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1、目 录RFID实验指导书- 72 -目 录目 录第一章 RFID 数据信号与编码模块- 1 -实验一 RFID系统基带编码（一）- 1 -一、实验目的- 1 -二、实验装置及实验原理- 1 -三、实验步骤- 3 -四、实验报告要求- 5 -实验二 RFID系统基带编码（二）- 5 -一、实验目的- 5 -二、实验装置及实验原理- 5 -三、实验步骤- 6 -四、实验报告要求- 8 -实验三 RFID系统基带编码（三）- 8 -一、实验目的- 8 -二、实验装置及实验原理- 8 -三、实验步骤- 10 -四、实验报告要求- 11 -实验四 RFID 系统差错检测编码实验（一）- 12 -一、实验
2、目的- 12 -二、实验装置及实验原理- 12 -三、实验步骤- 12 -四、实验报告要求- 19 -实验五 RFID 系统差错检测编码实验（二）- 19 -一、实验目的- 19 -二、实验装置及实验原理- 19 -三、实验步骤- 20 -四、实验报告要求- 23 -实验六 RFID 系统数据编码综合实验- 23 -一、实验目的- 23 -二、实验装置及实验原理“- 23 -三、实验步骤- 25 -四、实验报告要求- 28 -第二章 RFID 脉冲调制/解调模块- 29 -实验一 脉冲FSK调制/解调实验- 29 -一、实验目的- 29 -二、实验装置及实验原理- 29 -三、实验内容及步骤-
3、 31 -四、实验报告要求- 32 -实验二 脉冲PSK调制/解调实验- 34 -一、实验目的- 34 -二、实验装置及实验原理- 34 -三、实验内容及步骤- 37 -四、实验报告要求- 38 -第三章 RFID 数字调制/解调模块- 39 -实验一 2ASK调制/解调实验- 39 -一、实验目的- 39 -二、实验装置及实验原理- 39 -三、实验内容及步骤- 42 -四、实验报告要求- 43 -实验二 2FSK调制/解调实验- 43 -一、实验目的- 43 -二、实验装置及原理- 43 -三、实验内容及步骤- 46 -四、实验报告要求- 47 -实验三 2PSK调制/解调实验- 47 -
4、一、实验目的- 47 -二、实验装置及实验原理- 47 -三、实验内容及步骤- 51 -四、实验报告要求- 51 -第四章 RFID 原理机模块- 53 -实验一 RFID 系统阅读器原理实验- 53 -一、实验目的- 53 -二、实验装置及实验原理- 53 -三、实验内容及步骤- 58 -四、实验报告要求- 59 -实验二 RFID 系统阅读器操作实验- 59 -一、实验目的- 59 -二、实验装置及实验原理- 59 -三、实验内容及步骤- 61 -四、实验报告要求- 63 -实验三 RFID 系统应答器原理实验- 65 -一、实验目的- 65 -二、实验装置及实验原理- 65 -三、实验内
5、容及步骤- 68 -四、实验报告要求- 69 -第五章 RFID应用系统模块- 71 -实验一 RFID 125KHz系统应用实验- 71 -一、实验目的- 71 -二、实验装置及实验原理- 71 -三、实验内容- 71 -四、应用系统实验简介- 73 -五、低频（125kHz）应用系统结构如图6.5所示。- 73 -六、软件演示实验- 73 -七、实验报告要求- 78 -实验二 RFID 13.56MHz 系统实验- 78 -一、实验目的- 78 -二、实验装置及实验原理- 78 -三、实验内容- 79 -四、实验报告要求- 82 -实验三 RFID 900MHz系统 ISO18000-6B
6、协议实验- 82 -一、实验目的- 82 -二、实验装置及实验原理- 82 -三、实验内容- 83 -四、实验报告要求- 86 -实验四 RFID 900MHz系统ISO18000-6C协议实验- 86 -一、实验目的- 86 -二、实验装置及实验原理- 86 -三、实验内容- 87 -四、扩展实验- 89 -五、实验报告要求- 89 -第六章 RFID应用系统简介- 91 -一、供应链及现代物流管理系统中RFID技术的方案设计- 91 -二、零售业中RFID技术的应用分析- 94 -三、RFID技术在高速公路行车管理中的应用- 96 -四、制造业中的RFID 应用- 98 -五、RFID在资
7、产管理上的应用- 100 -六、RFID技术在图书馆中的应用- 102 -七、RFID在汽车产业中的应用- 104 -八、RFID在军事中的应用- 106 -九、RFID 在智能交通及停车场中的应用- 108 -实验报告模板- 111 -第一章 RFID 数据信号与编码模块第一章 RFID 数据信号与编码模块实验一 RFID系统基带编码（一）一、 实验目的1 了解数据并/串编码的基本原理；2 掌握曼彻斯特编码原理；3 掌握曼彻斯特解码原理。二、 实验装置及实验原理实验装置：示波器、RFID实验箱。实验原理：1“串行通信“是指外设和计算机间使用一根数据信号线,数据在一根数据信号线上按位进行传输，
8、每一位数据都占据一个固定的时间长度。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。相比之下，由于高速率的要求，处于计算机内部的CPU与串口之间的通讯仍然采用并行的通讯方式，所以串行口的本质就是实现CPU与外围数据设备的数据格式转换（或者称为串并转换器），即当数据从外围设备输入计算机时，数据格式由位(bit)转化为字节数据；反之，当计算机发送下行数据到外围设备时，串口又将字节数据转化为位数据。本实验中16个开关相当于产生16个并行编码数据，指示灯亮表示“1”，指示灯灭表示“0”。经过单片机的并/串转换形成一串二进制码，如图1.1.1所示。0000图1.
9、1.1 串行输出数据2曼彻斯特码中，1码前半（50%）位为高，后半（50%）位为低；0码前半（50%）位为低，后半（50%）位为高。（1）编码方式。NRZ码和数据时钟进行异或便可得到曼彻斯特码，如图1.1.2所示。数据时钟 NRZ码数据 0 00曼彻斯特码 图1.1.2 曼彻斯特编码（2）编码器电路。虽然可以简单地采用NRZ码与数据时钟异或的方法获得曼彻斯特码，但由于NRZ码上升沿和下降沿的不理想，在输出中会产生尖峰脉冲，因此需要改进，改进后的电路如图1.1.3所示。该电路的特点是采用了一个D触发器，消除了尖峰脉冲的影响。图1.1.3 编码器电路（3）解码器。曼彻斯特码与数据时钟异或便可恢复出
10、NRZ码数据信号。曼彻斯特解码工作是阅读器的任务，阅读器中都有MCU，其解码工作可由MCU的软件程序实现。（4）软件实现方法。A、编码。通常采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如图1.1.4所示，起始位采用1码，结束位采用无跳变低电平。图1.1.4 数据传输的信息块格式因此，当MCU的时钟频率较高时，可将曼彻斯特码和2倍数据时钟频率的NRZ码相对应，对应关系如表1.1.1所示。当输出数据1 的曼彻斯特码时，可输出对应的NRZ码10；当输出数据0 的曼彻斯特码时，可输出对应的NRZ码01；结束位的对应NRZ码为00。表1.1.1 曼彻斯特码与2倍时钟频率的NRZ码曼彻斯特码10结束位NRZ码
11、100100从上述描述可见，在使用曼彻斯特码时，只要1，0和结束位的子程序，就可方便的由软件实现曼彻斯特码的编码。B、解码。在解码时，MCU可采用2倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯特码进行读入，首先判断起始位，其码序为10；然后将读入的10，01组合转换成NRZ码的1和0；若读到00组合，就表示收到了结束位。从表1.1可知，11组合是非法码，出现的原因可能是传输错误或者产生了碰撞冲突，因此曼彻斯特码可以用于碰撞冲突的检测。实验原理图如图1.1.5所示。图 1.1.5 实验原理图三、 实验演示1检查实验设备，连线，接通电源。2将实验箱上的D15到D1开关分别处于1010 1010 1010 01
12、0状态，即并行输入为151的序列。将示波器的探头接到1点，可观察输出波形，它是并/串转换后输出的115数据序列。即为曼彻斯特编码的输入序列。如图1.1.6所示。图1.1.6 曼彻斯特输入序列注意：图中第一个低电平表示数据开始，不是信息位。实验报告中波形的第一位都是数据开始，不表示信息位。3将奇偶/CRC开关置于奇偶状态，纠错/非纠错开关置于纠错状态，其余开关可置于任意状态。4.将示波器的探头接到7点，观察到的波形，它是经过信道编码处理后输出的曼彻斯特编码波形。如图1.1.7所示。图1.1.7 曼彻斯特编码波形5.将示波器的探头接到10点，观察经过信道译码处理后输出的曼彻斯特解码波形，如图1.1
13、.8所示。图1.1.8曼彻斯特解码波形6同学可随意调整开关的状态，按照上述步骤测试格式各点的波形。7理想的曼彻斯特编码解码整体波形如图1.1.9所示。图1.1.9 理想曼彻斯特编解码整体波形四、 实验内容及报告要求1 将开关状态改为1000 0101 1010 000，将示波器的探头接到1点，可观察输出波形并记录。2 将奇偶/CRC开关置于奇偶状态，纠错/非纠错开关置于纠错状态，其余开关可置于任意状态。将示波器的探头接到7点，观察波形并记录。3 将示波器的探头接到10点，观察经过信道译码处理后输出的曼彻斯特解码波形并记录。4 在实验报告上画出实验过程中记录的数据及波形5 回答思考题:曼彻斯特码
14、的读入串为10 0101 1001 1100，求NRZ码值。6若有建议可对本实验提出改善建议。实验二 RFID系统基带编码（二）一、 实验目的1了解数据并/串编码的基本原理；2掌握密勒编码的基本原理；3掌握密勒解码的基本原理。二、 实验装置及实验原理实验装置：示波器、RFID实验箱。实验原理：（1）编码方式。密勒码的编码方式如表1.2.1所示。密勒码的逻辑0电平和前位有关，逻辑1虽然在位中间有跳变，但是上跳还是下跳取决于前位结束时的电平。密勒码的波形如图1.7所示，图中还给出了它与NRZ码、曼彻斯特码的波形关系。（2）编码器。密勒码的传输格式如图1.2.1所示，起始位为1，结束位为0，数据位流包括传送数据和它的检验码。表1.2.1 密勒码的编码规则bit(i-1)bit i编码规则1bit i的起始位置不变化，中间位置跳变00bit i的起始位置跳变，中间位置
