物联网RFID实验箱概要设计文档

1、RFID实验箱配套系统需求概要设计 版 本： V0.1版本变更记录版本号拟制人/修改人拟制/修改日期更改理由主要更改内容（写要点即可）V0.1林雄2013-10-16UI更改注1：文件第一次归档时，“更改理由”、“主要更改内容”栏写“无”。目录版本变更记录ii目录iii1 系统说明22 模块划分22.1 模块说明3总体功能图3UI模块42.2 处理流程113 接口说明114 数据库设计115 通信接口115.1 通信协议11激活卡13M1卡密码认证14M1读取数据15M1卡写入数据156 关键算法及方案选择说明16版本变更记录ii目录iii1 系统说明22 模块划分22.1 模块说明3总体功能

2、图3UI模块42.2 处理流程93 接口说明94 数据库设计95 通信接口95.1 通信协议10激活卡11M1卡密码认证12M1读取数据13M1卡写入数据136 关键算法及方案选择说明141 系统说明RFID实验箱配套系统主要是通过实验箱上的低频、高频、超高频、NFC等射频识别设备进行基础的操作：如寻卡、读写卡等操作流程。能够在教学中通过操作让学生更直观的了解射频识别设备的整体应用过程与原理。2 模块划分2.1 模块说明2.1.1 总体功能图系 统 名 称模 块功 能RFID实验箱系统数据模块数据采集，处理数据报文UI模块用于展示数据。2.1.2 UI模块2.1.2.1 主模块图2.1 (An

3、droid端) 图2.2 (PC端)l 程序主窗体：用于切换低频、高频、超高频以及NFC模块（Android端图2.1）； l 默认进入设置界面，上方切换卡可自由切换模块（PC端图2.2）。 。2.1.2.2 低频模块2.1.2.3 注：低频地址改下拉框 前5块不改2.1.2.4图2.23 (Android端)图2.4(PC端)l 读取低频标签以及读写数据操作如图2.3和2.4其中EM4469卡的地址为5-15 。l 图2.5(Android端)ll 点击调试信息按钮可查看已经触发的发送以及接收的指令，便于学生对指令的学习； 图2.6 (Android端) 图2.7 (PC端)l 点击串口工具

4、按钮或命令调试模块可通过串口往设备或者PC电脑自由发送指令，便于学生对指令的自主操作；如图2.1.2.5 高频模块高频M1和cpuA卡激活卡流程图 （CPUb卡缺） 数据区操作流程图 图2.8 具体UI接受 发送改按钮-调试数据 激活卡改 激活 卡是否移开待定 图2.39（Android端）图2.9（PC端）l 针对13.56M高频非接触式卡模块对射频卡进行寻卡以及读写卡等基础操作。如图l加减值拆分 增加读当前值 接收发送同上 频率更改间歇频率 图2.410（Android端）图2.11（PC端）l 针对13.56M高频非接触式卡模块对M1电子钱包的操作，如图。Halt按钮取消图2.512 （

5、Android端）图2.13（PC端）l 针对13.56M高频非接触式卡模块对CPU卡电子钱包的操作pdu指令为取随机数指令，故返回的指令即每次的随机数。l 串口调试 图2.6l 针对13.56M高频非接触式卡模块自测的操作。2.1.2.6 超高频模块图2.7图2.14（Android端）图2.15（PC端）l 针对超高频模块对标签的识别、读取以及写入操作存储器分为用户区、EPC区、TID区以及保留区，长度根据每个规格标签的容量不同2.1.2.7 NFC模块寻卡 改激活 图图2.16（Android端）2.8图2.17（PC端）l 针对NFC射频设备对M1卡进行识别、读取以及写入。如图；2.1

6、.2.8 设置模块图2.9l 可以进行串口和波特率的配置（图2.7）。2.2 处理流程图2.8111. 客户端访问实验箱。2. 实验箱向射频识别设备发起请求获得数据。3 接口说明详细参见API文档4 数据库设计无5 通信接口5.1 通信协议详细参见rfid实验箱通讯协议 - v1.0串口通讯方式，默认波特率:115200BPS（待定） 数据位:8 奇偶校验：无 停止位：1 完整的数据通讯包如下：服务终端发送：同步码包头长度校验开关模块号功能号数据域校验包尾STXLENChkSWModelFuncCHKETX55H04HXXH+XXHXXHXXHXXHCRC06H8BYTE1BYTE2BYTE1

7、BYTE1BYTE1BYTEN BYTE2BYTE1BYTE设备响应(应答)：同步码包头长度校验开关模块号功能号数据校验包尾STXLENChkSWModelFuncCHKETX04HXXH+XXHXXHXXHXXH+ CRC06H8BYTE1BYTE2BYTE1BYTE1BYTE1BYTEN BYTE2BYTE1BYTE注释：H-表16进制数据。各字段说明：同步码-8个55H, 仅做为数据同步判断，不作为数据包有效数据，每个数据包开始必须包括。（后面有关数据包的描述省略此字段。）包头 -STX,完整消息包的起始标识。1byte，固定为0x04。长度 - LEN ,(2字节,低端模式即低字节在前

8、)表示从LEN的下一个字节开始到CHK结束的字节数（固定字节为5, 再加上数据域的长度就是LEN的值）校验开关 - ChkSW ,(1字节)表示是否要crc校验，0要，其他不要。（crc校验的字节都是存在的，区别在于是否要以crc校验来判断数据包的正确性 ）模块号- Model ,(1字节)表示不同功能的模块。功能号- Func ,(1字节)功能（命令）编号。ST - (1字节)设备应答状态字节。DATA - 交换的数据信息，最大长度4096（暂定）字节。校验 - (2字节, 低端模式即低字节在前)从长度开始到数据域结束的所有字节CRC16结果。包尾 - 数据包结束标志,固定为0x06。注：目

9、前选用CRC16校验方式。生成多项式为CCITT推荐的16位的x16+x12+x5+1（0x11021）。发送方根据通信包生成2字节的CRC检验；同样，接收方收到完整的数据包后，根据通信包生成新的CRC检验值。如果所计算出的CRC值和收到的校验值相同则表明该数据包有效，否则认为该包在传输的过程中产生了差错。对于CRC校验出错的通信包，接收方不进行处理，直接返回错误应答包。 校验单元在数据传输时，按照小端模式进行传输，即低字节传输在前，高字节传输在后。若ChkSW！=0，发送方校验值可随意填写，但不可省略；接收方不进行CRC校验判断。5.1.1 激活卡收到此命令后，设备依次做【寻卡】、【防冲突】

10、、【选卡】动作服务终端发送：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H0501 00xx07H02H CRC06H设备响应：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H05XX 00xx07H02H + +CRC06H参数说明： 功能：按指定的模式搜寻PICC卡片；搜到卡片后，将其选中和激活。参数：modemode =0x00或0搜寻磁场中的所有如RFID卡mode = c或C 或0x0C -搜寻CPU卡； mode = m或M - 搜寻M1卡；3 如在3秒内没搜到卡，则返回无卡CardType卡片类型字节缓冲区；目前均返回二字节的类型值：CardType0 、CardType1 ：

11、CardType0 ：u aA 搜寻到A型卡u bB 搜寻到B型卡CardType1 ：u cC 搜寻到CPU型卡 mM 搜寻到M1型卡SerialNo卡片序列号信息的缓冲区首址.该信息依次包含了序列号长度和序列号内容等两项内容.B型卡和M1卡的序列号均为4字节;A型卡的序列号一般为4字节,也有7字节或10字节的.采用字节SerialNo0指示序列号的长度,SerialNo110保存序列号(左对齐).若需要读取序列号、则先要读取长度字节.返回：00H选卡成功70H无卡71H参数错误 72H模块未开启（选卡失败）73H冲突注释：5.1.2 M1卡密码认证 服务终端发送：包头长度ChkSW模块号功

12、能号数据校验包尾04H05XX 00xx07H08H+ CRC06H设备响应：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H0501 00xx07H08HCRC06H参数说明： 功能：验证M1卡访问时读写相应块需要提交的A密码或B密码。参数：Type用于指定提交的密码类型：(1字节)A 提交的是A密码B 提交的是B密码BlkNo(1字节) 用于指定访问的块号，对于1K容量的M1卡，其有效范围为063。Pwd(6字节) 提交的密码。SerialNo存放卡片序列号 。字节SerialNo0指示序列号的长度,SerialNo110保存序列号(左对齐).返回：00H写入成功72H模块未开启71H参数

13、错误75H密码认证失败注释：M1卡依次以每四块组成一个扇区；每扇区的最后一块是控制块，存放着A密码、B密码以及各块的权限控制信息；A密码和B密码均为6字节，每块长度为16字节。4个块的读写仅用两个6字节的密码来保护，故其安全性不能比拟CPU卡。在寻卡命令调用成功后，才能执行此命令。5.1.3 M1读取数据服务终端发送：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H0501 00xx07H09H CRC06H设备响应：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H05xxH 00xx07H09H+ CRC06H参数说明：功能：读取M1卡指定块的内容（共16字节）参数：BlkNo用于指定访问的块号，对于1K容量的M1卡，其有效范围为063 (1字节)BlkValue 指向待存取块内容的缓冲区首址；该缓冲区至少应分配16字节(16字节)返回：00H写入成功72H模块未开启76H读块数据失败注释：5.1.4 M1卡写入数据 服务终端发送：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H05H11H 00xx07H0AH+CRC06H设备响应：包头长度ChkSW模块号功能号数据校验包尾04H0501 00xx07H0AHCRC06H参数说明： 功能：向M1卡指定块写入指定的内容 参数：BlkNo用于指定访问的块号，对于1K容量的M1卡，其有效范围为