《自動(dòng)識(shí)別技術(shù)》課件-第23單元 閱讀器工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用閱讀器工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作1實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

本章介紹EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)，基于射頻芯片的閱讀器設(shè)置工作地區(qū)、設(shè)置工作信道等實(shí)驗(yàn)原理。認(rèn)識(shí)超高頻卡讀寫(xiě)套件、UHF讀卡器模塊、認(rèn)識(shí)超高頻頻卡讀寫(xiě)芯片、學(xué)習(xí)閱讀器工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作機(jī)制、學(xué)習(xí)C#編程技術(shù)、掌握閱讀器的工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作的命令格式，能夠讀懂響應(yīng)信息。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容超高頻電子標(biāo)簽閱讀器工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作13實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.認(rèn)識(shí)NEWLab實(shí)訓(xùn)平臺(tái)2.認(rèn)識(shí)超高頻卡讀寫(xiě)套件：STM32ARMCortexM3核心模塊、UHF讀卡器模塊3.認(rèn)識(shí)超高頻頻卡讀寫(xiě)芯片：射頻芯片4.學(xué)習(xí)閱讀器工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作機(jī)制5.學(xué)習(xí)C#編程技術(shù)6.掌握閱讀器的工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作的命令格式，能夠讀懂響應(yīng)信息4實(shí)驗(yàn)原理4.1EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于每間公司生產(chǎn)的符合EPCGen2標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽，其性能均應(yīng)符合EPCGen2相關(guān)的無(wú)線(xiàn)接口性能標(biāo)準(zhǔn)。從用戶(hù)應(yīng)用電子標(biāo)簽的角度來(lái)說(shuō)，不需要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)參數(shù)及閱讀器與電子標(biāo)簽之間的無(wú)線(xiàn)通信接口性能指標(biāo)。但是，為了正確的選用電子標(biāo)簽，需要對(duì)以下參數(shù)有一個(gè)大致的了解。（1）系統(tǒng)介紹EPC系統(tǒng)是一個(gè)針對(duì)電子標(biāo)簽應(yīng)用的使用規(guī)范。一般系統(tǒng)包括有閱讀器、電子標(biāo)簽、天線(xiàn)以及上層應(yīng)用接口程序等部分。每家廠(chǎng)商提供的產(chǎn)品應(yīng)符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所提供的設(shè)備在性能上有不同，但功能會(huì)是相似的。4實(shí)驗(yàn)原理4.1EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)

（2）無(wú)線(xiàn)通信過(guò)程閱讀器向一個(gè)或一個(gè)以上的電子標(biāo)簽發(fā)送信息，發(fā)送方式是采用無(wú)線(xiàn)通信的方式調(diào)制射頻載波信號(hào)。標(biāo)簽通過(guò)相同的調(diào)制射頻載波接收功率。閱讀器通過(guò)發(fā)送未調(diào)制射頻載波和接收由電子標(biāo)簽反射(反向散射)的信息來(lái)接收電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。（3）工作頻率EPCGen2的標(biāo)準(zhǔn)文本所規(guī)定的無(wú)線(xiàn)接口頻率為：860MHz-960MHz，但每個(gè)國(guó)家在確定自己的使用頻率范圍時(shí)，會(huì)根據(jù)自己的情況選擇某段頻率作為自己的使用頻段。我國(guó)目前暫訂的使用頻段為：920MHz-925MHz。用戶(hù)在選用電子標(biāo)簽和閱讀器時(shí)，應(yīng)選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽及閱讀器。一般來(lái)說(shuō)，電子標(biāo)簽的頻率范圍較寬，而閱讀器在出廠(chǎng)時(shí)會(huì)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的頻率來(lái)限定。4實(shí)驗(yàn)原理4.1EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)

（4）頻道工作模式閱讀器在有效的頻段范圍內(nèi)，將該頻段分為20個(gè)頻道，在某個(gè)使用的時(shí)刻閱讀器與電子標(biāo)簽的通信只占用一個(gè)頻道進(jìn)行通信。為防止占用某個(gè)頻道時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或該頻道被其它設(shè)備占用而產(chǎn)生的干擾，閱讀器使用時(shí)會(huì)自動(dòng)跳到下一個(gè)頻道。用戶(hù)在使用閱讀器時(shí)，如發(fā)現(xiàn)某個(gè)頻道在某地己被其它的設(shè)備所占用或某個(gè)頻道上的信號(hào)干擾很大，可在閱讀器系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定中，先將該頻道屏蔽掉，這樣閱讀器在自動(dòng)跳頻時(shí)，會(huì)自動(dòng)跳過(guò)該頻道，以避免與其它設(shè)備的應(yīng)用沖突。4實(shí)驗(yàn)原理4.1EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)

（5）發(fā)射功率閱讀器的發(fā)射功率是一個(gè)很重要的參數(shù)，閱讀器對(duì)電子標(biāo)簽的操作距離主要會(huì)由該發(fā)射功率來(lái)確定，發(fā)射功率越大，則操作距離越遠(yuǎn)。我國(guó)的暫訂標(biāo)準(zhǔn)為2W，閱讀器的發(fā)射功率可以通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置來(lái)進(jìn)行調(diào)整?？煞譃閹准?jí)或連續(xù)可調(diào)，用戶(hù)需根據(jù)自己的應(yīng)用調(diào)整該發(fā)射功率，使閱讀器能在用戶(hù)設(shè)定的距離內(nèi)完成對(duì)電子標(biāo)簽的操作。對(duì)于滿(mǎn)足使用要求的，將發(fā)射功率調(diào)到較小可以減少能耗。4實(shí)驗(yàn)原理4.1EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)

（6）天線(xiàn)天線(xiàn)是讀寫(xiě)系統(tǒng)中非常重要的一部分，它對(duì)閱讀器與電子標(biāo)簽的操作距離有很大的影響。天線(xiàn)的性能越好，操作距離會(huì)越遠(yuǎn)。閱讀器與天線(xiàn)的連接有二種情況，一種是閱讀器與天線(xiàn)裝在一起，稱(chēng)為聯(lián)體機(jī)，另一種是通過(guò)50Ω的同軸電纜與天線(xiàn)相連，稱(chēng)為分體機(jī)。天線(xiàn)的指標(biāo)主要有使用效率（天線(xiàn)增益）、有效范圍（方向性選擇）、匹配電阻（50Ω）、接口類(lèi)型等。用戶(hù)在選用時(shí)，需根據(jù)自己的需要選用相關(guān)的天線(xiàn)。一個(gè)閱讀器可以同時(shí)連接多個(gè)天線(xiàn)，在使用這種閱讀器時(shí)，用戶(hù)需先設(shè)定天線(xiàn)的使用序列。4實(shí)驗(yàn)原理4.1EPCGen2電子標(biāo)簽接口標(biāo)準(zhǔn)

（7）密集閱讀器環(huán)境（DRM）在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，可能會(huì)同時(shí)存在多個(gè)閱讀器同時(shí)運(yùn)行，這種情況稱(chēng)為密集閱讀器環(huán)境，各個(gè)閱讀器會(huì)占用各自的操作頻道對(duì)自己的電子標(biāo)簽自行操作。用戶(hù)在使用時(shí)，需根據(jù)需要選用可在DRM環(huán)境下可靠運(yùn)行的閱讀器。（8）數(shù)據(jù)傳輸速率有高/低二種傳輸速率，一般的廠(chǎng)商都選擇高速數(shù)據(jù)傳輸速率。4實(shí)驗(yàn)原理4.2基于射頻芯片的閱讀器設(shè)置工作地區(qū)（1）命令幀定義設(shè)置閱讀器工作地區(qū)，如果是中國(guó)900MHz頻段，如下：幀類(lèi)型Type:0x00指令代碼Command:0x07指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001地區(qū)Region:0x01校驗(yàn)位Checksum:0x094實(shí)驗(yàn)原理4.2基于射頻芯片的閱讀器設(shè)置工作地區(qū)（1）命令幀定義不同國(guó)家地區(qū)代碼如下表：4實(shí)驗(yàn)原理4.2基于射頻芯片的閱讀器設(shè)置工作地區(qū)（2）響應(yīng)幀定義如果地區(qū)設(shè)置執(zhí)行正確，則響應(yīng)幀為：幀類(lèi)型Type:0x01指令代碼Command:0x07指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001指令參數(shù)Parameter:0x00校驗(yàn)位Checksum:0x094實(shí)驗(yàn)原理4.3設(shè)置工作信道（1）命令幀定義如果是中國(guó)900MHz頻段，設(shè)置閱讀器工作信道920.125MHz，如下：幀類(lèi)型Type:0x00指令代碼Command:0xAB指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001信道代號(hào)ChannelIndex:0x01校驗(yàn)位Checksum:0xAC4實(shí)驗(yàn)原理4.3設(shè)置工作信道（1）命令幀定義中國(guó)900MHz信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-920.125M)/0.25M中國(guó)800MHz信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-840.125M)/0.25M美國(guó)信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-902.25M)/0.5M歐洲信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-865.1M)/0.2M韓國(guó)信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：CH_Index=(Freq_CH-917.1M)/0.2M4實(shí)驗(yàn)原理4.3設(shè)置工作信道（2）響應(yīng)幀定義如果信道設(shè)置執(zhí)行正確，則響應(yīng)幀為：幀類(lèi)型Type:0x01指令代碼Command:0xAB指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001指令參數(shù)Parameter:0x00校驗(yàn)位Checksum:0xAD4實(shí)驗(yàn)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(dāng)前的閱讀器工作地區(qū)，獲取閱讀器工作信道，如下：幀類(lèi)型Type:0x00指令代碼Command:0xAA指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0000校驗(yàn)位Checksum:0xAA4實(shí)驗(yàn)原理4.4基于射頻芯片的閱讀器獲取工作信道（2）響應(yīng)幀定義如果獲取信道執(zhí)行正確，則命令幀響應(yīng)為：幀類(lèi)型Type:0x01指令代碼Command:0xAA指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001指令參數(shù)Parameter:0x00(Channel_Index為0x00)校驗(yàn)位Checksum:0xAC4實(shí)驗(yàn)原理4.4基于射頻芯片的閱讀器獲取工作信道（2）響應(yīng)幀定義中國(guó)900MHz信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.25M+920.125M中國(guó)800MHz信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.25M+840.125M美國(guó)信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.5M+902.25M歐洲信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.2M+865.1M韓國(guó)信道參數(shù)計(jì)算公式，F(xiàn)req_CH為信道頻率：Freq_CH=CH_Index*0.2M+917.1M4實(shí)驗(yàn)原理4.5設(shè)置自動(dòng)跳頻（1）命令幀定義設(shè)置為自動(dòng)跳頻模式或者取消自動(dòng)跳頻模式，如下：幀類(lèi)型Type:0x00指令代碼Command:0xAD指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001指令參數(shù)Parameter:0xFF(0xFF為設(shè)置自動(dòng)跳頻，0x00為取消自動(dòng)跳頻)校驗(yàn)位Checksum:0xAD4實(shí)驗(yàn)原理4.5設(shè)置自動(dòng)跳頻（2）響應(yīng)幀定義如果設(shè)置為自動(dòng)跳頻行或者取消自動(dòng)跳頻正確，則響應(yīng)幀為：幀類(lèi)型Type:0x01指令代碼Command:0xAD指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x0001指令參數(shù)Parameter:0x00校驗(yàn)位Checksum:0xAF5實(shí)驗(yàn)步驟5.1硬件連接

串口線(xiàn)：連接計(jì)算機(jī)串口與NEWLab平臺(tái)串口。電源適配器：連接電源適配器DC12V到NEWLab平臺(tái)。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(tái)波動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“通信模式”。5實(shí)驗(yàn)步驟5.1硬件連接5實(shí)驗(yàn)步驟5.1硬件連接5實(shí)驗(yàn)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?xún)?nèi)，注意保持超高頻RFID與閱讀器平行放置。（2）雙擊VisualStudio圖標(biāo)，打開(kāi)軟件。（3）點(diǎn)擊“打開(kāi)項(xiàng)目…”，找到“實(shí)驗(yàn)23閱讀器工作地區(qū)、信道和自動(dòng)跳頻操作”工程文件。（4）點(diǎn)擊菜單欄“運(yùn)行”按鈕，工作界面如圖所示。5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（5）根據(jù)設(shè)備管理器顯示的串口號(hào)進(jìn)行串口號(hào)設(shè)置、波特率選擇“115200”，數(shù)據(jù)位“8”，停止位“one”，奇偶校驗(yàn)位“None”，并點(diǎn)擊“打開(kāi)串口”按鍵，串口工作狀態(tài)“串口已打開(kāi)”，如圖所示。5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（6）如果需要，請(qǐng)進(jìn)行下面步驟點(diǎn)擊【設(shè)置Select參數(shù)】，選取多個(gè)超高頻卡中一個(gè)（如果只有一張超高頻卡，此步忽略）；點(diǎn)擊【設(shè)置Select模式】，選取多個(gè)超高頻卡中一個(gè)（如果只有一張超高頻卡，此步忽略）；點(diǎn)擊【讀寫(xiě)器信息】，獲取讀寫(xiě)器信息（選做）；5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（7）在【讀寫(xiě)器信息】頁(yè)面，點(diǎn)擊【讀取器信息】、【設(shè)置工作地區(qū)】，進(jìn)行讀取讀取器信息、設(shè)置工作地區(qū)操作；設(shè)置工作地區(qū)，需要選擇01，此時(shí)設(shè)置閱讀器工作地區(qū)為中國(guó)，頻率為900MHz，如圖所示；5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（8）在【讀寫(xiě)器信息】頁(yè)面，點(diǎn)擊【獲取工作信道】，如圖所示。5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（8）在【讀寫(xiě)器信息】頁(yè)面，【設(shè)置工作信道】，如圖所示。5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（9）在【讀寫(xiě)器信息】頁(yè)面，點(diǎn)擊【設(shè)置自動(dòng)跳頻】，如圖所示。5實(shí)驗(yàn)步驟5.2操作步驟

（9）在【讀寫(xiě)器信息】頁(yè)面，點(diǎn)擊【取消自動(dòng)跳頻】，如圖23-9所示。5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

注：實(shí)驗(yàn)步驟中的收發(fā)命令碼均為NEWLab協(xié)議包含超高頻協(xié)議，其中，“BB……7E”為超高頻協(xié)議命令，下面只分析超高頻協(xié)議部分。5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（1）點(diǎn)擊【閱讀器工作地區(qū)等設(shè)置】一組中，【設(shè)置工作地區(qū)】按鈕，選擇01，設(shè)置閱讀器工作地區(qū)為中國(guó)，頻率為900MHz；發(fā)送：BB0007000101097E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x003)指令代碼Command:0x074)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)地區(qū)Region:0x01(地區(qū)代碼01代表中國(guó)，900MHz)6)校驗(yàn)位Checksum:0x097)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（1）點(diǎn)擊【閱讀器工作地區(qū)等設(shè)置】一組中，【設(shè)置工作地區(qū)】按鈕，選擇01，設(shè)置閱讀器工作地區(qū)為中國(guó)，頻率為900MHz；接收：BB0107000100097E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x013)指令代碼Command:0x074)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)指令參數(shù)Parameter:0x00（表示閱讀器工作地區(qū)設(shè)置成功）6)校驗(yàn)位Checksum:0x097)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（2）點(diǎn)擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點(diǎn)擊【設(shè)置工作信道】，設(shè)置閱讀器工作信道為01?！精@取工作信道】發(fā)送：BB00AA0000AA7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x003)指令代碼Command:0xAA4)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00005)校驗(yàn)位Checksum:0xAA6)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（2）點(diǎn)擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點(diǎn)擊【設(shè)置工作信道】，設(shè)置閱讀器工作信道為01?！精@取工作信道】接收：BB01AA000112BE7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x013)指令代碼Command:0xAA4)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)指令參數(shù)Parameter:0x12(Channel_Index為0x12)6)校驗(yàn)位Checksum:0xB57)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（2）點(diǎn)擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點(diǎn)擊【設(shè)置工作信道】，設(shè)置閱讀器工作信道為01?！驹O(shè)置工作信道】發(fā)送：BB00AB000101AD7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x003)指令代碼Command:0xAB4)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)信道代號(hào)ChannelIndex:0x016)校驗(yàn)位Checksum:0xB27)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（2）點(diǎn)擊【獲取工作信道】，獲取閱讀器工作信道；點(diǎn)擊【設(shè)置工作信道】，設(shè)置閱讀器工作信道為01?！驹O(shè)置工作信道】接收：BB01AB000100AD7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x013)指令代碼Command:0xAB4)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)指令參數(shù)Parameter:0x006)校驗(yàn)位Checksum:0xAD7)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（3）點(diǎn)擊【設(shè)置讀取器自動(dòng)跳頻】。發(fā)送：BB00AD0001FFAD7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x003)指令代碼Command:0xAD4)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)指令參數(shù)Parameter:0xFF(0xFF為設(shè)置自動(dòng)跳頻，0x00為取消自動(dòng)跳頻)6)校驗(yàn)位Checksum:0xAD7)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析

（3）點(diǎn)擊【設(shè)置讀取器自動(dòng)跳頻】。接收：BB01AD000100AF7E。其中：1)幀頭Header:0xBB2)幀類(lèi)型Type:0x013)指令代碼Command:0xAD4)指令參數(shù)長(zhǎng)度PL:0x00015)指令參數(shù)Parameter:0x00(表示設(shè)置成功)6)校驗(yàn)位Checksum:0xAF7)幀尾End:0x7E5實(shí)驗(yàn)步驟5.3結(jié)果分析（4）點(diǎn)擊【取消讀取器自動(dòng)跳頻】發(fā)送：BB00AD000100AE7E。其中：1)幀