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RFID射頻技術(shù)實驗平臺
一、產(chǎn)品簡介
LGWL-RFID03A型 RFID射頻技術(shù)實驗平臺用于輔助RFID識別技術(shù)、生物識別等理論課程，使學生了解和掌握以RFID為主的多種識別技術(shù)的硬件、原理及用途。
RFID射頻技術(shù)實驗平臺包含125KHz低頻模塊、13.56MHz高頻模塊、915MHz超高頻模塊、2.4GHz有源讀寫模塊、條碼二維碼指紋識別板、智能控制板、以及嵌入式網(wǎng)關(guān)。實驗課程重點放在對各個頻段RFID模塊的管理、控制和上位機程序的應用開發(fā)上，學生可以利用開放的通信協(xié)議，使用多種編程語言（C#、Android等）編寫上位機應用程序與RFID模塊、二維碼指紋識別節(jié)點、智能控制板進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)各種物聯(lián)網(wǎng)應用場景。
二、產(chǎn)品特點
1. 緊密圍繞教育部物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃和教學大綱展開軟硬件和配套實驗的設計，可以滿足《RFID原理及應用》專業(yè)課程的實驗開設。
2. RFID射頻技術(shù)實驗平臺集成了常用的RFID頻段和ISO協(xié)議：包括125K低頻、13.56MHz高頻、915MHz超高頻、2.4Ghz微波四種RFID頻段，支持ISO-15693、ISO-14443、ISO-18000-6C等各種國際標準協(xié)議。
3. 提供了多種其他識別技術(shù)：如二維碼/指紋識別、圖像識別。
4. 增加了控制設備，可與RFID模塊組建各種聯(lián)動控制場景，增強體驗感。
5. RFID射頻技術(shù)實驗平臺集成的嵌入式網(wǎng)關(guān)、RFID低頻、高頻、超高頻、2.4G有源、控制板、二維碼識別、指紋識別等節(jié)點均通過插件方式與底板連接，采用供電與固定一體的安裝方式，既可固定在實驗箱上使用，也可單獨取出，作為移動節(jié)點用于實訓項目。
6. 每個RFID模塊提供多種訪問方式：可通過RS232接口和上位機軟件單獨應用，也可通過ZigBee無線通信模塊由網(wǎng)關(guān)集中管理。
7. 采用Cortex-A9智能網(wǎng)關(guān)，集中統(tǒng)一管理板載節(jié)點。
8.提供各個RFID頻段適合的實訓案例，拓展視野。
三、配置清單
四、技術(shù)參數(shù)
關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床 實訓設備 實訓裝置 教學儀器 實驗設備 教學設備 實訓臺 考核裝置 技能考核 電工電子 實驗裝置 數(shù)控技術(shù) 實訓考核 技能實訓 數(shù)控系統(tǒng) 電氣控制 自控實訓 實驗系統(tǒng) 數(shù)控軟件 數(shù)控實訓 電氣技術(shù) 數(shù)控設備 數(shù)控銑床 高教設備 教學車床 數(shù)控機床 職教設備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實驗
LGWL-RFID03A型 RFID射頻技術(shù)實驗平臺用于輔助RFID識別技術(shù)、生物識別等理論課程，使學生了解和掌握以RFID為主的多種識別技術(shù)的硬件、原理及用途。
RFID射頻技術(shù)實驗平臺包含125KHz低頻模塊、13.56MHz高頻模塊、915MHz超高頻模塊、2.4GHz有源讀寫模塊、條碼二維碼指紋識別板、智能控制板、以及嵌入式網(wǎng)關(guān)。實驗課程重點放在對各個頻段RFID模塊的管理、控制和上位機程序的應用開發(fā)上，學生可以利用開放的通信協(xié)議，使用多種編程語言（C#、Android等）編寫上位機應用程序與RFID模塊、二維碼指紋識別節(jié)點、智能控制板進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)各種物聯(lián)網(wǎng)應用場景。
1. 緊密圍繞教育部物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃和教學大綱展開軟硬件和配套實驗的設計，可以滿足《RFID原理及應用》專業(yè)課程的實驗開設。
2. RFID射頻技術(shù)實驗平臺集成了常用的RFID頻段和ISO協(xié)議：包括125K低頻、13.56MHz高頻、915MHz超高頻、2.4Ghz微波四種RFID頻段，支持ISO-15693、ISO-14443、ISO-18000-6C等各種國際標準協(xié)議。
3. 提供了多種其他識別技術(shù)：如二維碼/指紋識別、圖像識別。
4. 增加了控制設備，可與RFID模塊組建各種聯(lián)動控制場景，增強體驗感。
5. RFID射頻技術(shù)實驗平臺集成的嵌入式網(wǎng)關(guān)、RFID低頻、高頻、超高頻、2.4G有源、控制板、二維碼識別、指紋識別等節(jié)點均通過插件方式與底板連接，采用供電與固定一體的安裝方式，既可固定在實驗箱上使用，也可單獨取出，作為移動節(jié)點用于實訓項目。
6. 每個RFID模塊提供多種訪問方式：可通過RS232接口和上位機軟件單獨應用，也可通過ZigBee無線通信模塊由網(wǎng)關(guān)集中管理。
7. 采用Cortex-A9智能網(wǎng)關(guān)，集中統(tǒng)一管理板載節(jié)點。
8.提供各個RFID頻段適合的實訓案例，拓展視野。
三、配置清單
| 序號 | 名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | Cortex-A9網(wǎng)關(guān) | 1 | |
| 2 | ZigBee通訊模塊 | 1 | |
| 3 | ZigBee協(xié)調(diào)路由器 | 1 | |
| 4 | 125K低頻讀卡節(jié)點 | 1 | |
| 5 | 13.56M高頻讀卡節(jié)點 | 1 | |
| 6 | 915M超高頻讀寫節(jié)點 | 1 | |
| 7 | 2.4G微波讀寫節(jié)點 | 1 | |
| 8 | 二維碼指紋識別節(jié)點 | 1 | |
| 9 | 智能控制節(jié)點 | 1 | |
| 10 | 模擬攝像頭 | 1 | |
| 11 | 低頻電子標簽 | 5 | |
| 12 | 高頻電子標簽 | 5 | |
| 13 | 超高頻電子標簽 | 5 | |
| 14 | 2.4G電子標簽 | 1 | |
| 15 | ZigBee無線組網(wǎng)傳輸軟件 | 1 | |
| 16 | 低頻上位機應用軟件 | 1 | |
| 17 | 高頻上位機應用軟件 | 1 | |
| 18 | 超高頻上位機應用軟件 | 1 | |
| 19 | 2.4G有源上位機應用軟件 | 1 | |
| 20 | 上位機綜合實訓應用軟件 | 1套 | |
| 21 | Android網(wǎng)關(guān)RFID節(jié)點管理軟件 | 1 | |
| 22 | DC5V3A開關(guān)電源 | 1 | |
| 23 | DC12V開關(guān)電源 | 1 | |
| 24 | 交叉串口線 | 1 | |
| 25 | 交叉網(wǎng)線 | 1 | |
| 26 | Mini USB數(shù)據(jù)線 | 1 | |
| 27 | CC2530-Debugger調(diào)試器 | 1 | |
| 28 | 方口USB同步線 | 1 | |
| 29 | JLink仿真器 | 1 | |
| 30 | 程序下載調(diào)試板V1.0 | 1 | |
| 31 | USB轉(zhuǎn)串口線 | 1 | |
| 32 | 視頻線纜 | 1 | |
| 33 | TF卡讀寫器 | 1 | |
| 34 | 8G TF card | 1 | |
| 35 | 光盤資料：含實驗手冊 | 1 |
| 序號 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) |
| 1 | 概述 |
1.含有低頻125K、高頻13.56Mhz、超高頻915MHz、2.4Ghz有源四種頻段的RFID模塊，二維碼指紋識別節(jié)點，智能控制節(jié)點以及一個模擬攝像頭； 2.四種頻段讀卡器可以切換至串口模式，直接與PC機上位機應用程序交互；也可切換至ZigBee模式，通過ZigBee組網(wǎng)，將RFID讀卡數(shù)據(jù)無線傳輸至網(wǎng)關(guān)應用軟件； 3.使用低頻讀卡器實現(xiàn)基本工作原理及實驗教學，也提供基于低頻的牲畜養(yǎng)殖畜牧耳標實訓案例； 4.使用高頻讀卡器實現(xiàn)高頻工作原理及實驗教學，也提供基于高頻的圖書館管理實訓案例； 5.使用超高頻讀卡器實現(xiàn)基本工作原理及實驗教學；也提供基于超高頻的倉儲出入庫實訓案例； 6.使用2.4G讀卡器與標簽實現(xiàn)工作原理及實驗教學，也提供基于有源讀卡器等設備實現(xiàn)ETC模擬收費管理實訓系統(tǒng)； 7.使用指紋識別與控制節(jié)點實現(xiàn)門禁管理系統(tǒng)； 8.使用攝像頭實現(xiàn)圖像處理、人臉檢測門禁管理系統(tǒng)。 |
| 2 | Cortex-A9網(wǎng)關(guān) |
1）核心板資源： （1）CPU：Cortex-A9四核心的Samsung s5p4418，主頻1.4GHz； （2）GPU：MAIL-400，3D圖形加速 （3）內(nèi)存: 1GB DDR3； （4）EMMC: 8GB； （5）核心板+底板設計：核心板加裝屏蔽罩，郵票孔方式與底板連接，抗干擾能力更強，比插針式更穩(wěn)定可靠。要求引出核心板信號線，不少于188PIN。 2）網(wǎng)關(guān)主板資源： （1）LCD接口：7寸IPS電容屏（16:9），分辨率1024×600； （2）USB接口：2路USB_HOST 2.0輸出，1路USB OTG； （3）Ethernet接口：核心板內(nèi)置千兆IP，外加不超過3RMB的PHY芯片即可，支持10/100/1000M，RJ45接口； （4） 串口：2路3線RS232，1路TTL接口，1路RS485，1路Bluetooth； （5）CAN總線接口：1路； （6）RS485總線接口：1路； （7）HDMI 接口：HDMI1.4a，最大支持1920*1080高清數(shù)字輸出; （8）LVDS液晶屏接口：單通道，最大支持1920*1080； （9）攝像頭接口：1路CMOS并行接口，最大支持800萬像素； （10）AV接口：1路模擬視頻母口輸入； （11）外部存儲擴展接口：SD卡、TF卡接口； （12）音頻接口： 1路MIC輸入，1路1. 8w喇叭； （13）按鍵：1個復位按鍵、1個休眠喚醒按鍵，2個音量鍵； （14） 藍牙WiFi：板載藍牙WiFi二合一模塊； （15）Mini PCIe接口：標準可插入4G通信模模塊； （16）24Pins應用擴展接口：用于處理器外設接口擴展功能，包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8個GPIO，5V電源。 要求板載1個ZigBee協(xié)調(diào)器通信模塊。 ★支持Android和Linux雙系統(tǒng)，默認上電啟動Android操作系統(tǒng)，支持雙系統(tǒng)一鍵切換，投標現(xiàn)場演示該功能。 |
| 3 | ZigBee通信模塊 |
通信模塊：通過單排針與底板連接，默認采用2.4G板載天線通信；預留膠棒天線接口； 功能：傳感器采集、執(zhí)行器控制，以及ZigBee網(wǎng)絡自組網(wǎng)。 射頻芯片：CC2530； Flash容量：≧128KB； RAM容量：8K的RAM； 數(shù)據(jù)通訊接口：RS232或TTL UART接口； 天線接口：2.4G板載天線； 協(xié)議標準：IEEE802.15.4； 協(xié)議棧：默認采用ZigBee 2007； 傳輸速率：無線數(shù)據(jù)傳輸速率約為20~250kbps； 工作電壓：供電電壓典型值默認DC 3.3V。 |
| 4 | 125KHZ 低頻讀卡節(jié)點 |
采用STC11F04E主控，與125K射頻卡基站模塊進行數(shù)據(jù)交互，支持射頻信息通過串口、zigbee無線兩種模式與上位機或android網(wǎng)關(guān)進行通信。 板載RS232串行接口、ZigBee通信模塊，可通過雙位撥碼開關(guān)切換。 支持標準：125K ID； 讀卡距離：0-10cm； 讀卡時間：1-2ms； 工作頻率：125KHz； 支持卡片類型：TEMIC 5557、EM4305可讀寫系列 通訊方式：RS232和Zigbee 供電電源：DC5V； |
| 5 | 13.56M高頻讀卡器節(jié)點 |
采用MSP430單片機主控，與TRF7970高頻基站電路進行數(shù)據(jù)交互，支持射頻信息通過RS232串口、Zigbee無線兩種方式與上位機或android網(wǎng)關(guān)進行通信。 板載RS232串行接口、ZigBee通信模塊，可通過雙位撥碼開關(guān)切換。 控制芯片：MSP430F2370； 支持標準：ISO15693； 讀卡距離：0-10cm； 讀卡時間：1-2ms； 工作頻率：13.56MHz； 通訊方式：RS232和Zigbee 供電電源：DC5V. |
| 6 | 915MHZ超高頻讀寫器節(jié)點 |
采用RLM100超高頻讀寫器核心部件，里面集成了PLL、發(fā)射、接受、耦合器以及MCU等外設，通過API函數(shù)庫控制模塊，支持射頻信息通過RS232串口、Zigbee無線兩種方式與上位機或網(wǎng)關(guān)進行通信。 天線：陶瓷天線 支持標準：ISO18000-6C、EPC GEN 2標準； 讀卡距離：讀卡大于50cm， 寫卡距離為讀卡的70%； 讀卡時間：讀每8字節(jié)小于5ms，寫每4字節(jié)小于25ms； 工作頻率：902~928MHz； 最大RF輸出功率：20dBm； 特點：輸出功率可以調(diào)整； 通訊方式：RS232和Zigbee 供電電源：DC5V。 |
| 7 | 2.4G微波讀寫節(jié)點 |
采用nRF24LE1主控，內(nèi)部集成2.4Ghz無線傳輸模塊和增強型C8051 Flash高速單片機，實現(xiàn)與2.4G讀卡器的功能，可與2.4G標簽進行無線通信。支持射頻信息通過RS232串口、Zigbee無線兩種方式與上位機或網(wǎng)關(guān)進行通信。 工作主頻；2.4 GHz ～ 2.483 GHz 讀卡距離：最大80米 衰減距離：1-80米可調(diào)節(jié)（距離誤差±15%） 識別角度： 全向 極化方式： 垂直極化或雙極化 通信機制： 基于 HDLC 時分多址和同步通信機制 抗干擾性： 頻道隔離技術(shù)，多個設備互不干擾 安 全 性： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測 通訊接口：RS232/USB、ZigBee 工作溫度: -40℃～+85℃(工業(yè)級） 工作濕度: 10%～90%RH 電 壓：+5VDC（5VDC） 電 流：≤100mA |
| 8 | 二維碼指紋識別節(jié)點 |
采用高性能Cortex-M3 32位微處理器STM32F103，主頻72MHz；內(nèi)存：8KB SRAM，F(xiàn)lash存儲：128KB；通過串口與指紋識別模塊、二維碼掃描模塊、無線通信模塊進行交互，實現(xiàn)識別信息的無線傳輸。 具有指紋識別功能，集成指紋算法芯片，具有指紋圖像處理、特征提取、模板生成、模板存儲、指紋比對（1:1）或指紋搜索等功能。 圖像像素：160*160pixel 圖像分辨率：508dpi 模板文件：512字節(jié) 存儲容量：120枚 認假率FAR:<0.0001% 拒真率FRR：<1.0% 搜索時間：<0.3s 具有二維碼掃描功能，內(nèi)嵌二維解碼芯片，圖像采集器與解碼板一體設計，640*480 CMOS傳感器，超長識讀距離，最遠可達70cm；識別速度：最快100ms識別結(jié)果 顯示：標配LED彩屏 支持zigbee通訊協(xié)議。 供電：DC5V |
| 9 | 智能控制節(jié)點 |
采用高性能Cortex-M3 32位微處理器STM32F103，主頻72MHz；內(nèi)存：8KB SRAM，F(xiàn)lash存儲：128KB。 板載ZigBee通訊模塊，接收無線命令，控制舵機、直流電機動作?？膳c其他RFID節(jié)點、二維碼指紋識別節(jié)點組合，組建各種物聯(lián)網(wǎng)應用場景。 |
| 10 | 高清1200線模擬攝像頭 |
分辨率：高清1200線； 成像組件：索尼高清芯片 像素：PAL1020H*596V(61萬像素)，NTSC1020H*508V（52萬像） 焦距：2.8,3.6mm,6mm,8mm,12mm，16mm，可選； 制式：PAL制式， 信噪比: ≧54dB 紅外距離：0-30m紅外夜視； 紅外開關(guān)：自動； 同步方式：內(nèi)同步； LED燈：36顆紅外夜視燈； 輸出：1.0VP-P75Ω（BNC）； 工作溫度：-30℃~50℃； 工作電源：DC12V2A |
| 11 | ZigBee無線組網(wǎng)傳輸軟件 |
主要實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡的建立、節(jié)點的自動組網(wǎng)、節(jié)點休眠與喚醒、數(shù)據(jù)無線傳輸、傳感器節(jié)點的采樣與傳輸、以及執(zhí)行節(jié)點驅(qū)動設備的功能。 符合IEEE802.15.4標準規(guī)范，頻段范圍2.045G~2.484G； 支持TI Z-Stack 2007協(xié)議棧； 支持多任務處理；支持星形、樹型、網(wǎng)狀三種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)； 支持Packet Sniffer抓包分析儀； 支持串口調(diào)試上位機軟件Z-Tool； 支持IAR for EW8051集成開發(fā)環(huán)境； 支持第三方SmartRF Flash燒寫工具； 同一個工程編譯ZigBee網(wǎng)絡所有節(jié)點程序，包括協(xié)調(diào)器、路由器和傳感控制終端節(jié)點。 開發(fā)環(huán)境：IAR Embedded Workbench V7.60以上 燒寫工具：Smart RF Flash Programmer和CC Debugger驅(qū)動 |
| 12 | 低頻上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中，通過串口與低頻讀卡模塊通訊。 支持EM4100、T5557低頻卡。 具有串口屬性配置、低頻卡的多塊快速讀操作、單個塊讀操作、快速寫操作、第0配置值計算、天線值計算、兩種低頻標簽讀取卡號的功能。 提供T5557卡配置成ID卡的功能。 開發(fā)環(huán)境：Visual Studio2010以上 語言：C# |
| 13 | 高頻上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中，通過串口與高頻讀卡模塊通訊。 具有串口屬性配置、讀高頻標簽單個塊、多個塊、獲取卡片信息、獲取多個塊安全狀態(tài)、復位到準備狀態(tài)、鎖定標簽卡片塊、寫單個塊、寫多個塊數(shù)據(jù)、設置靜默狀態(tài)、設置被選擇狀態(tài)、寫應用標志位、鎖定應用標志位、寫數(shù)據(jù)存儲格式、鎖定數(shù)據(jù)存儲格式等功能。 開發(fā)環(huán)境：Visual Studio2010以上 語言：C# |
| 14 | 超高頻上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中，通過串口與超高頻讀卡模塊通訊。 具有串口屬性配置、EPC識別（單步、單標簽循環(huán)、防碰撞）、讀取數(shù)據(jù)（不指定UII、指定UII）、寫入數(shù)據(jù)（不指定UII、指定UII、多字節(jié)數(shù)據(jù)寫）、寫EPC操作、安全操作、鎖定操作、查詢固件版本號、產(chǎn)品ID功能。 開發(fā)環(huán)境：Visual Studio2010以上 語言：C# |
| 15 | 2.4G有源上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中，通過串口與2.4G有源讀卡器通訊。 具有串口屬性配置、讀卡器設置（可設置波特率、信道、PID、功率）、標簽設置（標簽號設置、信道、PID）、標簽控制（控制標簽上的LED的開啟或關(guān)閉）、2.4G有源標簽讀取、標簽塊區(qū)讀寫等功能。 開發(fā)環(huán)境：Visual Studio2010以上 語言：C# |
| 16 | 上位機綜合實訓應用軟件 | 至少要包含基于低頻的牲畜養(yǎng)殖耳標應用實訓、基于指紋的身份識別應用軟件、基于高頻和二維碼的圖書管理應用軟件、基于2.4G和高頻的ETC模擬收費應用軟件、基于超高頻的倉儲出入庫應用軟件等5個以上。 |
| 17 | Android網(wǎng)關(guān)應用軟件 | 至少要包括低頻、高頻、超高頻、2.4G有源讀取標簽卡號的應用軟件、數(shù)字圖像處理軟件、人臉檢測應用軟件等3個以上。 |
| 18 | 課程實驗 |
1、要求提供低頻RFID課程實驗，基礎讀寫卡實驗不少于9個，如EM4100標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介、T5557標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介、低頻讀卡器與PC的聯(lián)機測試、EM4100卡讀ID號實驗、T5557卡初始化配置、T5557卡快速讀取頁數(shù)據(jù)、T5557卡單塊及多塊讀操作、T5557卡單塊及多塊快速寫操作、T5557卡復制ID卡操作； 2、要求提供高頻RFID課程實驗，基礎實驗不少于12個，如尋找單張/多張標簽及標簽總量、讀寫單個塊操作、鎖定標簽塊操作、讀寫多個塊數(shù)據(jù)、設置標簽進入靜默狀態(tài)、設置標簽處于被選擇狀態(tài)、復位標簽進入準備狀態(tài)、向標簽寫應用標志位 鎖定應用標志位、寫數(shù)據(jù)存儲格式標志位、鎖定數(shù)據(jù)存儲格式ID標志位、獲取標簽信息、獲取多個塊安全狀態(tài)等。 3、要求提供超高頻RFID課程實驗，不少于5個，如EPC單卡及多卡識別實驗、TID單卡及多卡識別實驗、EPC讀寫操作實驗、GEN2標簽的列舉數(shù)據(jù)和多字節(jié)操作實驗、GEN2標簽的USER數(shù)據(jù)讀寫實驗。 4、要求提供2.4G有源課程實驗，不少于8個，如2.4G基站讀寫器設置實驗、2.4G標簽設置實驗、信道及PID修改實驗、2.4G標簽LED控制實驗、2.4G標簽蜂鳴器控制實驗、2.4G標簽flash8數(shù)據(jù)讀取實驗、2.4G標簽flash5寫操作實驗、標簽上報應用實驗。 5、要求提供RFID行業(yè)應用實訓案例不少于5個，如基于指紋識別的身份管理實驗、基于二維碼和高頻的圖書管理系統(tǒng)、基于高頻的2.4GETC模擬收費系統(tǒng)、基于超高頻倉儲出入庫管理系統(tǒng)、基于低頻的牲畜耳標管理系統(tǒng)等。 6、要求提供其他識別技術(shù)實驗不少于4個，如指紋識別門禁控制系統(tǒng)、二維碼顯示系統(tǒng)、CMOS攝像頭視頻瀏覽、OpenCV人臉檢測等。 7、要求提供RFID實驗操作視頻不少于5個，如低頻實驗操作視頻、高頻讀寫器實驗操作視頻、超高頻實驗操作視頻、有源2.4G固件燒寫視頻、有源2.4G基礎實驗視頻等。 |