实验9 UHF超高频RFID通信协议实验-V20170317

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1、实验9UHF超高频RFID通信协议实验-V201703171.实验目的掌握UHF超高频通讯原理；掌握UHF超高频通讯协议；掌握读卡器操作流程；了解UHF超高频应用；2.实验设备硬件：7号超高频节点，公母直连串口线，电脑等；软件：Keil；3.实验原理3.1超高频RIFD系统典型的超高频UHF（Ultra-HighFrequency）RFID系统包括阅读器（Reader）和电子标签（Tag，也称应答器Responder）。其结构示意图如下图3.1所示。工作步骤如下：阅读器发射电磁波到标签；标签从电磁波中提取工作所需要的能量；标签使用内部集成电路芯片存储的数据调制并反向

2、散射一部分电磁波到阅读器；阅读器接收反向散射电磁波信号并解调以获得标签的数据信息。电子标签通过反向散射调制技术给读写器发送信息。反向散射技术是一种无源RFID电子标签将数据发回读写器时所采用的通信方式。根据要发送的数据的不同，通过控制电子标签的天线阻抗，使得反射的载波幅度产生微小的变化，这样反射的回波就携带了所需的传送数据。控制电子标签天线阻抗的方法有很多，都是基于一种称为“阻抗开关”的方法，即通过数据变化来控制负载电阻的接通和断开，那么这些数据就能够从标签传输到读写器。读写器天线Tag图3.1RFID系统结构示意图3.2电子标签存储结构超高频标签的工作频率在860

3、MHz〜960MHz之间。超高频标签芯片制造商主要有Alien、IMPINJ、TI、NXP、STM等，标签制造商通过设计天线并制作封装而生产出标签。标签的封装是各种各样，下图3.2是几种标签的外形。不同厂商的标签天线规格不同，同时天线的谐振频率点也不完全相同，这样当使用固定频点的读写器读一类标签时的效果很好，而读另一类标签的效果却会很差。图3.2几种标签外形从标签的角度来说，读写器对标签的操作其实是对标签存储器的操作。标签芯片中的存储器EEPROM一般分为4个区，分别为保留内存(Reserved区)、EPC存储器(EPC区)、TID存储器(TID区)、用户存储器(U

4、SR区)。标签内部存储器具体结构如下图3.3所示：图3.3标签内部存储结构3.2.1保留内存区保存标签的2个密码，访问密码（AccessPassword）和灭活密码（KillPassword），每个密码长度2个字共32位。APWD可以使C1G2标签进入保护模式对标签进行读写操作；KPWD可以使C1G2标签永久性失能，不再响应外界指令。3.2.2EPC区包括CRC-16，PC，EPC，其中CRC-16用于校验本块的数据完整性，PC定义标签的相应的物理信息，默认0x3000。EPC（ElectronicProductCode）是电子产品代码，用于标识唯一货品单件。EPC

5、代码是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等组成的一组96-bit数字，各部分长度如下表1所示：EPC编码结构标头厂商识别代码对象分类代码序列号EPC-968282436表1EPC编码结构►标头：识别EPC的长度、类型、结构、版本号►厂商识别代码：识别公司或企业实体►对象分类代码：类似于库存单位（SKU）►序列号：加标签的对象类的特例例如，EPC码010000A8900016F000169DC0（十六进制表示）：01（H）为标头；0000A89（H）为厂商识别代码；00016F（H）为对象分类；000169DC0（H）为序列号。EPC编码简单，可以实现对物品的

6、唯一标识。例如，28位厂商识别代码可编码2.68亿家制造商，每家制造商可以有224（约1600万）种产品分类，每种产品可以有236个（687亿）单品，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码，因此，能够做到对全世界的每件商品唯一识别。与产品条码相比，条码仅是对产品的分类的编码，而EPC码则是给所有的单品都赋予一个全球唯一的编码。EPC码是存储在标签中的货品识别码，用于标识某一单件货品，而不是识别不同标签。标签中的EPC码可以修改，但货品的EPC码是唯一的不发生改变。修改标签的中的EPC码是将标签由标识某一单件货品改为标识另一单件货品。3.2.3TID区存储标

7、签识别号码。TID码是不同标签之间的识别码，用于识别不同标签。TID码由工厂一次性写入，不可以变更，每张标签都有自己唯一的TID码。TID共96-bit，由标签类型、IC厂商代号、IC型号代号和64-bit工厂编程唯一ID组成。例如TID数据如下：E20034120614141100734886其中：►E2：标签类型，E2表示标签符合EPCClass1Gen2协议►003：IC厂商代号，003是标签芯片厂商Alien的代码►412：标签芯片型号代码，412表示的是芯片型号是AlienHiggs3►0614141100734886：工厂编程唯一ID，64-bit，