《自動識別技術》課件-第23單元 閱讀器工作地區、信道和自動跳頻操作

自動識別技術及應用閱讀器工作地區、信道和自動跳頻操作1實驗簡介

本章介紹EPCGen2電子標簽接口標準，基于射頻芯片的閱讀器設置工作地區、設置工作信道等實驗原理。認識超高頻卡讀寫套件、UHF讀卡器模塊、認識超高頻頻卡讀寫芯片、學習閱讀器工作地區、信道和自動跳頻操作機制、學習C#編程技術、掌握閱讀器的工作地區、信道和自動跳頻操作的命令格式，能夠讀懂響應信息。2實驗內容超高頻電子標簽閱讀器工作地區、信道和自動跳頻操作13實驗目的1.認識NEWLab實訓平臺2.認識超高頻卡讀寫套件：STM32ARMCortexM3核心模塊、UHF讀卡器模塊3.認識超高頻頻卡讀寫芯片：射頻芯片4.學習閱讀器工作地區、信道和自動跳頻操作機制5.學習C#編程技術6.掌握閱讀器的工作地區、信道和自動跳頻操作的命令格式，能夠讀懂響應信息4實驗原理4.1EPCGen2電子標簽接口標準

對于每間公司生產的符合EPCGen2標準的電子標簽，其性能均應符合EPCGen2相關的無線接口性能標準。從用戶應用電子標簽的角度來說，不需要詳細了解該標準的各項參數及閱讀器與電子標簽之間的無線通信接口性能指標。但是，為了正確的選用電子標簽，需要對以下參數有一個大致的了解。（1）系統介紹EPC系統是一個針對電子標簽應用的使用規范。一般系統包括有閱讀器、電子標簽、天線以及上層應用接口程序等部分。每家廠商提供的產品應符合國家的相關標準，所提供的設備在性能上有不同，但功能會是相似的。4實驗原理4.1EPCGen2電子標簽接口標準

（2）無線通信過程閱讀器向一個或一個以上的電子標簽發送信息，發送方式是采用無線通信的方式調制射頻載波信號。標簽通過相同的調制射頻載波接收功率。閱讀器通過發送未調制射頻載波和接收由電子標簽反射(反向散射)的信息來接收電子標簽中的數據。（3）工作頻率EPCGen2的標準文本所規定的無線接口頻率為：860MHz-960MHz，但每個國家在確定自己的使用頻率范圍時，會根據自己的情況選擇某段頻率作為自己的使用頻段。我國目前暫訂的使用頻段為：920MHz-925MHz。用戶在選用電子標簽和閱讀器時，應選用符合國家標準的電子標簽及閱讀器。一般來說，電子標簽的頻率范圍較寬，而閱讀器在出廠時會嚴格按照國家標準規定的頻率來限定。4實驗原理4.1EPCGen2電子標簽接口標準

（4）頻道工作模式閱讀器在有效的頻段范圍內，將該頻段分為20個頻道，在某個使用的時刻閱讀器與電子標簽的通信只占用一個頻道進行通信。為防止占用某個頻道時間過長或該頻道被其它設備占用而產生的干擾，閱讀器使用時會自動跳到下一個頻道。用戶在使用閱讀器時，如發現某個頻道在某地己被其它的設備所占用或某個頻道上的信號干擾很大，可在閱讀器系統參數設定中，先將該頻道屏蔽掉，這樣閱讀器在自動跳頻時，會自動跳過該頻道，以避免與其它設備的應用沖突。4實驗原理4.1EPCGen2電子標簽接口標準

（5）發射功率閱讀器的發射功率是一個很重要的參數，閱讀器對電子標簽的操作距離主要會由該發射功率來確定，發射功率越大，則操作距離越遠。我國的暫訂標準為2W，閱讀器的發射功率可以通過系統參數的設置來進行調整。可分為幾級或連續可調，用戶需根據自己的應用調整該發射功率，使閱讀器能在用戶設定的距離內完成對電子標簽的操作。對于滿足使用要求的，將發射功率調到較小可以減少能耗。4實驗原理4.1EPCGen2電子標簽接口標準

（6）天線天線是讀寫系統中非常重要的一部分，它對閱讀器與電子標簽的操作距離有很大的影響。天線的性能越好，操作距離會越遠。閱讀器與天線的連接有二種情況，一種是閱讀器與天線裝在一起，稱為聯體機，另一種是通過50Ω的同軸電纜與天線相連，稱為分體機。天線的指標主要有使用效率（天線增益）、有效范圍（方向性選擇）、匹配電阻（50Ω）、接口類型等。用戶在選用時，需根據自己的需要選用相關的天線。一個閱讀器可以同時連接多個天線，在使用這種閱讀器時，用戶需先設定天線的使用序列。4實驗原理4.1EPCGen2電子標簽接口標準

（7）密集閱讀器環境（DRM）在實際應用場合，可能會同時存在多個閱讀器同時運行，這種情況稱為密集閱讀器環境，各個閱讀器會占用各自的操作頻道對自己的電子標簽自行操作。用戶在使用時，需根據需要選用可在DRM環境下可靠運行的閱讀器。（8）數據傳輸速率有高/低二種傳輸速率，一般的廠商都選擇高速數據傳輸速率。4實驗原理4.2基于射頻芯片的閱讀器設置工作地區（1）命令幀定義設置閱讀器工作地區，如果是中國900MHz頻段，如下：幀類型Type:0x00指令代碼Command:0x07指令參數長度PL:0x0001地區Region:0x01校驗位Checksum:0x094實驗原理4.2基于射頻芯片的閱讀器設置工作地區（1）命令幀定義不同國家地區代碼如下表：4實驗原理4.2基于射頻芯片的閱讀器設置工作地區（2）響應幀定義如果地區設置執行正確，則響應幀為：幀類型Type:0x01指令代碼Command:0x07指令參數長度PL:0x0001指令參數Parameter:0x00校驗位Checksum:0x094實驗原理4.3設置工作信道（1）命令幀定義如果是中國900MHz頻段，設置閱讀器工作信道920.125MHz，如下：幀類型Type:0x00指令代碼Command:0xAB指令參數長度PL:0x0001信道代號ChannelIndex:0x01校驗位Checksum:0xAC4實驗原理4.3設置工作信道（1）命令幀定義中國900MHz信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-920.125M)/0.25M中國800MHz信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-840.125M)/0.25M美國信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-902.25M)/0.5M歐洲信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-865.1M)/0.2M韓國信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-917.1M)/0.2M4實驗原理4.3設置工作信道（2）響應幀定義如果信道設置執行正確，則響應幀為：幀類型Type:0x01指令代碼Command:0xAB指令參數長度PL:0x0001指令參數Parameter:0x00校驗位Checksum:0xAD4實驗原理4.4基于射頻芯片的閱讀器獲取工作信道（1）命令幀定義在當前的閱讀器工作地區，獲取閱讀器工作信道，如下：幀類型Type:0x00指令代碼Command:0xAA指令參數長度PL:0x0000校驗位Checksum:0xAA4實驗原理4.4基于射頻芯片的閱讀器獲取工作信道（2）響應幀定義如果獲取信道執行正確，則命令幀響應為：幀類型Type:0x01指令代碼Command:0xAA指令參數長度PL:0x0001指令參數Parameter:0x00(Channel_Index為0x00)校驗位Checksum:0xAC4實驗原理4.4基于射頻芯片的閱讀器獲取工作信道（2）響應幀定義中國900MHz信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.25M+920.125M中國800MHz信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.25M+840.125M美國信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.5M+902.25M歐洲信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.2M+865.1M韓國信道參數計算公式，Freq_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.2M+917.1M4實驗原理4.5設置自動跳頻（1）命令幀定義設置為自動跳頻模式或者取消自動跳頻模式，如下：幀類型Type:0x00指令代碼Command:0xAD指令參數長度PL:0x0001指令參數Parameter:0xFF(0xFF為設置自動跳頻，0x00為取消自動跳頻)校驗位Checksum:0xAD4實驗原理4.5設置自動跳頻（2）響應幀定義如果設置為自動跳頻行或者取消自動跳頻正確，則響應幀為：幀類型Type:0x01指令代碼Command:0xAD指令參數長度PL:0x0001指令參數Parameter:0x00校驗位Checksum:0xAF5實驗步驟5.1硬件連接

串口線：連接計算機串口與NEWLab平臺串口。電源適配器：連接電源適配器DC12V到NEWLab平臺。IO口：M3核心模塊的PC12、PD2、PC10、PC11分別連接UHF射頻模塊的EN、CEN、MX100_RXD、MX100_TXD引腳。連接好后，接通電源，NEWLab平臺波動開關置于“通信模式”。5實驗步驟5.1硬件連接5實驗步驟5.1硬件連接5實驗步驟5.2操作步驟

（1）將超高頻卡放在UHF射頻模塊上方，距離在1米以內，注意保持超高頻RFID與閱讀器平行放置。（2）雙擊VisualStudio圖標，打開軟件。（3）點擊“打開項目…”，找到“實驗23閱讀器工作地區、信道和自動跳頻操作”工程文件。（4）點擊菜單欄“運行”按鈕，工作界面如圖所示。5實驗步驟5.2操作步驟

（5）根據設備管理器顯示的串口號進行串口號設置、波特率選擇“115200”，數據位“8”，停止位“one”，奇偶校驗位“None”，并點擊“打開串口”按鍵，串口工作狀態“串口已打開”，如圖所示。5實驗步驟5.2操作步驟

（6）如果需要，請進行下面步驟點擊【設置Select參數】，選取多個超高頻卡中一個（如果只有一張超高頻卡，此步忽略）；點擊【設置Select模式】，選取多個超高頻卡中一個（如果只有一張超高頻卡，此步忽略）；點擊【讀寫器信息】，獲取讀寫器信息（選做）；5實驗步驟5.2操作步驟

（7）在【讀寫器信息】頁面，點擊【讀取器信息】、【設置工作地區】，進行讀取讀取器信息、設置工作地區操作；設置工作地區，需要選擇01，此時設置閱讀器工作地區為中國，頻率為900MHz，如圖所示；5實驗步驟5.2操作步驟

（8）在【讀寫器信息】頁面，點擊【獲取工作信道】，如圖所示。5實驗步驟5.2操作步驟

（8）在【讀寫器信息】頁面，【設置工作信道】，如圖所示。5實驗步驟5.2操作步驟

（9）在【讀寫器信息】頁面，點擊【設置自動跳頻】，如圖所示。5實驗步驟5.2操作步驟

（9）在【讀寫器信息】頁面，點擊【取消自動跳頻】，如圖23-9所示。5實驗步驟5.3結果分析

注：實驗步驟中的收發命令碼均為NEWLab協議包含超高頻協議，其中，“BB……7E”為超高頻協議命令，下面只分析超高頻協議部分。5實驗步驟5.3結果分析

（1）點擊【閱讀器工作地區等設置】一組中，【設置工作地區】按鈕，選擇01，設置閱讀器工作地區為中國，頻率為900MHz；發送：BB0007000101097E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x003)指令代碼Command:0x074)指令參數長度PL:0x00015)地區Region:0x01(地區代碼01代表中國，900MHz)6)校驗位Checksum:0x097)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（1）點擊【閱讀器工作地區等設置】一組中，【設置工作地區】按鈕，選擇01，設置閱讀器工作地區為中國，頻率為900MHz；接收：BB0107000100097E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x013)指令代碼Command:0x074)指令參數長度PL:0x00015)指令參數Parameter:0x00（表示閱讀器工作地區設置成功）6)校驗位Checksum:0x097)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（2）點擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點擊【設置工作信道】，設置閱讀器工作信道為01。【獲取工作信道】發送：BB00AA0000AA7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x003)指令代碼Command:0xAA4)指令參數長度PL:0x00005)校驗位Checksum:0xAA6)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（2）點擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點擊【設置工作信道】，設置閱讀器工作信道為01。【獲取工作信道】接收：BB01AA000112BE7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x013)指令代碼Command:0xAA4)指令參數長度PL:0x00015)指令參數Parameter:0x12(Channel_Index為0x12)6)校驗位Checksum:0xB57)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（2）點擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點擊【設置工作信道】，設置閱讀器工作信道為01。【設置工作信道】發送：BB00AB000101AD7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x003)指令代碼Command:0xAB4)指令參數長度PL:0x00015)信道代號ChannelIndex:0x016)校驗位Checksum:0xB27)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（2）點擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點擊【設置工作信道】，設置閱讀器工作信道為01。【設置工作信道】接收：BB01AB000100AD7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x013)指令代碼Command:0xAB4)指令參數長度PL:0x00015)指令參數Parameter:0x006)校驗位Checksum:0xAD7)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（3）點擊【設置讀取器自動跳頻】。發送：BB00AD0001FFAD7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x003)指令代碼Command:0xAD4)指令參數長度PL:0x00015)指令參數Parameter:0xFF(0xFF為設置自動跳頻，0x00為取消自動跳頻)6)校驗位Checksum:0xAD7)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析

（3）點擊【設置讀取器自動跳頻】。接收：BB01AD000100AF7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類型Type:0x013)指令代碼Command:0xAD4)指令參數長度PL:0x00015)指令參數Parameter:0x00(表示設置成功)6)校驗位Checksum:0xAF7)幀尾End:0x7E5實驗步驟5.3結果分析（4）點擊【取消讀取器自動跳頻】發送：BB00AD000100AE7E。其中：1)幀