基于ISO15693协议的远距离RFID读写器的研究
基于ISO15693标准RFID信号的测量
基于ＩＳＯ１５６９３标准ＲＦＩＤ信号的测量作者：付国映来源：《通信产业报》2008年第21期随着FRID市场的不断升温，产业对于相关测试仪表的需求不断加大，罗德与施瓦茨RFID信号源和信号分析仪精准稳定的测量，为RFID技术的普及增添了活力。
ISO15693标准介绍RFID即射频识别技术，广泛应用在非接触式IC卡中。
按照作用距离粗略分类，目前非接触IC卡有三种标准：ISO10536、ISO14443和ISO15693。
ISO10536标准适合的卡为密耦合类型，它主要是在1992年到1995年间发展的，由于这种IC卡的生产成本高而与接触式IC卡相比优点很少，这种密耦合系统从未得到应用。
ISO14443标准适合近耦合类型的卡，作用距离大约为0～10cm。
ISO15693标准适合疏耦合类型的卡，作用距离大约为0～1m，可以用于出入检查。
这两个标准从频率、动作场强、调制方法上看是完全独立的。
满足ISO15693标准的非接触式IC卡，即VICC(VicinityIntegratedCircuitCard)，其大小尺寸为85.72mm×54.03mm×0.76mm±容差，工作频率fc为13.56MHz，允许偏差7kHz。
VICC中包含有一个大面积的天线线圈，能量供应由阅读器的交变磁场来提供。
阅读器简称为VCD(VicinityCouplingDevice)。
阅读器到非接触式IC卡的数据传输这个RFID信号的调制类型为ASK(幅移键控)调制，调制深度为10%和100%。
存在两种编码：256选1编码和4选1编码。
在长距离模式下，采用256选1编码，这种编码方式是一种脉冲位置调制，通过控制明确规定在0～255之值范围内的脉冲的时间位置来表示传输的数据之值，在4.833ms时间内可以同时传输8位(1字节)信息，此时间被分成512个时间段，编号为0～511，每个长约9.4us，一个脉冲调制只能在奇数时间段，传输的数据之值n可以容易地从脉冲调制的位置求出：脉冲调制的位置=2×n+1在快速模式下，采用4选1编码，这种编码方式也是一种脉冲位置调制，脉冲的时间位置决定它代表的数值，在75.52us时间内可以同时传输2位信息，被分成8个时间段，编号为0～7，每个长约9.4us，一个脉冲调制只能在奇数时间段，传输的数据之值n可以容易地从脉冲调制的位置求出：脉冲调制的位置=2×n+1数据通信以帧的形式传输，以SOF(StartOfFrame)帧起始为一帧的开始，以EOF(EndOfFrame)帧结尾为帧的结束标记。
RFID实验2 HF13.56MHz ISO-15693多数据块的读写
3.3.1 协议原理
当附近式耦合设备 VCD（Vicinity Coupling Device）寻址模式标志为“1”时发送一次 请求，请求中包含附近式卡 VICC（Vicinity Integrated Circuit Card）的唯一标识符 UID（Unique Identifier），任何 VICC 在收到寻址标志为“1”的请求后，将收到的 UID 与自身的 UID 作 比较，如果匹配，VICC 将执行相应的操作并且向 VCD 发送一个响应。如果不匹配，VICC 不做任何响应。
（6）建立信息输出模块：在工具箱中拖出 ListBox 控件，放置在窗体上，选中该控件， 将 name 属性改为“ReadAndWriteMutilBlock”；拖出 1 个 Button 控件，设置 Name 属性为 “clearBtn”，Text 属性为 “清空”。
第三步：编写代码实现功能（此处只附部分主要代码及解析）。 程序执行流程图如图 3-24 所示。
本设计所需设备如下。 （1）硬件：PC（Pentium 500 以上，硬盘 80GB 以上，内存大于 1GB，Windows 操作系 统），ISO 15693M（高频 13.56MHz）RFID 原理模块（基于 8 位 AT89C54 嵌入式处理器）， ISO 15693 卡片，串口线，USB 转串口线。 （2）软件：Microsoft Visual Studio 2010。
//第 9 个字节保存地址 //第 10 个字节保存数量 //发送读卡命令
} //写入数据按钮事件 private void button2_Click（object sender, EventArgs e）
RFID原理与应用-HF中ISO15693协议命令的验证和操作(word文档良心出品)
课程名：《RFID原理与应用》
题目：实验四HF ISO15693协议命令
实验类别【验证和测试】
班级：
学号：
姓名：
一、实验内容或题目
HF ISO15693协议命令
二、实验目的与要求
(1)熟悉ISO15693协议命令的三种操作模式；
(2)熟悉标签六种巡查模式
(3)标签数据块操作；
(4)检测射频场范围内的电子标签，截取标签的制造商、UID、DSFID等信息。
四、实验遇到的问题和体会
通过这次实验，熟悉了ISO15693协议命令的三种操作模式和标签六种巡查模式，学会了如何在射频场范围内的电子标签，截取标签的制造商、UID、DSFID等信息，顺利完成了实验。
三、实验步骤与截图
实验项目：
1,连接读写器(打开端口)。
2,读写器自定义命令。
(1)获取读写器信息
(2)打开射频
(3)修改读写器地址
(4)设置读写器模式
(5)设置蜂鸣器、LED
3,对标签六种巡查模式进行检测
(1)单张询查
(2)询查命令带AFI（单张）
(3)多张询查
(4)继续询查（多张）Fra bibliotek(5)新的询查带AFI（多张）
(6)多张继续询查带AFI
4,标签数据块操作
执行询查命令后，对获取了UID的标签存储的数据进行修改。
（1）获取标签生产厂商、单个数据块包含的字节个数和标签的存储容量以及标签的写类型。
（2）查看标签的写类型，如果该电子标签可以操作，兼容A、B类写类型的标签尝试修改“数据块操作”框中的“标签写类型”、“最大块号”、“数据块大小”等信息。
（3）读取卡中存储的数据。
（4）向指定块写入数据。
RFID了解中对iso14443和iso15693问题：工作频率，相关标准和典型应用...
RFID了解中对iso1Байду номын сангаас443和iso15693问题：工作频率，相关标准和典型应用...
iso 14443和iso 15693问题：工作频率，相关标准和典型应用
RFID应用2009-04-28 09:39阅读122 评论0
d) 13.56MHz ISM Band Class 1 定义13.56MHz符合EPC的接口定义。
3． 超高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)
甚高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。
5．虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。
6．相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。
7．感应器的价格相对与其他频段来说要贵。
主要应用：
1． 畜牧业的管理系统
2． 汽车防盗和无钥匙开门系统的应用
3． 马拉松赛跑系统的应用
4． 自动停车场收费和车辆管理系统
5． 自动加油系统的应用
主要应用：
1． 供应链上的管理和应用
2． 生产线自动化的管理和应用
3． 航空包裹的管理和应用
4． 集装箱的管理和应用
5． 铁路包裹的管理和应用
6． 后勤管理系统的应用
符合的国际标准：
a) ISO/IEC 18000-6 定义了甚高频的物理层和通讯协议；空气接口定义了Type A和Type B两部分；支持可读和可写操作。
特性：
1. 工作在低频的感应器的一般工作频率从120KHz到134KHz, TI 的工作频率为134.2KHz。该频段的波长大约为2500m.
远距离高频段RFID读写器系统研究与设计实现.
华东师范大学硕士学位论文远距离高频段RFID读写器系统研究与设计实现姓名：黎飞鸿申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：刘锦高20070501华东师范大学硕士论文摘要射频识别（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。
它利用射频信号的空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别对象的目的。
本课题源于与上海飞乐音响股份有限公司合作的上海科委项目一一“远距离非接触ＩＣ卡读写机具”，是该项目在高频段（１３．５６ＭＨｚ）的后续研究课题。
本ＲＦＩＤ系统的工作频率为１３．５６ＭＨｚ，采用了近距离ＲＦＩＤ阅读器前端模拟ＡｓＩＣ来实现远距离读写器设计。
另外，系统所使用的两种射频标签（Ｔａｇ—ｉｔ和Ｍｉｆａｒｅｌ）均为无源标签，其中Ｔａｇ－ｉｔ标签符合ＩＳＯｌ５６９３标准，Ｍｉｆａｒｅｌ标签卡符合ＩＳＯ１４４４３标准。
根据设计的参数要求，在硬件方面进行了射频读写模块电路设计、微控制单元电路设计（微控制器选用ＡＴｍｅｇａｌ２８）、通信接口电路设计、射频输出功放电路设计、射频输入信号处理电路设计。
其中功放电路和射频读写模块电路为硬件电路设计的关键部分。
功率放大器采用ＡＢ类单级功率放大电路，实现对两种射频标签卡的射频信号放大，并且设计了合理的阻抗匹配网络来匹配输入／输出端，保证功率放大器工作稳定。
在远距离应用中，由于副载波负载调制在天线上产生的波动幅度与发射信号幅度相比小得多，因而射频ＡＳＩＣ内部的解调电路由于受到信噪比的限制，无法对该接收信号解调并解码，所以设计中首先使用二极管检波电路解调出副载波调制信号，然后将副载波调制信号进行放大再调制到１３．５６ＭＨｚ的载波上，从而使处理后信号的强度和调制度满足射频ＡＳＩＣ的要求。
在软件方面，采用了嵌入式Ｃ语言进行射频物理层软件的设计，主要包括射频ＡｓＩｃ编解码模块、防碰撞算法、与后端数据库通信模块。
基于15693协议的射频识别读卡器的设计
无源电子标签均得到发展 ， 电子标签成本不 断降低 ， 规模应
用行业扩大…。射频识别技术在 国外发展非常迅 速 ， 射频
识别产品种类繁多 。在高速公路收费及智 能交通方 面， 装
有射频标签的汽车能被 自动识别 ， 无须停车缴费 ， 大大提高 了行车速度和效率 ＿。在货物的跟踪 、 ２ ］ 管理及监控方面 ， 射 频识别技术应用于旅客行李管理 ， 大大提高了分拣效率 ， 降 低 了出错率。在智 能书架 的应用方 面， 大大提高 了阅读者 找书的效率并节省 了图书馆管理员大量的工作。
的 Ｎ Ｏ电容。 Ｐ
２２ 天线切换原理图 ．
图 ３为 天 线 切 换 原 理 图。使 用 ＳＩ Ｐ） Ｔ开 关 芯 片 Ｈ ２６ ＭＣ２Ｅ切换内置天线与外置天线 ， 或切换两个外置天线。
馥
２３ 串口电平转换 ．
图 ３ 天 线 切 换 原 理 图
图 ５ 系统 固件总 体 设计 方案
基 金项 目： 山东省 自然 科学基金项 目 （ Ｒ ０ ９ Ｚ ２０ ＧＭ０６） ２
Ｒ －３ 芯片射 频输 出级通 过不 平衡 阻抗变 换器 实 Ｃ－ ２ ６
连接至 Ｓ Ｄ Ｐ Ｔ开关 的 Ｒ Ｃ端。内置天线将 阻抗变为５ Ｆ Ｏ Ｑ
同时将阻抗转换为 ５ ０Ｑ， １６３协 议 不 断 地 发 送 射 频 信 号 ， 中 心 频 率 为 现双端输 出至单端输 出的转换 ， ５９ 其
３２ 各模块描 述 ．
３２ １ Ｂｏ ｏｄｒ 序 ．． ｏｔ ａｅ 程 Ｌ
除完成基本的引导及 Ｃ Ｕ初始化 功能外 ， 主要 负 Ｐ 其 图 ４为 串口电平转换 电路。通过 ｓ ３开关切 换 ， 实现 责完成射频模块 固件程序升级功能 。 作为通常连接 的串口应 用 ， ＩＰ串 口应用 。 或 Ｓ ３２２ 射频模块初始化程序 ．． 对 于通信端 口的滤波 电路 ， Ｒ＝１０Ｑ， ０ Ｃ＝１０ｐ ， ０ Ｆ 时
基于ISO／IEC 15693标准的RFID读写器设计
Ｃ ｍ ｕｅ ｎ ｗｅ ｇ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｐ ｔｒ ｏ ｌ ｅＡ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ电脑 知 识 与技术 Ｋ ｄ ｏ
Ｖｏ ． ， ． ， ｔｂ ｒ ２ ０８ Ｐ ２ ２ ２ １ Ｎｏ １Ｏｃ ｏ ｅ ０ ，Ｐ ．２ —２ ４ ４
基于 Ｉ Ｏ／ Ｃ １ ６ ３标 准 的 Ｒ Ｉ 写器 设计 Ｓ Ｉ ５ ９ Ｅ ＦＤ读
曹冰， 马雷
（ 州 铁 路 职业 技 术 学 院 电子 信 息 工程 教 研 室 ， 南 郑 州 ４ ０ ５ ） 郑 河 ５ ０ ２
摘 要 ： 该 文 结 合 射 频 识 别 系统 的 基 本 原 理 ， 介 绍 了基 于 ＩＯ／Ｅ ５ ９ Ｓ Ｉ Ｃ １ ６ ３标 准 的 ＲＦＤ 读 写 器 设 计 。 重 点 阐 明 了工 作 频 率 为 Ｉ １ ． ＭＨＺ 的 ＩＯ／Ｅ ５ ９ ３５ ６ Ｓ Ｉ Ｃ １ ６ ３标 准 ． 要 包括 读 写 器与 射 频 卡之 间的 通信 调 制 与 编 码 方 式 ， 求帧 与 响 应 帧 的帧 结构 等 随 后 ， 出 主 请 给 了读 写 器 的硬 件 总体 设计 ， 细描 述 了读 写 器硬 件 设 计 的 数 字 电路 部 分 。读 写 器的 软 件 ， 要 包括 编 码 器 与 解码 器的 软 件设 计 ， 详 主 多 卡识 别 也 就是 反 冲 撞 功 能 的 实现也 是读 写 器设 计 中 的一 个 关键 技 术 。
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈ ａ ｒｂａ ｅ ｈｅ ｐｒｎｃｐｌ ｓｏｆｒ ｄ ｏ ｆｅ ｕｅ ｃ ｉ ｎｔｆ ａ ｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ，ｉ ｅ ｐ ｐｅ ｓ ｓ ｔ ｉ ｉ ｅ ａ ｉ ｑ ｎ ｙ ｄｅ ｉ ｃ ｔｏ ｓ ｓｅ ｒ ｉ ｎ￣ｏｄ ｉ ｇ ｔ ｅ ｂａ ｅ ｏ ｔ ｅ Ｉ Ｏ ／ Ｉ ｕｃ ｎ ｈ ｓ ｄ ｎ ｈ Ｓ ＥＣ ６９ ｔ ｎ ｒ １ ５ ３ ｓａ ｄａ ｄ
手持智能卡读写设备ISO15693
手持式 POS 机
手持式智能卡读写设备 ISO15693 & ICODE1 协议
API 参考文档 [V1.0]
[二零零八年七月一日]
ISO15693 & ICODE1 协议 API 参考文档
-1-
手持式 POS 机
目录
1 介绍 ........................................................................................................................................ 4
2.5.1 接口初始化 ............................................................................................................... 7 2.5.2 关闭接口................................................................................................................... 7 2.5.3 打开RF域.................................................................................................................. 8 2.5.4 关闭RF域.................................................................................................................. 8 2.6 ISO15693 芯片操作 ......................................................................................................... 8 2.6.1 寻找一张卡 ............................................................................................................... 8 2.6.2 保持静止................................................................................................................... 8 2.6.3 读数据块................................................................................................................... 9 2.6.4 写数据块................................................................................................................... 9 2.6.5 块锁定 ...................................................................................................................... 9 2.6.6 用UID选择 ................................................................................................................ 9 2.6.7 复位就绪................................................................................................................... 9 2.6.8 写AFI ...................................................................................................................... 10 2.6.9 锁存AFI .................................................................................................................. 10 2.6.10 写DSFID ............................................................................................................. 10 2.6.11 锁存DSFID ............................................................................................................. 10 2.6.12 获取系统信息 ...................................................................................................... 10 2.6.13 获取多个块的安全状态........................................................................................ 11 2.7 I·CODE 1 芯片操作 ....................................................................................................... 11 2.7.1 防冲突/选择 ............................................................................................................ 11 2.7.2 选择状态读 ............................................................................................................. 11 2.7.3 非选择状态读.......................................................................................................... 11 2.7.4 写数据块................................................................................................................. 11 2.7.5 停止 ........................................................................................................................ 11 2.7.6 清除休眠位 ............................................................................................................. 12 2.7.7 读取EAS................................................................................................................. 12
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沈阳理工大学硕士学位论文基于ISO15693协议的远距离RFID读写器的研究姓名：张贵艳申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：张明扬20100301摘要自动识别技术是将信息数据自动识读、自动输入计算机的重要手段和方法，它是以计算机技术和通信技术为基础的综合性科学技术。
自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码、磁识别、光学字符识别、射频识别、生物识别及图像识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高技术学科。
条形码技术作为自动识别技术的始祖，在信息自动化需求日新月异的今天早已显得力不从心。
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术作为一种新颖的信息技术异军突起，将自动识别技术的优势发挥得淋漓尽致。
射频识别技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签上数据可以加密、存储数据容量大、存储信息更改自如等优点，其广泛应用于物流控制、生产过程监控、智能身份识别、货物管理等领域，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。
因此研究并开发一款具备高可靠性的射频识别系统具有非常关键和重要的意义。
本文所研究的远距离RFID读写器工作频率为13.56MHz，采用模拟与数字解调相结合的软硬件系统结构，实现了RFID读写器的远距离读写功能，并分析了电子标签的防碰撞算法。
本文首先介绍了射频识别（RFID）技术，分析了射频识别（RFID）系统，深入研究了远距离RFID读写器的设计，主要包括射频读写模块、微控制单元、射频输出功放部分电路、射频接收电路、串行通信电路等功能模块，重点研究了RFID天线的设计与调试过程，最后介绍了射频识别（RFID）系统所遵循的通信协议—ISO15693标准及相关的软件设计。
关键词：RFID，射频读写器，电子标签，ISO15693AbstractAutomatic identification technology is an important mean and method of reading information automatically and entering the information into the computer.It is an integrated science and technology based on computer and communication technology.Automatic identification technology has been the rapid development on a global scale in recent decades.It formed initially the high-tech disciplines,including code,magnetic,OCR,RFID,biometrics and image recognition,etc,seting of computing,optical,mechanical and electrical,communication technology in one.Code technology as the forerunner appeared to be powerless in the era of changing rapidly.RFID (Radio Frequency Identification) express fully the advantages of automatic identification technology on its head as a new information technology.RFID has some advantages of waterproof,anti-magnetic,resistance of high temperature,long service life,long-range reading.At the same time,it has other advantages,like data being easily encrypted,big data storage capacity,store information being changed easily.On the contrary,the codes don’t have these advantages.It is used widely to control in logistics,monitor in production process,intelligent identification,management of cargo and other areas.And it can improve significantly the management and operational efficiency and reduce the costs.Therefore,it is very critical and important to research and develop a highly reliable RFID system.The long-range RFID reader,by the frequency of 13.56MHz,using a combinationof analog and digital demodulations to realize the functions of reading and writing, analysing the anti-collision algorithm of tag.In this paper,we describe the RFID firstly,then analysis the RFID systems and study deeply the design of long-range RFID reader.It mainly includes RFID reader modules,micro-control unit,RF output circuit,RF receiver circuit,serial communication circuit,focusing on researching on designing and debugging for RFID antenna.And finally,we introduce ISO15693 standards and relational software design.Key words:RFID, RF reader, tag, ISO15693沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。
有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。
除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者（签字）：日 期 ： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名： 指导教师签名：日期：日期：第1章 绪论第1章绪论1.1 射频识别技术概述射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，它是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术[1][2][3]。
RFID技术解决了无源（卡中无电源）和免接触两大难题，同时它可实现运动目标识别、多目标识别，能够广泛应用于各类场合。
与其他自动识别技术相比，射频识别技术的最大优点在于非接触性，无须与操作对象接触就可以进行读写操作。
其突出优点是环境适应性强，能够穿透非金属材质，数据存储量大，抗干扰能力强[4]。
RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
RFID技术广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，其已经涉及到人类生活的各个领域，并成为未来信息社会建设的一项基础技术。
由此可见，射频识别技术具有广阔的应用前景。
1.2 课题研究背景和意义射频识别系统的应用频率很多，识别距离随着频率的增大而增大。
但并不是频率越高越好，如超高频UHF(860MHz～960MHz)和微波MW(2.45GHz～5.8GHz)很容易做到远距离读写操作，但由于超高频和微波频段的电子标签成本比较高且射频信号对含水物质比较敏感，使射频识别系统性能很容易受工作条件的影响。
UHF射频识别信号的频率较高、波长较短，很容易被含水量大的物质所吸收，导致能量大幅度地被削弱，读写距离明显缩短，漏读率突增。
而在实际应用中，含水量大的物质非常普遍，如药液、水酒、饮料等，所以在医院、超市和工厂等场合都会遇到一种尴尬情形——UHF（或MW）射频识别技术失灵了。
而由于高频沈阳理工大学硕士学位论文频段的射频识别信号的频率较低、波长较长，所以不存在这种障碍，它可以有效地弥补超高频和微波射频识别技术的不足之处。
可见，远距离HF射频识别技术的研究能够与超高频和微波射频识别技术相互取长补短，合力推动射频识别技术的普及应用[5]。
基于ISO15693协议的远距离RFID读写器是针对远距离HF(13.56MHz)提出的，因为RFID电子标签目前价格较便宜，且已有少部分近距离应用。
但近距离读写器不能满足应用市场的需求，迫切需要一款高可靠性的远距离RFID读写器，配上远距离读写天线，可以实现远距离的水平或垂直方向的读写要求。
从市场应用来看，最受到重视和发展最快的是频率为860～960MHz的远距离超高频射频识别技术。
而高频段(13.56MHz)远距离射频识别技术由于在物流等流通领域具有广阔的应用前景，并且在发达国家己有较广的应用，而国内还处于近距离应用阶段。
因此，研究并开发远距离高频段的射频识别系统具有非常重要的意义。