实验3、hf高频rfid通讯协议

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1、实验3、HF高频RFID通讯协议实验二、HF尚频RFID通伯协议实验目的1.1掌握高频读卡器的通讯协议1.2掌握本平台高频模块的操作过程1.3掌握高频模块工作原理、实验设备硬件:RFID实验箱套件，电脑等。软件:Keil,串门调试助手。三、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1C卡，全称集成电路卡又称智能卡，可读写，容量大，宥加密功能，数据记录可靠。1C卡相比ID卡而言，使用更方便，目前己经大

2、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PH旧PS的Mifare系列1C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1C卡所需耍的工作能量以及发送数裾给卡，同时接收来自卡的数据。此外，大多数非接触式1C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）。1C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，很适合封状到卡片屮，常见1C

3、卡内部结构如图3.1所示。图3.11C卡内部结构图较常见的高频RFID应用系统如图3.2所示，1C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1C卡MIARE1为例，说明电子标签获得能量的整个过程。读卡器向1C卡发送一组固定频率的电磁波，标签内有一个LC串联谐振电路（如图3.3）,其谐振频率与读写器发出的频率相同，这样当标签进入读写器范围时便产生电磁共振，从而使电容内有了电荷，在电容的另一端接有一个单向通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当储存积累的电荷达到2V时，此电源可作为

4、其他电路提供工作电压，将标签内数据发射出去或接收读写器的数据。图3.31C卡功能结构图3.2非接触式1C卡目前市面上有多种类型的非接触式1C卡，它们按照遵从的不同协议大体可以分为三类，各类1C卡特点及工作特性如图1.4所示，PH旧PS的Mifare1卡（简称Ml卡）属于PICC卡，该类卡的读写器可以称为PCD。图3.41C卡分类高频RFID系统选用PICC类1C卡作为其电子标签，这里以Philips公司典型的PICC卡Mifare1为例，详细讲解1C卡内部结构。Philips是世界上最早研制非接触式1C卡的公司，其Mifare技术已

5、经被制定为ISO14443TYPEA国际标准。本平台选用用Mifare1（S50）卡作为电子标签，其内部原理如图3.5所示。3.5Ml卡内部原理射频接口部分主要包括有波形转换模块。它可将读写器发出的13.56MHZ的无线电调制频率接收，一方面送调制/解调模块，另一方面进行波形转换，将正弦波转换为方波，然后对其整流滤波，由电压调节模块对电压进行进一步的处理，包括稳压等，最终输出供给卡片上的各电路。数字控制单元主要针对接收到的数据进行相关处理，包括选卡、防冲突等。Mifarel卡片采取EEPROM作为存储介质，其内部可以分为16个扇区，

6、每个扇区由4块组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0-63,存贮结构如下图3.6所示：3.6MFI卡片存储结构第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，己经固化，不可更改。其中：第0〜3个字节为卡片的序列号；第4个字节为序列号的校验码；第5个字节为卡片内容“size”字节，第6〜7个字节为卡片的类型字节。每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。数据块可作两种应用：用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。例如在食堂消费时采用输入饭菜金额的方式扣款。用做数据值，可以进行初始化加值、减值、读值操作。

7、例如在食堂消费时对于定额套餐采用输入餐号的方式加以扣款，又如公交/地铁等行业的检票/收费系统中的扣费。每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下，AOA1A2A3A4A5FF078069B0BIB2B3B4B5其屮其屮AO—A5代表密码A的六个字节；B0—B5代表密码B的六个字节；FF078069为四字节存取控制字的默认值，FF为低字节。每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区屮的每个块（包括数据块和的存取条件是由密码和存取控制共同决定

8、的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位，定义如下：块0:C10C20C30±夬1:C11C21C31块2:C12C22C32块3:C13C23C33三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中，决定了该块的访问权限（如进行减值操