HF-RFID实验手册

1、HFRFID基础实验1.1、读ISO15693标签UID号、读/写/锁定数据块命令实验目的通过本实验使学生了解RFID的基本原理，熟悉ISO15693标签的基本特征以及协议规范，理解并掌握实验过程中所用到的基本概念。通过使用开发系统的TI-TRF7960开发系统理解本节所用的的命令操作以及通讯机制。实验设备TITRF7960读卡器一个、USB连接线一条、电脑一台、HFRFID实验上位机软件、ISO156963标签若干张实验知识预备及原理缩略语AFI（applicationfamilyidentifier）应用族识别符，应用的卡预选准则CRC（cyclicredundancycheck）循环冗余校验DSFID（datastorageformatidentifier）数据储存格式标识符EOF（endofframe）帧结束LSB（leastsignificantbit）最低有效位MSB（mostsignificantbit）最高有效位RFU（reservedforfutureuse0）留作将来ISO/IEC使用SOF（startofframe）帧的起始UID（uniqueidentifier）唯一标识符VCD（vicinitycouplingdevice）附近式耦合设备VICC（vicinityintegratedcircuitcard）附近式卡理解Ti_RF7960硬件连接原理框图将迷你USB线缆直接连入读卡器和电脑即可。HFRFID读卡器MiniUSB电脑USB口数据速率和数据编码数据编码采用脉冲位置调制，VICC应能够支持两种数据编码模式。VCD决定选择哪一种模式，并在帧起始（SOF）时给与VICC指示。（1）数据编码模式：256取1一个单字节的值可以由一个暂停的位置表示。在256/fC（约18.88μs）的连续时间内256取1的暂停决定了字节的值。传输一个字节需要4.833ms，数据速率是1.54kbits/s（fC/8192）。最后一帧字节应在VCD发出EOF前被完整传送，如图2-1所示。图1-1256取1编码模式在图1-1中数据´E1´=(11100001)b=(225)是由VCD发送给VICC的。暂停产生在已决定值的时间周期的后一半，如图1-2所示。图1-21个时间周期的延迟（2）数据编码模式：4取1使用4取1脉冲位置调制模式，这种位置一次决定2个位。4个连续的位对构成1个字节，首先传送最低的位对。数据速率为26.48kbits/s(fC/512)。如图1-3示出了4取1脉冲位置技术和编码。图1-34取1编码模式例如：图1-4示出了VCD传送´E1´=(11100001)b=225。图1-44取1编码示例VICC到VCD通信信号接口对于一些参数定义了多种模式，以满足不同的噪声环境和不同的应用需求。1．负载调制VICC应能经电感耦合区域与VCD通信，在该区域中，所加载的载波频率能产生频率为fs的副载波。该副载波应能通过切换VICC中的负载来产生。2．副载波由VCD通讯协议报头的第一位选择使用一种或两种副载波，在GB/TXXXXX.3中定义。VICC应支持两种模式。当使用一种副载波，副载波负载调制频率fS1应为fC/32（约423.75kHz）。当使用两种副载波，频率fS1应为fC/32（约423.75kHz），频率fS2应为fC/28（约484.28kHz）。若两种副载波都出现，它们之间应有连续的相位关系。3．数据速率使用低或高数据速率。由VCD通讯协议报头的第二位选择使用何种速率，在GB/TXXXXX.3中有定义。VICC应支持表1.1示出的数据速率。表1.1数据速率数据速率单副载波双副载波低6.62kbits/s(fC/2048)6.67kbits(fC/2032)高26.48kbits/s(fC/512)26.69kbits(fC/508)4．位表示和编码根据以下方案，数据应使用曼彻斯特编码方式进行编码。所有时间参考了VICC到VCD的高数据速率。对低数据速率，使用同样的副载波频率或频率，因此，脉冲数和时间应乘以4。（1）使用一个副载波时的位编码逻辑0以频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲开始，接着是非调制时间256/fC（约18.88μs），见图1-5。图1-5逻辑0逻辑1以非调制时间256/fC（约18.88μs）开始，接着是频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲，见图1-6。图1-6逻辑1（2）使用两个副载波时的位编码逻辑0以频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲开始，接着是频率为fC/28（约484.28kHz）的9个脉冲，见图1-7。图1-7逻辑0逻辑1以频率为fC/28（约484.28kHz）的9个脉冲开始，接着是频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲，见图1-8图1-8逻辑1VICC到VCD帧选择帧为了容易同步和不依赖协议。帧由帧起始（SOF）和帧结束（EOF）来分隔，使用编码违例来实现此功能。ISO/IEC保留未使用项以备将来使用。所有时间参考了VICC到VCD的高数据速率。对低数据速率，使用同样的副载波频率或频率，因此，脉冲数和时间应乘以4。在发送一帧数据给VCD后，VICC应准备在300μs内接收来自VCD的一帧数据。1．使用一个副载波时的SOFSOF包含三个部分：—个非调制时间768/fC(56.64μs)。—频率为fC/32(423.75kHz)的24个脉冲。—逻辑1以非调制时间256/fC（18.88μs）开始，接着是频率为fC/32（423.75kHz）的8个脉冲。单副载波SOF见图1-9。图1-9使用1个负载波时的开始帧2．使用两种副载波时的SOFSOF包含三个部分：—频率为fC/28（约484.28kHz）的脉冲。—频率为fC/32（约423.75kHz）的24个脉冲—逻辑1以频率为fC/28（约484.28kHz）的9个脉冲开始，接着是频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲。双副载波时的SOF见图1-10。图1-10使用双副载波时的SOF3．使用两个副载波时的EOFEOF包含三个部分：—逻辑0以频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲开始，接着是频率为fC/28（约484.28kHz）的9个脉冲。—频率为fC/32（约423.75kHz）的24个脉冲。—频率为fC/28（约484.28kHz）的27个脉冲。双副载波时的EOF见图1-11图1-11使用双副载波的EOF4．使用一个副载波时的EOFEOF包含三个部分：—逻辑0以频率为fC/32（约423.75kHz）的8个脉冲开始，接着是非调制时间256/fC（约18.88μs）。—频率为fC/32（约423.75kHz）的24个脉冲。—一个非调制时间768/fC(约56.64μs)。单副载波时的EOF见图1-12。图1-12使用单副载波时EOF注：详细请参阅《高频RFID技术高级教程》实验准备本节介绍的内容为如何连接目标板通过PC的串口（本系统为USB转串口）与上位机软件连接演示不同协议标签的读写。1.下载程序注：出厂时程序已下载无须重复下载。如需要独自完成开发或修改源代码可从我公司，或市面上购买普通MSP430仿真器，连接硬件接口即可完成程序，烧写。即修改程序需配合MSP430仿真器在IAR编译环境下进行。对应版本的IAR安装目录：RFID技术实验\工具软件\IAR(MSP430程序读写软件)接上MSP430仿真器系统会自动更新驱动，如下图：图1-13设备管理器仿真器与TITRF7960目标板接好。打开目录：\新感知RF2-V210\RFID技术实验\2-HFRFID实验\TRF7960_Parallel_SPI_Firmware_Ver3-2_EXP_MIFARE下的工程文件。下载程序如下图：图1-14工程界面2.安装USB驱动程序注：须将TITRF7960读卡器右下角的拨码开放拨向usb端驱动安装目录：:\新感知RF2-V210\RFID技术实验\工具软件\USB串口驱动，安装方案参看该目录下的“安装简要说明”。安装成功在设备描述中有一个串口端口，安装完成后在设备管理器中查看COMxx端口，（例如COM8）如下图所示：图1-16查看系统分配的端口号2、上位机软件介绍确保TITRF7960RFID与电脑连接正常，打开上位机软件（路径：\RFID技术实验\2-HFRFID实验\PC软件\TRF7960EVMGUISoftware）无线龙RFID。选择可用COMxx端口连机，如下图所示：图1-17标签类型：(ISO/IEC)15693(ISO/IEC)14443A(ISO/IEC)14443BTag-it™–TI公司的协议卡标签类型功能选项RSSI窗口数据窗口GUI控制选择协议命令LOG窗口特殊功能芯片状态功能选项：FindTags-该功能可以读各种协议的标签Registers-允许用户手动设置TRF7960的寄存器Test-测试LOG窗口：RSSI窗口：实验过程1、将TITRF7960读卡器右下角的拨码开放拨向usb端，然后使用miniUSB线将TITRF7960目标板与电脑连接起来，并查看相应端口号。2、确保TITRF7960RFID与电脑连接正常，打开上位机软件无线龙RFID选择可用COMxx端口连机，如下图所示：卡片回应请求回应MSP430回应主机请求插槽（slot）号UID号RSSI主通道（AM）RSSI副通道（PM）3、标签类型选择15693，并设置协议。点击设置协议命令时会发送3条命令（写寄存器、设置AGC、设置接收器模式（AM/PM））写寄存器命令：010C00030410002101020000设置AGC命令：0109000304F0000000设置接收器模式命令：0109000304F1FF00004、询卡[Inventory(0x01)]，当标签接收到inventory的命令，芯片将执行防冲撞序列。操作如下：（a）选择询卡命令（b）选择设置协议（c）选择执行图1-20图1-21©©选择命令设置协议图1-22询卡请求命令：010B000304140401000000卡片在16个时间槽中的一个时间段返回UID值，如下所示：[408C4503000104E0,7F]（408C4503000104E0为标签号，7F为RSSI寄存器值）[,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40][,40]5、设置标签标志位：双幅载波、搞数据率，选择数据编码模式1outof4或者1out256。分别设置不同组合的参数，设置完成单击“设置协议”，主机会发送3条卡号©执行命令（写寄存器、设置AGC、设置接收器模式（AM/PM））。其中在发送写寄存器命令时，将不同的设置写入到相应寄存器中。图1-23写寄存器命令：010C00030410002101XX0000其中寄存器不同数值的函数，如下如所示：©2.2、ISO15693防冲撞协议原理实验实验目的通过本实验使学生了解RFID的防冲撞原理的实现方法，掌握时间槽、VICC四种状态的含义以及状态的切换规律。实验设备TITRF7960读卡器一个、usb连接线一条、电脑一台、HFRFID实验上位机软件、ISO15693标签若干张实验知识预备及原理1、VICC状态一个VICC可能处于以下4种状态中的一种：断电©准备静默选择这些状态间的转换在图中有规定。断电、准备和安静状态的支持是强制性的。选择状态的支持是可选的。（1）断电状态当VICC不能被VCD激活的时候，它处于断电状态。（2）准备状态当VICC被VCD激活的时候，它处于准备状态。选择标志没有置位时，它将处理任何请求。（3）安静状态当VICC处于安静状态，目录标志没有设置且寻址标志已设置情况下，VICC将处理任何请求。（4）选择状态只有处于选择状态的VICC才会处理选择标志已设置的请求。图1-24VICC状态转换图注1：状态转换方法的意图是，某一时间只有一个V