《自动识别技术》课件-项目四 低频卡技术

自动识别技术及应用4.1低频卡串口通信实验1实验简介

本章主要介绍NEWLab实训平台，低频RFID技术概述、T5557电子标签、NEWLab平台通信协议等实验原理。使学生掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、掌握获取低频RFID串口通信的指令，能够读懂反馈信息，了解低频卡片的数据结构及通讯数据包结构，掌握串口调试助手的使用。2实验内容低频卡串口通信基本操作。13实验目的1.认识NEWLab实训平台2.学习低频RFID卡工作原理3.认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块4.掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理5.掌握获取低频RFID串口通信的指令，能够读懂反馈信息6.了解低频卡片的数据结构及通讯数据包结构，掌握串口调试助手的使用4实验原理4.1NEWLab实训平台

NEWLab开发实验平台由北京新大陆时代教育科技有限公司在国家版权中心登记注册。实验以模块板为单位，模块之间可以自由组合，设备复用性高通过实验开发工具（软件），老师可以根据课程需要开发自有实验通过设备上的面包板可以搭建硬件电路，支持实验创新在标准课程教学的基础上，还可设计物联网终端和应用。4实验原理4.2低频RFID技术概述

低频段射频标签，简称为低频标签，其工作频率范围为30kHz-300kHz。典型工作频率有：125KHz，133KHz。低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频标签必须位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于1米。与低频标签相关的国际标准有：ISO11784/11785（用于动物识别）、ISO18000-2（125-135kHz）。低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具识别、电子闭锁防盗（带有内置应答器的汽车钥匙）等。4实验原理4.2低频RFID技术概述

低频标签的主要优势体现在：

1）标签芯片一般采用普通的CMOS工艺，具有省电、廉价的特点；

2）工作频率不受无线电频率管制约束；

3）可以穿透水、有机组织、木材等；

4）非常适合近距离的、低速度的、数据量要求较少的识别应用（例如：动物识别）等。

4实验原理4.2低频RFID技术概述低频标签的劣势主要体现在：

1）标签存贮数据量较少；

2）只能适合低速、近距离识别应用；

3）与高频标签相比：标签天线匝数更多，成本更高一些。目前，价格低廉、国内最普及的低频RFID电子标签主要有μEM瑞士微电或台湾GK公司的4100、4469系列、Temic(Atmel下属子公司)e5551、T5557系列。4实验原理4.3T5557电子标签（1）技术特性T5557是美国Atmel公司生产的多功能非接触式R/W辨识集成电路，适用于125KHz频率范围。芯片需要连接一个天线线圈，该线圈被视为芯片电路的电力驱动补给和双向信息的沟通接口。天线和芯片一起构成感应卡片或标签。T5557主要升级替换早期的E5550/5551芯片,现在的升级替代产品为T5567，该卡片被广泛应用于多种形式的身份识别，如交通旅游、医疗通信、教育娱乐等多样化的应用场合，如酒店门锁卡、健康保险卡、校园一卡通、企业/工厂考勤卡、加油卡、上网卡、就餐卡、游戏卡、学生成绩卡、电话卡、戏院卡、娱乐卡等。4实验原理4.3T5557电子标签T5557卡具有以下主要特性：1)非接触能量供给和读写数据2)工作频率范围为100~150kHz3)小容量，其结构与ISO/IEC11784/785相容4)与e5550产品兼容并扩展的应用模式5)在芯片上有75pF的谐振电容器（掩模选项）6)包括32bit密码区在内的7x32bit的EEPROM数据存储空间7）单独的64bit存储区为厂商可追溯的数据区8）具有块写保护9）采用请求应答（AnswerOnRequest，AOR）实现防碰撞10）可编程选择传输速率（比特率）、编码调制方式11）可工作于密码（口令）方式4实验原理4.3T5557电子标签

（2）内部电路组成T5557芯片的内部电路组成框图如图所示，该图给出了T5557芯片和读写器之间的耦合方式。读写器向T5557芯片传送射频能量和读写命令，同时接收T5557芯片以负载调制方式送来的数据信号。4实验原理4.3T5557电子标签

（3）T5557芯片的工作过程T5557芯片的工作过程如图所示，如果要进行写操作，需要执行如下的流程：1）系统上电2）设置工作模式3）进入规则读模式4）启动等待5）根据命令编码进行不同的操作（重启、写命令、测试模式）6）执行写操作（数据位、命令检查、锁存位检查、命令校验），如果失败重新进入规则读模式。4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（1）主从设备通讯协议4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（1）主从设备通讯协议4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（1）主从设备通讯协议4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（1）主从设备通讯协议4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（2）T5557电子标签通信协议4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（2）T5557电子标签通信协议4实验原理4.4NEWLab平台通信协议（2）T5557电子标签通信协议5实验步骤5.1硬件连接

串口线：连接计算机串口与NEWLab平台串口。电源适配器：连接电源适配器DC12V到NEWLab平台。IO口：M3核心模块的PB10、PB11分别连接LF射频模块的CLK、DATA引脚，如下页及下下图所示。连接好后，接通电源，NEWLab平台波动开关置于“通信模式”。5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.2操作步骤

（1）将低频卡靠近LF射频模块。（2）安装CH340系列USB-COM驱动，安装成功后，打开设备管理器，观察串口号，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（3）打开串口调试助手，设置串口号、波特率、勾选十六进制显示，然后点击【打开】，打开串口。在输入框输入“FF5500000101005074”，即读取低频卡信息，点击【发送】，观察反馈的信息，如图所示。5实验步骤5.3结果分析

串口操作，读取低频卡信息。（1）发送十六进制数据：FF5500000101005074，其中：FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；0101为主从命令码；01为数据段大小，一个字节，最大0xFF；00为命令信息数据，5074为CRC16校验位。（2）接收十六进制数据：FF5500008101080708502A82D5E55F58C2，其中：FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；8101为主从命令码；08为读取到的有效字节数；0708502A82D5E55F为读取的低频卡信息数据，58C2为CRC16校验位。6拓展任务1. 在读卡器上放入一张低频卡，进行串口发送操作命令，观察实验现象、分析并记录结果。2. 在读卡器上依次放入多张低频卡，记录结果，与其他组进行对比。3. 在读卡器上不放任何低频卡，进行串口发送操作命令，观察实验现象（如图）、分析并记录结果。7本章小结

本章主要介绍NEWLab实训平台，低频RFID技术概述、T5557电子标签、NEWLab平台通信协议等实验原理。使学生掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、掌握获取低频RFID串口通信的指令，能够读懂反馈信息，了解低频卡片的数据结构及通讯数据包结构，掌握串口调试助手的使用。自动识别技术及应用4.2获取低频卡信息1实验简介

本章主要介绍低频RFID卡厂商可追溯数据空间等实验原理。学习低频RFID卡厂商可追溯数据空间读取操作、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、学习C#编程技术、掌握获取低频RFID卡信息的指令，能够读懂反馈信息。2实验内容获取低频卡厂商可追溯数据空间的信息。13实验目的1.学习低频RFID卡厂商可追溯数据空间读取操作2.认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块3.掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理4.学习C#编程技术5.掌握获取低频RFID卡信息的指令，能够读懂反馈信息4实验原理4.1低频RFID卡厂商可追溯数据空间

T5557芯片存储器EEPROM的结构如表2-1所示，它由10块构成，每块33位，第0位为锁存位，共330位，包括锁存位（LOCK位）都是可编程的。T5557芯片页1的块1和块2包含可追溯数据，并且被Atmel在制造测试期间进行其数据规划并且锁定，即锁存位为“1”。4实验原理4.1低频RFID卡厂商可追溯数据空间追溯数据结构ACL：分类级别，ISO/IEC15693-1=E0HMFC：制造商代码，Atmel公司所定义的ISO/IEC7816-6=15HICR：IC涉及的硅材料及标签制造商的集成电路参考，高3位定义集成电路版本，低5位可能包含一个正在请求的用户代码MSN：制造商序列号组成LotID：5个数字划分为一组代码，例如，“38765”DPW：20位编码作为连续晶圆序列号（高5位=晶圆#）5实验步骤5.1硬件连接

串口线：连接计算机串口与NEWLab平台串口。电源适配器：连接电源适配器DC12V到NEWLab平台。IO口：M3核心模块的PB10、PB11分别连接LF射频模块的CLK、DATA引脚，如下页及下下图所示。连接好后，接通电源，NEWLab平台波动开关置于“通信模式”。5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.2操作步骤（1）将低频卡靠近LF射频模块。（2）双击VisualStudio图标，打开软件，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（3）点击“打开项目…”，找到“实验2获取低频卡的信息”工程文件，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤（4）点击菜单栏“运行”按钮，工作界面如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（5）选择串口号“根据实际连接情况”、波特率选择“115200”，数据位“8”，停止位“one”，奇偶校验位“None”，并点击“打开串口”按键，执行状态栏显示串口通信状态，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（6）若串口打开成功，则“获取卡信息”、“清空”按键使能，点击【获取卡信息】按键，发送命令文本框显示“读取低频卡信息通信协议命令”，等待1s左右的时间后，如果低频卡工作正确，则接收数据文本框显示“读取到的低频卡信息响应协议格式”，卡信息文本框显示获取到的卡信息的4字节，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（7）移除低频卡，点击【获取卡信息】，如图所示。5实验步骤5.3结果分析

（1）有卡时，获取卡信息结果发送十六进制数据：FF5500000101005074，其中FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；0101为主从命令码；01为数据段大小，一个字节，最大0xFF；00为命令信息数据，5074为CRC16校验位。接收十六进制数据：FF5500008101080708502A82D5E55F58C2，其中：FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；8101为主从命令码；08为读取到的有效字节数；0708502A82D5E55F为读取的低频卡信息数据，即厂商块信息，58C2为CRC16校验位。读取到的有效字节数为08，表示成功读取到低频卡信息，读卡成功。5实验步骤5.3结果分析

（2）无卡时，获取卡信息结果发送十六进制数据：FF5500000101005074，其中FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；0101为主从命令码；01为数据段大小，一个字节，最大0xFF；00为命令信息数据，5074为CRC16校验位。接收十六进制数据：FF550000810101017B77，其中：FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；8101为主从命令码；01为读取到的有效字节数；01为读取的信息数据，7B77为CRC16校验位。读取的信息数据为01，表示没有成功读取到低频卡信息，读卡不成功。6拓展任务1. 分析获取的低频卡信息与T5557卡厂商块信息的对应关系。2. 在读卡器上放入一张低频卡，点击【获取卡信息】，观察实验现象、分析并记录结果。3. 在读卡器上依次放入多张低频卡，点击【获取卡信息】，记录结果，与其他组进行对比。4. 在读卡器上不放任何低频卡，点击【获取卡信息】，观察实验现象、分析并记录结果。5. 同时放2张卡，点击【获取卡信息】，观察实验现象，并分析原因。7本章小结

本章主要介绍RFID低频卡厂商可追溯数据空间等实验原理。学习低频RFID卡厂商可追溯数据空间读取操作、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、学习C#编程技术、掌握获取低频RFID卡信息的指令，能够读懂反馈信息。自动识别技术及应用4.3低频卡初始化操作1实验简介

本章主要介绍RFID低频卡初始化操作原理等实验原理。学习低频T5557芯片的存储结构、初始化原理、认识低频卡读写套件：STM32ARMCortexM3核心模块等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、学习C#编程技术、掌握低频RFID卡初始化指令，能够读懂反馈信息。2实验内容T5557低频卡初始化操作。13实验目的1.学习低频T5557芯片的存储结构、初始化原理2.认识低频卡读写套件：STM32ARMCortexM3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块3.掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理4.学习C#编程技术5.掌握低频RFID卡初始化指令，能够读懂反馈信息4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理

（1）T5557芯片数据存储器T5557芯片存储器EEPROM的结构如表3-1所示，它由10块构成，每块33位。第0位为锁存位，共330位，包括锁存位（LOCK位）都是可编程的。页0的块0包含模式/配置数据，在规则读时不被传送。页0的块7可以被使用作为写保护的密码。每块的0位是本块的锁位，一旦上锁，本块数据只读，不能再被改写。

4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理

1）块0为芯片工作的模式数据，它不能作为通常的数据被传送，块1至块6为用户数据；块7为用户口令，若不需要口令保护，则块7也可作为用户数据存储区。2）存储器的数据以串行方式送出，从块1的位1开始到最大块（MAXBLK）的位32，MAXBLK为用户设置的最大块号的参数值，各块的锁存位L不能被传送。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理（2）配置存储器T5557卡的配置寄存器用于控制卡的各种操作特性，如：同步信号、数据流格式、数据流长度、加密、口令唤醒和停止发射等功能的启用关闭等。配置寄存器位于EEPROM的第0块数据区，可进行编程控制(用户向卡发送写命令给该区写入一定格式的数据即可)。一般一个应用系统的卡的模式块的值是统一的，在发卡时建议写入数据后将该块的LOCK位置“1”，这样可以防止对控制块的误修改引起卡的操作不正常。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理配置存储器的配置数据编码

在T5557卡中配置寄存器的第0位是锁定位：置0，模式寄存器的第1位至32位都可以改写；置1，模式寄存器的各位都不能更改。第1位至第4位的值为6，测试模式就被禁止。第5至第11位之间为保留位，没有被使用，可以写入任何值，一般写入“0”用来和其他功能位区别。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理配置存储器的配置数据编码

从第12位至第14位为比特率(BitRate)设置位，设置这三位的值可以决定卡发射数据时的比特率。配置寄存器中的第15位和第24位必须写入“0”，否则卡将不能正常工作。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理配置存储器的配置数据编码

第16至20位以及21-22位结合在一起设定卡发射数据的编码及调制方法。设置16，17位为“00”时18-20位的设置有效，如果18-20位设置为“001”、“010”、“011”时可继续使用第21-22位设置在PSK调制方法下的频率变化。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理具体的编码方式如下：(a)曼彻斯特码：逻辑0为倍频率NRZ码的10（下降沿），逻辑1为倍频率NRZ码的01（上升沿）；(b)Biphase：每个位的开始电平跳变，数位0时位中间附加一跳变。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理

具体的调制方式如下：PSK调制的脉冲频率为RF/2，RF/4或RF/8，RF为载波频率fc。它的相位变化情况有以下：(a)PSK1：相位输入变换，即数位从1变为0或从0变为1时，相位改变180；(b)PSK2：在时钟输入高时相位变化，即每当数位1结束时，相位改变180；(c)PSK3：数位从0变为1（上升沿）时，相位改变180；FSK调制有以下4种：(a)FSK1：数位1和0的脉冲频率为RF/8和RF/5；(b)FSK1a：数位1和0的脉冲频率为RF/5和RF/8；(c)FSK2：数位1和0的脉冲频率为RF/8和RF/10；(d)FSK2a：数位1和0的脉冲频率为RF/10和RF/8。4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理

(3)初始化操作T5557上电后，要进行读写操作，必须进行初始化，具体的工作过程如下：在电压达到门限电平以前，T5557芯片上电复位电路都一直处在激活状态，并触发默认的启动延时。在接下来的192个时钟的配置周期内，T5557用EEPROM的block0中存储的配置数据完成初始化，如图所示。T5557初始化操作时序4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理

若POR延迟位（EEPROM的块0第32位）被复位，那么配置周期完成以后就没有附加延时，T5557卡经过大约3ms，进入规则读模式；如果POR延迟位被置位，那么T5557会保持在持续阻尼状态，持续8190个时钟周期（在125KHz工作频率下约为67ms），再进入规则读模式。TINIT=(192+8192·POR延时)·TC=67ms;在125KHz时，TC=8usT5557初始化操作时序4实验原理4.1RFID低频卡初始化操作原理

在初始化期间，任何时钟空隙（gap）都会引起上面过程的重新开始。经过初始化过程后以后，T5557进入规则读状态，并自动开始启用配置寄存器的设置进行通讯。T5557初始化操作时序5实验步骤5.1硬件连接

串口线：连接计算机串口与NEWLab平台串口。电源适配器：连接电源适配器DC12V到NEWLab平台。IO口：M3核心模块的PB10、PB11分别连接LF射频模块的CLK、DATA引脚，如下页及下下图所示。连接好后，接通电源，NEWLab平台波动开关置于“通信模式”。5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.2操作步骤（1）双击VisualStudio图标，打开软件。（2）点击“打开项目…”，找到“实验3低频卡初始化操作”工程文件。（3）点击菜单栏“运行”按钮，工作界面如下图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（4）根据实际连接情况，选择串口端口、波特率选择“115200”，数据位“8”，停止位“one”，奇偶校验位“None”，并点击“打开串口”按键，执行状态栏显示串口通信状态，如下图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（5）如果需要，请进行下面步骤：点击【获取卡信息】，获取低频卡信息（选做）；（6）将低频卡靠近LF射频模块，点击【初始化低频卡】，进行初始化低频卡操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（7）将低频卡从LF射频模块移走，点击【初始化低频卡】，进行初始化低频卡操作，如图所示；5实验步骤5.3结果分析

（1）有卡时，低频卡初始化操作实验结果发送十六进制数据：FF5500000204000087，其中FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；0204为主从命令码；00为数据段大小，一个字节，最大0xFF；没有命令信息数据，0087为CRC16校验位。接收十六进制数据：FF55000082040100EE33，其中：FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；8204为主从命令码；01为读取到的有效字节数；00为读取的低频卡信息数据，EE33为CRC16校验位。返回信息数据为00，说明正确进行了初始化操作。5实验步骤5.3结果分析

（2）无卡时，低频卡初始化操作实验结果发送十六进制数据：FF5500000204000087，其中FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；0204为主从命令码；00为数据段大小，一个字节，最大0xFF；没有命令信息数据，0087为CRC16校验位。接收十六进制数据：FF550000820401017E32，其中：FF55为通讯协议同步帧；0000为主从设备地址；8204为主从命令码；01为读取到的有效字节数；01为读取的低频卡信息数据，7E32为CRC16校验位。返回信息数据为01，说明无法进行初始化，或者初始化操作不成功。6拓展任务1.在读卡器上放入一张低频卡，点击【初始化低频卡】，观察实验现象、分析并记录结果。2.在读卡器上依次放入多张低频卡，点击【初始化低频卡】，记录结果，与其他组进行对比。3.在读卡器上不放任何低频卡，点击【初始化低频卡】，观察实验现象、分析并记录结果。4.同时放2张卡，点击【初始化低频卡】，观察实验现象，并分析原因。7本章小结

本章主要介绍RFID低频卡初始化操作原理等实验原理。学习低频T5557芯片的存储结构、初始化原理、认识低频卡读写套件：STM32ARMCortexM3核心模块等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、学习C#编程技术、掌握低频RFID卡初始化指令，能够读懂反馈信息。自动识别技术及应用4.4低频卡地址空间常规读写块操作1实验简介

本章主要介绍标签到阅读器通信、阅读器到标签的通信等实验原理。学习低频RFID卡常规读块操作的原理、学习低频RFID卡常规写块操作的原理、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理。2实验内容T5557低频卡常规读块操作1T5557低频卡常规写块操作23实验目的1.学习低频RFID卡常规读块操作的原理2.学习低频RFID卡常规写块操作的原理3.认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块4.掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理5.学习C#编程技术6.掌握常规读取低频RFID卡地址空间的指令，能够读懂反馈信息4实验原理4.1标签到阅读器通信

在T5557卡与读写器进行通信时：通常由卡将存贮在EEPROM中的数据以负载调制方式循环送至读写器，并且这种调制能被读卡器检测到。根据传送数据循环组织方式的不同又可分为规则读模式、块读模式和序列终止符模式。

4实验原理4.1标签到阅读器通信

（1）规则读模式在规则读模式，存储器中的数据被连续传送，开始时block1的bit1，直到最后一块（如block7）的第32位。被读的最后一块会通过EEPROM中的block0中的模式参数MAXBLK设置，当最后一块被读完以后又由第一块的第一位重新开始。用户可以通过设置MAXBLK来更改循环数据流中的数据量，如图所示。4实验原理4.1标签到阅读器通信

（2）块读模式当在直接访问命令下工作时，只有指定的块被重复读，这种模式被称作块读模式。当读一个单独的块时，所用命令码为10或11，后跟单独位0和地址（3位块号）。4实验原理4.1标签到阅读器通信

（3）序列终止符模式序列终止符是在第一块被传送之前插入的特别阻尼形式，可被读卡器用来同步。序列终止符的采用与否是可选的，它由配置存储器第29位置“1”设置，其数据格式如图所示。4实验原理4.1标签到阅读器通信

（3）序列终止符模式T5557的序列终止符由4个位“1”组成，但在第二和第四个位周期时调制被关闭，但是该序列仅用于FSK和曼彻斯特码调制方式。序列第2和第4位时段负载调制在FSK模式时一直关断，在曼彻斯特码时一直接通。T5557数据终止符编码格式如图所示。4实验原理4.2阅读器到标签的通信

读写器发出的命令和写数据可由中断载波形成空隙（gap）的方法来实现，并以两个gap之间的持续时间来编码0和1，如图所示。当gap时间为50~150us时，两gap之间的24Tc（Tc为载波周期）时间长为0，56Tc时间长为1。当大于64Tc时间长而无gap再出现时，T5557芯片退出写模式。若在写过程中出现错误，则T5557芯片进入规则读模式，从块1的位开始传输数据。写模式和gap4实验原理4.2阅读器到标签的通信

为了便于T5557芯片的检测，在一般情况下，起始gap应长于其后的gap，如下表所示：写数据编码规则4实验原理4.2阅读器到标签的通信

（1）写数据协议读写器发出双位码，作为命令传送至T5557。命令的有关构成列于下表。其中，Reset命令为00，页常规读为10或11，规则读为10或11（其中10位页0规则读；11为页1规则读），规则写为10或11（其中10位页0规则读；11为页1规则读）。当所有写信息已被T5557正确接收时，便可编程写入。4实验原理4.2阅读器到标签的通信

（1）写数据协议在写序列传送结束和编程之间有一段延迟。编程写入时间为5.6ms。编程写人成功后，T5557进入块读模式，并传送刚编程写入的块。编程写入的时序和一个完整的规则写序列成功的过程分别如图右上图和右下图所示。存储空间编程时天线电压时序图完整的规则写过程的卡射频场图4实验原理4.2阅读器到标签的通信

（2）编程芯片的错误处理T5557芯片可检测出若干错误的出现，以保证只能是有效位才能写入EEPROM。错误的种类有两种：一种是写序列进入期间出现的错误，另一种是编程时出现的错误。1）写序列进入期间出现的错误(a)在两个gap之间的时间长度错误(b)命令码既不是10也不是11(c)密码操作模式有效，但密码不匹配(d)接收到的位数不正确4实验原理4.2阅读器到标签的通信

（2）编程芯片的错误处理正确的位数应该是：(a)标准写38位；(b)口令模式70位；(c)AOR唤醒命令34位；(d)直接密码访问38位；(e)直接访问6位；(f)复位命令2位；(g)页0/1规则读2位。

当检测到上面的任一个错误时，e5551芯片在离开写模式后立即进入读模式，从块1开始传送。4实验原理4.2阅读器到标签的通信

（2）编程芯片的错误处理

2）编程期间出现的错误(a)寻址块的锁存位为1(b)编程电压Vpp过低如果写序列正确但出现上述错误，则T5557芯片立即停止编程并转至读模块，送出数据从被寻址的数据块开始。5实验步骤5.1硬件连接

串口线：连接计算机串口与NEWLab平台串口。电源适配器：连接电源适配器DC12V到NEWLab平台。IO口：M3核心模块的PB10、PB11分别连接LF射频模块的CLK、DATA引脚，如下页及下下图所示。连接好后，接通电源，NEWLab平台波动开关置于“通信模式”。5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.2操作步骤

（1）双击VisualStudio图标，打开软件。（2）点击“打开项目…”，找到“实验4低频卡地址空间常规读写块操作”工程文件。（3）点击菜单栏“运行”按钮，工作界面如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（4）根据实际连接情况，选择串口端口、波特率选择“115200”，数据位“8”，停止位“one”，奇偶校验位“None”，并点击“打开串口”按键，执行状态栏显示串口通信状态，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（5）如果需要，请进行下面步骤：点击【获取卡信息】，获取低频卡信息（选做）；点击【初始化低频卡】，进行初始化低频卡操作（选做）；（6）将低频卡靠近LF射频模块，选择【常规读写块操作】页面，选择数据块06，点击【常规读】，进行常规读块操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（7）将低频卡从LF射频模块移走，选择【常规读写块操作】页面，选择数据块06，点击【常规读】，进行常规读块操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（8）将低频卡靠近LF射频模块，选择【常规读写块操作】页面，选择数据块06，点击【常规写】，进行常规写块操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（9）将低频卡从LF射频模块移走，选择【常规读写块操作】页面，选择数据块06，点击【常规写】，进行常规写块操作，如图所示；5实验步骤5.3结果分析（1）有卡时，常规读块操作结果发送十六进制数据：FF55000003030106CD71，其中1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：03034）数据段大小：01（表示1个字节，最大0xFF）；5）信息数据：066）CRC16校验位：CD71。5实验步骤5.3结果分析（1）有卡时，常规读块操作结果接收十六进制数据：FF55000083030466666666C9D7，其中：1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：83034）读取到的有效字节数：04（表示4个字节）5）信息数据：666666666）CRC16校验位：C9D7。返回信息数据为04，说明常规读块操作成功，读到数据为00280117。5实验步骤5.3结果分析（2）无卡时，常规读块操作结果发送十六进制数据：FF55000003030106CD71，其中1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：03034）数据段大小：01（表示1个字节，最大0xFF）；5）信息数据：066）CRC16校验位：CD71。（2）无卡时，常规读块操作结果接收十六进制数据：FF55000083030101C88E，其中：1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：83034）读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5）信息数据：016）CRC16校验位：C88E。返回信息数据为01，说明常规读块操作不成功，未读到数据。5实验步骤5.3结果分析5实验步骤5.3结果分析（3）有卡时，常规写块操作结果发送十六进制数据：FF5500000304050612345678B386，其中1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：03044）数据段大小：05（表示5个字节，最大0xFF）；5）信息数据：06（表示06地址块）6）数据信息：123456787）CRC16校验位：B386。5实验步骤5.3结果分析（3）有卡时，常规写块操作结果接收十六进制数据：FF55000083040100238E，其中：1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：83044）读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5）信息数据：006）CRC16校验位：238E。返回信息数据为00，说明常规写块操作成功。5实验步骤5.3结果分析（4）无卡时，常规写操作结果发送十六进制数据：FF5500000304050612345678B386，其中1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：03044）数据段大小：05（表示5个字节，最大0xFF）；5）信息数据：06（表示06地址块）6）数据信息：123456787）CRC16校验位：B386。5实验步骤5.3结果分析（4）无卡时，常规写操作结果接收十六进制数据：FF55000083040101ACCF，其中：1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：83044）读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5）信息数据：016）CRC16校验位：ACCF。返回信息数据为01，说明常规写块操作不成功，未写入数据。6拓展任务1. 将低频卡靠近LF射频模块，选择【常规读写块操作】页面，分别选择数据块00-07，点击【常规读】，进行常规读块操作，记录读到的数据。2. 将低频卡靠近LF射频模块，选择【常规读写块操作】页面，分别选择数据块00-07，分别输入不同数据并记录，点击【常规写】，进行常规写块操作；然后分别选择数据块00-07进行常规读块操作，对比写入和读出的是否相同。3. 用多张低频卡，先放一张，读取块地址信息；第一张不取走，然后再放一张，读取块地址信息并分析原因。4. 同时放2张卡，读取空间地址块信息并分析原因。7本章小结

本章主要介绍RFID低频卡标签到阅读器通信、阅读器到标签的通信等实验原理。学习低频RFID卡常规读块操作的原理、学习低频RFID卡常规写块操作的原理、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理。自动识别技术及应用4.5低频卡加密解密实验1实验简介

本章主要介绍RFID低频卡密码应用、AOR模式和防碰撞机制等实验原理。学习低频RFID卡加密的工作原理、学习低频RFID卡解除密码的工作原理、学习低频RFID卡AOR和防碰撞机制、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理。2实验内容T5557低频卡加密、解除密码实验13实验目的1.学习低频RFID卡加密的工作原理2.学习低频RFID卡解除密码的工作原理3.学习低频RFID卡AOR和防碰撞机制4.认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块5.掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理6.学习C#编程技术7.掌握低频RFID卡加密的ID的指令，能够读懂反馈信息4实验原理4.1RFID低频卡密码应用

（1）加密操作T5557芯片存储器EEPROM由10块构成，每块33位，块7为用户口令，若不需要口令保护，则块7也可作为用户数据存储区。要启动口令加密功能就要求将BLOCK0中配置寄存器的第28位设置为“1”。启动口令加密功能后，第7块数据区将保存T5557卡的口令密码，可以通过常规读、写模式进行密码设置。如果允许修改密码，则不用锁定BLOCK7；如果密码永久有效，则要在写入密码的同时锁定BLOCK7。

4实验原理4.1RFID低频卡密码应用

（1）加密操作在加密模式下用户对卡中数据进行任何修改，均要求提供密码验证，密码正确时修改操作有效，密码不正确则修改无效。此外，在口令模式下，MAXBLK应当设置为小于7的一个值，以防止口令被T5557发送。假如每次发送2位操作码和32位口令，加上3位地址码，总共38位，需要大约18ms。若试验全部232种可能的组合（大约4.3亿种），即要花费超过二年的时间。可见，这对于一般目的的低频RFID应用已经具备非常高的安全等级。

4实验原理4.2AOR模式和防碰撞机制（1）AOR应答模式

BLOCK0配置寄存器中，第23位用来控制是否启动AOR(Answer-On-Request)功能。该位设置为“1”时启动AOR功能，这时T5557卡进入射频区域后不主动发射数据，而要由阅读器给T5557卡发射唤醒命令后再发射数据。该功能要求首先启动口令加密功能，也就是说阅读器要唤醒一个T5557卡时必须在唤醒命令序列中向T5557卡发射口令密码，T5557卡检测到包含合法口令的唤醒命令时才恢复发送数据。4实验原理4.2AOR模式和防碰撞机制（1）AOR应答模式在PWD和AOR位被置位后，T5557在规则读模式下，当配置数据被装入以后则不进行调制，此时，等待来自读写器的有效AOR命令，以备唤醒，AOR模式时序如图所示。4实验原理4.2AOR模式和防碰撞机制（1）AOR应答模式唤醒命令由操作码（10）加有效的密码组成，命令格式如图所示。操作码后的开始32位被作为密码，与EEPROM中的block7逐位比较，如果比较失败T5557不会编程内存，一旦命令传送完成，它会进入规则读模式。AOR模式命令格式4实验原理4.2AOR模式和防碰撞机制（2）防碰撞技术AOR命令利用密码激活匹配的T5557芯片，该命令可用于防止冲突，以选择所要的卡读写。在防碰撞模式，配置数据中PWD=1，AOR=1，T5557芯片的防碰撞过程如图所示。5实验步骤5.1硬件连接

串口线：连接计算机串口与NEWLab平台串口。电源适配器：连接电源适配器DC12V到NEWLab平台。IO口：M3核心模块的PB10、PB11分别连接LF射频模块的CLK、DATA引脚，如下页及下下图所示。连接好后，接通电源，NEWLab平台波动开关置于“通信模式”。5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.2操作步骤

（1）双击VisualStudio图标，打开软件。（2）点击“打开项目…”，找到“实验5低频卡加密解密实验”工程文件。（3）点击菜单栏“运行”按钮，工作界面如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（4）根据实际连接情况，选择串口端口、波特率选择“115200”，数据位“8”，停止位“one”，奇偶校验位“None”，并点击“打开串口”按键，执行状态栏显示串口通信状态，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（5）如果需要，请进行下面步骤：点击【获取卡信息】，获取低频卡信息（选做）；点击【初始化低频卡】，进行初始化低频卡操作（选做）；（6）将低频卡靠近LF射频模块，选择【加密解密操作】页面，点击【加密】，进行低频卡加密操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（7）将低频卡靠近LF射频模块，选择【加密解密操作】页面，采用现有的密码“11223300”，点击【解密】，进行低频卡解密操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤（8）将低频卡靠近LF射频模块，选择【加密解密操作】页面，输入“12345678”，点击【解密】，进行低频卡解密操作，如图所示；5实验步骤5.3结果分析（1）有卡时，加密操作结果发送十六进制数据：FF5500000205041234567891A3，其中1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：02054）数据段大小：04（表示4个字节，最大0xFF）；5）信息数据：12345678（密码，一定要记住，否则这个卡就无法用了）6）CRC16校验位：91A3。5实验步骤5.3结果分析（1）有卡时，加密操作结果接收十六进制数据：FF55000082050100C033，其中：1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：82054）读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5）信息数据：006）CRC16校验位：C033。返回信息数据为00，说明常规加密操作成功。5实验步骤5.3结果分析（2）有卡时，解除密码操作结果发送十六进制数据：FF55000002060412345678A2A3，其中1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：02064）数据段大小：04（表示4个字节，最大0xFF）；5）信息数据：12345678（密码，一定要记住，否则这个卡就无法用了）6）CRC16校验位：A2A3。5实验步骤5.3结果分析（2）有卡时，解除密码操作结果接收十六进制数据：FF550000820601009F33，其中：1）通讯协议同步帧：FF552）主从设备地址：00003）主从命令码：82064）读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5）信息数据：006）CRC16校验位：238E。返回信息数据为00，说明低频卡解除密码操作成功。6拓展任务

1.加密后，能否获取卡信息？能否进行常规读写？2.加密前，【获取低频卡信息】，并记录；进行加密，一定要记录密码，再次点击【获取低频卡信息】得到右图，无法获取卡信息，为什么？6拓展任务3. 解除密码，再次点击【获取低频卡信息】，能够获取卡信息、常规读，为什么？4. 加密低频卡，2组进行交换，猜猜密码，点击【低频卡解除密码】多少次，可以解除密码？7本章小结

本章主要介绍RFID低频卡密码应用、AOR模式和防碰撞机制等实验原理。学习低频RFID卡加密的工作原理、学习低频RFID卡解除密码的工作原理、学习低频RFID卡AOR和防碰撞机制、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理。自动识别技术及应用4.6低频卡地址空间保护读写块操作1实验简介

本章主要介绍RFID低频卡保护读写模式、芯片的错误处理等实验原理。学习低频RFID卡地址空间保护读块的原理、学习低频RFID卡地址空间保护写块的原理、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、学习C#编程技术。2实验内容T5557低频卡保护读块操作1T5557低频卡保护写块操作13实验目的1.学习低频RFID卡地址空间保护读块的原理2.学习低频RFID卡地址空间保护写块的原理3.认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块4.掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理5.学习C#编程技术6.掌握低频RFID卡地址空间保护读块的指令，能够读懂反馈信息4实验原理4.1RFID低频卡保护读写模式

当配置存储器（块0）的PWD（使用口令）位为1时，进入保护读模式。当读一个单独的块时，除命令码为10或11，后跟单独位0和地址（3位块号）外，还需要紧接着输入32位的密码，下如表所示。如果密码不正确，则T5557进入规则读模式。在保护写数据过程中，读写器发出双位码10或11，作为命令传送至T5557芯片，所有的写操作要遵循下表的规则：4实验原理4.2芯片的错误处理

T5557芯片可检测出若干错误的出现，以保证只能是有效位才能写入EEPROM。错误的种类有两种：一种是写序列进入期间出现的错误，另一种是编程时出现的错误。（1）写序列进入期间出现的错误1）在两个gap之间的时间长度错误2）命令码既不是10也不是113）密码操作模式有效，但密码不匹配4）接收到的位数不正确

4实验原理4.2芯片的错误处理

正确的位数应该是：1)标准写38位；2)口令模式70位；3)AOR唤醒命令34位；4)直接密码访问38位；5)直接访问6位；6)复位命令2位；7)页0/1规则读2位。当检测到上面的任一个错误时，e5551芯片在离开写模式后立即进入读模式，从块1开始传送。4实验原理4.2芯片的错误处理

（2）编程期间出现的错误1)寻址块的锁存位为12)编程电压Vpp过低如果写序列正确但出现上述错误，则T5557芯片立即停止编程并转至读模块，送出数据从被寻址的数据块开始。5实验步骤5.1硬件连接

串口线：连接计算机串口与NEWLab平台串口。电源适配器：连接电源适配器DC12V到NEWLab平台。IO口：M3核心模块的PB10、PB11分别连接LF射频模块的CLK、DATA引脚，如下页及下下图所示。连接好后，接通电源，NEWLab平台波动开关置于“通信模式”。5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.1硬件连接5实验步骤5.2操作步骤

（1）双击VisualStudio图标，打开软件。（2）点击“打开项目…”，找到“实验6低频卡地址空间保护读写块操作”工程文件。（3）点击菜单栏“运行”按钮，工作界面如图所示。5实验步骤5.2操作步骤

（4）根据实际连接情况，选择串口端口、波特率选择“115200”，数据位“8”，停止位“one”，奇偶校验位“None”，并点击“打开串口”按键，执行状态栏显示串口通信状态，如图所示。5实验步骤5.2操作步骤（5）如果需要，请进行下面步骤点击【获取卡信息】，获取低频卡信息（选做）；点击【初始化低频卡】，进行初始化低频卡操作（选做）；点击【常规读】，进行常规读块操作（选做）；点击【常规写】，进行常规写块操作（选做）；点击【加密】，进行常规写块操作（选做）；点击【解密】，进行常规写块操作（选做）。5实验步骤5.2操作步骤

（6）将低频卡靠近LF射频模块，选择【保护读写块操作】页面，选择数据块为01，密码采用默认密码“11223344”（当前正确密码是“12345678”），点击【保护读】，进行低频卡保护读块操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（7）将低频卡靠近LF射频模块，选择【保护读写块操作】页面，选择数据块为01，密码设置“12345678”，点击【保护读】，进行低频卡保护读块操作，如图所示；5实验步骤5.2操作步骤

（8）将低频卡靠近LF射频模块，选择【保护读写块操作】页面，输入“12345678”，点击【低频卡解除密码】，进行低频卡解密操作，如图所示；5实验步骤5.3结果分析（1）密码错误时，保护读块数据结果发送十六进制数据：FF550000030505011122334472E9，其中1)通讯协议同步帧：FF552)主从设备地址：00003)主从命令码：03054)数据段大小：05（表示5个字节，最大0xFF）；5)信息数据：01（表示01数据块）6)信息数据：11223344（密码，一定要正确，否则这个卡就无法读出）7)CRC16校验位：72E9。5实验步骤5.3结果分析（1）密码错误时，保护读块数据结果接收十六进制数据：FF55000083050101210E，其中：1)通讯协议同步帧：FF552)主从设备地址：00003)主从命令码：83054)读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5)信息数据：016)CRC16校验位：210E。返回信息数据为01，说明密码错误或其他原因，无法读出数据。5实验步骤5.3结果分析（2）密码正确时，保护读块数据结果发送十六进制数据：FF5500000305050112345678B323，其中1)通讯协议同步帧：FF552)主从设备地址：00003)主从命令码：03054)数据段大小：05（表示5个字节，最大0xFF）；5)信息数据：01（表示01数据块）6)信息数据：12345678（密码，一定要正确，否则这个卡就无法读出）7)CRC16校验位：B323。5实验步骤5.3结果分析（2）密码正确时，保护读块数据结果接收十六进制数据：FF55000083050412345601B53A，其中：1)通讯协议同步帧：FF552)主从设备地址：00003)主从命令码：83054)读取到的有效字节数：04（表示4个字节）5)信息数据：12345601（块中数据）6)CRC16校验位：B53A。返回信息数据为04，说明密码正确，正常读出数据。5实验步骤5.3结果分析（3）密码正确时，低频卡解除密码发送十六进制数据：FF55000002060412345678A2A3，其中1)通讯协议同步帧：FF552)主从设备地址：00003)主从命令码：02064)数据段大小：04（表示4个字节，最大0xFF）；5)信息数据：12345678（密码，一定要正确，否则这个卡无法成功解除密码）6)CRC16校验位：2C4E。5实验步骤5.3结果分析（3）密码正确时，低频卡解除密码接收十六进制数据：FF55000082060100F2C9，其中：1)通讯协议同步帧：FF552)主从设备地址：00003)主从命令码：82064)读取到的有效字节数：01（表示1个字节）5)信息数据：00（块中数据）6)CRC16校验位：F2C9。返回信息数据为00，说明密码正确，低频卡解除密码成功。6拓展任务1. 加密后，为什么不能获取卡信息？为什么不能进行常规读写？2. 加密后，怎样才能获取卡信息？3. 加密后，怎样才能进行数据块读写？4. 加密后，在【保护读写块操作】页面，进行块读操作；在【保护读写块操作】页面，进行块写操作。解除密码，在【常规读写块操作】页面，进行块读操作；在【保护读写块操作】页面，进行块写操作，记录写入的数据是否一致。5. 加密低频卡，2组进行交换，告诉对方密码，请对方读出05数据块内部数据。6. 加密低频卡，2组进行交换，不告诉对方密码，请对方读出05数据块内部数据。7. 解除密码后，在【保护读写块操作】页面，能不能进行保护块读操作？试试。7本章小结

本章主要介绍RFID低频卡保护读写模式、芯片的错误处理等实验原理。学习低频RFID卡地址空间保护读块的原理、学习低频RFID卡地址空间保护写块的原理、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理、学习C#编程技术。自动识别技术及应用4.7低频卡门禁系统综合实验1实验简介

本章主要介绍RFID低频卡门禁系统、门禁系统组成、门禁系统逻辑框图、工作流程等实验原理。认识NEWLab实训平台、学习低频RFID卡工作原理、认识低频卡读写套件：M3核心模块、LF射频模块、低频卡等板块、掌握NEWLab实训平台的低频RFID卡相关硬件电路基本原理。2实验内容低频卡的门禁