UHFRFID试验手册

1、1、UHF RFID读卡实验1.1、EPC Gen2读、写标签号实验实验目的理解UHF RFID的工作原理，并掌握其与 HF RFID工作原理的异同点。掌握 EPC标签号的存储区域以及结构特点。实验设备UHF读卡器一个、UHF天线一个、USB连接线一条、9V电源适配器一个、 电脑一台、UHF实验上位机软件实验知识预备与原理1. UHF-RFID工作原理在UHF RFID阅读器及电子标签之间的通讯是采用电磁反向散射耦合方式完 成。电磁反向散射耦合方式类似雷达的工作原理，如下图所示。阅读器就像手电筒，标签就像一个镜子，标签反射最大，就是逻辑“ 1”。标 签反射最小，就是逻辑“ 0 ”。JI阅读器开

2、始工作之后，通过天线先向空间发送860960 MHz频率范围的载波，激活标签，然后开始发送带调制的命令信息到标签(TAG)，可以采用ASK调制，脉冲间隔编码(Pulse Interval Encoding)，通讯速率26.7到128 KBIT/S。KBIT/S.V1订咄知渊1Pt txtsQII0 DWord文档在高频范围内的标签收到阅读器发出的高频载波信号，标签天线接收到特定的电磁波，天线就会产生感应电流，在经过整流电路时，激活电路上的微型开关， 给标签供电。标签上的电子线路，将根据阅读器发出信息，通过ASK或者PSK耦合方式进行调制，FM0等编码方式，向阅读器反馈相关信息UHF标签电路采用

3、ASK和PSK的调制方式，将编码信息发送给阅读器，实现了阅读器和标签之间的双向通讯O1相互认证通过之后，阅读器会向电子标签发出读、写、锁定、kill、盘存等操作指令IK9J认证屯护标推JK统的i .ftith2.EPC编码产品电子代码（EPC编码）是国际条码组织推出的新一代产品编码体系，原来 的产品条码仅是对产品分类的编码，EPC码是对每个单品都赋予一个全球唯一编 码，EPC编码96位（二进制）方式的编码体系，可以为2.68亿公司赋码，每个公 司可以由1600万产品分类，每类产品有680亿的独立产品编码，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。EPC代码是由标头、厂商识别代码、对象分

4、类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。具体结构如表所示:k r UHF G2-96 bll 99 EPC代玛格式范例01 0 0123 0A 023C6E< 0345B7D0E冀战-段二段HlETC件理W8bit28bit(2Il24b«t(1.6 T力绍)36bit(680f/41)实验准备1、硬件连接：1）为UHF读卡器安装连接9V电源，关闭电源开关。关闭2） 打开UHF读卡器电源开关， 确定右边D1-D4灯那一个亮起, 电源开关。 把UHF天线与UHF读卡器亮灯那一个天线接口连接起来。3）通过USB线把计算机与UHF读卡器连接起来Err飯薯读卡器连接示意图2、USB驱动

5、安装详见0.2节：FT232驱动安装。安装成功在设备描述中有一个串口端口，安装完成后在设备管理器中查看COMxx端口，（例如COM8）如下图所示：图：查看系统分配的串口号上位机软件介绍确保硬件连接正确，然后打开上位机软件RFIDread.exe （目录：RFID技术实验3-UHF RFID实验RFIDread）， COM 口完成自动选择连接，如下图功能选择LOG 窗口GUI控制功能选择EPC EPC命令实验窗口Find tags-询卡窗口天线参数设置Freque neeMain -主频率Aux -辅频率FrenisricyNfiin& AUXRx atten -接收灵敏度Link -连

6、接速率Codi ng -编码方式Rx AttenLizikCodingAntennaANT14分别对应读卡器4个天线通道17 ANTI厂 013r ANT2L ATORF POWERAuto power off -功率发送自动关闭En able手动设置功耗使能* uto Powr Offp EnablePfizer |33d£o实验过程1、按实验准备内容提示完成驱动安装、硬件连接，打开上位机软件。2、读取标签EPC号（1）运用盘点命令读取标签EPC号把标签放在天线射频范围内，选择开始盘点（begin round ）命令，点击执行（ execute）,读出标签EPC号；（2）运用读写数

7、据块命令读标签EPC号:a）先选取一张盘点到的EPC标签，b）在命令窗口中选择读取（Read）命令，c）软件窗口内输入 EPC号存储区，Bank Numeber 01、Block 17。点执行（Execute）命令，查看读出的数据;3、修改标签EPC号a）先选取一张盘点到的EPC标签；b）在软件窗口内输入要修改的 EPC号地址和数据，写入标签EPC号并记录相应数据；c）重新盘点标签，查看修改后的 EPC号并对比；4、对天线参数进行设置。天线主辅频率切换接收灵敏度连接速率编码方式多通道天线切换射频POWER设置1.2、EPC Gen2读、写标签用户数据块实验实验目的学会操作UHF RFID读卡器

8、读写标签和标签用户块数据。实验设备UHF读卡器一个、UHF天线一个、USB连接线一条、9V电源适配器一个、电脑一台、UHF实验上位机软件实验知识预备与原理EPC标签存储结构在逻辑上来说，一个电子标签分为四个存贮体，每个存储体可以由一个或 个以上的存储器字组成。其存贮逻辑图为:存仟储体w存储悴01存储体co保當内1TMSBEPC N：hM5PC 15：0CRCdt 15:0)iorI ID 15:0%TID3T：16市向LI今 药：1可%1、保留内存保留内存为电子标签存贮密码（口令）的部份。包括灭活口令和访问口令。 灭活口令和访问口令都为4个字节。其中： 灭活口令的地址为00H 10H （以字为

9、单位，字长16位）； 访问口令的地址为20H 30H。2、EPC存储器EPC存储器用于存贮电子标签的 EPC号、PC （协议-控制字）以及这部份的 CRC-16校验码。其中:CRC-16 :存贮地址为00,共2个字节16位，CRC-16为本存贮体中存贮内容的CRC校验码。PC:电子标签的协议-控制字，存贮地址为10,共2个字节16位。PC表明本电子标签的控制信息，包括如下内容：PC为2个字节，16位，其每位的定义为：00 04位：电子标签的EPC号的数据长度.=00000B : EPC为 0 个字，0 位=00001B : EPC为 1 个字，16 位=00010B : EPC为 2 个字，3

10、2 位=11111B : EPC为 31 个字，496 位0507 位：RFU=000B080F位：=00000000BEPC号：若干个字，由PC的值来指定。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。用于存贮本电子标签的EPC号，该EPC号的长度在以上PC值中来指定，每类电子标签（不同厂商或不同型号）的EPC号 长度可能会不同。用户通过读该存贮器内容命令读取 EPC号。3、TID存储器该存贮体是指电子标签的产品类识别号，每个生产厂商的TID号都会不同。用户可以在该存贮区中存贮其自身的产品分类数据及产品供应商的信息。一般来说，TID存贮区的

11、长度为4个字，8个字节。但有些电子标签的生产厂商提供的 TID区会为2个字或5个字。用户在使用时，需根据自己的需要选用相关厂商的产品。4、用户存储器该存贮区用于存贮用户自定义的数据。用户可以对该存贮区进行该、写操作。 该存贮器的长度由各个电子标签的生产厂商确定。每个生产厂商提供的电子标签，其用户存贮区的长度会不同。存贮长度大的电子标签会贵一些。用户应根 据自身应用的需要，来选择相关长度的电子标签，以减低标签的成本。EPC标签EPC电子标签是由一个比大米粒1/5还小的电子芯片和一个软天线组成， 可 以像纸一样薄。EPC电子标签可以在16米的距离让阅读器探测到，一般可以 读写信息。1、德州仪器UH

12、F EPC G2标签特点-非接触界面完全兼容UHF EPC G2标准；-长距离操作解决方案（可达 4-10m ）;-允许标签可以跨国家或地区使用；-超快速数据率达到40-640kbits/s ;-反冲突操作模式在欧洲达600张/秒，在美国可达1600张/秒；-128bits的片上存储空间：96bit的EPC代码，32bit的标签标识符，并且 还具备32bit空间作为存取密钥和32bit自毁命令；- 兼容 UHF 频段的 ISO/IEC 18000-6 Type C 标准。TI杯养杯称RX-UHF-O0C01-03文持SKU “EPC 样歸便川的SKU編砖.IC U4标笊EPC UHF Gen

13、21作频率860- 360 MHz_EPC fr佛96 bits EPC用户可編杵TID存補32 bits品片I：厂创編种212 年® *259 时)1000次（在*館°0吋）1作祁说40 # 55P储藏珞股（片个丨-40°C + B5X：W曲半轻15 mm 0.59")天城尺寸3.5” X P 8B .9mm X 25 4mm Inlay迫:麼1.5'' 38,1 mm (± 0.5mm)Inlay反麼3.75" 95 25mm (± O.Smnr皓材/用度75um PE r-村民天线材料4刷辱电跟浆2、飞

14、利浦UCODE EPC G2标签特点-无线电界面接口完全兼容 UHF EPC G2标准；-超长距离操作性能（在美国达到 7m，在欧洲达到6.6m）;-适合UHF RFID应用，允许一张标签可以在全世界通用；-超快速数据率，上传达到 40-160kbits/s，下载达到40-640kbits/s ;-超高速（如防冲突机制）标签操作可达600张/秒，在美国和欧洲可达1600 张/秒；-512bits的片上存储空间：96bits的EPC代码，32bit的标签标识符，128bit的用户可编程存储空间，并且还具备 32bit空间作为存取密钥（口令）和 32bit 自毁命令；-同样的硬件结构一样可以运行

15、UCODE HSL和UCODE EPC1.19严紬無色/名称UCCOE EPC G2 S13ICS10小bit51?100000陡川T1032块，2字节/块依撫杯准UHF EPC G2UHF(860 960)波 (kbiVsi'fii 640&帳埠朋时M分片协図冲达7.0唯 库列号bytm4 (or 32-bt)块方式访问密钏32-bit疋格式f楝密字枣用特色EASfr专用特色AFI有专用輔色EPC17专用特色销設命令有EPC标签操作命令集在对电子标签的操作中，有三组命令集，用于完成相关的操作。这三种命令 分别是：选择、盘存及访问，这三组命令集分别由一个或多个命令组成。?选择(

16、SELECT由一条命令组成。读写器对电子标签的读写操作前，需应用相关的命令，选择符合用户定义的 标签。使符合用户定 义的标签进入相应的状态，而其他不符合用户定义的标签 仍处于非活动状态，这样可有效地先将 所有的标签按各自的应用分成几个不同 的类。以利于进一步的标签操作命令。?盘存(INVENTORY)由多条命令组成。盘存是将所有符合选择条件的标签循环扫描一遍，标签将分别返回其EPC号。用户利用该操作可 以首先将所有符合条件的标签的 EPC号读出来。并将标签分配到各自的应用块中盘存操作中有许多参数，并且是一个扫描的循环，在一个盘存扫描中，会组 合应用到几条不同的 盘存命令，故一个盘存又被称为一个

17、盘存周期。因为读写器与标签之间对于盘存命令的数据交换的时间响应有严格的要求，故读写器会将一个盘 存周期操作设计成一个盘存循环算法，提供给用户使用。 而不需要用户去自己设计盘存算法及盘存步骤。一般读写器会为各种不同的盘存需要设计几个优化的盘存算法命令，供用户使用。?操作（ACCESS用户应用该组命令完成对电子标签的各项读取或写入操作。该命令集包括电子标签的密码校验、读标签、写标签、锁定标签及灭活标签 等。实验过程1、按3.5节实验准备内容提示完成驱动安装、 硬件连接，打开上位机软件。2、读标签用户数据块a）先选取一张盘点到的EPC标签，b）在命令窗口中选择读取（Read）命令，c）软件窗口内输入

18、要读取的用户区地址和数量，点执行（Execute）命令，查看读出的数据；f KLOIlf, AeiBunzcl l atnL Cuni e d 1EPC ；门哉x區|C时z祗B：cin 鼬r Wai* fl ch ¥rttfUcbT4Cn«£9Itf Cl h tEx*r * aLiu眄"3N皿F :十两 JjfTlr ASTJIr AHT2r府 f -HTST1? ht»Offr凶血“悶皿 J-Jcub -1ltd £!£ JlIlMCtL5.4T J9. 525 Lb：<? JU.槪 IS'*? 13 76

19、3 DiGsacsnoiD I IL> DOgaiElIHEECIIJJCOLb: <7 13.953 00 0000x- Ke-c.il a.L< Er art tat3、写标签用户数据块a）先选取一张盘点到的EPC标签，b）在命令窗口中选择写入（write）命令,c）软件窗口内输入要写入的用户区地址和数量，点执行（Execute）命令,查看读出的数据并与修改之前做对比;1.3、UHF标签综合应用实验实验目的通过综合应用实验使学生了解 UHF的优点以及工程应用，并了解 UHF应用 开发的流程。实验设备UHF读卡器一个、UHF天线一个、USB连接线一条、9V电源适配器一个、

20、电脑一台、UHF综合应用实验上位机软件 实验过程1）为UHF读卡器安装连接9V电源，关闭电源开关。2） 打开UHF读卡器电源开关， 确定右边D1-D4灯那一个亮起， 关闭 电源开关。 把UHF天线与UHF读卡器亮灯那一个天线接口连接起来。3）通过USB线把计算机与UHF读卡器连接起来。EPC标签4）打开读卡器电源开关5）此时打开配置上位机软件RFID演示软件路径：RFID技术实验3-UHF RFID实验UHF RFID物联演示系统« RFFP整耳SS示jfete匚if I医I6）根据不同应用场景，点击图标进入不同实验界面门禁l ffi* rW (hi at千$宝ii柏菱早*址 一4

21、Nt r b 雀口超市物流7）选择“系统设置”进行配置，在此可配置计算机与网关主板通信方式，端口设置8）点击“开始寻卡”，然后根据不同应用场景在“卡片注册”或“实时演示”中开始实验界面，如下图所示。MOi门禁超市物流此时点击“开始读取”等待标签读取。9）把UHF标签靠近UHF天线，网关主板液晶屏显示对应的标签地址RFID演示软件上显示如下图所示门禁Ifi#厚出惟彌:超市此时，点击确认即可为每个标签注册一个物品物流10）根据不同标签在“实时演示”界面中进行实验，如下图所示如果是门禁，此时把标签靠近UHF读卡器，由于该标签上一步注册为 2 号门，因此，此时在RFID演示软件上可以看到，2号门自动打开了，如上图所 示。一段时间过后，2号门自动关闭，如下图所示。如果是超市，此时把标签靠近UHF读卡器（注意打开RFID演示软件右上角的“开始读取”，由于该标签上一步注册为红酒，因此，此时在RFID演示软件上可以看到，成功扫描一瓶红酒。再把该标