2023年RFID实验报告新编.pdf

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1、中 南 大 学 R F I D实 验 报 告 学 生 姓 名 _学 院 信 息 科 学 与 工 程 学 院 专 业 班 级 完 毕 时 间 202 3年 1 2月 2 6 日目 录 1.实 验 前 的 准 备。错 误!未 定 义 书 签。2.UHF超 高 频 实 验 7。2.1 实 验 一.错 误!未 定 义 书 签。2.2 实 验 二.错 误!未 定 义 书 签。2.3 实 验 三。错 误!未 定 义 书 签。2.4 实 验 四.错 误!未 定 义 书 签。3.H F高 频 实 验。错 误!未 定 义 书 签。3.1 实 验 一.错 误!未 定 义 书 签。3.2 实 验 二.错 误!未 定

2、 义 书 签。3.3 实 验 三。错 误!未 定 义 书 签。3.4 实 验 四。错 误!未 定 义 书 签。4.L.F低 频 实 验.错 误!未 定 义 书 签。4.1 实 验 一。错 误!未 定 义 书 签。RF I D1.实 验 前 的 准 备 1.1 实 验 箱 安 装 与 连 接 说 明 一、实 验 目 的 熟 悉 R F ID实 验 箱 硬 件 结 构，掌 握 R F ID硬 件 设 备 与 计 算 机 通 过 串 口 进 行 链 接，了 解 R F I D 读 写 器 的 重 要 功 能 模 块，动 手 搭 建 R FID读 写 器，熟 悉 R F ID设 备 基 本 硬 件。二

3、、实 验 器 材 1.计 算 机 2.RF I D 实 验 箱 三、实 验 内 容 1.了 解 实 验 箱 的 构 造；2.连 接 实 验 箱 的 设 备 线。四、实 验 环 节 了 解 实 验 箱 的 构 造:打 开 R F ID实 验 箱，从 左 至 右 分 别 是 超 高 频，低 频，高 频 跳 线 帽，拔 掉 跳 线 帽 该 路 会 被 关 闭；实 验 箱 正 常 使 用 时 应 当 将 三 个 跳 线 帽 同 时 安 装 好;实 验 箱 控 制 软 件 可 以 智 能 选 择 所 需 要 的 读 写 器 模 块。连 接 实 验 箱 的 设 备 线:连 接 电 源，开 机 时 待 所

4、有 连 接 线 连 接 完 毕 时 打 开 电 源 开 关，关 机 时 先 关 闭 电 脑 上 的 应 用 软 件，关 闭 电 源 开 关 后 再 断 开 相 关 连 接 线；连 接 u s b转 串 口 线；打 开 电 源。安 装 u s b转 串 口 驱 动 程 序，双 击 C DM 208 1 4 _Set u p.e x e,进 行 安 装，界面 如 图 所 示。U S B 转 串 口 安 装 成 功 后，右 键 点 击“我 的 电 脑”，在 弹 出 的 窗 口 中 点 击”设 备 管 理 器”，查 看“端 口”，显 示 可 用 的 串 标 语，如 图 所 示，出 现 四 个 USB

5、Serial Por t,编 号 最 小 的 串 口 用 于 超 高 频 读 写 器，编 号 最 大 的 用 于 高 频 读 写 器，编 号 第 二 大 的 用 于 低 频 读 写 器，此 外 剩 余 一 路 串 口 没 有 使 用。一 般 情 况 下，实 验 箱 控 制 软 件 中 加 载 读 写 器 时(Ad d LF/HF/UHF R eade r)软 件 可 以 根 据 所 选 择 的 读 写 器 类 型 智 能 选 择 相 应 的 串 口，在 后 续 弹 出 的 串 口下 拉 式 选 项 中 显 示 的 端 口 就 是 对 的 的 端 口。总 之，实 验 箱 使 用 时 跳 线 帽，

6、端 口 选 择 均 无 需 配 置，选 择 默 认 设 立 即 可。Hash 8 媒 务 30 U含 小 助 手 三 的 X 美 闰 MATLAB 7.0源 购 3 6 0*回 收 站 InternetExpbrer冏 上 安 居 咯 3 计 篁 机 管 密 率 地)的 系 统 工 反：j j j l事 件 查 看 器 w H 共 享 文 件 英 田&本 地 用 户 做 IS S 慢 1S日 志 租 S搭.星 设 a 爸 器 甲 e 可 移 动 存 储 K 的 叁 碎 片 整 理 程 序 期 电 生 管 理*配 务 和 发 用 程 序 DAEMON Teds SQL BusOewnweaver

7、 T CFreworks 8 Wh-Masm 360s全 卫 士 血 凶 曲 3国 标 和 其 E 指 叶 设 务 通 用 串 行 总 处 控 碉 IrteKR)82801G(ICH7 Fa时)U S B U rig w i Host Controifer-27c8专 IrteKR)82801G(1CH7 Farnty)US B UriversiJ Host Controttw-27c9手 IrteKR)82801G(ICH7 Famty)U S B Unvwid Hort Conlrofcr-27cAIr*或 R)82801G(ICH7 FW8)U S B DriverX HMt Contr

8、ottM-27cB手 JrteKR)82801G(KH7 Fwy)U5B2 Enhanced Host Contder-27C(畛 US B Conposte Dewe(US B Mass Stcraoe DeMceUS B Root Hjb令 USS Root HubUS B Root Hubg US B Root Hub专 US B Root Hub(US B Serai Convwtef Aq US B Serial Converter BUS B Setili Converter C(US B Serai Converter DR ta is ie s ReMRTL8L39网 O x

9、F E Fart E th er*NIC vi*Vre wtual Ethernet Adapter for VMret 1.锦 飒 泡 8 K)，直 东 定 0 恢 言 9 问 盘，开 始|曰 应 R F ID.d o ex-M E R W|画 基 电 的 箱 jg ft手 播 2.|且 计 直 机 g g 4 匕，C 0.49本 实 验 箱 控 制 软 件 为 绿 色 版，无 需 安 装，双 击.e x e文 献 运 营 即 可，初 始 界 面 如 图 所 示。接 下 来，即 可 进 行 实 验 箱 的 操 作。1.2 驱 动 安 装 说 明 连 接 好 实 验 箱，打 开 设 备 管 理

10、 器,选 中 问 号 设 备，点 击“更 新 驱 动 程 序”，选 择“从 列 表 或 指 定 位 置 安 装（高 级）”，选 择 驱 动 所 在 文 献 夹,点 击“拟 定”。对 四 个 问 号 设 备 执 行 相 同 的 操 作，所 有 完 毕 驱 动 安 装 以 后，在 通 用 串 行 总 线 控 制 器 中 出 现 USB Se r i al Co n v e r t er A BCD,如 图 所 示。.宗 a 仲 文 正 2 五 号-A*A A-方 支 囿 AaBbCcDd AaBbaoc AdBt同 J,)-0 RRD.doo-Microsoft Word撞 入 引 用 窿 件 盲

11、 科 划 BX-公*A A 金 力 开 始|但 MjRFID.doCT.MnowrftW|画 基 it蜉 滋 曲 族 手 册 2|叁 什 箕 机 若 理 R D：2/2 字 数 2 J 中 文（中 国）M A三 i三 专，i F X-，s=K 史 右 键 选 中“U SB Ser i a 1 C o nv e r te r A”，在“高 级”选 项 卡 中，在“力 口 载 VCP”一 项 前 打 勾。常 规 高 级|驱 动 程 序 I 详 细 信 息|心 USB Serial Converter A配 置 使 用 这 些 设 置 来 代 替 的 设 备 的 正 常 配 置 确 定 一 I 取

12、消|帮 助选 择“驱 动 程 序”选 项 卡，点 击“更 新 驱 动 程 序”，选 择“从 列 表 或 指 定 位 置 安 装（高 级）”，点 击“下 一 步”。选 择“不 要 搜 索。我 要 自 己 选 择 要 安 装 的 驱 动 程 序”，点 击“下 一 步”，在 出 现 的 窗 口 中 直 接 点 击“下 一 步”，完 毕 驱 动 安 装，USB Se r ial Convert e r B C D 执 行 相 同 操 作。所 有 执 行 完 毕 后，在“其 他 设 备”中 会 出 现 带 问 号 的“U S B Serial Port”（某 些 情 况 下 不 会 出 现，但 是 在

13、端 口（COM和 LPT）中 会 出 现 新 的 COM端 口，则 说 明 已 经 安 装 成 功）。右 键 点 击 问 号 U S B Seri a 1 Port”，点 击“更 新 驱 动 程 序”，选 择“从 列 表 或 指 定 位 置 安 装（高 级）”，点 击“下 一 步”，选 择“在 这 些 位 置 上 搜 索 最 佳 驱 动”，选 择 驱 动 所 在 目 录，点 击“下 一 步”，安 装 成 功 后，端 口（COM和 LPT）会 显 示 4 个 新 的 COM端 口，如 图 所 示。室 画：H，和。丁 A 布 宅 引 用 W 醺 RFTD-docx-Microsoft Word口

14、希（邱 正 五 号 A*A A-七 笠 A：=!=，;5-三 室 K-21 r AaBbCcDd AaBbCcDd A d B t 外,第 学:B/4 x,x 人*A 7 与 m 号 W M g l*金 一.空”无 则；颗 产.字 体 m t 2/2 I 由 2,J 3 攵（中 国 IS A色 开 闸 给 H a RFID,docx-MKrowaw|闻 基 地 学 画 箱 实 手 册 2“|旦 计 息 矶 昔 理 建 b 5 f q 才。际 2.U H F超 高 频 实 验 2.1 实 验 一 超 高 频 读 写 器 的 基 本 认 知 一、实 验 目 的了 解 超 高 频 读 写 器 的 基

15、 本 设 立,熟 悉 超 高 频 读 写 器 的 设 立 与 使 用。通 过 本 次 实 验，了 解 超 高 频 读 写 器 和 标 签 参 数 的 含 义 和 设 立 方 法。二、实 验 器 材 1.R F ID实 验 箱 2.计 算 机 一 台 三、实 验 内 容 了 解 和 设 立 读 写 器 参 数；四、实 验 环 节 1.打 开 R F ID 实 验 箱，使 用 读 写 器 实 验 箱 上 的 U S B连 接 线 连 接 实 验 箱 和 电 脑，启 动 电 源；2.在 电 脑 上 安 装 USB转 串 口 驱 动 程 序、读 写 器 控 制 软 件。安 装 方 法 见 实 验 箱

16、软 件 安 装 文 档；3.在 电 脑 上 打 开 读 写 器 控 制 软 件，进 入 主 界 面，点 击 主 菜 单“c o n tro l”，选 择 下 拉 菜 单 中“Add U H FR eader”。如 图 示：，开 均|日 闻 RFlD.，x-W ta8。|回 3砧 轨 筒 实 验 手|国 计 算 机 班 理|RHOReadw|R F ID R e X e r S u it e苣 g 2 f O g.j 0:504.选 择 串 口（弹 出 的 显 示 值 即 相 应 串 口），如 图 1-2示，点 击 ok,进 入 超 高 频 读 写 器 选 择 界 面，如 图 所 示：5.主 界

17、 面 上 显 示 读 写 器 基 本 信 息，鼠 标 选 中 该 读 写 器，鼠 标 右 击、选 中 R e a d e r S e ttings and Dia g no s t i c s”,进 入 读 写 器 参 数 设 立 界 面。6.读 写 器 参 数 的 了 解 和 设 立，界 面 如 图 所 示:1)I n v e ntory D elay参 数，用 于 设 立 读 写 器 读 取 标 签 的 频 率，例 如:其 值 设 立 10ms表 达 读 写 器 每 间 隔 10ms读 取 一 次 标 签 信 息。读 写 器 读 取 标 签 的 次 数 在 主 界 面 上 实 时 动 态

18、显 示；2)T a g Mode 1 参 数，选 择 协 议 类 型,具 体 有 Gen2(IS 0 1 6 0 0 0C)、Gen2+RSSL IS 0 6B(ISO 1 6000B)。目 前，市 场 上 大 部 分 标 签 都 遵 守 Gen2协 议。G e n2+RS S I 表 达 主 界 面 上 将 同 时 动 态 显 示 读 写 器 读 取 标 签 的 次 数 和 返 回 的 射 频 信 号 强 度；3)0utput l e v e l参 数 和 S e nsitivity参 数，两 者 分 别 用 于 调 节 读 写 器 读 取 功 率 和 灵 敏 度。功 率 设 立 值 越 大

19、，读 写 器 读 取 标 签 的 有 效 距 离 越 长；灵 敏 度 设 立 值 越 小，读 写 器 读 取 标 签 的 灵 敏 度 越 高。4)Frequencies中 有 八 项 参 数，其 中 Profi 1 e 参 数 表 达 全 球 不 同 国 家 和 地 区 对 UHF频 段 设 立 的 不 同 标 准，涉 及 USA、Europe.J a pan、C h in*.625、Chin*.12 5、K o r e a等，一 旦 选 择 某 一 标 准，其 余 的 七 项 参 数 也 随 即 拟 定；了 解 各 项 参 数 实 际 功 用 和 意 义 后，也 可 对 这 些 参 数 进

20、行 自 定 义 设 立；5)Gen2 S e t t i n g 中 的 4 项 参 数 是 对 协 议 自 身 进 行 参 数 的 设 定，此 项 内 容设 立 方 法 可 以 参 考 IS0 18000-6C协 议 等 资 料。五、知 识 学 习 1.E P C的 G enl协 议 Gen 1 标 准 是 EPCglob a 1 的 前 身 Au t o-IDCenter 制 定 的。EPC 的 G e n 1是 第 一 代 之 意,G en是 generat i on(世 代)的 缩 写。它 涉 及 Cla s s 0 协 议 和 Class1协 议，其 中 Clas s 0 协 议 下

21、 的 标 签 是 只 读 的，不 可 以 写 入;而 C lassi协 议 下 的 标 签 虽 是 可 读 写 的，但 是 只 能 写 一 次，写 完 后 就 成 为 只 读 标 签，这 两 种 协 议 下 的 标 签 都 不 具 有 保 密 性。Class 0 和 Clas s 1协 议 都 是 EPC的 标 准 协 议。2.E P C的 G e n 2协 议 因 G e n l 存 在 安 全 问 题 等 多 个 缺 陷，EPCg 1。ba 1在 Ge n 1颁 布 不 久 便 立 即 开 始 制 定 的 新 的 标 准 协 议 G e n 2。G en2是 E PCg 1 oba 1制

22、定 的 ClasslUHF频 段 射 频 辨 认 空 中 接 口 的 第 二 代 标 准。在 Gen2协 议 下 的 标 签 可 以 反 复 读 写，并 且 增 长 了 保 密 性 能。此 后 EPCGlob a 1和 国 际 标 准 化 组 织 合 作 以 该 标 准 为 基 础 出 台 了 I S 018000-6C国 际 标 准。目 前 几 乎 所 有 的 标 签 厂 商 停 止 G e n l协 议 的 超 高 频 芯 片 的 开 发 和 生 产，超 高 频 领 域 市 场 上 主 流 产 品 均 为 符 合 C 1G2协 议 产 品。3.EPCGen 2 协 议 的 发 展 历 程

23、Auto-I D C en ter的 目 的 是 规 范 编 码 系 统 和 网 络 构 造，并 且 采 用 IS O协 议 作 为 空 中 接 口 标 准。初 期，E A N和 U C C致 力 于 制 作 符 合 ISO的 U H F协 议 的 全 球 标 签(GTAG)的 标 准。但 是,A u to-I D C e n te r反 对 这 样 做，因 素 在 于 IS O中 的 U H F协 议 过 于 复 杂，并 且 因 此 导 致 电 子 标 签 的 成 本 居 高 不 下。a A u to-ID Ce n t er于 是 独 自 开 发 U H F协 议,最 初 计 划 制 订

24、一 套 合 用 于 不 同 级 别 标 签 的 协 议。级 别 越 高 的 标 签 更 完 善。结 果 却 一 直 在 调 整 计 划。最 终，A u to-I D C e n te r采 用 Cla s sO和 C 1 a s s i 的 两 种 不 同 的 协 议，这 意 味 着 终 端 用 户 必 须 购 买 不 同 的读 写 器 来 读 取 Cla s s 1和 C 1 a ssO的 标 签。2 023 A年,Auto-IDCente r 的 EPC技 术 因 得 到 了 U C C的 认 可，而 开 始 与 EAN组 织 进 行 合 作，使 E P C技 术 商 业 化。2023 年

25、 11 月,Auto-IDC e nte r 运 作 成 立 EPC g 1 o b a 1,并 将 C lassO 和 Class1协 议 转 交 给 EPCglobal进 行 后 续 工 作。后 来 EPCg 1 o ba 1通 过 会 议 批 准 Class O和 C las s 1协 议 作 为 EPC第 一 代 标 准，一 般 称 为 G e n l协 议。A Genl协 议 有 两 个 缺 陷,其 一 是 Class。和 C 1 a s s l协 议 互 不 兼 容，并 且 与 I S O 不 兼 容。其 二 是 它 们 不 能 做 到 全 球 通 用;例 如,Cla s sO发

26、射 信 号 时 使 用 一 种 频 率，而 接 受 信 号 时 用 另 一 种 不 同 频 率，这 也 不 符 合 欧 洲 的 标 准。2 0 2 3 年，EPCglobal开 始 着 手 第 二 代 协 议(G en 2)的 开 发，与 G e n l不 同，这 个 协 议 使 得 EPC标 准 将 更 加 接 近 I S 0 标 准。202 3 年 12月，EPC g loba又 通 过 了 Gen2。这 样 G en 2和 I S O 标 准 同 时 成 为 R F ID产 品 厂 家 的 标 准。AGen 2 虽 然 接 近 了 ISO,但 是，关 于 A F I却 与 I S O 不

27、 同。所 有 的 ISO标 准 都 有 AF I,这 是 一 个 8bit的 编 码，用 来 辨 认 标 签 源 码,来 防 止 EPC g lo b a l对 标 准 的 垄 断。但 是，生 产 商 已 经 开 始 用 G en 2 标 准 来 生 产 产 品，这 将 在 供 应 链 中 形 成 全 球 使 用 G e n 2 的 趋 势。A E P C的 Gen2标 准 于 2 0 2 3 年 3 月 得 到 ISO的 批 准 认 可，纳 入 I S O 标 准 体 系；相 应 标 准 为 IS 0 18000-6 C。2.2 实 验 二 Gen 2协 议 下 标 签 读 写 实 验 一、

28、实 验 目 的 本 实 验 熟 悉 G e n 2 协 议 标 签 数 据 的 读 取 和 写 入 过 程。二、实 验 器 材 1.RFID实 验 箱 一 套 2.超 高 频 RFID标 签 一 只 3.计 算 机 一 台 三、实 验 内 容R FID标 签 重 要 用 于 存 储 数 据；本 实 验 通 过 读 写 器 控 制 软 件 控 制 R F I D 读 写 器 对 超 高 频 R FID标 签 进 行 读 取 操 作，同 时 对 E P C数 据 进 行 改 写 操 作。四、实 验 环 节 1.启 动 读 写 器 打 开 R F ID实 验 箱，连 接 好 实 验 箱 和 电 脑，

29、将 超 高 频 天 线 固 定 在 超 高 频 读 写 器 的 天 线 端 口 上，启 动 电 源。2.放 置 标 签 取 一 只 标 签，放 置 在 超 高 频 读 写 器 天 线 上。3.系 统 设 立 打 开 读 写 器 控 制 软 件，设 立 好 读 写 器 的 相 关 的 参 数。如 图 所 示。4.读 取 标 签 主 界 面 上 显 示 读 写 器 基 本 信 息，鼠 标 选 中 该 读 写 器，鼠 标 右 击、点 击 S ta r tSea n 则 开 始 读 取 标 签，如 图 所 示:点 击 上 图 中 的 标 签 号，弹 出 标 签 参 数 设 立 窗 口，该 窗 口 可

30、针 对 标 签 进 行 操 作，如 图 所 示:5.修 改 标 签 EPC信 息 在 上 图 界 面 上 点 击 Set E P C按 钮，出 现 EPC修 改 界 面 如 图 所 示，输 入 E PC长 度 和 新 的 EPC,点 击。k:*RFID R eader SuiteContrd HelpRFID Reader SuiteReader_B UHF 00-00-00-00Illi Reader InformationDifferent TagsRead CountReads per second占 OO-O1-O3-O4-CD-CDRead CountS RSSI:Channel Q

31、Channel IScanS ta rt Scan阻，re IX)Tasl O Clear O fflin e Reader 小 开 始|回 迎 R F I D.d o o|圆 基 砧 实 验|叁 计 篁 机 号|RFIDRMder|R F ID R e a d e|。8 Tag Se 11 0 5et EPC D ia lo g虚 昌 5 寸)王 O0:576.设 立 标 签 密 码 类 似 环 节 5,在 界 面 中 点 击 Set P assw o r d 按 钮，可 对 标 签 的 访 问 密 码 进 行 设 立。画 W O-0-察 I电。flB-20120315.doc E 祗 0-

32、Microsoft Wod o S3文 件 3 人 制 小 四 A，A Aa，/笠 囚 三 7 三 青 至 X-21 r AaB bC cD dE AaBbCcD A a B b(,公 的 祐 产；叵|/口 心 力 1-A-A=尊 苗 桂 金 一,m蝎 表 同 反 吟 V 更 干 式 干 8渤 困 g*字 体 G 段 苒 样 式 G550:25/139|卒 38,404|中 文（中 国）|福 人|同 单 星 3 s 100%i U g雇 刑 M 国 画 RRD.docx-|回 副|演 妣“|撇 域|U RFlD R M der|Q R F I D R M B.O l J H F T a g S

33、 e-|Q 5 e t P a w o c.虎 1:03五、知 识 学 习 G en2协 议 具 有 如 下 特 点：1.兼 容 性 C1G 2 标 准 综 合 考 虑 了 U H F频 段 R F ID在 全 球 的 分 布，合 用 谱 较 宽(8 6 0 MH z 9 6 0 M H z),符 合 各 国 U H F频 段 的 规 范，保 证 了 不 同 生 产 商 的 设 备 之 间 具 有 良 好 的 兼 容 性，也 保 证 了 EPCglobal网 络 系 统 中 的 不 同 组 件 之 间 的 协 调 工 作，从 而 推 动 C 1G 2标 准 R FID产 品 在 全 球 广 泛

34、 的 使 用。2.。开 放 性 C 1G 2标 准 对 E P C g lo b a 1成 员 和 签 订 了 EPCgloba 1 I P 协 议 的 单 位 免 收 专 利 费。在 标 准 的 制 定 过 程 中,BTG、A 1 i e n 和 Matri c s 等 6 0 余 家 RF I D公 司 签 署 了 EPCglobal无 特 权 许 可 协 议，鼓 励 C 1G 2标 准 的 免 版 税 使 用，这 将 有 助 于 R F ID产 品 的 市 场 推 广。3.安 全 性安 全 和 隐 私 一 直 是 RFID产 品 所 关 注 的 问 题 之 一。C1G 2 标 准 在 芯

35、 片 中 具 有 特 定 的 口 令，可 以 有 效 地 防 止 芯 片 被 非 法 读 取。同 时 C1G2采 用 简 朴 的 安 全 加 密 算 法，协 议 允 许 两 个 3 2 位 的 密 码，一 个 密 码(acces s p a ssword)用 来 控 制 标 签 的 读 写 权，在 读 写 器 与 标 签 的 通 信 中 采 用 加 密 保 证，使 读 取 信 息 的 过 程 中，不 会 把 敏 感 数 据 扩 散 出 去;另 一 个 密 码(k ill passw ord)用 来 控 制 标 签 的 销 毁 权，采 用“灭 活”的 方 式(k i II),即 当 标 签 收

36、到 读 写 器 的 有 效 灭 活 指 令 后,标 签 自 行 永 久 销 毁。4.可 靠 性 标 签 具 有 高 辨 认 率，在 较 远 的 距 离 测 试 具 有 近 1 00%的 读 取 率;允 许 标 签 延 时 后 进 入 识 读 区 仍 能 被 读 取，这 是 G e n-1标 签 所 不 能 达 成 的;抗 干 扰 性 强,更 广 泛 的 频 谱 与 射 频 分 布 提 高 了 U H F的 频 率 调 制 性 能，减 少 了 与 其 他 无 线 设 备 之 间 的 干 扰。5.。读 取 速 度 C1G2标 准 采 用 基 于 A 1 oha防 碰 撞 算 法，能 快 速 适 应

37、 标 签 数 量 的 变 化,在 阅 读 批 量 标 签 时 能 避 免 反 复 阅 读。其 标 签 阅 读 速 度 是 第 一 代 E P C标 准 的 1 0倍，可 以 满 足 高 速 自 动 作 业 需 要，适 应 大 批 量 标 签 阅 读 应 用 场 合。6.。实 用 性 C1G 2 标 签 的 芯 片 尺 寸 可 以 缩 小 到 之 前 版 本 的 一 半 到 三 分 之 一，减 少 了 RFI D 标 签 的 制 导 致 本，从 而 进 一 步 扩 大 了 它 的 使 用 范 围，满 足 了 多 种 应 用 场 合 的 需 要。标 签 的 存 储 能 力 也 得 到 了 增 长，

38、芯 片 中 有 9 6位 的 存 储 空 间，可 满 足 各 种 RF ID应 用 对 数 据 存 储 的 需 要。7无 线 接 口 C1G 2 标 准 采 用 了 适 合 标 签 工 作 的 数 据 编 码 和 调 制 方 式，即 下 行 链 路(读 写 器 到 标 签)采 用 P I E(Pu 1 se-Interval Enco d in g)编 码 的 AS K调 制，上 行 链 路(标 签 到 读 写 器)采 用 M i l l e r 编 码 的 副 载 波 调 制 或 FM 0编 码 的 ASK调 制。C 1G 2空 中 接 口 协 议 位 于 EPCglob a l协 议 簇

39、架 构 框 架 最 底 层，协 议 规 定 了标 签 和 读 写 器 的 接 口，扮 演 者 R F I D 射 频 通 信 基 础 角 色。C 1 G 2物 理 层 涉 及 前 向 信 道 和 反 向 信 道 两 个 部 分。一 方 面 读 写 器 向 标 签 发 出 经 DSB-ASK,S S B-A S K或 P R-A S K射 频 调 制 的 信 息，信 息 的 编 码 方 式 是 P I E,标 签 从 同 样 载 波 的 连 续 波 CW 中 获 取 能 量；然 后，标 签 通 过 反 向 散 射 调 制 该 载 波 的 幅 度 或 相 位 来 向 读 写 器 返 回 信 息，信

40、 息 编 码 的 格 式 由 读 写 器 命 令 参 数 决 定，可 以 是 F M O 或 Mill e r 副 载 波。标 签-读 写 器 通 信 的 过 程 是 半 双 工 的。C 1 G 2标 签 辨 认 层 涉 及 三 个 读 写 器 操 作，分 别 是 Selects In v e n to ry Acc e ss,标 签 以 状 态 机 方 式 工 作。Selec t 操 作 的 意 义 是 根 据 用 户 定 义 的 条 件 挑 选 出 某 个 特 定 的 标 签 群 作 为 下 一 步 操 作 的 对 象;Inv e rtor y 是 指 对 标 签 的 辨 认，即 通 过

41、向 标 签 群 发 出 Q u e r y,单 个 标 签 应 答 自 己 的 E P C,一 个 I nven t o r y 周 期 涉 及 若 干 个 回 合 和 命 令，最 终 所 有 标 签 均 被 辨 认;A c c e s s 是 指 对 单 个 标 签 的 操 作,涉 及 对 它 的 读 写，在 操 作 之 前 标 签 必 须 先 被 辨 认。2.3 实 验 三 读 写 器 功 率 对 标 签 读 取 距 离 影 响 实 验 一、实 验 目 的 本 实 验 引 导 实 验 者 改 变 RFID读 写 器 的 读 功 率，从 而 改 变 R F I D 读 写 器 对 RFID标

42、 签 读 取 的 距 离。以 实 验 的 方 式 让 参 与 者 了 解 读 写 器 发 射 功 率 对 RFID标 签 读 取 距 离 的 影 响。二、实 验 器 材 1.R F ID实 验 箱 2.R F ID标 签 五 张 3.计 算 机 一 台 三、实 验 内 容改 变 RFID读 写 器 的 读 功 率，从 而 改 变 RF I D 读 写 器 对 RFID标 签 读 取 的 距 离。四、实 验 环 节 1.启 动 读 写 器 打 开 RFID实 验 箱，连 接 好 实 验 箱 和 电 脑,启 动 电 源。2.放 置 标 签 取 出 标 签 一 张,放 置 在 超 高 频 读 写 器

43、 天 线 上。3.系 统 设 立 打 开 读 写 器 后 台 控 制 软 件,RFID读 写 器 后 台 控 制 软 件 和 RFID读 写 器 连 接 成 功 后，选 中 标 签,将 读 写 器 的 功 率 参 数（。utput lev el）设 立 为 T 9,此 设 立 相 应 的 含 义 为 读 写 器 输 出 功 率 在 最 大 输 出 功 率 的 基 础 上 衰 减 了 19dB.o如 图 所 示：4.测 量 距 离 移 动 标 签 远 离 天 线，改 变 RFID标 签 平 面 与 RFID读 写 器 天 线 之 间 的 垂 直 距 离,直 到 R F I D读 写 器 刚 好

44、可 以 读 到 RF ID标 签,此 时 标 签 到 读 写 器 天 线 之 间 的 距 离 即 最 大 读 取 距 离；测 量 最 大 读 取 距 离（单 位 为 c m）,将 该 数 据 记 录 在 表 3 1 中；5.更 改 功 率 依 次 将 o u t p u t 1 e v e l更 改 为 T 5,T O,-5,0,反 复 环 节 4,并 将 所 有 测 得 的 距 离 记 录 在 3-1中。6.更 改 标 签 依 次 将 不 同 型 号 的 标 签 放 在 读 写 器 前，反 复 25 环 节，并 将 所 有 测 得 的 数 据 记 录 在 表 3-1中。五、实 验 结 果 表

45、 3-1 RFID读 写 器 功 率 的 改 变 对 R F I D标 签 读 取 距 离 的 影 响 登 记 表 序 号 标 签 型 号-1 9（读 取 距 离 cm）-1 5（读 取 距 离 cm）-1 0（读 取 距 离 c m）-5（读 取 距 离 c m）0（读 取 距 离 c m）1IS O-1 8 0 0 0-6C63.7 34 29.7 28 26.3六、知 识 学 习 阅 读 器 到 RFID标 签 的 能 量 传 输 1、4、5R F ID 标 签 依 靠 天 线 与 电 磁 波 耦 合 获 得 能 量，当 所 处 的 能 量 场 足 够 大 时 芯 片 即 可 工 作。读

46、 到 标 签 本 质 上 涉 及 两 个 要 素：一 是 标 签 芯 片 可 以 获 得 足 够 的 能 量 从 而 维 持 工 作 状 态,并 发 出 响 应 信 号，二 是 读 写 器 接 受 到 标 签 发 出 的 信 号 并 可 以 解 析 信 号。类 似 于 A,B 两 个 人 对 话 可 以 成 功 的 条 件 是 A发 言 B可 以 听 到 且 B听 到 后 回 话 A也 听 到。目 前 业 界 读 写 器 的 接 受 灵 敏 度 可 以 做 的 非 常 高，所 以 标 签 的 最 大 读 取 距 离 重 要 标 签 能 在 多 大 的 距 离 上 获 得 足 够 保 证 芯 片

47、 工 作 的 能 量。在 距 离 读 写 器 为 R的 R F I D标 签 处 的 入 射 波 功 率 密 度 为:PT XGT X E1RP4兀 即 4成 2其 中 当 为 读 写 器 的 发 射 功 率；为 发 射 天 线 的 增 益；R 是 标 签 到 阅 读 之 间 的 距 离;EIRP（Eq u iv a len t Isotr o pic Radiate d Powe r,等 效 各 向 同 性 辐 射 功 率）为 天 线 有 效 辐 射 功 率，指 读 写 器 发 射 功 率 和 天 线 增 益 的 乘 积。在 RFID标 签 和 发 射 天 线 最 佳 对 准 和 对 的 极

48、 化 时，RF I D 标 签 可 吸 取 的 最 大 功 率 与 入 射 波 的 功 率 密 度 S 成 正 比：其 中 A.=-4-万-C JT:桃 是 R F I D标 签 的 增 益。所 以 有 无 源 射 频 辨 认 系 统 中 R F I D 标 签 通 过 读 写 器 电 磁 场 供 电，RFID标 签 功 耗 越 大，读 写 距 离 越 短，性 能 越 差。RFID标 签 是 否 可 以 正 常 工 作 也 重 要 由 RFI D标 签 的 工 作 电 压 来 决 定，这 也 决 定 了 无 源 射 频 辨 认 系 统 的 辨 认 距 离。现 代 低 功 耗 IC设 计 技 术

49、 使 R F I D 标 签 自 身 的 功 耗 逐 步 减 少。目 前,典 型 的 低 功 耗 RF I D 标 签 工 作 电 压 在 1.2V左 右，RFI D 标 签 自 身 的 功 耗 可 以 低 至 5 0 口 甚 至 5 m。这 使 得 超 高 频 U H F 无 源 R F I D 标 签 的 辨 认 距 离 在 天 线 功 率 受 限 时 仍 可 达 成 1 0 m 以 o射 频 能 量 辐 射 与 距 离 的 关 系 如 图 32 所 示。POWER图 3-2 射 频 能 量 辐 射 与 距 离 的 关 系 2.4 实 验 四 读 写 器 频 率 对 标 签 读 取 距 离

50、 影 响 实 验 一、实 验 目 的 该 实 验 改 变 RFID读 写 器 的 工 作 频 率,此 时 RFID读 写 器 对 RFID标 签 读 取 的 距 离 会 受 影 响，从 这 一 过 程 中 让 实 验 者 了 解 到 读 功 率 对 RFI D 标 签 读 取 距 离 的 影 响。二、实 验 器 材 1.RFID实 验 箱 2.R F I D标 签 五 张 3.计 算 机 一 台 三、实 验 内 容改 变 RFID读 写 器 的 频 率，观 测 相 应 频 率 下 最 大 读 取 距 离 如 何 变 化。四、实 验 环 节 1.启 动 读 写 器 打 开 RFID实 验 箱，连