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      RFID射頻技術實驗平臺

      一、產品簡介
          LGWL-RFID03A型 RFID射頻技術實驗平臺用于輔助RFID識別技術、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的硬件、原理及用途。
          RFID射頻技術實驗平臺包含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、以及嵌入式網關。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)網應用場景。
       
      二、產品特點
      1. 緊密圍繞教育部物聯(lián)網工程專業(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: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射頻技術實驗平臺集成的嵌入式網關、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無線通信模塊由網關集中管理。
      7. 采用Cortex-A9智能網關,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網關 1  
      2 ZigBee通訊模塊 1  
      3 ZigBee協(xié)調路由器 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網關RFID節(jié)點管理軟件 1  
      22 DC5V3A開關電源 1  
      23 DC12V開關電源 1  
      24 交叉串口線 1  
      25 交叉網線 1  
      26 Mini USB數(shù)據(jù)線 1  
      27 CC2530-Debugger調試器 1  
      28 方口USB同步線 1  
      29 JLink仿真器 1  
      30 程序下載調試板V1.0 1  
      31 USB轉串口線 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  
      四、技術參數(shù)
      序號 名稱 技術參數(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,將RFID讀卡數(shù)據(jù)無線傳輸至網關應用軟件;
      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網關 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)網關主板資源:
      (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網絡自組網。
      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網關進行通信。
      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網關進行通信。
      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關進行通信。
      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關進行通信。
      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,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。可與其他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:自動;
      同步方式:內同步;
      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無線組網傳輸軟件 主要實現(xiàn)ZigBee網絡的建立、節(jié)點的自動組網、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、網狀三種網絡拓撲結構;
      支持Packet Sniffer抓包分析儀;
      支持串口調試上位機軟件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網絡所有節(jié)點程序,包括協(xié)調器、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網關應用軟件 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標簽內部結構簡介、T5557標簽內部結構簡介、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。

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