中南大學(xué)RFID實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、中南大學(xué)RFID實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名錢曉雪學(xué) 號(hào)0909120615專業(yè)班級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程1201班指導(dǎo)老師高建良學(xué) 院信息科學(xué)與工程學(xué)院完成時(shí)間2014年12月 目 錄UHF超高頻實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)一 超高頻讀寫器的基本認(rèn)知14實(shí)驗(yàn)二 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽讀寫實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)三 讀寫器功率對(duì)標(biāo)簽讀取距離影響實(shí)驗(yàn)26實(shí)驗(yàn)四 讀寫器頻率對(duì)標(biāo)簽讀取距離影響實(shí)驗(yàn)31實(shí)驗(yàn)五 RFID天線包絡(luò)圖實(shí)驗(yàn)34實(shí)驗(yàn)六 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽鎖實(shí)驗(yàn)38實(shí)驗(yàn)七 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽TID區(qū)分析實(shí)驗(yàn)43實(shí)驗(yàn)八 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽密鑰修改實(shí)驗(yàn)46實(shí)驗(yàn)九 標(biāo)簽角度對(duì)標(biāo)簽讀取效果的影響探究實(shí)驗(yàn)51實(shí)驗(yàn)十 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽操作編程實(shí)驗(yàn)53實(shí)驗(yàn)十一

2、Gen2協(xié)議下綜合編程實(shí)驗(yàn)59HF高頻實(shí)驗(yàn)61實(shí)驗(yàn)一 高頻讀寫器的基本認(rèn)知61實(shí)驗(yàn)二 ISO14443A協(xié)議下標(biāo)簽密鑰修改實(shí)驗(yàn)66實(shí)驗(yàn)三 ISO14443A協(xié)議下存取控制位修改實(shí)驗(yàn)70實(shí)驗(yàn)四 ISO14443A協(xié)議下標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀寫實(shí)驗(yàn)76實(shí)驗(yàn)五 ISO14443A協(xié)議下標(biāo)簽加值減值實(shí)驗(yàn)81實(shí)驗(yàn)六 ISO14443A協(xié)議下多個(gè)標(biāo)簽的讀取實(shí)驗(yàn)86實(shí)驗(yàn)七 ISO15693協(xié)議下標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀寫實(shí)驗(yàn)88實(shí)驗(yàn)八 ISO15693協(xié)議下標(biāo)簽AFI的讀寫和塊鎖定實(shí)驗(yàn)92實(shí)驗(yàn)九 ISO15693協(xié)議下標(biāo)簽DSFID的讀寫和塊安全位的讀取實(shí)驗(yàn)98實(shí)驗(yàn)十ISO14443A編程實(shí)驗(yàn)交通卡應(yīng)用102實(shí)驗(yàn)十一 ISO1569

3、3協(xié)議綜合編程實(shí)驗(yàn)108LF低頻實(shí)驗(yàn)113實(shí)驗(yàn)一 低頻讀寫器的基本認(rèn)知113實(shí)驗(yàn)二 低頻讀寫器編程實(shí)驗(yàn)115UHF超高頻實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 超高頻讀寫器的基本認(rèn)知了解超高頻讀寫器的基本設(shè)置，熟悉超高頻讀寫器的設(shè)置與使用。通過本次實(shí)驗(yàn)，了解超高頻讀寫器和標(biāo)簽參數(shù)的含義和設(shè)置方法。1. RFID實(shí)驗(yàn)箱2. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)了解和設(shè)置讀寫器參數(shù)；4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)二 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽讀寫實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)熟悉Gen2協(xié)議標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取和寫入過程。1. RFID實(shí)驗(yàn)箱一套2. 超高頻RFID標(biāo)簽一只3. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)RFID標(biāo)簽主要用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；本試驗(yàn)通過讀寫器控制軟件控制RFID讀寫器對(duì)超高頻RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀取操作，同

4、時(shí)對(duì)EPC數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫操作。4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)步驟5修改EPC：實(shí)驗(yàn)步驟6修改密碼：1. 修改標(biāo)簽EPC的操作有什么用途？如果有多只你將如何修改這些標(biāo)簽的EPC使之簡單易懂？ 答：EPC所標(biāo)識(shí)產(chǎn)品的信息保存在EPCglobal網(wǎng)絡(luò)中，而EPC則是獲 取有關(guān)這些信息的一把鑰匙。修改EPC，可使標(biāo)簽按管理者所熟知的方 式來標(biāo)定。 采用二進(jìn)制編碼，把EPC看成二進(jìn)制碼。2. 標(biāo)簽的EPC共有多少位？利用該區(qū)域最多可以對(duì)多少物品進(jìn)行標(biāo)識(shí)？ 答：24位。224=16777216個(gè)物品。實(shí)驗(yàn)三 讀寫器功率對(duì)標(biāo)簽讀取距離影響實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)試驗(yàn)者改變RFID讀寫器的讀功率，從而改變RFID讀寫器對(duì)RFID標(biāo)簽

5、讀取的距離。以試驗(yàn)的方式讓參與者了解讀寫器發(fā)射功率對(duì)RFID標(biāo)簽讀取距離的影響。1. RFID實(shí)驗(yàn)箱2. RFID標(biāo)簽五張3. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)改變RFID讀寫器的讀功率，從而改變RFID讀寫器對(duì)RFID標(biāo)簽讀取的距離。表3-1 RFID讀寫器功率的改變對(duì)RFID標(biāo)簽讀取距離的影響記錄表序號(hào)標(biāo)簽型號(hào)-19（讀取距離cm）-15（讀取距離cm）-10（讀取距離cm）-5（讀取距離cm）0（讀取距離cm）105-06-CD(10個(gè)）2729364779201-01-CD（10個(gè)）2528344576302-02-CD(10個(gè)）2427334678403-03-CD（10個(gè))2227324675504-0

6、4-CD(10個(gè)）2429354576實(shí)驗(yàn)四 讀寫器頻率對(duì)標(biāo)簽讀取距離影響實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)改變RFID讀寫器的工作頻率，此時(shí)RFID讀寫器對(duì)RFID標(biāo)簽讀取的距離會(huì)受影響，從這一過程中讓實(shí)驗(yàn)者了解到讀功率對(duì)RFID標(biāo)簽讀取距離的影響。1. RFID實(shí)驗(yàn)箱2. RFID標(biāo)簽五張3. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)改變RFID讀寫器的頻率，觀察對(duì)應(yīng)頻率下最大讀取距離如何變化。1. 啟動(dòng)讀寫器打開RFID實(shí)驗(yàn)箱，連接好實(shí)驗(yàn)箱和電腦，啟動(dòng)電源。2. 放置標(biāo)簽取出標(biāo)簽一張，放置在超高頻讀寫器天線上。3. 系統(tǒng)設(shè)置打開讀寫器后臺(tái)控制軟件，RFID讀寫器后臺(tái)控制軟件和RFID讀寫器連接成功后，選中標(biāo)簽，將讀寫器的起始頻率840.12

7、5kHz，結(jié)束頻率為844.875kHz。如圖4-1示： 圖4-14. 測量距離改變RFID標(biāo)簽平面與RFID讀寫器平面之間的垂直距離，直到RFID讀寫器剛好能夠讀到RFID標(biāo)簽，測量RFID讀寫器天線與RFID標(biāo)簽之間的距離（單位為cm），將該數(shù)據(jù)記錄在表4-1中。5. 更改頻率依次將頻率更改為890.750kHZ900.250kHZ，900.750kHZ910.250kHZ，910.750kHZ927.250kHZ，927.250kHZ940.250kHZ。重復(fù)步驟4，將所測得的數(shù)據(jù)記錄到4-1表中。6. 更改標(biāo)簽依次替換不同型號(hào)的標(biāo)簽，放置在讀寫器前。重復(fù)25步驟。并將所測得的數(shù)據(jù)記錄到

8、4-1表中。表4-1 RFID讀寫器頻率的改變對(duì)RFID標(biāo)簽讀取距離的影響記錄表序號(hào)標(biāo)簽型號(hào)840.125 844.875讀取距離cm902.250 927.750讀取距離cm920.250924.750讀取距離cm915.250915.250讀取距離cm105-06-CD(10)21506063201-01-CD（10）439810297302-02-CD（10）44533848403-03-CD（10）439711090504-04-CD（10）235060501. 點(diǎn)擊”profile”下拉式按鈕，查出各國為超高頻RFID劃分的工作頻段是如何規(guī)定的，哪個(gè)國家為超高頻RFID劃分的頻段最寬

9、？China 84:840.125844.875China 92:920.625924.375Europe:865.700867.500Japan:952.400953.600UAS:902.750927.250Korea:917.300920.300USA 的超高頻的頻段最寬 (美國）2. 實(shí)驗(yàn)箱使用的天線的設(shè)計(jì)適用工作頻段為多少？3001000MHZ3. 某廠商擬設(shè)計(jì)一種能夠在美國和中國均可正常工作的標(biāo)簽，則該標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)至少在哪個(gè)頻段具有較好的讀取特性？China 92頻段實(shí)驗(yàn)五 RFID天線包絡(luò)圖實(shí)驗(yàn)理解RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱天線包絡(luò)圖的概念，掌握通過天線包絡(luò)圖定性分析實(shí)驗(yàn)箱天線的特點(diǎn)及

10、讀取性能與讀取位置的關(guān)系。通過手繪讀取效果包絡(luò)圖的過程掌握讀取效果與RFID標(biāo)簽位置的關(guān)系。1. RFID實(shí)驗(yàn)箱2. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)3. RFID標(biāo)簽4. 網(wǎng)格紙5. 鉛筆三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)節(jié)天線與讀寫器功率畫出RFID天線包絡(luò)圖1. 啟動(dòng)讀寫器打開RFID實(shí)驗(yàn)箱，連接好實(shí)驗(yàn)箱和電腦，啟動(dòng)電源。2. 調(diào)節(jié)天線與標(biāo)簽水平位置將RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱天線與標(biāo)簽置于網(wǎng)格紙上，調(diào)節(jié)天線與標(biāo)簽垂直位置，使其中心正對(duì)，打開讀寫器后臺(tái)控制軟件。3. 調(diào)節(jié)讀寫器功率將RFID標(biāo)簽正對(duì)讀寫器天線，通過調(diào)節(jié)讀寫器功率使其最遠(yuǎn)讀取距離不超過網(wǎng)格紙范圍。4. 移動(dòng)RIFD標(biāo)簽位置觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以讀寫器天線為中心，分別將RFID標(biāo)

11、簽移動(dòng)到不同的位置（盡可能與天線平面所在法線對(duì)稱），分別在網(wǎng)格紙上用點(diǎn)標(biāo)出在RFID標(biāo)簽讀取的臨界位置。統(tǒng)計(jì)測試點(diǎn)坐標(biāo)以RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱天線所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，天線平面為投影為x軸，天線平面法線為y軸，以與法線對(duì)稱的方式統(tǒng)計(jì)測試點(diǎn)坐標(biāo)。表5-1 測試點(diǎn)坐標(biāo)讀寫器發(fā)射功率設(shè)置Output level= 0 X正半平面所在點(diǎn)的坐標(biāo)X軸負(fù)半平面所在點(diǎn)的坐標(biāo)XYXY042-5060-10250-15 -12271526 -1530 10211224繪制RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱天線包絡(luò)線用鉛筆連接各點(diǎn)，手工繪制出RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱天線讀取效果包絡(luò)圖。增大或減少RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)射功率，讀取性能包

12、絡(luò)圖有何變化？通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜測。答：增大RFID讀寫器實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)射功率，標(biāo)簽最遠(yuǎn)讀取距離變大，包絡(luò)圖在同一坐標(biāo)圖中會(huì)顯得更大。實(shí)驗(yàn)七 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽TID區(qū)分析實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)用超高頻讀寫器讀取標(biāo)簽信息，了解Gen2協(xié)議下標(biāo)簽TID信息基本涵義。1. RFID實(shí)驗(yàn)箱2. RFID標(biāo)簽多張3. 計(jì)算機(jī)一臺(tái)1. 讀取標(biāo)簽TID信息；2. 了解TID信息的具體涵義。1. 啟動(dòng)讀寫器打開RFID實(shí)驗(yàn)箱，連接好實(shí)驗(yàn)箱和電腦，啟動(dòng)電源。2. 放置標(biāo)簽取出標(biāo)簽一張，放置在超高頻讀寫器天線上。3. 系統(tǒng)設(shè)置打開讀寫器后臺(tái)控制軟件，設(shè)置好讀寫器的相關(guān)的參數(shù)。4. 讀取標(biāo)簽在標(biāo)簽epc右鍵點(diǎn)擊，在彈出的窗口中選擇

13、標(biāo)簽參數(shù)設(shè)置，Read from Bank選擇TID，點(diǎn)擊Read.記錄各標(biāo)簽的TID數(shù)據(jù)并指明標(biāo)簽的制造商信息。實(shí)驗(yàn)九 標(biāo)簽角度對(duì)標(biāo)簽讀取效果的影響探究實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)學(xué)生針對(duì)不同的標(biāo)簽，在不同的讀寫器天線與標(biāo)簽平面角度下，測量其最大讀取距離和讀取率，通過橫向和縱向的比較，讓學(xué)生體會(huì)標(biāo)簽相對(duì)于讀寫器天線的角度是如何影響標(biāo)簽讀取性能的。表9-1 不同角度下標(biāo)簽的最大讀取距離記錄序號(hào)名稱0°30°60°90°120°150°180°105-06-CD(10)1057734203380108表9-2 不同角度下，幾款標(biāo)簽的最大讀取

14、距離記錄序號(hào)名稱0°30°60°90°120°150°180°101-01-CD（10）1108035183278109202-02-CD（10）1047837233687107303-03-CD（10）1077540314379110403-03-CD（10）1128743294578113504-04-CD（10）102894732508099實(shí)驗(yàn)十 Gen2協(xié)議下標(biāo)簽操作編程實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)Gen2協(xié)議下標(biāo)簽的讀寫等操作，熟悉和掌握超高頻讀寫器的工作流程，并完成示例程序。1.HF高頻實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四 ISO14443A協(xié)議下

15、標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀寫實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)在ISO14443A協(xié)議下對(duì)S50卡進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，并修改S50卡的存取控制位，并觀察其對(duì)數(shù)據(jù)讀寫的影響。1. USB傳輸線一根1. 讀取卡的數(shù)據(jù)塊的信息。2. 修改卡的數(shù)據(jù)塊的信息。3. 修改卡的存取控制位改變其數(shù)據(jù)塊讀寫的屬性。4. 在存取控制位修改之后重新讀寫數(shù)據(jù)塊的信息。1. 打開RFID實(shí)驗(yàn)箱，連接好實(shí)驗(yàn)箱和電腦，啟動(dòng)電源。2. 取S50卡一張，放置于高頻讀寫器天線上。3. 打開讀寫器后臺(tái)控制軟件，設(shè)置好讀寫器的相應(yīng)COM端口以及波特率（具體步驟見實(shí)驗(yàn)一），右鍵選擇14443A模塊，進(jìn)入14443A模塊界面，如圖4-1示。圖4-14. 選擇卡的狀態(tài)：Idle或者A

16、ll，讀取卡片第七扇區(qū)的第0塊的數(shù)據(jù)。5. 修改卡片第七扇區(qū)的第0塊的數(shù)據(jù)。6. 再次讀取卡片第七扇區(qū)的第0塊的數(shù)據(jù)。7. 修改第七扇區(qū)的第一塊數(shù)據(jù)的存取控制位：（1） 讀取第七扇區(qū)的存取控制位的信息，如圖4-2示：圖4-2該數(shù)據(jù)表示扇區(qū)7的存取控制位為FF 07 80 69（2） 修改第七扇區(qū)第一塊的存取控制位信息。扇區(qū)7的存取控制位為FF 07 80 69，第一塊的存取控制位為 0 0 0，表示對(duì)數(shù)據(jù)塊0對(duì)密鑰或者驗(yàn)證成功之后可以進(jìn)行讀卡，寫卡操作?，F(xiàn)將其修改為0 1 0，表示對(duì)數(shù)據(jù)塊0對(duì)密鑰或者驗(yàn)證成功之后可以進(jìn)行讀卡操作，但不能進(jìn)行寫卡操作。修改后的數(shù)據(jù)控制位為EF 07 81 69,

17、如圖4-3示：圖4-3（3） 利用key A重新讀取卡片第七扇區(qū)的第一塊的數(shù)據(jù)。（4） 利用key B重新讀取卡片第七扇區(qū)的第一塊的數(shù)據(jù)。（5） 利用key A修改卡片第七扇區(qū)的第一塊的數(shù)據(jù)。（6） 利用key B修改卡片第七扇區(qū)的第一塊的數(shù)據(jù)。1. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。1. 修改第8扇區(qū)的第二塊的數(shù)據(jù)，修改前后數(shù)據(jù)有何變化？2. 如何修改第8扇區(qū)的存取控制位，才能使其滿足對(duì)第三塊的數(shù)據(jù)只能通過Key B進(jìn)行讀寫操作？實(shí)驗(yàn)八 ISO15693協(xié)議下標(biāo)簽AFI的讀寫和塊鎖定實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)在ISO15

18、693協(xié)議下對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行塊鎖定以及修改鎖定AFI。1. 打開RFID實(shí)驗(yàn)箱，連接好實(shí)驗(yàn)箱和電腦，啟動(dòng)電源。2. 取ISO15693標(biāo)簽1張，放置于高頻讀寫器天線上。3. 打開讀寫器后臺(tái)控制軟件，設(shè)置好讀寫器的相應(yīng)COM端口以及波特率（具體步驟見實(shí)驗(yàn)一），右鍵選擇15693模塊，進(jìn)入15693模塊界面，如圖8-1示：圖8-14. 選擇標(biāo)志位為without uid,然后輸入塊號(hào)，點(diǎn)擊Lock。如圖8-2示：圖8-25. 選擇標(biāo)志位為without uid,輸入第4步鎖定的塊號(hào)，點(diǎn)擊卡片寫。如圖8-3示：圖8-36. 選擇標(biāo)志位為without uid輸入第4步鎖定塊號(hào)，點(diǎn)擊卡片讀。如圖8-4示：圖8-47. 讀取系統(tǒng)信息，點(diǎn)擊Get System Info,如圖8-5示：圖8-58. 讀取AFI的值。如圖8-6示：圖8-69. 選擇標(biāo)志位為without uid,輸入1字節(jié)的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊寫AFI。如圖8-7示：圖8-710. 再次讀取AFI的值。11. 選擇標(biāo)志位為without uid,點(diǎn)擊鎖定AFI，如圖8-8示：圖8-812. 選擇標(biāo)志位為without uid,輸入1字節(jié)的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊寫AFI。如圖8-9示：1. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4. 記錄實(shí)驗(yàn)步驟7的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。