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教學實訓設備Teaching Equipment
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 |
