司签署了 EPCglobal无特权许可协议，鼓励 C1G2标准的免版税使用，这将有利于 RFID 产品的市场推广。3. 安全性安全和隐私一直是RFID产品所关注的问题之一。C1G2标准在芯片中具有 特定的口令，可以有效地防止芯片被非法读取。 同时C1G2采用简单的安全加密 算法，协议允许两个32位的密码，一个密码(access password用来控制标签的 读写权，在读写器与标签的通信中采用加密保证，使读取信息的过程中， 不会把 敏感数据扩散出去；另一个密码(kill password)用来控制

27、标签的销毁权，采用“灭活”的方式（kill）,即当标签收到读写器的有效灭活指令后，标签自行永久销毁。4. 可靠性标签具有咼识别率，在较远的距离测试具有近100%的读取率；容许标签延时后进入识读区仍能被读取，这是 Gen-1标签所不能达到的；抗干扰性强，更广 泛的频谱与射频分布提高了 UHF的频率调制性能，减少了与其他无线设备之间 的干扰。5. 读取速度C1G2标准采用基于Aloha防碰撞算法，能快速适应标签数量的变化，在阅 读批量标签时能避免重复阅读。其标签阅读速度是第一代EPC标准的10倍，能够满足高速自动作业需要，适应大批量标签阅读应用场合。6. 实用性C1G2标签的芯片尺寸可以缩小到之前

28、版本的一半到三分之一，降低了 RFID 标签的制造成本，从而进一步扩大了它的使用范围，满足了多种应用场合的需要。 标签的存储能力也得到了增加，芯片中有96位的存储空间，可满足各种 RFID应用对数据存储的需要。7. 无线接口C1G2标准采用了适合标签工作的数据编码和调制方式，即下行链路（读写 器到标签）采用PIE（Pulse-I nterval En cod in g）编码的ASK调制，上行链路（标签 到读写器）采用Miller编码的副载波调制或FM0编码的ASK调制。C1G2空中接口协议位于EPCglobal协议簇架构框架最底层，协议规定了标 签和读写器的接口，扮演者 RFID射频通信基础角

29、色。C1G2物理层包括前向信道和反向信道两个部分。首先读写器向标签发出经DSB-ASK，SSB-ASK或PR-ASK射频调制的信息，信息的编码方式是PIE，标签从同样载波的连续波 CW中获取能量；然后，标签通过反向散射调制该载 波的幅度或相位来向读写器返回信息，信息编码的格式由读写器命令参数决定， 可以是FM0或Miller副载波。标签-读写器通信的过程是半双工的。C1G2标 签识别层包括三个读写器操作，分别是Select、Inventory、Access,标签以状态机方式工作。Select操作的意义是根据用户定义的条件挑选出某个特定的标签群 作为下一步操作的对象；Invertory是指对标签

30、的识别，即通过向标签群发出 Query，单个标签应答自己的EPC，一个Inventory周期包括若干个回合和命令， 最终所有标签均被识别；Access是指对单个标签的操作，包括对它的读写，在操 作之前标签必须先被识别。2.3实验三读写器功率对标签读取距离影响实验一、实验目的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。、实验器材1. RFID实验箱2. RFID标签五张3. 计算机一台、实验内容改变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 四、实验步

31、骤1. 启动读写器打开RFID实验箱，连接好实验箱和电脑，启动电源。2. 放置标签取出标签一张，放置在超高频读写器天线上。3. 系统设置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.。如图所示：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

32、在表3-1中;5. 更改功率依次将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。五、实验结果表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（读取距离cm）-10（读取距离cm）-5（读取距离cm0（读取距 离cm）1ISO 18000 - 6C63.73429.72826.3六、知识学习阅读器到RFID标签的能量传输1、4、5RFID标签依靠天线与电磁波耦合获得能量，当所处的

33、能量场足够大时芯片 即可工作。读到标签本质上包括两个要素：一是标签芯片能够获得足够的能量从 而维持工作状态，并发出响应信号，二是读写器接收到标签发出的信号并能够解 析信号。类似于A,B两个人对话能够成功的条件是 A讲话B能够听到且B听到 后回话A也听到。目前业界读写器的接收灵敏度可以做的非常高，所以标签的最 大读取距离主要标签能在多大的距离上获得足够保证芯片工作的能量。在距离读写器为R的RFID标签处的入射波功率密度为：PtxGtxEIRP4R24R2其中P为读写器的发射功率；Gtx为发射天线的增益；R是标签到阅读之间的距离；EIRP （Equivalent Isotropic Radiate

34、d Power，等效各向同性辐射功率）为天线有效辐射功率，指读写器发射功率和天线增益的乘积。在RFID标签和发射天线最佳对准和正确极化时，RFID标签可吸收的最大功 率与入射波的功率密度 S成正比：二 AeS其中GTagGTag是RFID标签的增益。所以有-2X - X2= AeS = 4；GTagS = E|RPGTag4；Rj无源射频识别系统中RFID标签通过读写器电磁场供电，RFID标签功耗越大，读写距离越短，性能越差。RFID标签是否能够正常工作也主要由 RFID标签的工作电压来决定，这也决定了无源射频识别系统的识别距离。现代低功耗IC设计技术使RFID标签本身的功耗逐步降低。目前，典

35、型的低功耗RFID标签工作电压 在1.2V左右，RFID标签本身的功耗可以低至 50卩W甚至5卩W这使得超高频 UHF无源RFID标签的识别距离在天线功率受限时仍可达到 10m以上。射频能量 辐射与距离的关系如图3-2所示。POWERRANGE图3-2射频能量辐射与距离的关系2.4实验四 读写器频率对标签读取距离影响实验、实验目的该实验改变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。、实验器材1. RFID实验箱2. RFID标签五张3. 计算机一台、实验内容改变RFID读写器的频率，观察对

36、应频率下最大读取距离如何变化四、实验步骤1. 启动读写器打开RFID实验箱，连接好实验箱和电脑，启动电源。2. 放置标签取出标签一张，放置在超高频读写器天线上。3. 系统设置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。 如图所示：4. 测量距离改变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 890.7

37、50kHZ 900.250kHZ，900.750kHZ910.250kHZ， 910.750kHZ 927.250kHZ，927.250kHZ 940.250kHZ。重复步骤 4,将所测得的 数据记录到4-1表中。6. 更改标签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表中五、实验结果表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序号标签型号840.125844.875读取距离cm902.250927.750读取距离cm920.250 924.750读取距离cm915.250915.250读取距离cm1ISO 18000 6C2.

38、3张卡3.5张卡4.757.5六、知识学习读写器天线和标签天线均存在最佳响应频段，在最佳响应频段内可以获得较好 的读取距离。当工作频率偏离天线设计的工作频率范围时， 会引起天线电参数的 变化，例如引起方向图的变形、输入阻抗的改变等，从而引起辐射范围的改变。3.HF高频实验3.1实验一高频读写器的基本认知、实验目的了解高频读写器的基本原理，学会如何使用高频读写器。通过本次实验了解 系统命令参数的意义和设置方式。、实验器材1. RFID实验箱2. 计算机一台、实验内容1. 设置读写器与计算机通信的波特率2. 读取和设置读写器的ID号。3. 读取和设置读写器的序列号。四、实验步骤1. 打开RFID实

39、验箱，连接好实验箱和电脑，启动电源。2. 打开读写器控制软件，单击 Control选择Add HFReader加载高频模块, 如图所示： COQ0 0-SimSchUHFR4kr Add HF Ruder AddLFHactarKarrw ITudsir Eltjir 1b r 匚tahir jUI Tgs Clr 51b亡ClvscSnLo WUn M |S *ifteKiirdwMBSahwAr.Aceidii曲 Kill3. 在弹出的窗口中选择高频模块对应的串口、波特率。弹出窗口默认显示 的Com端 口即是高频模块对应的串口，这里为 com7,如图1-2示，波特 率选项分别是9600波特

40、、19200波特、38400波特、57600波特和11520 波特选择9600波特，点击ok，进入高频读写器界面，如图所示：RFID Reader Suite鼬jdvHarwiEArbanHF hardHireHF fnnwNiraMIcOnline III Redder Ifilarmatioiiftlfew* lio?Rrrids pur McordQ 沁Ldi I M ：.W0 ciDnui| C kunTflAaadH力趙1AlTdga Ch- DFhnKMdh4. 左键点击HF读写器，单击鼠标右键，在弹出的界面中选择第一项 Reader Setti ngs and Diag no s

41、ties，如上图所示，进入高频读写器设置界面,如图所示：5.在下图中可以选择协议和设置读取间隔后，点击“设置”按键确认设置。 如图所示。6.系统信息的输入框中默认显示的是读取到的系统信息，如图所示SetSystem Informati onRfader IB00OFReader SNFF-FF-FF-FF-FF-?F-FF-FF7. 设置读写器的波特率。本实验有五种波特率可选，分别是9600波特、19200波特、38400波特、57600波特和115200波特.选择115200波特, 单击右侧“设置”按键。8. 设置机器ID号，在对应的输入框中，以十六进制数据格式输入1字节,单击右侧对应的“设

42、置”按键。9. 设置机器序列号，在对应的输入框中，以十六进制数据格式输入8字节, 单击右侧“设置”按键。五、知识学习1. 什么是高频读写器？高频HF的射频识别设备工作于13.56MHz频段，系统通过天线线圈电感耦合 来传输能量，通过电感耦合的方式磁场能量下降较快。磁场信号具有明显的读取区域边界。主要应用于1米以内的人员或物品的识别。主要遵循两种协议： ISO/IEC14443 (A B)协议,ISO/IEC15693 协议。2. 什么是波特率？在电子通信领域，波特率(Baud rate )即调制速率，指的是信号被调制以 后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数。它是对符号传输速 率

43、的一种度量，1波特即指每秒传输1个符号。波特(Baud,单位符号：Bd)这一单位是以法国人 Jean-Maurice- e mile Baudot (1845-1903) 的姓氏来命名的，他是电传打字机(telepri nter )与Baudot码(Baudot code )的发明人，数位通信的先驱之一。3.2实验二ISO14443A协议下标签密钥修改实验一、实验目的密钥是卡的重要组成部分，只有输入正确的密钥才能读到卡中的信息，同时出于其安全性考虑，密钥会经常变更。该实验指导学生对ISO 14443A协议中的S50卡进行密钥修改。一方面让学 生了解S50卡的工作原理，另一方面让学生清楚的认识到

44、 S50卡的数据组成，从 而进一步加深对高频读写器以及ISO 14443A协议的理解。二、实验器材1. RFID实验箱2. USB专输线一根3. S50卡一张4. 计算机一台三、实验内容1. 修改卡的密钥。2. 根据新的密钥读取卡片数据。四、实验步骤1. 打开RFID实验箱，连接好实验箱和电脑，启动电源。2. 取S50卡一张，放置于高频读写器天线上。3. 打开读写器控制软件，设置好读写器的相应COK端 口以及波特率（具体步骤见实验一），在Protocol下拉式选项中选择14443A模块，进入14443A 模块界面，如图所示：4. 读取卡的密钥数据：（1） 读数据块一栏中，选择读取卡的状态：Id

45、le或All。Idle表示读取空 闲状态的卡，所谓空闲的状态是指卡没有被挂起，即没有被执行 Halt操作。All 表示读取所有的卡，不管是否被挂起。 因为此时并没有对卡进行挂起操作， 所以 可以在两种状态中任选一种。（2）选择寻址方式，扇区，起始块和块的数量。寻址方式有两种：扇区寻址和块寻址。这里选择扇区寻址（块寻址对初学者来说容易弄不清，这里不做演示）。卡共16个扇区，每个扇区有4个块（详情请参照知识学习）。那么必须选 择同一个扇区的数据块，而不能跨区选择。由于本实验只关心密钥，所以只用选择扇区的第4块（块从0开始计数，下同）。在这里选择第 2扇区的第3块。（3） 选取卡的密钥类型：Key

46、A和Key B。Key A和Key B是卡的两种密钥， 要选择好Key，然后输入相对应的密钥，才可以对卡进行读写操作。还有一个要 说明的就是每个扇区的密钥不一定相同，一定要输入所选择扇区对应的密钥。 初 始状态下 Key A 和 Key B 均为 FF-FF-FF-FF-FF-FF。（4）选择读卡操作。整个操作的过程如图所示：RttdAddress modeSector *Block gBlock Num i 4 Idle All Key AKey BKey FF-FF-FF-FF-FF-FF| Read BlockBlvck from Rihd（5）记录读取到的数据，这里读到的数据如图所示：

47、BlockAddress mode Sector 律 Sector 2 目 Block 3?Mw 1|H CcmtinuciiEa I乩e All a Hey k 如 s Key JT-FF-FF-FF-FP-FFBldik frt* RtaJ OC-O5-t)Ci-Mi-OO-M-PF-OT-6O-09-FP-Fr-FF-FT-PF-rF密钥A在所有状态下被隐藏，密钥 B为FF-FF-FF-FF-FF-FF。5. 对卡的密钥进行修改：（1）选择写卡的状态：Idle或All ；（2） 选择起始块和块的数量。在这里选择第 2扇区的第3块；（5） 选取卡的密钥类型：Key A和Key B。这里输入

48、相应的密钥 FF-FF-FF-FF- FF-FF；（6）输入要修改的密钥。在这里必须按格式进行输入 密钥A（6字节） 存 取控制（4字节） 密钥B（ 6字节）。在这里更改密钥 B为FF FF FF FF FF 00。（7）整个输入过程如图所示：6. 系统提示操作成功。7. 利用修改的密钥来读取卡片数据：（1）选择写卡的状态：Idle或All ；（2）选择起始块和块的数量。在这里选择第 2扇区的第3块;（3）选取卡的密钥类型：Key A和Key B。选择Key B,输入刚才修改之后的密钥 FF FF FF FF FF 00 ；（4）如果能读到数据，说明密钥修改成功8.选择第8扇区对其进行密码修改

49、。9.利用修改之后的密码读取卡片。五、知识学习S50卡有1k bytes共16个扇区，每个扇区有4个块，其中第1扇区第0块 是卡序列号，是只读的，不能写。 密钥存放在每个扇区的块3。算存储密钥块 的算法是：x=s*4+3; 其中s表示扇区号（0 15）。1 、M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成， （也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为063）。2 、第0扇区的块0 （即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，已经固化， 不可更改。3 、每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。数据块可作两种应用：用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。用作数据值，可以

50、进行初始化值、加值、减值、读值操作。4、每个扇区的块3为控制块，包括了密钥 A、存取控制、密钥B。具体结构 为：密钥A （6字节）存取控制（4字节）密钥B （6字节）。3.3实验三ISO14443A 协议下存取控制位修改实验一、实验目的存取控制位是S50卡的重要组成部分，它可以控制数据块的读写状态以及加 值减值等相关操作。该实验指导学生对ISO 14443A协议中的S50卡进行存取控制位的修改。一 方面让学生了解S50卡的工作原理，另一方面让学生清楚的认识到 S50卡每个数 据所代表的含义，从而进一步加深对高频读写器以及ISO 14443A协议的理解。RFID、实验器材1. RFID实验箱2.

51、 S50卡一张3. 计算机一台、实验内容修改卡的存取控制位 四、实验步骤1. 打开RFID实验箱，连接好实验箱和电脑，启动电源。2. 取S50卡一张，放置于高频读写器天线上。3. 打开读写器后台控制软件，设置好读写器的相应COK端 口以及波特率（具 体步骤见实验一），右键选择14443A模块，进入14443A模块界面，如图所示：4. 读取卡的密钥数据：（1） 在读数据块一栏中，选择读取卡的状态：Idle或All。Idle表示读取 空闲状态的卡，所谓空闲的状态是指卡没有被挂起，即没有被执行Halt操作。 All表示读取所有的卡，不管是否被挂起。因为此时并没有对卡进行挂起操作， 所以可以在两种状态

52、中任选一种。（2）选择寻址方式，扇区，起始块和块的数量。寻址方式有两种：扇区寻 址和块寻址。这里选择扇区寻址（块寻址较难，放在后续实验中研究）。卡共16个扇区，每个扇区有4个块（详情请参照知识学习）。那么必须选择同一个扇 区的数据块，而不能跨区选择。由于本实验只关心密钥，所以只用选择扇区的第 3块（块从0开始计数，下同）。在这里选择第 2扇区的第3块。（3） 选取卡的密钥类型：Key A和Key B。Key A和Key B是卡的两种密钥， 要选择好Key，然后输入相对应的密钥，才可以对卡进行读写操作。还有一个要 说明的就是每个扇区的密钥不一定相同，一定要输入所选择扇区对应的密钥。初始状态下 K

53、ey A 和 Key B 均为 FF-FF-FF-FF-FF-FF。（4）选择读卡操作。整个操作的过程如图所示：Read BlockAddiress mode Sector Sector 2:Block 3: Block Num 11 ContinuouEIHe AllKay A K&y BFF-FF-FF-FF-FFFF| 恥迢 ELpck Block from Re&d（5）记录读取到的数据，这里读到的数据如图所示：Read BlockAddress modeSectorSectorBlockBlock NiirnContinuouso Idl AllKey A Key B Ksy FF-FF-FF-FF-fF-FFRtad