超高频RFID系统的通信协议-KC05141104-a01解析
UHF超高频RFID标准详解空中接口协议（物理层、MAC层）
UHF超高频RFID标准详解空中接口协议（物理层、MAC层）超高频RFID空中接口协议1RFID系统组成RFID(RadioFrequencyIdentificatiON)的基本原理就是将电子标签安装在被识别的物体上，当被标识的物体进入RFID系统的阅读范围时，射频识别技术利用无线电波或微波能量进行非接触双向通信，来实现识别和数据交换功能。
标签向读写器发送携带信息，读写器接收这些信息并进行解码，通过串口将读写器采集到的数据送到后端处理，并通过网络传输给服务器，从而完成信息的全部采集与处理过程，以达到自动识别被标识物体的目的。
RFID应用系统的架构如图1所示，基本由阅读器，天线和标签组成，另外还有后台的企业应用系统。
标签和读写器之间通过耦合元件实现射频信号的非接触耦合。
系统中有一个中间件负责完成系统与多种阅读器的适配，过滤阅读器从标签获得的数据，以减少网络流量。
标签与读写器之间通过空中接口协议进行通讯，读写器与中间件之间的通信通过读写器协议进行定义，中间件与应用系统之间的通信接口由ALE协议规定。
图2为RFID系统阅读器和标签之间的通信过程。
读写器和标签通过射频电磁场进行数据交换。
阅读器首先发送连续载波信号，通过ASK调制等方式发送各种读写命令，标签通过反向散射调制的方式响应阅读器发出的命令，返回EPC(电子产品编码)等信息。
2空中接口协议如图1所示，RFID系统涉及的协议从底层通讯到上层应用都有各自的规范，根据标签的供电方式不同，RFID系统可分为有源系统和无源系统两种;根据系统工作的频段不同，可分为低频，高频，超高频和微波频段的RFID系统。
论文主要讨论超高频段无源RFID空中接口协议部分的关键技术。
当前超高频RFID空中接口协议主要是ISO18000-6TYPEB协议和EPCGlobalClass1GEN2协议(EPCC1GEN2协议，现已经成为ISO18000-6TYPEC)。
两种协议的对比如表1所示。
RFID通信协议(全)
1．数据格式1．1数据格式数据格式（起始位，数据位，校验位，停止位）可以根据通讯的需要由软件1．2数据包格式数据包格式，命令包是由主机发送到读写器，返回包是由读写器返回主机。
命令包格式(主机到读写器)：(BCC) = STATION ID ⊕DATALENGTH⊕CMD⊕DATA [0] ⊕… ⊕DATA [n], where ⊕is the “EOR”.(BCC) = STATION ID ⊕DATA LENGTH⊕ STATUS⊕ DATA [0] ⊕… ⊕DATA [n], where ⊕is the “EOR”.COMMANDS（命令）3 System Commands3.1 SetAddress (0x80)发送数据:DATA[0]: 要设置的新地址,十六进制表示。
正确返回：STATUS: 0x00 – OKDATA[0] 设置的地址错误返回：STATUS: 0x01 –FAILDATA[0] 参考错误代码表描述:为读写器设置新的地址，读写器返回设置好的地址.比如:发送命令：02 00 02 80 02 80 03回执数据：02 00 02 00 02 00 033.2 SetBaudrate (0x81)发送数据:DATA[0] 波特率0x00 – 9600 bps0x01 – 19200 bps0x02 – 38400 bps0x03 – 57600 bps0x04 – 115200 bps> 0x04—9600 bps正确返回：STATUS: 0x00 – OKDATA[0] 设置的波特率代码.错误返回：STATUS: 0x01 –FAILDATA[0] 参考错误代码表描述: 设置读写器与主机通讯的波特率. 这个波特率将被保存到EEPROM内并作为新的默认波特率.设置好新的波特率后，系统开始使用新的波特率，而不需要复位。
比如:发送命令：02 00 02 81 01 82 03回执数据：02 00 02 00 01 03 03 （设置波特率为19200,N,8,1）3.3 SetSerNum (0x82)发送数据:DATA[0..7]: 8个字节的读写器序列号正确返回：STATUS: 0x00 – OKDATA[0] 0x80(表示操作成功)错误返回：STATUS: 0x01 –FAILDATA[0] 参考错误代码表描述: 设置8个字节的序列号。
射频识别双向通信的原理
射频识别双向通信的原理射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是一种通过无线电信号进行标识物品、数据的技术。
简单来说，RFID系统由两个主要组件组成：RFID 标签和RFID读写器。
RFID标签由一个芯片和一个天线组成。
芯片上存储了与该标签相关的信息，如产品的序列号、制造日期、存储温度等。
天线用于接收和发送无线电信号。
RFID 标签根据工作频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和超高频（SHF）标签。
RFID读写器（也称为RFID阅读器）是一个电子设备，用于与RFID标签进行通信。
它通过发射电磁波并接收RFID标签返回的信号来与标签进行通信。
读写器还负责处理从标签读取到的数据，并将其传输到后端系统进行进一步处理。
读写器的功能和性能会根据应用需求有所不同。
射频识别双向通信的主要原理如下：1. 识别过程：当一个RFID标签进入RFID读写器的识别范围内，读写器会向标签发送特定的查询命令。
标签接收到读写器的查询命令后，利用自身的天线接收到读写器发送的无线电信号，并通过芯片内的射频匹配电路将接收的能量转换为电力，擦除芯片中的数据，并返回给读写器。
2. 反馈过程：标签返回的数据包含了标签的唯一识别码以及存储在芯片中的其他信息。
读写器接收到标签的反馈后，将其传输到后端系统进行处理。
在射频识别的过程中，读写器和标签之间的通信是双向的。
读写器通过发射电磁波发送查询命令，并接收到标签的反馈。
标签则接收到查询命令，并通过自身的天线接收读写器发送的信号，并将其转换为电力用于芯片的供电，同时也将标签上存储的数据通过发射电磁波的方式返回给读写器。
射频识别双向通信的原理可以进一步分为以下几个步骤：1. 读写器发送查询命令：读写器通过天线向周围发送查询命令。
查询命令中包含了读写器的识别信息以及对标签的操作指令。
2. 标签接收到查询命令：当标签处于读写器的范围内并接收到查询命令后，标签的天线接收到读写器发射的电磁波信号。
实验6HF高频RFID通信协议实验V20170317.doc
实验6 HF高频RFID通信协议实验-V201703171.实验目的掌握高频读卡器的通讯协议；掌握高频模块工作原理；掌握本平台高频模块的操作过程；2.实验设备硬件：RFID实验箱套件，电脑等；软件：Keil，串口调试助手；STC_ISP软件：配套光盘\第三方应用软件\STC_ISP异或计算小软件：配套光盘\第三方应用软件\异或计算小软件源码路径：配套光盘\源代码\RFID基础实验\实验 6 HF高频RFID通信协议实验-V20170317Hex路径：配套光盘\源代码\RFID基础实验\实验6 HF高频RFID通信协议实验-V20170317\out3.实验原理3.1 高频RFID系统典型的高频HF（13.56MHz）RFID系统包括阅读器（Reader）和电子标签（Tag，也称应答器Responder）。
电子标签通常选用非接触式IC卡，又称智能卡，可读写，容量大，有加密功能，数据记录可靠。
IC卡相比ID卡而言，使用更方便，目前已经大量使用在校园一卡通系统、消费系统、考勤系统、公交消费系统等。
目前市场上使用最多的是PHILIPS的Mifare系列IC卡。
读写器（也称为“阅读器”）包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及与卡连接的耦合元件。
由高频模块和耦合元件发送电磁场，以提供非接触式IC 卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据。
此外，大多数非接触式IC卡读写器都配有上传接口，以便将所获取的数据上传给另外的系统（个人计算机、机器人控制装置等）。
IC卡由主控芯片ASIC（专用集成电路）和天线组成，标签的天线只由线圈组成，很适合封状到卡片中，常见IC卡内部结构如图3.1所示：图3.1 IC卡内部结构图较常见的高频RFID应用系统如图3.2所示，IC卡通过电感耦合的方式从读卡器处获得能量。
图3.2 常见高频RFID应用系统组成下面以典型的IC卡MIARE 1为例，说明电子标签获得能量的整个过程。
RFID读卡器串口协议-RFID通信协议简-KC07070301-a05.
无锡职业技术学院第 1 页 共 1 页 默认发送9600bps 。
一、 数据包格式数据包格式，命令包是由主机发送到读写器，返回包是由读写器返回到主机。
命令包格式：返回包格式：字节描述：Ø STX,ETX 为起始字节和结束字节，各1个字节，分别是0x02和0x03.Ø STATION ID ：设备地址（用于区分多个读写器时，指定读写器），1字节。
0x00为单机模式，读写器会响应任何带0地址的数据包。
Ø DATA LENGTH ：1字节，指定CMD/STATUS + DATA 的长度。
Ø CMD ：1字节，由1个命令字节组成。
Ø STATUS ：1字节，返回状态。
典型值：0x00----成功；0x01----失败。
Ø DATA ：长度与命令字有关。
Ø BCC ：1字节，校验字节。
二、 读卡号数据帧分析发送数据：02 00 03 25 26 00 00 03返回数据：02 00 06 00 00 0D 80 01 56 DC 03分析：1. 发送数据Ø STX ：02，起始Ø STATION ID ：00，设备地址Ø DATA LENGTH ：03,3个字节Ø CMD ：25，读取卡片序列号Ø DATA ：26，Idle 模式，一次只对一张卡操作。
00，不需要执行halt 指令。
Ø BCC ：00，校验位Ø ETX ：03，结束2.返回数据 ØSTX ：02，起始 ØSTATION ID ：00，设备地址 ØDATA LENGTH ：06,6个字节 ØSTATUS ：00，OK ØDATA ：00，监测到一张卡。
0D 80 01 56，卡芯片号：0D800156 ØBCC ：DC Ø ETX ：03，结束。
RFID协议无线射频识别技术的通信协议
RFID协议无线射频识别技术的通信协议无线射频识别技术（RFID）已经逐渐成为现代物联网应用的重要组成部分。
它可以实现无须接触即可对物体进行识别和跟踪的功能。
在实际应用中，为了保证RFID系统的正常运行，通信协议被引入以确保射频标签和读写器之间的数据交换和通信的可靠性。
本文将介绍RFID 协议的基本概念、通信流程以及常见的RFID协议类型。
一、RFID协议的基本概念RFID协议是指标签和读写器之间进行数据传输时所遵守的规则和约定。
它规定了射频标签如何响应读写器的请求以及如何传输数据。
RFID协议通常包括标签选择、读写器激活、数据传输等过程。
标签选择是指读写器通过发送选择命令来选择特定的射频标签。
选择命令中通常包括标签的唯一编码，用于标识特定的标签。
读写器发送选择命令后，周围的射频标签将通过判断自身的唯一编码是否与选择命令中的编码匹配来确定是否响应。
读写器激活是指读写器通过发射电磁波来激活射频标签。
激活过程中，读写器会发送激活命令，并向周围的标签传输电磁波能量。
射频标签接收到电磁波能量后会自动启动并返回响应数据。
数据传输是指射频标签和读写器之间进行数据交换的过程。
读写器会通过发送指令，要求标签回传数据或修改标签中的数据。
标签接收到指令后会执行相应的操作，并将结果返回给读写器。
二、RFID协议的通信流程在RFID系统中，标签通常处于被动状态，即只在读写器的主动调度下才会进行数据交换。
下面是RFID协议的通信流程：1. 读写器发送选择命令。
该命令包括标签的唯一编码，用于选择特定的标签。
2. 标签接收到选择命令后，通过比对自身的唯一编码与命令中的编码来判断是否响应。
3. 若标签匹配成功，则进入激活状态，等待读写器发送激活命令。
4. 读写器发送激活命令并向周围的标签传输电磁波能量。
5. 标签接收到激活命令并获取到足够的能量后，启动并返回响应数据。
6. 读写器接收到标签的响应数据后，可以发送指令来进行数据的读取或写入操作。
超高频电子标签工作频率
不同频段的RFID读写器会有不同的特性，本文详细介绍了无源的读卡器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。
目前定义RFID读写器的工作频率有低频、高频和超高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的RFID读写器会有不同的特性。
其中读卡器有无源和有源两种方式，下面详细介绍无源的读卡器在不同工作频率产品的特性以及主要的应用。
一、低频(从125KHz到134KHz)其实RFID技术首先在低频得到广泛的应用和推广。
该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和RFID标签线圈间存在着变压器耦合作用。
通过读写器交变场的作用在天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。
磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。
特性：1、工作在低频的读卡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。
2、除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。
3、工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。
4、低频产品有不同的封装形式。
好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。
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读写器，该频段数据传输速度比较慢。
7、读卡器的价格相对与其他频段来说要贵。
主要应用：1、畜牧业动物的管理系统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6、酒店门锁系统的应用7、门禁和安全管理系统符合的国际标准：a)ISO 11784 RFID畜牧业的应用－编码结构b)ISO 11785 RFID畜牧业的应用－技术理论c)ISO 14223-1 RFID畜牧业的应用－空气接口d)ISO 14223-2 RFID畜牧业的应用－协议定义e)ISO 18000-2定义低频的物理层、防冲撞和通讯协议f)DIN 30745主要是欧洲对垃圾管理应用定义的标准二、高频(工作频率为13。
超高频rfid工作原理
超高频rfid工作原理
超高频RFID工作原理是通过无线电频率来进行信息传输和识
别的技术。
具体原理如下：
1. 标签：超高频RFID系统中，标签是实现信息存储和传输的
关键部件。
每个标签包含一个芯片和一个天线。
芯片上储存着独一无二的标识码以及其他需要传输的数据。
2. 天线：天线是标签与读写器之间进行无线电信号传输的媒介。
当读写器发送电磁信号时，天线将电磁能转换成无线电波，并将其传输给标签。
3. 耦合：当标签的天线接收到读写器发出的电磁信号后，天线中的电磁能会激活芯片。
这个过程叫做耦合。
通过耦合，读写器的电能通过无线电波传输给芯片。
4. 能量和数据传输：标签中的芯片在接收到能量后，使用能量进行自身的运行，同时也可以将数据传输回读写器。
芯片使用回波信号调制的方式将数据传回读写器。
5. 识别：当标签发送出回波信号后，读写器接收到信号，并将其解码。
通过解码处理，读写器可以获取到标签中存储的信息。
总结来说，超高频RFID系统利用无线电频率进行电磁耦合，
实现了无线传输和识别的功能。
这种工作原理使得超高频
RFID技术在许多领域得到了广泛应用，如物流管理、零售业、物品追踪等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
读取速度（每秒）
写入速度 (96-bit EPC) 3个标签 （每秒） 读取对应标签的方式 ID长度 卷标数据检验 Binary Tree Walking Protocol Sleep/Wake 状态 96位 读取有16-bit CRC来检验讯 息正确性 Write、Kill有8-bit的密码保 护
6
• ISO 18000-6 – 其规范之频率860~960MHz为物流管理 (Logistics Management) 之最佳 选择，已成为国际供应链 RFID应用技术的重要标准 – 由整合一些现有之RFID厂商产品规格、EAN.UCC所提出的Global Tag (GTAG) 架构及有意参与人士之意见而订出之规范 – 其标规格亦符合EPC的编码架构，但ISO 18000-6标签较EPC系统有更多 的应 与UHF Class 1 Gen2之比较
特性 频率 固定内存锁定 无 230 个标签（美国） 115 个标签（欧洲） Class 1 Gen1 860-930MHz 可 880个标签（美国） 450个标签（欧洲） 5 个标签 “Q” Protocol “Symmetric” 状态 512位 读写皆有16-bit CRC来检验 讯息正确性 Read、Write、Lock与Kill 皆有32-bit的密码保护 5 Class 1 Gen2 860-960MHz
7
谢谢关注！
8
安全性
超高频RFID ISO18000-6标准
• ISO 18000：属于品项管理之标准，主要运用于供应链的管理
– 物流系统无线通信技术的首项国际标准 – RFID标签与读取器间的沟通标准 – 范围广，包含六部分，涵盖了不同的带宽
• 其中 Part 6涵盖UHF
– 涵盖所有类别的标签，应用范围广
• 如：只读、可擦写、一写多读
物品管理
ISO 15693 ISO 18000 (part 3) EPC HF1
近场通信
ISO 18000 (part 7)
ISO 18000 (part 6)
EPC UHF0 EPC UHF1
ISO 18000 (part 4)
ISO 18000 (part 2)
ISO 18092
100KHz
1MHz
超高频RFID系统的通信协议
1
目录页
CONTENTS PAGE
UHF Class 1 Gen1-Gen2
3
ISO18000-6
4
EPC 标准
1
ISO标准
2
目录
2
*
RFID的通讯协议标准(超高频部分)
票务
ISO 14443
动物识别 物品管理 物品管理 物品管理 物品管理t
ISO 11784 ISO 11785 ISO 14223
400MHz
1GHz
3
超高频RFID系统EPC Class1 Gen1与Gen2标准
• UHF Class 1 Gen1 – 在Auto-ID中心时期所制定 – 包括Class 0和Class 1 • UHF Class 1 Gen2 – 由加入EPCglobal组织的主要公司于2004年12月合作开发完成 – 推动新的RFID硬件产品开发之标准接口和协议的一项基础要素 – 于2006年6月被ISO组织批准并入了ISO/IEC18000-6c标准里，使得全球UHF RFID技术发展得到规范 – 在频率的部分是涵盖到各个国家的范围 – 渥尔玛于2006年9月正式开始用Gen2标签替代Gen1标签