第12章有源rfid主動(dòng)工作模式

第12章有源RFID主動(dòng)工作模式目錄4.關(guān)鍵代碼解析2.實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)描述3.實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)1.實(shí)驗(yàn)描述【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹渴煜び性碦FID的基本概念掌握有源RFID的幾種工作模式掌握有源RFID的主動(dòng)工作模式及其設(shè)置【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】有源RFID的模式有四種，包括主動(dòng)工作模式、被動(dòng)工作模式、存儲(chǔ)工作模式和設(shè)置模式。主動(dòng)工作模式，指標(biāo)簽上電工作后只能按照預(yù)設(shè)的采樣周期參數(shù)進(jìn)行周期性發(fā)射工作，不能接收閱讀器發(fā)出的指令。標(biāo)簽被動(dòng)工作是指標(biāo)簽上電工作后不主動(dòng)發(fā)送信息，等待接收讀卡器的命令，并對讀卡器發(fā)出的指令并給予回應(yīng)。標(biāo)簽存儲(chǔ)工作模式是指標(biāo)簽上電工作后不主動(dòng)發(fā)送信息，也不能接收讀卡器的命令，而是按采樣周期間隔采樣傳感器的信息，并儲(chǔ)存在內(nèi)部存儲(chǔ)器。設(shè)置模式：可對有源RFID讀卡器、標(biāo)簽設(shè)置系統(tǒng)ID，頻段（此兩項(xiàng)需保持一致），亦可對有源標(biāo)簽的序列號(hào)、傳感器類型、采樣周期進(jìn)行設(shè)置。一、通過串口線連接移動(dòng)互聯(lián)終端的COM1與RFID實(shí)驗(yàn)箱COM口；二、在RFID實(shí)驗(yàn)箱的顯示屏上選擇有源模塊，主動(dòng)工作模式下有源RFID讀卡器以及有源RFID標(biāo)簽均不使用跳線；三、在移動(dòng)互聯(lián)終端的程序界面上打開RFID_Demo11（注意：這些DEMO程序是在程序調(diào)試后安裝在移動(dòng)互聯(lián)終端上的，具體步驟可參考本章的“實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)”）；四、此時(shí)出現(xiàn)如圖12-1所示的實(shí)驗(yàn)初始界面，串口選擇COM1，波特率115200，點(diǎn)擊“打開串口”，在右上角區(qū)域顯示“打開串口成功”；圖12-1五、打開有源RFID標(biāo)簽的電源開關(guān)，將有源RFID標(biāo)簽靠近有源RFID讀卡器（如果標(biāo)簽有接入天線，則感應(yīng)距離稍微遠(yuǎn)點(diǎn)，否則需要將有源RFID標(biāo)簽貼近有源RFID讀卡器），此時(shí)數(shù)據(jù)顯示區(qū)顯示讀取到的所有有源RFID標(biāo)簽傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如圖12-2所示；圖12-2六、點(diǎn)擊“清除”，可清空數(shù)據(jù)顯示區(qū)的數(shù)據(jù)。有源RFID配置說明，四種模式的有源讀卡器、標(biāo)簽設(shè)置需如表12-1、12-2所示。目錄4.關(guān)鍵代碼解析2.實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)描述3.實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)2.實(shí)驗(yàn)原理1、什么是有源RFID有源RFID，又稱為主動(dòng)式RFID（Activetag），依據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同進(jìn)行劃分的電子標(biāo)簽一種類型，通常支持遠(yuǎn)距離識(shí)別。電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽(Activetag)、無源電子標(biāo)簽(Passivetag)和半無源電子標(biāo)簽(Semi-passivetag)。有源電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，無源射頻標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池，半無源電子標(biāo)簽(Semi-passivetag)部分依靠電池工作。2、有源RFID如何構(gòu)成RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，由兩個(gè)基本器件組成，詢問器（或閱讀器、讀卡器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽），同時(shí)輔以天線、外圍網(wǎng)絡(luò)、中間件、管理系統(tǒng)，從而形成完整的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。3、有源電子標(biāo)簽如何構(gòu)成有源RFID電子標(biāo)簽由中心處理器（MCU）、通訊芯片和外圍電路組成。4、有源閱讀器如何構(gòu)成有源RFID閱讀器（讀卡器）由中心處理器（MCU）、通訊芯片、接口電路、存儲(chǔ)單元和外圍電路組成，可以實(shí)現(xiàn)對接收數(shù)據(jù)的解析、處理和分析。5、有源電子標(biāo)簽如何劃分有源電子標(biāo)簽按照工作頻率可以分為433MHz、900MHz、2.45GHz。按照通訊方式可以分為單向標(biāo)簽、雙向標(biāo)簽。按照封裝方式可以分為卡式標(biāo)簽、腕式標(biāo)簽、封條標(biāo)簽、鑰匙式標(biāo)簽等6、有源閱讀器如何劃分有源閱讀器一般按照接口的方式進(jìn)行劃分，可分為串口型、網(wǎng)口型、CAN總線型等。按照有源閱讀器的形式可以分為固定式閱讀器、手持式閱讀器、天線閱讀器一體機(jī)。還可以按照閱讀器的功能進(jìn)行劃分。7、有源電子標(biāo)簽如何工作RFID標(biāo)簽俗稱電子標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)一個(gè)唯一編碼，其地址空間大大高于條碼所能提供的空間，因此可以實(shí)現(xiàn)單品級(jí)的物品編碼。標(biāo)簽上電后，主動(dòng)式標(biāo)簽按照預(yù)設(shè)的規(guī)則周期性的進(jìn)行信號(hào)發(fā)射，當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的作用區(qū)域，閱讀器獲取到標(biāo)簽發(fā)射出來的信息，即完成了對標(biāo)簽的識(shí)別過程。8、有源閱讀器如何工作閱讀器是對RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫操作的設(shè)備，主要包括射頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元兩部分。讀寫器是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施，一方面，RFID標(biāo)簽返回的電磁信號(hào)通過天線進(jìn)入讀寫器的射頻模塊中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過讀寫器的數(shù)字信號(hào)處理單元對其進(jìn)行必要的加工整形，最后從中解調(diào)出返回的信息，完成對RFID標(biāo)簽的識(shí)別或讀/寫操作；另一方面，上層中間件及應(yīng)用軟件與讀寫器進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)操作指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)匯總上傳。在上傳數(shù)據(jù)時(shí)，讀寫器會(huì)對RFID標(biāo)簽原子事件進(jìn)行去重過濾或簡單的條件過濾，將其加工為讀寫器事件后再上傳，以減少與中間件及應(yīng)用軟件之間數(shù)據(jù)交換的流量，因此在很多讀寫器中還集成了微處理器和嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一部分中間件的功能，如信號(hào)狀態(tài)控制、奇偶位錯(cuò)誤校驗(yàn)與修正等。9、決定有源RFID的主要參數(shù)1）工作頻段2）讀寫器讀取距離3）防碰撞性能(讀寫器同時(shí)讀取標(biāo)簽數(shù)量）4）讀寫器靈敏度5）標(biāo)簽存儲(chǔ)器容量6）標(biāo)簽電池壽命、發(fā)射功率、接收靈敏度7）標(biāo)簽尺寸、形狀、防護(hù)（防水、防塵、防腐、防爆性）等級(jí)8）抗干擾能力（同頻信號(hào)干擾下是否正常工作）9）穩(wěn)定性（標(biāo)簽漏讀率）10）安全性（加密方式）11）擴(kuò)展性（傳感器等）10、有源RFID的頻段目前有源RFID的主要頻段為：433MHz、900MHz、2.45GHz、5.8GHz11、頻段對RFID性能的影響如何選擇合適的頻段？頻率越高，波長越短，信號(hào)的直射能力越強(qiáng)，繞射能力越差。頻率越低，波長越長，信號(hào)的繞射能力越強(qiáng)，直射能力越差。12、有源RFID的通訊方式RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。一般來說有源RFID的通訊方式分為兩種類型：1）單工：信息在兩點(diǎn)之間只能單方向發(fā)送的工作方式，一般對應(yīng)單向標(biāo)簽；2）半雙工：信息在兩點(diǎn)之間能夠在兩個(gè)方向上進(jìn)行發(fā)送，但不能同時(shí)發(fā)送的工作方式。一般對應(yīng)雙向標(biāo)簽或是雙頻標(biāo)簽。13、有源RFID的通訊距離有源RFID的通訊距離在百米以上，一般為120-150米。可以通過軟硬件的調(diào)整在最遠(yuǎn)通訊范圍內(nèi)調(diào)節(jié)通訊距離。14、什么是標(biāo)簽發(fā)射功率標(biāo)簽發(fā)射功率是指標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的能量，一般用功率（W）或分貝毫瓦（dBm）來表示。15、什么是RFID通訊協(xié)議通信協(xié)議又稱通信規(guī)程，是指通信雙方對數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。約定中包括對數(shù)據(jù)格式，同步方式，傳送速度，傳送步驟，檢糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守。RFID通訊協(xié)議即標(biāo)簽與閱讀器之間通訊的一種約定。16、什么是標(biāo)簽ID標(biāo)簽ID即區(qū)別標(biāo)簽的符號(hào)，每個(gè)標(biāo)簽都有一個(gè)專屬的ID號(hào)用于表示自己的身份，即表示所對應(yīng)物品/人的身份。17、標(biāo)簽ID有什么作用標(biāo)簽ID是RFID識(shí)別的核心，即建立起唯一的、獨(dú)立的表示方式，把標(biāo)簽與所示的人/物綁定在一起，通過唯一不可復(fù)制的標(biāo)簽ID進(jìn)行身份識(shí)別。18、如何設(shè)置標(biāo)簽參數(shù)標(biāo)簽參數(shù)設(shè)置可以在MCU程序中植入，直接寫入標(biāo)簽，也可以在標(biāo)簽成產(chǎn)完成后，在標(biāo)簽上電初始化時(shí)，通過閱讀器進(jìn)行無線寫入。19、那些標(biāo)簽參數(shù)可以進(jìn)行設(shè)置一般來說電子標(biāo)簽可以設(shè)置的參數(shù)有：發(fā)射時(shí)間間隔、標(biāo)簽ID、發(fā)射功率；其他參數(shù)如：傳感器數(shù)據(jù)處理等需要根據(jù)標(biāo)簽定制化設(shè)計(jì)來確定。20、什么是標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間間隔標(biāo)簽發(fā)射兩次信號(hào)之間的時(shí)間，即標(biāo)簽信號(hào)的發(fā)射頻率，可以根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)定。21、什么是標(biāo)簽待機(jī)電流標(biāo)簽處于發(fā)射狀態(tài)之外的情況下所產(chǎn)生的電流，也可以理解為標(biāo)簽不發(fā)射信號(hào)的狀態(tài)所產(chǎn)生的電流，一般為uA級(jí)。22、影響通訊距離的因素1）標(biāo)簽發(fā)射功率；2）標(biāo)簽與閱讀器兩端的天線匹配；3）閱讀器接收靈敏度；4）工作環(huán)境；23、如何提高通訊距離1）提升標(biāo)簽發(fā)射功率；2）選用高增益，接收效果好的閱讀器天線；3）選擇良好的使用環(huán)境；4）提升閱讀器接收靈敏度24、有源電子標(biāo)簽的使用壽命即電子標(biāo)簽使用的時(shí)間，由于有源電子標(biāo)簽需要電池供電，因此有源電子標(biāo)簽有一定的使用時(shí)長，超過一定時(shí)間后電子標(biāo)簽由于缺少電能將無法工作。25、如何提升有源電子標(biāo)簽的使用壽命1）增加電池容量；2）延長標(biāo)簽發(fā)射時(shí)間間隔；3）降低標(biāo)簽發(fā)射功率；主要的解決方法還是以配備性能優(yōu)良、尺寸小的大容量電池為主。26、如何選擇有源電子標(biāo)簽的電池有源電子標(biāo)簽電池主要以CR紐扣電池和柔性鋰電池為主，電池的選擇需要以尺寸符合外形要求，電池電量大為前提，這可以保證電子標(biāo)簽有較長的使用壽命。27、有源電子標(biāo)簽的擴(kuò)展性有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽的最大差異性在于有源標(biāo)簽是電子線路構(gòu)成，可以通過中心處理器MCU控制外圍電路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制、LED燈閃爍、傳感器控制、數(shù)據(jù)采集等諸多擴(kuò)展功能。28、標(biāo)簽的擴(kuò)展性有何限制標(biāo)簽可以擴(kuò)展各種類型的傳感器，主要的限制就是中心處理器（MCU）的數(shù)據(jù)處理能力能否支持，同時(shí)是否有足夠的I/O接口能用于采集傳感器數(shù)據(jù)。29、多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)使用是否可以標(biāo)簽可以同時(shí)工作，由于電子標(biāo)簽是MCU控制發(fā)射，采用靈活主動(dòng)的發(fā)射方式，因此支持多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行工作。30、什么是標(biāo)簽的防碰撞性多個(gè)標(biāo)簽處于閱讀器通訊范圍之內(nèi)，他們將同時(shí)和閱讀器進(jìn)行通訊，閱讀器不知道該和那個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行“對話”，這就是所謂的標(biāo)簽碰撞問題。31、閱讀器與標(biāo)簽最優(yōu)配合比例一般來說，使用433MHz頻段時(shí)，同一臺(tái)閱讀器接受范圍內(nèi)標(biāo)簽數(shù)最高不能超過150個(gè)，以80~100為合理最高上限；使用2.45GHz頻段時(shí)，同一臺(tái)閱讀器接受范圍內(nèi)標(biāo)簽數(shù)最高不能超過250個(gè)，以100~150為合理最高上限，視標(biāo)簽工作復(fù)雜度而定。32、電子標(biāo)簽的封裝形式標(biāo)簽的封裝可以輔助實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的防拆卸、一次性使用等要求，并且決定了標(biāo)簽電池的使用類型，直接決定標(biāo)簽壽命，一般封裝形式為卡式、腕帶式、鑰匙式、一次性封條式、防拆卸腕式等。一般封裝材質(zhì)為PVC、ABS，盡量避免用金屬液體等封裝以防止對標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。33、電子標(biāo)簽的安裝佩戴一般用于物品安裝的電子標(biāo)簽上面附有固定孔、磁鐵釘，其他佩戴于人身上的標(biāo)簽有扣、環(huán)、卡槽等固定安裝位置。34、什么是單向電子標(biāo)簽單向電子標(biāo)簽就是標(biāo)簽上電工作后只能按照預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行周期性發(fā)射工作，不能接收閱讀器發(fā)出的指令。35、什么是雙向電子標(biāo)簽雙向電子標(biāo)簽就是標(biāo)簽上電工作后仍然可以與閱讀器進(jìn)行通訊，可以接收閱讀器發(fā)出的指令并給予回應(yīng)。36、什么是傳感器型電子標(biāo)簽傳感器型標(biāo)簽是指利用RFID實(shí)現(xiàn)識(shí)別、采集的標(biāo)簽，在標(biāo)簽外端外置多個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集后通過RFID通訊傳輸數(shù)據(jù)至上位機(jī)。37、ActiveRfid類簡介以下介紹本實(shí)驗(yàn)中所使用到ActiveRfid類的主要方法。（1）publicActiveRfid(Handlerhandler)功能：獲取有源對象（2）publicintopenUart(inti,intbaudrate) 功能：打開有源Rfid串口 參數(shù):i-COM口baudrate-必須傳入7波特率固定為115200返回:串口句柄號(hào)（3）publicvoidcloseUart() 功能：關(guān)閉串口（4）publicvoiddisConnect() 功能：斷開連接目錄4.關(guān)鍵代碼解析2.實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)描述3.實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)3.實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：硬件連接（1）一根串口數(shù)據(jù)線，連接移動(dòng)互聯(lián)終端的COM1與RFID實(shí)驗(yàn)箱COM口;（2）一根MiniUSB線，連接PC的USB接口與移動(dòng)互聯(lián)終端的USBOTG接口。第二步：創(chuàng)建“AndroidRFID_Demo11”基本應(yīng)用程序。在Eclipse中，按照第二章節(jié)的實(shí)驗(yàn)步驟，創(chuàng)建“AndroidRFID_Demo11”項(xiàng)目。在Android應(yīng)用程序目錄結(jié)構(gòu)中，展開“res→layout”,打開“activity_main.xml”文件。切換到“GraphicalLayout”視圖，按照圖12-1所示的LinearLayout布局效果添加控件，并按照表12-3修改各控件屬性。第三步：添加外部jar文件。將本書配套的資料中的“RfidLibrary.jar”、“armeabi文件夾”兩個(gè)文件（存放在“\03.軟件與工具\(yùn)05類庫\Android端”下）拷貝到程序的“l(fā)ibs”目錄下（在Eclipse中，展開項(xiàng)目文件，右擊