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RFID物联网教研平台
来源: 本站   发布时间: 2014-5-13  浏览次数: 60258
    

RFID物联网教研平台        型号:RFID-MSH 

RFID物联网教研平台,是专为高等院校物联网专业和计算机、通讯、电子等专业教学而设计的一套完整的RFID、WSN实验系统。平台板载多种的RFID读写器模块和场景模拟应用模块,硬件提供底层信号测量点,软件支持标准国际指令分析,是一款软硬件功能完善的RFID物联网体系教学科研平台。系统配套丰富的实验例程软件、中间件、和上位机应用软件,除可以用于教学实践外,还可以作为产品开发、科学研究和测试等领域。

RFID物联网教学实验平台包括:多种频段RFID读写器及配套标签、嵌入式M2M网关、场景应用模拟模块、配套软件及教学资源等几大部分。

产品特点

n 多频率、多协议支持,可构建RFID无线网络

平台配套有低频125K模块、高频13.56MHz模块,高频RFID原理机模块,超高频915MHz和有源微波2.4GHz RFID模块;支持ISO15693、ISO14443、ISO18000-2、ISO18000-6C等国际标准协议。

1、低频125K读写器模块,支持ISO18000-2协议,完全支持EM、TK卡及其它125K兼容ID卡片的操作;

2、高频13.56M读写器模块,支持ISO 14443A协议,可以读取Mifare1 S50、Mifare1 S70、Mifare UltraLight、Mifare Pro等射频卡;

3、超高频915M读写器模块,支持ISO18000-6C协议,输出功率可以调整,兼容EPC GLOBAL第二代(Gen2)标准和兼容ISO18000-6标准的各种无源标签;

4、微波2.4GHz读写器模块,采用全球开放的ISM微波频段,支持ISO18000-4\ZigBee协议,可连接多种传感器,组建WSN传感网,并且基于创新性的接口设计,可配置连接上述低频125K、高频13.56MHz、超高频915MHz RFID模块和Cortex-A8网关构成RFID无线网络应用;

 

n 典型高频RFID原理机,手持RFID终端机开发平台

平台板载13.56M高频RFID开发学习原理机,支持ISO-14443A/B、ISO-15693协议,基于32位ARM处理器STM32的嵌入式系统,全开放式设计,可从最底层学习RFID系统原理及应用。

1、基于32位ARM STM32 嵌入式处理器,接口齐全,包括4x4数字键盘、LCD液晶屏,USB接口,SD卡存储接口、RS232串口等,可构成一个完整的高频RFID手持机开发平台;

2、支持IOS18000/ISO15693国际标准指令,通过原理机硬件,逐条分析ISO 14443协议指令和ISO 15693协议指令,并可通过底层软件实现对RFID信号的设置和调整等;

3、硬件上引出RFID信号探测点,可以使用示波器进行波形测量,与软件协议中的指令进行对照和解析,使用者可以更直观、形象地了解RFID国际标准指令执行的情况,掌握这些指令的功能和用法;

 

n 板载场景模拟应用系统,无缝连接,支持扩展

   为演示多种频段RFID技术的应用,平台板载统一接口,提供高速路ETC收费系统、门禁控制系统应用硬件模块支持,可生动展现物联网RFID技术的应用场景。通过该部分硬件的标准接口还可更换、选配公司配套的更多的应用模块;

1、ETC模块部分提供带有独立MCU 的栏杆的闸机控制系统,可通过软件配置,任意连接平台上的其他模块中应用,包括Cortex-A8网关、125K低频、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID读写器完成配套应用演示;

2、门禁模块部分提供带有独立MCU的继电器开关和电磁锁,可通过软件配置,任意连接平台上的其他模块中应用,包括Cortex-A8网关、125K低频、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID读写器完成配套应用演示;

3、场景模拟应用系统基于统一硬件接口,用户可以灵活应用,更换或选择公司配套其他类应用模块,如声光报警、调速风扇、继电器开关、语音合成模块、数码管、点阵LED、OLED液晶显示器等物联网控制模块,构建具有灵活、丰富、生动、特色的物联网场景应用;

 

n 接口丰富,可扩展性高,支持多种物联网模块

1、系统板载串口复用路由器,采用CPLD硬件逻辑电路,可自定义连接系统主板上12个设备接口。通过串口复用路由器,板载所有模块硬件皆可自由连通RFID原理机、Cortex-A8网关和上位机PC电脑,方便用户使用和实验操作;

2、系统通过统一的硬件接口,可无缝扩展公司配套的GPRS、GPS、WIFI、ZigBee、IPv6、蓝牙、条码识别等功能模块,支持包括温湿度、光照度、继电器、电机、声光报警等30余种传感器模块,是一款功能强大的物联网平台;

3、可选配高频多路复用器和天线板,场强检测板天线信号探测板,可配套进行RFID射频原理的深入学习与测量;

 

硬件资源

Cortex-A8嵌入式

M2M网关

处理器:

CPU:Samsung S5PV210,Cortex-A8,主频为1GHz,内置PowerVR SGX540高性能图形引擎,支持流畅的2D/3D图形加速,最高可支持1080p@30fps硬件解码视频流畅播放,格式可为MPEG4,H.263, H.264等

DDR2内存:1GMB,32bit数据总线,运行频率:200MHz

SLC NAND Flash: 1GB

 

无线通讯:

板载WIFI接口:1路SDIO接口,用于连接WIFI模块

板载GPRS接口:1路板载GPRS通讯模块接口

板载3G模块接口:1路MiniPCIe 3G模块接口

 

有线通讯接口:

RJ45网口:1个DM9000AEP网卡,10/100M自适应

CAN总线:1路CAN总线接口

RS485总线:1路RS485接口

I2C总线 :1个I2C EEPROM(256Byte)芯片,用于测试,预留1路I2C接口

SPI总线 :1路SPI总线连接数码管,1路连接CAN,1路SPI接口引出

UART串口:2路DB9 RS232串口接口,引出4路TTL UART接口

USB接口:2路USB Host2.0接口,1路MiniUSB Slave2.0接口

 

音视频接口:

LCD液晶和触摸屏:7寸TFT LCD,电阻式触摸屏,支持校准,预留电容屏接口

TV-OUT视频输出 :1路TVOUT视频输出接口

AV-IN视频输入:1路******输入接口,可直接连CCD摄像头

音频输入输出:1路3.5mm立体声音频输出接口,1路麦克风输入

HDMI接口:1路HDMI输出接口

CMOS Camera:1路CMOS 高清摄像头接口

 

外设接口:

SD卡接口:1路标准SD卡插座

ADC输入:1路连接可调电阻

PWM蜂鸣器 1路PWM蜂鸣器

中断按键:8个中断按键,用于用户输入控制

LED灯:5个LED灯,用于测试

RTC时钟:1个RTC时钟备份

125K模块

ISO18000-2协议,支持EMTK及其兼容卡片 

自动寻卡方式,当有ID卡片进入到天线区后,该读卡器通过串口或USB口向外输出卡片序列号 

自带看门狗 

读写距离:40~60mm 

电源:DC5V 

读卡电流:5V/54mA 

工作温度:-10~+70

ISO14443模块

适用于多种场合读写卡应用,特别是标签检测,标签整个数据区数据存储测试,

销售POS应用、RFID卡或标签的个性化读写、标签数据区数据读写

用户界面:2LED指示灯

电源:DC5V

工作温度:0℃~+60

工作频率:13.56MHz

可读写标签:ISO 14443 TypeA

RF功率:100mW300mW 

最大读写距离:100mm(与标签有关)

ISO15693M RFID

原理机模块

基于32位ARM控制器,板载4.3寸彩色触摸液晶屏,12个按键,板载一体化天线,可模拟手持机工作模式

多串口,可与其它配件接合使用,功能强大

带有信号探测针,通过示波器能提取、展现出RFID系统中整个的射频信号,包括:编码信号、载波信号、调制信号、调制载波信号、功率放大信号、电子标签返回的信号、FSK解调信号、ASK解调信号等

板载接口:标准RS232串口,USB OTG接口,SD卡存储接口,EEPROM存储器

供电方式:电压DC 5V(提供AC/DC适配器)工作电流500mA

工作温度: -10  +60

RF工作频率:13.56MHz

最大读写距离:30cm(与标签有关)

ISO18000-6C模块

工作频率ISM 902-928MHZ 

工作模式:跳频工作、定频工作或软件可调 

功率可调范围0dBm27dBm 可调

天线:外接天线

通信口USB 

通信速率Up to 57,600bps 

可读标签协议EPC C1 Co Gen2, ISO-18000-6C 

读取距离:棒状天线15cm~1m,板状6dBi天线3~5m

电源+5V DC, less than 1Amps 

工作温度-20~+65 

存储温度-35~+85

2.4GHz模块

工作条件:环境温度-20℃~+70℃;相对湿度≤90%

工作频段:2.400GHz ~2.525GHz ISM波段

频道数:126

调制方式:GFSK

识别方式:全方向识别

天线:内置天线,也可外接天线(选配)。

加密方式:非加密和加密可选。

读卡距离:0~100m可调(与有源电子标签的设置有关) 

读卡方式:有源卡主动发送数据,读卡器接收数据

电源:DC5V(≧100mA)

通信方式:UART

通信速率:最大1Mpbs

其他功能:传感器模块(可选配20余种)

场景应用模拟模

-ETC模块

处理器:STM8S

执行器:步进电机+闸机栏杆

通信口:UART 

电源:+5V DC 

功能:模拟ETC高速路收费系统,可通过软件配置连接平台上任意一个模块,包括Cortex-A8网关、125K低频、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID读写器完成应用演示

工作温度:-20℃~+65℃ 

场景应用模拟模块

-门禁模块

处理器:STM8S

执行器:继电器+电磁锁

通信口:UART 

电源+5V DC 

功能:模拟电磁门禁控制系统,可通过软件配置连接平台上任意一个模块,包括Cortex-A8网关、125K低频、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID读写器完成应用演示

工作温度-20~+65 

串口复用路由器

实验系统板载串口设备逻辑复用路由器,采用CPLD硬件逻辑电路,可自定义连接系统主板上12个设备接口。通过串口复用路由器,板载所有模块硬件皆可自由连通RFID原理机、Cortex-A8网关和上位机PC电脑,方便用户使用和实验操作

多路复用器和天线板模块(选配)

阵列式选择输出天线;软件设置输出地址并进行开关选择,多路切换,共用RF同轴电缆进行控制,无需附加电缆

RF接口:150ohmSMA标准RF输入插头,供读写器使用,850ohmSMA标准输出插头,供扩展天线使用、

主机接口:标准RS232串口(ESD保护,自动波特率,最大波特率115.2Kbps

通讯经由RF输入同轴电缆。

工作温度:0 -+ 50

开关特性:8W(最大开关选择频率下功率),小于150ms(开关选择频率),0.5db(最大衰减)

其它:动态选择并驱动所接天线进行独立工作或成对工作;

完全可由主机进行配置;

读写模块可以通过地址触发选择工作天线。

场强检测板模块(选配)

检测读写器天线产生的RF场强强弱;

快速判断读写器天线是否工作;

辅助天线调试;

工作频率:13.56MHz

工作温度:0 - +60

信号探测板模块(选配)

针对13.56MHz RFID系统开发的探测板,主要用来捕获读卡器发送的原始编码数据信号

工作频率:13.56MHz,支持ISO14443ISO15693协议。

对比天线探测板靠近和远离天线区域的示波器检测信号,理解HF天线射频信号随距离衰减的理论知识。

 

软件资源

  配套相应模块的实验例程及开发工具,提供全部的应用系统的源代码,包括图书馆管理系统、**支管理系统、身份识别应用系统、智能货架系统和仓储管理系统,应用系统多卡发卡等系统DEMO软件。让使用者能非常迅速的掌握了应用系统开发的能力。通过实验,可以帮助使用者,不仅使用API接口函数实现RFID应用系统的设计开发,而且还培养使用者从更底层,通过命令更加直接的控制读写器,模拟实现实际系统的功能,模拟整个系统的开发流程,实现整个应用系统的功能;

实验目录

第一部分  系统简介

第一章 教学实验系统简介

第二部分  RFID实验(硬件部分

第二章 RFID 系统的基本实验

实验一 RFID系统的编码

实验二 RFID系统的载波产生

实验三 RFID系统的信号调制

实验四 RFID系统的RF信号功率放大

实验五 RFID系统的末级输出调制载波信号

实验六 RFID系统的解调-FSK 模式

实验七 RFID系统的解调-ASK 模式

实验八 RFID系统的天线

第三部分  RFID实验(协议部分

第三章  标签信息的读写实验

第四章 RFID 防撞系统实验 

第五章 CRC实验 

第六章 RFID 信令实验

第七章  数据包分析实验 

第八章  信令数据包实验

第四部分  DLL 应用设计(上位机应用开发部分)

第九章 DLL实例设计实验

第五部分  应用程序设计

第十章  应用程序开发指导

第十章 HF 高频13.56M模块实验

第十章 LF 125K ID  卡读取实验

第十章 HF 高频RFID ETC应用模拟实验

第十章 LF 125K 门禁控制应用模拟实验

部分WSN 物联网应用设计

第十章 WSN  模块配置操作实验

第十章  WSN  物联网应用技术设计

15.2.1 WSN 与  HF ISO15693 RFID结合应用实验

15.2.2 WSN 与  HF ISO14443 RFID结合应用实验

15.2.3 WSN 与  UHF ISO18000-6 RFID结合应用实验

15.2.4 WSN 与  LF 125K ID RFID结合应用实验

第七部分 综合实训软件实验(综合项目部分) 

1 RFID电子钱包应用实例

2 **支管理系统开发实例 

3 图书馆管理系统开发实例 

4 人员管理系统开发实例 

5 仓储管理系统 

6 智能货架系统 

 

实验室设备清单

序号

名称

单位

数量

备注

1

实验箱底板

1

 

2

Cortex-A8智能网关

1

对于非A8版本,可选配多种通讯模块和传感器模块

3

125K低频RFID模块

1

配套电子标签2个

4

ISO14443高频RFID模块

1

配套电子标签2个

5

ISO18000-6C模块

1

配套电子标签2个,带外接PCB天线

6

2.4G 通讯模块

2

 

7

ISO15693M RFID原理机模块

1

配套电子标签2个,带外接PCB天线

8

场景应用模拟模-ETC模块

1

可选配其他通讯或传感器模块

9

场景应用模拟模块-门禁模块

1

可选配其他通讯或传感器模块

10

电源适配器(5V5A主板)

1

 

11

USB2UART调试板

1

 

12

网线

1

 

13

J-Link仿真器

1

 

14

ST-Link仿真器

1

 

15

双母交叉串口线

1

 

16

B型公接口USB线

1

 

17

Mini USB线 

1

 

18

配套光盘

1

 

19

实验指导书

1

1本纸质打印,电子版


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