实验背景 》 背景简介 》 RFID系统
射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场,把数据从附着在物品上的标签上传送出去,以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量,并不需要电池;也有标签本身拥有电源,并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息,数米之内都可以识别。与条形码不同的是,射频标签不需要处在识别器视线之内,也可以嵌入被追踪物体之内。
RFID系统结构图
实验背景 》 应用示例 》 门禁卡(身份识别)
据统计,上海世博会保持着每天约50万人的进场人数。能够维持如此多的人员有秩序而快速地入场参观,除了当地的工作人员与志愿者用心工作之外,先进的RFID技术同样是功不可没。
本次上海世博会采用了先进的RFID门票,门票里面集成了RFID—SIM的芯片,通过手机终端的用户界面、无线通信技术以及非接触通信技术来实现手机票的购买、选票等功能。内嵌的电子标签在相关仪器上可读出唯一的一组序列号,保证每张合法来源的世博门票都是独一无二的。
世博会门票
实验背景 》 应用示例 》 RFID标签管理货物
从2010年8月份开始,沃尔玛推出一个电子ID标签计划,以跟踪牛仔裤和内衣。服装上可移动的RFID智能标签将使员工快速获取库存盘点——知道有多少件衣服,哪个尺寸的服装缺货了,也可知道哪些尺寸还有存货。
沃尔玛要求供应商将这些电子标签附加到可移动的纸质标签或包装上,而不是在嵌在衣服里,以尽量减少标签追踪人们行踪的恐惧感,防止隐私泄露。也有标志提示顾客有关标签的事。
RFID电子标签
实验背景 》 应用示例 》 RFID智能电子车牌
智能电子车牌是将普通车牌与RFID技术相结合形成的一种新型电子车牌。一个智能电子车牌由普通车牌和电子车牌组成。电子车牌实际上是一个无线识别的电子标签。电子车牌中存储了经过加密处理的车辆数据。其数据只能由经过授权的无线识别器读取。同时在各交通干道架设监测基站(监测基站由摄像机、射频读卡器和数据处理系统三部分构成),监测基站通过GPRS与中心服务器相连,通过WLAN与警用PDA相连。执法人员携带PDA,站在监测基站前方,车辆经过监测基站,摄像机会拍摄车辆的物理车牌,经监测基站图像识别系统处理后,得到物理车牌的车牌号码;与此同时,射频读卡器读取电子车牌中加密的车辆信息,经监测基站解密后,得到电子车牌的车牌号码。
由于经过硬件设计、软件设计、数据加密后的电子车牌是不可能被仿制的,且每辆车只配备一个,如果是假套牌车辆,则物理车牌的车牌号码必然没有与之相对应的电子车牌的车牌号码,监测基站立即将物理车牌的车牌通过WLAN发送到前方的交警的PDA上,提示交警进行拦截。类似的原理,智能车牌系统也可同时完成对黑名单车辆、非法营运车辆的识别。
智能电子车牌
实验背景 》 器件模块介绍 》 ETC收费系统基于RFID
智能交通系统(ITS)是目前世界交通运输领域的前沿研究课题,也是我国交通科技发展的重点方向。
射频自动识别不停车收费系统(ETC)是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过安装在车辆挡风玻璃上的电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线之间的专用短程通讯,利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,从而达到车辆通过路桥收费站不需停车就能交纳费用的目的。
ETC电子收费通道
实验背景 》 器件模块介绍 》 RFID系统
一套完整 RFID系统由读写器(Reader)与电子标签(Transponder)两部份组成,其工作原理为由读写器(Reader)发射一特定频率之无线电波能量给电子标签(Transponder),用以驱动电子标签(Transponder)电路将内部之ID Code(即全球唯一编号和数据)送出,此时读写器(Reader)便接收此ID Code。 电子标签(Transponder)的特殊在于免用电池、免接触、免刷卡故不怕脏污、长寿命,且芯片密码为世界唯一无法复制,安全性高防伪技术强。
下图为本实验用到的红外灯led炫彩灯和遥控器。
RFID的应用非常广泛,目前典型应用有会员卡、公交卡、动物管理、食品药品防伪溯源、停车场及高速收费、门禁考勤、电力设备资产巡检、生产线自动化、物料管理等。
下图左边为本次用到的RFID卡片,右边是射频读写模块。
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RFID卡
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射频读写模块
实验背景 》 实验介绍 》 实验目的及原理
1.实验目的
本实验主要模拟公交卡、门禁卡刷卡过程,让学生了解RFID射频技术在生活中的应用。以及FRID射频技术在物联网中的重要作用。
2.实验原理
a> 实验开始时,电脑通过网线连接实验箱的服务器。通过在浏览器输入固定IP地址192.168.87.222,进入本实验。
b> 实验配置:网页后台会把学生输入的数据发送给服务器,服务器收到数据后,通知数据采集控制器进入实验状态。
c> 实验开始:数据采集控制器将RFID读卡器上的数据采集上报给服务器,把RFID卡上的数据写入页面前段。学生在页面的充值或者刷卡操作通过服务器传回到实验箱上,再由读卡器写入RFID卡内。
实验背景 》 实验介绍 》 实验内容及步骤
1.实验内容
本实验主要内容为模拟公交卡充值和刷卡,门禁卡授权和取消授权,以及刷卡的流程和原理。
2.实验步骤
1>将射频读写模块(RFID)插入实验箱相应的位置。
2>用网线将实验箱与电脑连接起来。
3>打开实验箱电源,等LED8(第八个led灯)常亮,说明实验箱初始化成功。
4>初始化成功后,打开浏览器输入:192.168.87.222,登录成功,呈现的是物联网实验箱目录界面。
5>选择实验六,进入RFID-电子卡实验。
6>了解实验背景和介绍后,进入效果演示界面,直观感受此实验在生活中的运用。
7>进入实验配置界面,把RFID卡放到实验箱的射频模块上,即可进行充值、授权相关操作。
8>充值或者授权完成后,点击去刷卡,即可到实验箱上刷卡,并在显示屏上观察,个操作是否成功。
详细步骤请查看配置详情。
实验背景 》 实验介绍 》 配置详情
1.充值:进入到配置界面后,如图1-1所示,先把RFID卡放到试验箱,然后在充值文本框里输入充值金额,点击充值按钮,即可充值。
图1-1
2.清零和刷卡:点击“清零”按钮即可清零RFID卡片上的余额。点击“去刷卡”按钮,页面会提示到试验箱上去刷卡,这时候就可以模拟公交卡刷卡流程了。手拿RFID卡靠近射频读卡模块,识别成功后,蜂鸣器会嘀的响一声。
3.门禁授权实验:点击门禁授权table选项,如图1-2所示。即可进入门禁授权实验。门禁授权页面如下。
图1-2
4.把卡片放到射频读写模块上,点击页面“授权”按钮即可对卡片授权,点击取消授权即可实现对卡片的消权。授权或取消授权完成后,均可点击“去刷卡”按钮,然后到实验箱上去刷卡,刷卡流程和刷公交卡一样,以此来验证授权或取消授权是否成功。如图1-3所示。。
图1-3