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教學實訓設備Teaching Equipment

YG-RFID型創新教學實驗系統

YG-RFID型創新教學實驗系統適合于支持射頻識別RFID原理與應用、射頻識別RFID技術等系列課程的實驗教學。學生通過學習相關RFID實驗,掌握低頻、高頻、超高頻及有源RFID的國際標準、原理與技術。

一、產品介紹

YG-RFID型創新教學實驗系統適合于支持射頻識別RFID原理與應用、射頻識別RFID技術等系列課程的實驗教學。系統包含125KHz的LF低頻模塊、13.56MHz的HF高頻模塊、915MHz的UHF超高頻模塊、13.56MHz的HF高頻原理機模塊、2.4GHz的Active RFID模塊、Cortex A8雙核多功能嵌入式網關模塊。學生通過學習相關RFID實驗,掌握低頻、高頻、超高頻及有源RFID的國際標準、原理與技術。

二、系統特點

1、系統完整性:
       a.涵蓋LF、HF、UHF、有源RFID及原理機。
       b.實驗內容涉及國際標準協議分析、RFID原理及應用。

2、先進性:
       a.采用模塊化設計,軟件自動掃描,即插即用,每個模塊可獨立使用。
       b.包含ISO/IEC11784/11785、ISO15693、ISO14443A/B、ISO18000-3、FeliCaRFID、NFC IP-1(ISO/IEC 18092)、NFC IP-2(ISO/IEC 21481)NFC協議、EPC global UHF Class 1 Gen 2、ISO 18000-6B 、IP-X Version1.07、ISO18000-6C等協議解析。
       c.高頻采用TI TRF7970A芯片支持NFC近場支付;超高頻采用IMPINJ R2000芯片,讀取準確性更好、范圍更廣,同時符合全球監管標準;原理機采用ARM+FPGA架構,完整展現RFID芯片設計。

3、開放性:
       系統開放所有軟硬件設計資源。

三、系統組成

RFID創新教學實驗系統采用模塊化設計,由UHF超高頻部分、HF高頻部分、LF低頻125K部分、HF高頻原理機部分、Active RFID、嵌入式網關及通用供電通信底板等7部分組成。各個模塊可以單獨使用形成獨立的功能單元,也可以全部插接到底板形成完整的系統,系統具備智能掃描功能,可自行掃描當前接入的所有模塊。

系統框圖


LF低頻部分
125KHz 低頻RFID讀寫器模塊,基于國際標準協議開發,采用美國ATMEL公司生產的高集成度RFID專用芯片U2270B設計而成。發射頻率為120KHz—150KHz,典型發射頻率為125KHz,采用曼徹斯特和雙相編碼。支持低功耗模式。支持6種睡眠模式:空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby模式、擴展的Standby模式。
 
HF高頻部分
13.56MHz高頻RFID讀寫器模塊,采用美國TI公司最新的低功耗RF射頻芯片TRF7970A,支持ISO15693、ISO18000-3、ISO14443A/B、FeliCaRFID協議、支持NFC標準NFCIP-1(ISO/IEC 18092)和NFCIP-2(ISO/IEC 21481)。內部集成編碼器、解碼器和NFC收發器,可工作于主動及被動模式,同時具備獨立查詢模式和快速標簽識別模式,用于讀寫器快速查詢標簽,支持三種速率:106Kbps、212Kbps、424Kbps。

UHF超高頻部分
UHF超高頻部分采用全球知名超高頻IC廠家Impinj(英頻杰)公司的RF收發器R2000芯片,工作頻率為840-960MHz,芯片內部集成功率放大器,輸出功率可配置(最高可配置到17dBm),同時配置外部功率放大器(最高可配置到32.5dBm),可為高性能應用提供額外功放支持。在大功率和連接大增益天線的情況下,可以穩定可靠讀取30-50米距離范圍的標簽。雙通道,雙天線配置,2個經過特別優化的高性能50Ω MMCX天一個隔離天線或者兩個一體天線。 空中協議支持EPC bal UHF Class 線端口,可配置成1 Gen 2/ISO 18000-6C、ISO 18000-6B。采用DSB、SSB與調制,支持IP-X Version1.07,支持密集讀寫器模式(DRM),可配置成其它協議。靈敏度為:-95dBm(DRM)-110dBm(LBT),采用載波消除技術,讀取速度快、范圍廣,相位噪聲低,符合全球監管標準。
 
HF高頻原理機
HF高頻原理機采用ARM+FPGA架構,結合外部分立器件,實現完整的RFID芯片設計。工作在13.56MHz頻段,支持ISO15693、ISO14443A/B協議,全面展現了RFID芯片底層的原理,包括信號編碼、信號調制、載波、信號放大、信號解調、功率控制、邏輯控制、協議實現等,同時模塊上具有多個測試點,可以通過示波器能夠觀測到RFID讀寫器整個工作流程關鍵點的信號,包括編碼信號、載波信號、調制信號、調制載波信號、功率放大信號、解調信號等。可以觀測ISO15693標準規范下的15個強制指令和可選指令的執行情況,電子標簽的響應情況。用戶可以通過此單元掌握RFID的原理以及實現方法。
 
Zigbee Active RFID
Active RFID采用TI公司的RF芯片CC2530F256,可實現ActiveRFID的ID識別及傳感數據采集傳輸。 小型一體式模塊化設計,紐扣電池供電,可以通過上位機動態修改采集及休眠間隔,超低功耗模式,采用全球知名的微型天線廠家英國Antenova天線。通信模塊采用主流六層板及郵票孔設計,性能穩定可靠,抗干擾能力強。 模塊集成多個傳感器部件,包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、三軸加速度傳感器。
 
嵌入式網關
嵌入式網關采用TI公司的雙核達芬奇架構微控制器OMAP3530作為主控制器,該處理器在單一的芯片上集成了600-MHz ARM Cortex-A8 Core、430-MHz TMS320C64x+ DSP Core、POWERVR SG™ 2D/3D加速引擎以及豐富的多媒體外設。 嵌入式網關底板集成主流各種無線通信模塊,包括:華為GSM/GPRS無線廣域網通信模塊、英國Antenova GPS全球定位模塊、美國TI Zigbee低功耗數據傳輸模塊、臺灣Jorjin藍牙+WIFI+FM近距離通信及網絡接入模塊。
  通用供電通信底板 通用供電通信底板為整個RFID系統中的各個模塊提供供電,同時完成各個功能單元的通信連接,通信底板預留多個插接口,各個模塊可隨意插接,無需人為干預或編號,系統會自動識別當前所連接的各個模塊。

四、軟件資源和實驗資源

1、軟件資源

軟件資源 備注
LF Module Package ATA2270 PC Application、2270 API、AVR固件下載程序
HF Module Package CCS4.2開發環境、固件源碼、RFID讀卡程序、
UHF Module Package Indy_sdk、R2000例子、R2000燒寫程序及固件、Indy Tools、Indy API
HF 原理機Package VHDL源碼包、M3固件源碼包、IAR For ARM 6.30、
ActiveRFID Package IAR For 51 V8.1、固件源碼包
Gateway Package WinCE6.0 BSP、kernel Image、SDK、Kernel Project

2、實驗列表

實驗列表
1、RFID原理機實驗
RF基本原理
實驗一:RFID編碼
實驗二:RFID系統載波產生
實驗三:RFID信號調制 
實驗四:RFID末級輸出調制載波信號
實驗五:RFID調制解調----ASK模式 
實驗六:RFID調制解調----FSK模式 
實驗七:RFID調制解調----PSK模式 
實驗八:副載波調制/解調 
實驗九:RFID天線 
ISO15693協議標簽操作 
實驗一:ISO15693協議規定 
實驗二:RFID設備信息 
實驗三:RFID版本信息 
實驗四:RFID模式設置 
實驗五:讀卡總量指令(盤點)
實驗六:保持靜默狀態指令 
實驗七:讀單個塊指令 
實驗八:寫單個塊指令 
實驗九:鎖塊指令 
實驗十:選擇指令 
實驗十一:讀多個塊指令
實驗十二:獲取標簽信息指令
實驗十三:進入就緒狀態指令 
實驗十四:獲取多個塊安全狀態指令
實驗十五:寫AFI指令 
實驗十六:鎖AFI指令 
實驗十七:寫DSFID指令 
實驗十八:鎖DSFID指令 
實驗十九:固件燒寫 
實驗二十:網關實驗 
2、RFID低頻實驗: 
實驗一:Get Revision Information 
實驗二:Play Sound 
實驗三:RF Field Control
實驗四:Output Enable Control 
實驗五:Standby Control 
實驗六:Antenna Tuning Control
實驗七:Reader/Tag Selection 
實驗八:Set Write Timings 
實驗九:Set Read Timings 
實驗十:Tag Field 
實驗十一:Set Write Mode
實驗十二:Basic Mode Write 
實驗十三:Set Read Modulation Type
實驗十四:Read Sequence Start 
實驗十五:Read Complete Animal ID 
實驗十六:Read Simple Animal ID 
實驗十七:Read Manufacturing Data 
實驗十八:Write Complete Animal ID 
實驗十九:Write Simple Animal ID
實驗二十:LF網關實驗 
實驗二十一:板級關鍵測試點波形
實驗二十二:固件燒寫 
實驗二十三:網關實驗
3、RFID高頻實驗: 
實驗一:Inventory 命令實驗
實驗二:Stay quiet命令實驗 
實驗三:Select命令實驗 
實驗四:Reset to ready 命令實驗
實驗五:(寫應用標志位)Write AFI 
實驗六:Lock AFI 命令實驗 
實驗七:Read single block 命令實驗 
實驗八:Write single block命令實驗 
實驗九:Lock block命令實驗 
實驗十:Read multiple block命令實驗
實驗十一:Write DSFID命令實驗 
實驗十二:Lock DSFID命令實驗 
實驗十三:Get system information命令實驗 
實驗十四:Get multiple block security status命令實驗
實驗十五:RC循環冗余實驗 
實驗十六:SO15693防沖撞原理 
實驗十七:HF網關實驗 
實驗十八:固件下載 
實驗十九:網關實驗 
4、RFID超高頻實驗: 
實驗一:Select命令及應答
實驗二:Read命令及應答 
實驗三:Write命令及應答 
實驗四:Kill命令及應答 
實驗五:Lock命令及應答 
實驗六:BlockWrite命令及應答
實驗七:BlockErase命令及應答 
實驗八:單個標簽應答實驗 
實驗九:多標簽應答實驗 
實驗十:標簽訪問(讀寫操作等)實驗
實驗十一:CRC-16編碼解碼實驗 
實驗十二:標簽錯誤應答實驗 
實驗十三:UHF槽計數器 
實驗十四:UHF數據流交換 
實驗十五:固件下載 
實驗十六:網關實驗 
5、Active RFID實驗
實驗一:ACTIVE RFID串口通信實驗
實驗二:ACTIVE RFID無線收發實驗 
實驗三:ACTIVE RFID傳感數據采集實驗 
實驗四:網關實驗 
6、綜合實訓實驗 
實驗一:DLL應用實例實驗
實驗二:低頻ID卡實例實驗 
實驗三:ISO15693/ISO14443實例實驗
實驗四:ISO18000-6C實例實驗 
7、RFID應用方案及演示 
實驗一:基于ACTIVE RFID精準物流系統 
實驗二:基于高頻RFID職工考勤管理系統 
實驗三:基于超高頻RFID職工管理考勤管理系統
實驗四:圖書館管理系統