RFID原理与应用

宝鸡文理学院计算机学院

RFID原理与应用

课程设计报告

设计题目: 食品溯源系统

班级: 物联网工程1班

姓名: 李江（201296074040）

喻晓（201296074036）

王雨欣（201296074019）

拓雪梅（201296074012）指导教师: 张鹏程任晓莉卢少娜

2014年12月31日

目录

一、课程设计概述 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2 设计目的 (1)

1.3 设计原理 (1)

1.4 设计思想 (2)

二、案例实验实施分工 (2)

三、需求分析 (2)

3.1需要说明摘要 (2)

3.2项目背景介绍 (3)

3.3功能需求 (3)

四、硬件设计 (3)

4.1网关简介 (3)

4.2 UHF900M 读写器简介 (4)

4.3 900MHz 标签简介 (6)

五、环境搭建 (7)

5.1主机配置最低要求 (7)

5.2虚拟机安装 (7)

5.3交叉编译环境配置 (8)

六、数据库设计 (9)

6.1数据库设计 (9)

6.2 Web 数据库接口设计 (10)

6.2.1 product 模块调用说明 (11)

6.2.2 producer 模块调用说明 (13)

6.2.3 level 模块调用说明 (14)

6.2.4 storage 模块调用说明 (15)

6.2.5 market 模块调用说明 (16)

七、软件设计 (17)

7.1 功能结构图 (17)

7.2 系统流程图 (18)

7.3 基于 Web 服务器的数据库管理 (19)

7.4 挂钩（标签初始化）程序 (25)

7.5分级和仓储程序 (27)

7.6分销 (31)

7.7查询终端 (35)

八、功能测试及作品发布 (41)

九、结论与体会 (44)

参考文献 (45)

一、课程设计概述

1.1 课题背景

在现代食品工业生产当中，从生产到销售的最终环节，经历了加工、运输、存储，任何一个环节有漏洞都有可能是食品处于不安全的状态，RFID食品溯源系统可以为终端消费者提供产品安全报告、经销商提供有效的供货资讯建议、为生产者提供经销商分析报告，由于RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，结合有效的数据库系统及网络系统可以实现全球范围内的视频跟踪与信息查询服务，由于RFID食品溯源技术无需人工干预，对应用环境要求低、数据可加密，存储信息可更改，因此可以为食品溯源行业带来本质的变化。

1.2 设计目的

在我国，要落实食品安全法的要求，对食品安全切实做到无缝隙、不间断监管，就必须健全完善安全可追溯体系。食品溯源的好处，事后反馈，找出质量问题所在，追责、持续改进；监督预防，追溯体系可对每个关键环节进行监控与记录，一定程度上杜绝违法行为的发生。售后服务，百姓购买食品时可进行追溯查询，判断食品真假；快速召回，当食品出现质量问题时，可快速确定召回范围、影响大小，快速处理应对。这样才能保障人民群众的身体健康和生命安全，才能保障我国食品行业的蓬勃发展，才能更好地推进经济发展方式的转变，更好地服务经济社会又好又快发展，促进社会稳定和谐。

1.3 设计原理

RFID又称为电子标签，作为一种非接触式的自动识别和数据采集技术，它是当前最先进的自动识别技术。相比于一些常用的技术，如：条形码、磁卡、IC 卡，RFID卡信息载体较小、成本低、承载信息量大、可通过无线方式进行读写操作、保密性好、并且寿命较长，是实现物品管理信息化的理想数据采集媒介。

RFID是一个简单的无线系统，由电子标签、阅读器和天线三部分构成。标

签部分是一个做识别用的部分。由供电方式可分为有源标签、无源标签和半有源标签三种。阅读器主要由控制模块和射频模块组成。天线是阅读器、标签信号和能量传递的中介，负责以一定的辐射范围和角度向外发送和接受电磁信号。阅读器和标签的所有操作都由软件系统来完成。

1.4 设计思想

本系统全面包含商品的生产、分级、仓储、销售过程的完整数据，让用户能够随时查看商品的信息，为商家提供完善的商品管理流程

本系统主要有以下五部分组成：

（1）基于 Web 服务器的数据库管理

（2）挂钩（标签初始化）程序

（3）分级和仓储程序

（4）分销

（5）查询终端

二、案例实验实施分工

姓名职责

李江对整个系统的总体设计，编写部分代码以及项目分工

拓雪梅编写挂钩模块、查询终端模块、分销模块以及数据库的搭建喻晓编写文档、文档格式修改及QT相关工作和开发板的链接王雨欣主要负责PPT的制作以及帮助组长完成硬件工作的实施

三、需求分析

3.1需要说明摘要

1、食品溯源系统的主要作用

2、齐全、准确地找出本系统全部的功能、性能、限制

3、找出全部的输入流、输出流

4、找出所有的加工

3.2项目背景介绍

RFID食品追溯管理系统将利用先进的RFID技术并依托网络技术及数据库技术，实现信息融合、查询、监控，为没一个生产阶段以及分销到最终消费领域的过程中提供对每件货品的安全性、食品成分来源及库存控制的合理决策，实现食品安全预警机制。食品从农场到餐桌通常都要经过饲养、生产、加工、流通等多个环节的传递，现在使用RFID技术将会确保在食品的生产、加工、流通等各环节高质量的食品信息及数据交流，促进食品质量的提高，增加食品的国际竞争力。

3.3功能需求

挂钩（标签初始化）程序:模拟商品生产的过程

分级和仓储程序:模拟商品生产之后被分级并入库存储的过程

分销程序:模拟商品出库进入市场分销的过程

查询终端程序:模拟最终市场内用户溯源查询过程

四、硬件设计

本项目采用凌阳公司生产的RFID实验箱，用UHF900M 读写器对标签进行读写，在PC机上安装Qt-creator软件，编写上位机软件，上位机通过串口发送读取指令给UHF900M阅读器，通过网线读取存放在网关上的数据库信息，返回给上位机。

4.1网关简介

Cortex-A8处理器是ARM的第一款超标量处理器，具有提高代码密度和性能的技术，用于多媒体和信号处理的NEON?技术，以及用于高效地支持预编译和即时编译Java及其他字节码语言的Jazelle®运行时编译目标（RCT）技术。为加快各大公司和厂商基于Cortex-A8处理器的产品上市，安赛卓尔电子科技推

出的Cortex-A8工业开发板经国内多家厂商的使用，已在工业控制、医疗电子、节能环保、智能交通、能源节能、电力系统、通讯系统、纺织行业、数控行业、汽车电子、工业触摸屏控制系统、机器人视觉、媒体处理无线应用、数字家电、车载设备、通信设备、网络终端等环境恶劣场合广泛应。实验箱硬件结构图如图1所示。

图 1 实验箱硬件结构图

4.2 UHF900M 读写器简介

UHF（Ultra High Frequency），指超高频。UHF900M 读写器指工作在902~928MHZ 频段的一类远距离读卡设备。本实验箱配置的900MHz 读写器读取距离为0-2 米，最大功耗5W，支持ISO-18000-6C（EPC G2）或ISO-18000-6B 协议，支持单卡读取和多卡读取，具备Wiegand26\34\42、RS232、RS485 数据接口。读写器如图2所示。

图2 读写器

// 选择900M读写器

RFIDChannelMan::setChannel(RFIDChannelMan::ChannelUHF900M); rfid = new UHF900MLowLevelOperation(this);

connect(rfid, SIGNAL(opTimeout()),

this, SLOT(onOpTimeout()));

connect(rfid, SIGNAL(cardDataReaded(bool,QByteArray)),

this, SLOT(onCardDataReaded(bool,QByteArray)));

connect(rfid, SIGNAL(cardDataWrited(bool)),

this, SLOT(onCardDataWrited(bool)));

connect(rfid, SIGNAL(settingReaded(bool)),

this, SLOT(onSettingReaded(bool)));

connect(rfid, SIGNAL(settingWritten(bool)),

this, SLOT(onSettingWritten(bool)));

// 启动900M读写器

#ifndef _WIN32

rfid->start("/dev/s3c2410_serial2");

#else

rfid->start("COM4");

#endif

4.3 900MHz 标签简介

（1）900MHz标签内部的数据区域共分为四个独立的存储区域,如表1所示。

表1 数据区域

MemBank 名称用途

00 保留区存储Kill Password（灭活口令）和Access Password

（访问口令）

01 EPC区存储 EPC 号码存储 EPC 号码

10 TID区存储标签识别号码，每个TID 号码应该是唯一的

11 用户区存储用户定义的数据

每个存储区域都是以字（2 字节）为基本单位进行寻址，当选择不同的数据区域时，其可用的地址范围有所不同：

保留区：大小为4字，地址范围为0~3；

EPC 区：大小为8字，但只有2~7的地址可以操作；

TID 区：只能读，不能写，大小为8字，地址范围为0~7；

用户区：大小为32字，地址范围为0~31。

（2）电子标签内数据存储格式

在本实验中，利用 900M电子标签的用户区域来保存商品生产销售过程中各个环节的信息。用户区域共计 32 个字，在本实验中，使用到了其中的 15 个字来保存溯源信息，从用户区域的 0 地址开始，各个部分的存储信息格式如表1电子标签内数据格式，如表2所示。

表2 电子标签内数据格式

名称长度（字）说明

flag 1 固定为0x5555，用于判断标

签是否被初始化过

product 1 商品类型编码

producer 1 产地编码

level 1 商品等级编码

storage 1 商品存储的仓库编码

market 1 分销商编码

produceDate 2 生产日期

levelDate 2 商品被分级的日期

storageDate 2 商品被入库存储的日期

marketDate 2 商品被分销到分销商的日期expirationDate 1 保质期（单位：天）

可以看出，商品生产销售过程中的各个环节在电子标签中都是以编码的形式来保存，具体代表的含义，则需要通过数据库来查询获得。

五、环境搭建

本项目开发采用宿主机和寄生机联合调试的方法，宿主机上安装虚拟机VMware-player-3.1.0-261024.exe，Linux操作系统采用Ubuntu10.10，交叉编译工具下载安装arm-linux-gcc，版本4.4.1。

5.1主机配置最低要求

CPU：高于奔腾500M，推荐高于奔腾1.0G；

内存：大于256M，推荐512M；

硬盘：大于10G，推荐高于40G。

5.2虚拟机安装

1、双击VMware-player-3.1.0-261024.exe，显示安装VMware Player对话框，点击“Next”,接下来等待安装结束后，系统弹出安装完毕对话框，选择“Restart Now”；至此虚拟机安装完毕。

2、在虚拟机中安装Ubuntu 10.10

（1）打开虚拟机;

（2）点击“Open a Virtual Machine”，选择已经配置过的Ubuntu系统，将Ubuntu 10.10.v4.7z解压至PC相应磁盘中，选择.vmx文件，打开返回到虚拟机主界面；点击“Play virtual machine”，即可打开PC机Ubuntu操作系统，进

行程序开发；

（3）等待片刻，开机后出现登录界面，点击选择“UNSP”用户，并输入密码“111111”,登录到系统，如图3所示。

图3 虚拟机登陆界面

5.3交叉编译环境配置

1) 在/usr/local/下建立交叉编译器的安装目录arm：

sudo mkdir /usr/local/arm

2)将下载的交叉编译器包解压到/usr/local/arm目录下：

sudo tar jxvf cross-4.2.2-eabi.tar.bz2 -C /usr/local/arm/

3)解压成功后，修改PA TH环境变量：

sudo vim /etc/profile

在文件为加入交叉编译器arm-linux-所在的路径：

export PATH=$PA TH:/usr/local/arm/4.2.2-eabi/usr/bin

然后退出vim。

4) 更新一下配置文件/etc/profile：

source /etc/profile

5)检测是否安装成功：

现在就可以使用交叉编译器了，写一个测试程序helloworld，交叉编译下，看是否能在开发板上运行。

i. 交叉编译测试程序

arm-linux-gcc helloworld.c -o helloworld

ii.把生成的可执行文件helloworld复制到NFS的挂载目录下：

sudo cp ./helloworld /nfsboot

注意：本实验中开发板使用NFS挂载rootfs，nfsboot是NFS的挂载目录。

iii.在超级终端上运行：

./helloworld

执行结果：

开发板环境设置：

（1）打开超级终端等开发板启动后，输入用户名root，密码111111，登录。并配置网络环境

#cd /etc/sysconfig/network-scripts

#vi cfcfg-eth0

（2）配置IP地址、网关及子网掩码，保存并退出。

六、数据库设计

在本项目中数据库的管理采用 Web 方式来实现，是因为电子标签内存储的数据量有限，无法将完整的生产销售过程中的所有信息存储，所以，需要以编号的方式来存储关键信息，而这些编号对应的具体含义需要以数据库来记录。而在整个生产销售过程中，各个过程的程序相对独立，采用Web 方式对数据库进行统一管理有助于统一各个环节的数据。

6.1数据库设计

在本系统中，数据库共包含五张表，其名称和作用如下表所示。

表3 食品溯源系统数据表

表名作用说明

tbl_trace_product 食品类型表用于记录食品的

种类和默认保质期

tbl_trace_producer 产地表用于记录产地信息

tbl_trace_level 分级表用于记录分级信息

tbl_trace_storage 仓库表用于记录仓库信息

tbl_trace_market 分销商表用于记录分销商信息

表4 tbl_trace_product 表结构

列名类型说明

id 自动增加的整数主键

name 文本，非空用于保存食品名称

expiration 整数，非空保存食品的默认保质期，单位为天

表5 tbl_trace_producer 表结构

列名类型说明

id 自动增加的整数主键

name 文本，非空用于保存产地名称

表6 tbl_trace_level 表结构

列名类型说明

id 自动增加的整数主键

name 文本，非空用于保存产品等级名称

表7 tbl_trace_storage 表结构

列名类型说明

id 自动增加的整数主键

name 文本，非空用于保存仓库的名称

表8 tbl_trace_market

列名类型说明

id 自动增加的整数主键

name 文本，非空用于保存分销商的名称针对数据库的操作均由 Web 程序来完成，这些程序需要在 Web 服务器的环境下运行。其他程序可使用 HTTP 协议对其进行调用，这些接口的调用说明如下

6.2 Web 数据库接口设计

使用 PHP 语言实现了这些调用接口，所有调用接口均通过 control.php，

这个 uri 来实现。这些调用接口位于范例代码的 00_TraceBackServer 内。其调用的基本规则为：

【接口地址】 control.php

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】用来调用指定模块中指定的方法

【表单参数】 module，必须，用来指定调用的模块，本实验代码中提供的模块参见表 8

method，必须，用来指定调用模块中的方法的名字，详细参考后续说明，其他，依据被调用的方法的不同而不同

【返回值】 json 格式的字符串

【说明】这个接口是本系统中所有 Web 调用接口的入口。另外需要注意的是，表单参数中，除了 module 和 method 之外，其他参数的数量以及传递顺序，必须遵循被调用方法的说明。调用模块列表.如表9所示。

表 9 调用模块列表

模块名功能

product 用于实现对食品类型表的管理

producer 用于实现对产地表的管理

level 用于实现对分级表的管理

storage 用于实现对仓库表的管理

market 用于实现对分销商表的管理

6.2.1 product 模块调用说明

product 模块用于实现对食品类型表的管理的功能。在本模块中，提供了下面的调用方法：

【接口地址】 control.php?module=product&method=query

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询食品类型列表

【表单参数】 id，可选，如果存在该参数并且不为空，则表示查询指定编号的食品类型信息，否则，则返回数据库中所有的食品类型信息

【返回值】 json格式的数组，数组中的每一个单元代表了一个食品类型的信息，其定义如表10所示。

表 10 食品类型 json 对象成员列表

成员名类型说明

id 整数数据库中的索引序

号

name 字符串食品类型名称

expiration 整数食品类型对应的默

认的保质期（单位：天）【接口地址】 control.php?module=product&method=nameOf

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询某个编号的食品类型的名称

【表单参数】 id，必须，用于指定食品类型在数据库中的索引编号

【返回值】字符串，表示该编号对应的食品类型名称，如果不存在则返回空字符串。

【接口地址】 control.php?module=product&method=expirationOf

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询某个编号的食品类型的默认保质期

【表单参数】 id，必须，用于指定食品类型在数据库中的索引编号

【返回值】字符串，表示该编号对应的食品类型的默认保质期，如果不存在则返回空字符串

【接口地址】 control.php?module=product&method=add

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】向数据库中添加一种食品类型

【表单参数】 name，必须，用来指定食品类型的名称

expiration，可选，用来指定该食品类型的默认保质期

【返回值】 true 或 false

【接口地址】 control.php?module=product&method=remove

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】删除某个食品类型

【表单参数】 id，必须，用来指定被删除的食品类型数据库中的索引编号【返回值】 true 或 false

6.2.2 producer 模块调用说明

producer 模块用于实现对产地表的管理的功能。在本模块中，提供了下面的调用方法：

【接口地址】 control.php?module=producer&method=query

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询产地列表

【表单参数】 id，可选，如果存在该参数并且不为空，则表示查询指定编号的产地的信息，否则，则返回数据库中所有的产地信息

【返回值】 json格式的数组，数组中的每一个单元代表了一个产地的信息，其定义如表11所示。

表11 产地 json 对象成员列表

成员名类型说明

id 整数数据库中的索引序号

name 字符串产地名称【接口地址】 control.php?module=producer&method=nameOf

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询某个编号的产地的名称

【表单参数】 id，必须，用于指定在数据库中的索引编号

【返回值】字符串，该编号对应的产地的名称，如果不存在则返回空字符串【接口地址】 control.php?module=producer&method=add

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】向数据库中添加一个产地

【表单参数】 name，必须，用来指定产地的名称

【返回值】 true 或 false

【接口地址】 control.php?module=product&method=remove

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】删除某个产地

【表单参数】 id，必须，用来指定被删除的产地在数据库中的索引编号【返回值】 true 或 false

6.2.3 level 模块调用说明

level 模块用于实现对分级表的管理的功能。在本模块中，提供了下面的调用方法：

【接口地址】 control.php?module=level&method=query

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询分级信息列表

【表单参数】 id，可选，如果存在该参数并且不为空，则表示查询指定编号的分级的信息，否则，则返回数据库中所有的分级信息

【返回值】 json格式的数组，数组中的每一个单元代表了一个分级的信息，其定义如表12所示。

表12 分级 json 对象成员列表

成员名类型说明

id 整数数据库中的索引序号

name 字符串分级名称【接口地址】 control.php?module=level&method=nameOf

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询某个编号的分级的名称

【表单参数】 id，必须，用于指定在数据库中的索引编号

【返回值】字符串，该编号对应的分级的名称，如果不存在则返回空字符串【接口地址】 control.php?module=level&method=add

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】向数据库中添加一个分级信息

【表单参数】 name，必须，用来指定分级的名称

【返回值】 true 或 false

【接口地址】 control.php?module=level&method=remove

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】删除某个分级类型

【表单参数】 id，必须，用来指定被删除的分级在数据库中的索引编号【返回值】 true 或 false

6.2.4 storage 模块调用说明

storage 模块用于实现对仓库表的管理的功能。在本模块中，提供了下面的调用方法：

【接口地址】 control.php?module=storage&method=query

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询仓库信息列表

【表单参数】 id，可选，如果存在该参数并且不为空，则表示查询指定编号的仓库的信息，否则，则返回数据库中所有的仓库信息

【返回值】 json格式的数组，数组中的每一个单元代表了一个仓库的信息，其定义如表13所示。

表13 仓库 json 对象成员列表

成员名类型说明

id 整数数据库中的索引序号

name 字符串仓库名称【接口地址】 control.php?module=storage&method=nameOf

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询某个编号的仓库的名称

【表单参数】 id，必须，用于指定在数据库中的索引编号

【返回值】字符串，该编号对应的仓库的名称，如果不存在则返回空字符串【接口地址】 control.php?module=storage&method=add

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】向数据库中添加一个仓库信息

【表单参数】 name，必须，用来指定仓库的名称

【返回值】 true 或 false

【接口地址】 control.php?module=storage&method=remove

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】删除某个仓库

【表单参数】 id，必须，用来指定被删除的仓库在数据库中的索引编号【返回值】 true 或 false

6.2.5 market 模块调用说明

market 模块用于实现对分销商表的管理的功能。在本模块中，提供了下面的调用方法：

【接口地址】 control.php?module=market&method=query

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询分销商信息列表

【表单参数】 id，可选，如果存在该参数并且不为空，则表示查询指定编号的分销商的信息，否则，则返回数据库中所有的分销商信息【返回值】json格式的数组，数组中的每一个单元代表了一个分销商的信息，其定义如表14所示。

表14 分销商 json 对象成员列表

成员名类型说明

id 整数数据库中的索引序号

name 字符串分销商名称【接口地址】 control.php?module=market&method=nameOf

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】查询某个编号的分销商的名称

【表单参数】 id，必须，用于指定在数据库中的索引编号

【返回值】字符串该编号对应的分销商的名称，如果不存在则返回空字符串【接口地址】 control.php?module=market&method=add

【调用方式】 GET 或 POST

【功能】向数据库中添加一个分销商的信息

【表单参数】 name，必须，用来指定分销商的名称

【返回值】 true 或 false

【接口地址】 control.php?module=market&method=remove 【调用方式】 GET 或 POST 【功能】删除某个分销商

【表单参数】 id ，必须，用来指定被删除的分销商在数据库中的索引编号 【返回值】 true 或 false

七、软件设计 7.1 功能结构图

本系统主要有以下五部分组成：

基于WEB 服务器的数据库管理 挂钩程序 分级和仓储 分销 终端查询

各部分功能划分如图4所示：

图4 功能结构图

食品溯源系统

数据库管理

挂钩程序

分级和仓储

分销 查询终端

创建

修改

添加

删除

数据库管理 挂钩程序 分级和仓储 分销 查询终

对产品分级

为产品选择 仓库

模拟商品出入库

对标签信息进行查询

RFID原理和应用课程复习提纲

RFID原理和应用课程复习提纲 第一章 1、什么是RFID? 无线射频识别作为一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。 2、RFID技术特点 1快速扫描2体积小型化、形状多样化3抗污染能力和耐久性4可重复使用5穿透性和无屏障阅读6数据的记忆容量大7安全性 3、RFID系统的组成：RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID 中间件和应用系统软件4部分构成。 4、阅读器的构成以及各部分的功能组成：射频接口、逻辑控制单元和天线 天线：天线是一种能将接受到的电磁波转换为电流信号，或将电流信号转换为电磁波发射出去的装置。 射频接口模块：1产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量2对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签 3接受并调制来自电子标签的射频信号 逻辑控制模块：1与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送来的指令2控制阅读器与电子标签的通信过程3信号的编码

与解码4对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密5执行防碰撞算法6对阅读器和标签的身份进行验证 5、电子标签分类、组成及各组成部分功能 根据工作原理的不同，电子标签分为利用物理效应进行工作的数据载体和以电子电路为理论基础的数据载体 6、RFID中间件的主要功能 1阅读器协调控制2数据过滤与处理3数据路由与集成4进程管理 7、RFID系统能量耦合方式和数据传输原理 根据射频识别系统作用距离的远近情况，标签天线与读写器天线之间的耦合可以分为密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统三类。数据传输原理P10 8、RFID系统的工作原理 阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流，获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息，经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性，只对合法标签进行相关处理，通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作; 9、RFID系统的性能指标

RFID原理及应用复习(附答案)

RFID原理及应用复习 一、判断 1．RFID是Radio Frequency Identification 的缩写，即无线射频识别。（yes） 2．物联网的感知层主要包括：二维码标签、读写器、 RFD标签、摄像头、GPS传感器、 M-M终端。（no） 3．,125kHz,433MHz都是RFID系统典型的工作频率（yes）4．在物联网节点之间做通信的时候，通信频率越高，意味着传输距离越远。( no ) 5．物联网标准体系可以根据物联网技术体系的框架进行划分，即分为感知延伸层标准、网络层标准、应用层标准和共性支撑标准。（yes） 6．在物联网中，系统可以自动的、实时的对物体进行识别、追踪和监控，但不可以触发相应的事件。( no ) 7．物联网共性支撑技术是不属于网络某个特定的层面，而是与网络的每层都有关系，主要包括：网络架构、标识解析、网络管理、安全、QoS等。（yes） 8．物联网中间件平台：用于支撑泛在应用的其他平台，例如封装

和抽象网络和业务能力，向应用提供统一开放的接口等。（yes）9．RFID拥有耐环境性，穿透性，形状容易小型化和多样化等特性（yes） 10．物联网信息开放平台：将各种信息和数据进行统一汇聚、整合、分类和交换，并在安全范围内开放给各种应用服务。（yes） 二、不定项选择题 1. 物联网的基本架构不包括（CD）。 A、感知层 B、传输层 C、数据层 D、会话层 2．物联网节点之间的无线通信，一般不会受到下列因素的影响。( D ) A、节点能量 B、障碍物 C、天气 D、时间 3．下列哪项不是物联网的组成系统（B）。 A、 EPC编码体系 B、EPC解码体系 C、射频识别技术 D、EPC 信息网络系统 4. 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（B）。

RFID原理及应用6个实验

实验1实训与实践 1.5.1实训目的及要求 RFID已涉及人们日常生活的各个方面，并被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输管理等众多领域，如火车的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物品管理、流水线生产自动化、门禁系统、金融交易、仓储管理、畜牧管理、车辆防盗等。 1.实训目的 观察日常生活中的RFID 技术，思考和了解其系统构成与类型。 2.实训要求 观察日常生活中的RFID技术应用，并记录他们的使用具体情况，撰写观察实践分析报告。 1.5.2实训任务

实验2 实训项目 2.3.1实训目的及要求 1.实训目的 通过实训，掌握RFID读写器的接口类型及主要参数，能准确的进行RFID读写器与控制器或计算机进行互连，掌握RFID天线的基础知识，在安装部署RFID天线时能使RFID标签的读取率最高。 2.实训要求 能正确进行RFID读写器与控制器或计算机连接，能正确进行RFID天线连接与配置，提交实训报告。 2.3.4实训任务表 上网查询列举同功能设备相关参数公司名称及报价，完成下表。

实验3 实训与实践 3.8.1实训目的及要求 1.实训目的：通过实训，比较日常生活中应用的RFID技术，掌握RFID的标准。 2.实训要求：比较日常生活中应用的技术，如校园一卡通、公交卡、门禁卡、酒类仿伪卡、物流货品卡等。 3.所需仪器设备：高频RFID读写器4套，超高频RFID读写器4套，有源标签10张，无源标签10张，抗金属标签10张。 3.8.2实训任务 实训任务如表3-7所示。 填写表3-8的实训任务分析报告表。 表3-8 实训任务分析报告表

实验4 无源RFID读写实验（写标签实验） 实验目的 掌握读卡器与网关的连接，熟悉无源标签（也称无源卡片、无源卡）的写操作。 实验设备 感知教学/开发平台SensorRF107H2.0平台内的HF读卡器1 台，ISO1443A标签1个，网关主板1块，电源1个，连接线1个。 关键介绍 注意HF读卡器与网关主板连接，HF读卡器跳线设置。 实验过程 1）通过连接线把网关主板左上角RFID 接口与HF读卡器连接起来，并为网关主板接上电源。2）短接HF读卡器J3。 3）打开网关主板电源开关，进入实验菜单选择界面，选择RFID。 4）进入实验界面。 5）选择实验操作。 6）把ISO1443A标准标签放至HF 读卡器上。 7）通过网关主板键盘输入相应32 位ID，如12345678901234567890123456789012： 8)按下键盘“OK”键，如果写入标签失败，显示如下图所示，此时注意检查，标签与读卡 器距离，读卡器设置是否正确。如果成功把ID 写入标签，则显示。 实验结论

RFID原理与应用 许毅陈建军 知识点总结

《RFID原理与应用》-许毅陈建军-知识点总结 RFID原理和应用课程复习提纲第一章1、什么是RFID?无线射频识别作为一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 常用的有低频（125k~134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。 2、RFID技术特点1快速扫描2体积小型化、形状多样化3抗污染能力和耐久性4可重复使用5穿透性和无屏障阅读6数据的记忆容量大7安全性 3、RFID系统的组成RFID系统主要由阅读器、电子标签、RFID中间件和应用系统软件4部分构成。 4、阅读器的构成以及各部分的功能组成：射频接口、逻辑控制单元和天线天线：天线是一种能将接受到的电磁波转换为电流信号，或将电流信号转换为电磁波发射出去的装置。 射频接口模块：1产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量2对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签3接受并调制来自电子标签的射频信号逻辑控制模块：1与应用系统软件进行通信，并执行从应用系统软件发送来的指令2控制阅读器与电子标签的通信过程3信号的编码与解码4对阅读器和标签之间传输的数据进行加密和解密5执行防碰撞算法6对阅读器和标签的身份进行验证5、电子标签分类、组成及各组成部分功能根

电子标签分为利用物理效应进行工作的数据据工作原理的不同，载体和以电子电路为理论基础的数据载体6、RFID中间件的主要功能1阅读器协调控制2数据过滤与处理3数据路由与集成4进程管理7、RFID系统能量耦合方式和数据传输原理根据射频识别系统作用距离的远近情况，标签天线与读写器天线之间的耦合可以分为密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统三类。 数据传输原理P108、RFID系统的工作原理阅读器通过天线向周围空间发送一定频率的射频信号;标签一旦进入阅读器天线的作用区域将产生感应电流，获得能量被激活;激活标签将自身信息编码后经天线发送出去;阅读器接收该信息，经过解码后必要时送至后台网络;后台网络中主机鉴定标签身份的合法性，只对合法标签进行相关处理，通过向前端发送指令信号控制阅读器对标签的读写操作;9、RFID系统的性能指标1射频标签的存储容量2工作方式3数据传输速度4读写距离5多个标签识别能力6射频标签与天线间的射频载波频率7RFID系统的连通性8数据载体9状态模式10能量供应10、RFID系统的频率划分和作用距离射频识别系统读写器发送的频率基本上划归4个范围：低频（30~300KHZ）、高频（3~30MHZ）、超高频（300MHZ）和微波（2.5GHZ以上）。 根据作用距离，射频识别系统的附加分类：密耦合（0~1cm）、遥耦合（0~1m）和远距离系统（1~10m）。 11、RFID技术现状和面临的主要问题问题：1.标签成本问题

RFID系统工作原理及其结构

RFID系统工作原理及其结构 一套完整的RFID系统, 是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成, 其工作原理是Reader 发射一特定频率的无线电波能量给Transponder, 用以驱动 Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader 便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。 图系统的基本组成 以RFID 卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成, 感应偶合(Inductive Coupling) 及后向散射偶合(Backscatter Coupling)两种, 一般低频的RFID大都采用第一种式, 而较高频大多采用第二种方式。 图卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式 阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是RFID系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。 应答器通常包含： a.天线:用来接收由阅读器送过来的信号,并把所要求的数据送回给阅读器。 /DC电路:把由卡片阅读器送过来的射频讯号转换成DC电源,并经大电容储存能量,再经稳压电路以提供稳定的电源。 c.解调电路:把载波去除以取出真正的调制信号。 d.逻辑控制电路:译码阅读器所送过来的信号, 并依其要求回送数据给阅读器。 e.内存:做为系统运作及存放识别数据的位置。 f.调制电路: 逻辑控制电路所送出的数据经调制电路后加载到天线送给阅读器。 图3.标签结构 阅读器通常包含： a.天线:用来发送无线信号给Tag,并把由Tag响应回来的数据接收回来. b.系统频率产生器:产生系统的工作频率. c.相位锁位回路(PLL):产生射频所需的载波信号 d.调制电路:把要送给Tag的信号加载到载波并送给射频电路送出. e.微处理器:产生要送给Tag信号给调制电路,同时译码Tag回送的信号, 并把所得的数据回传给应用程序,若是加密的系统还必需做加解密操作. f.存储器:存储用户程序和数据 g.解调电路: 解调tag送过来的微弱信号,再送给微处理器处理. h.外设接口:用来和计算机联机 图4.阅读器系统方块图