UHF RFID实验手册

、EPC Gen2读、写标签号实验

实验目的

理解UHF RFID的工作原理，并掌握其与HF RFID工作原理的异同点。掌握EPC标签号的存储区域以及结构特点。

实验设备

UHF 读卡器一个、UHF 天线一个、USB连接线一条、9V电源适配器一个、电脑一台、UHF实验上位机软件

实验知识预备与原理

工作原理

在UHF RFID阅读器及电子标签之间的通讯是采用电磁反向散射耦合方式完成。

电磁反向散射耦合方式类似雷达的工作原理，如下图所示。

阅读器就像手电筒，标签就像一个镜子，标签反射最大，就是逻辑“1”。标签反射最小，就是逻辑“0”。

阅读器开始工作之后，通过天线先向空间发送860～960 MHz频率范围的载波，激活标签，然后开始发送带调制的命令信息到标签（TAG），可以采用ASK

调制，脉冲间隔编码（Pulse Interval Encoding），通讯速率到128 KBIT/S。

在高频范围内的标签收到阅读器发出的高频载波信号，标签天线接收到特定的电磁波，天线就会产生感应电流，在经过整流电路时，激活电路上的微型开关，给标签供电。标签上的电子线路，将根据阅读器发出信息，通过ASK或者PSK 耦合方式进行调制，FM0等编码方式，向阅读器反馈相关信息。

UHF标签电路采用ASK和PSK的调制方式，将编码信息发送给阅读器，实现了阅读器和标签之间的双向通讯。

相互认证通过之后，阅读器会向电子标签发出读、写、锁定、kill、盘存等操作指令。

编码

产品电子代码(EPC编码)是国际条码组织推出的新一代产品编码体系，原来的产品条码仅是对产品分类的编码，EPC码是对每个单品都赋予一个全球唯一编码，EPC编码96位(二进制)方式的编码体系，可以为亿公司赋码，每个公司可以由1600万产品分类，每类产品有680亿的独立产品编码，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。EPC代码是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。具体结构如表所示：

实验准备

1、硬件连接：

1）为 UHF 读卡器安装连接 9V电源，关闭电源开关。

2）打开 UHF 读卡器电源开关，确定右边 D1-D4 灯那一个亮起，关闭电源开关。把 UHF天线与 UHF读卡器亮灯那一个天线接口连接起来。

3）通过 USB 线把计算机与 UHF 读卡器连接起来。

读卡器连接示意图

2、USB 驱动安装

详见节：FT232驱动安装。

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：查看系统分配的串口号

上位机软件介绍

确保硬件连接正确，然后打开上位机软件（目录：\\RFID技术实验\3-UHF RFID实验\RFIDread）， COM口完成自动选择连接，如下图。

功能选择 EPC —EPC 命令实验窗口

Find tags---询卡窗口

天线参数设置

Frequence

Main – 主频率

Aux -- 辅频率

Rx atten -- 接收灵敏度

Link -- 连接速率

Coding -- 编码方式

Antenna

ANT1~4 分别对应读卡器4个天线通道

RF POWER

Auto power off – 功率发送自动关闭

Enable 手动设置功耗使能

实验过程

1、 按实验准备内容提示完成驱动安装、硬件连接，打开上位机软件。

2、读取标签EPC 号

(1) 运用盘点命令读取标签EPC 号

把标签放在天线射频范围内，选择开始盘点（begin round ）命令，点击执

行（execute ），读出标签EPC 号；

功能选择 选择协议命令

天线参数

GUI 控制 数据窗口 LOG 窗口

(2) 运用读写数据块命令读标签EPC号：

a) 先选取一张盘点到的EPC标签，

b) 在命令窗口中选择读取（Read）命令，

c) 软件窗口内输入EPC号存储区，Bank Numeber 01、Block 1~7 。点执行（Execute）命令，查看读出的数据；

3、修改标签EPC号

a) 先选取一张盘点到的EPC标签；

b) 在软件窗口内输入要修改的EPC号地址和数据，写入标签EPC号并记录相应数据；

c) 重新盘点标签，查看修改后的EPC号并对比；

4、对天线参数进行设置。

天线主辅频率切换

接收灵敏度

连接速率

编码方式

多通道天线切换

射频POWER 设置

、EPC Gen2读、写标签用户数据块实验

实验目的

学会操作UHF RFID读卡器读写标签和标签用户块数据。

实验设备

UHF 读卡器一个、UHF 天线一个、USB连接线一条、9V电源适配器一个、电脑一台、UHF实验上位机软件

实验知识预备与原理

EPC标签存储结构

在逻辑上来说，一个电子标签分为四个存贮体，每个存储体可以由一个或一

个以上的存储器字组成。其存贮逻辑图为：

1、保留内存

保留内存为电子标签存贮密码（口令）的部份。包括灭活口令和访问口令。

灭活口令和访问口令都为4个字节。

其中：灭活口令的地址为00H—10H（以字为单位，字长16位）；

访问口令的地址为20H—30H。

2、EPC存储器

EPC存储器用于存贮电子标签的EPC号、PC（协议-控制字）以及这部份的

CRC-16校验码。

其中：

CRC-16：存贮地址为00，共2个字节16位，CRC-16为本存贮体中存

贮内容的CRC校验码。

PC：电子标签的协议-控制字，存贮地址为10，共2个字节16位。

PC表明本电子标签的控制信息，包括如下内容：

PC为2个字节，16位，其每位的定义为：

00—04位：电子标签的EPC号的数据长度.

=00000B：EPC为0个字，0位

=00001B：EPC为1个字，16位

=00010B：EPC为2个字，32位

…

=11111B：EPC为31个字，496位

05—07位：RFU=000B

08—0F位：=00000000B

EPC号：若干个字,由PC的值来指定。

EPC为识别标签对象的电子产品码。EPC存储在以20H存储地址开始的EPC

存储器内，MSB优先。

用于存贮本电子标签的EPC号，该EPC号的长度在以上PC