LGWL-RFID01型 RFID物聯網教研平臺（RFID物聯網實驗箱）

LGWL-RFID01型 RFID物聯網教研平臺（RFID物聯網實驗箱）是專為高等院校物聯網專業(yè)和計算機、通訊、電子等專業(yè)教學而設計的一套完整的RFID、WSN實驗系統(tǒng)。平臺板載多種的RFID讀寫器模塊和場景模擬應用模塊，硬件提供底層信號測量點，軟件支持標準國際指令分析，是一款軟硬件功能完善的RFID物聯網體系教學科研平臺。系統(tǒng)配套豐富的實驗例程軟件、中間件、和上位機應用軟件，除可以用于教學實踐外，還可以作為產品開發(fā)、科學研究和測試等領域。
RFID物聯網教研平臺（RFID物聯網實驗箱）包括：多種頻段RFID讀寫器及配套標簽、嵌入式M2M網關、場景應用模擬模塊、配套軟件及教學資源等幾大部分。

一、產品特點
（一）多頻率、多協議支持，可構建RFID無線網絡
平臺配套有低頻125K模塊、高頻13.56MHz模塊，高頻RFID原理機模塊，超高頻915MHz和有源微波2.4GHz RFID模塊；支持ISO15693、ISO14443、ISO18000-2、ISO18000-6C等國際標準協議。
1、低頻125K讀寫器模塊，支持ISO18000-2協議，完全支持EM、TK卡及其它125K兼容ID卡片的操作；
2、高頻13.56M讀寫器模塊，支持ISO 14443A協議，可以讀取Mifare1 S50、Mifare1 S70、Mifare UltraLight、Mifare Pro等射頻卡；
3、超高頻915M讀寫器模塊，支持ISO18000-6C協議，輸出功率可以調整，兼容EPC GLOBAL第二代（Gen2）標準和兼容ISO18000-6標準的各種無源標簽；
4、微波2.4GHz讀寫器模塊，采用全球開放的ISM微波頻段，支持ISO18000-4\ZigBee協議，可連接多種傳感器，組建WSN傳感網，并且基于創(chuàng)新性的接口設計，可配置連接上述低頻125K、高頻13.56MHz、超高頻915MHz RFID模塊和Cortex-A8網關構成RFID無線網絡應用；
（二）典型高頻RFID原理機，手持RFID終端機開發(fā)平臺
平臺板載13.56M高頻RFID開發(fā)學習原理機，支持ISO-14443A/B、ISO-15693協議，基于32位ARM處理器STM32的嵌入式系統(tǒng)，全開放式設計，可從*底層學習RFID系統(tǒng)原理及應用。
1、基于32位ARM STM32 嵌入式處理器，接口齊全，包括4x4數字鍵盤、LCD液晶屏，USB接口，SD卡存儲接口、RS232串口等，可構成一個完整的高頻RFID手持機開發(fā)平臺；
2、支持IOS18000/ISO15693國際標準指令，通過原理機硬件，逐條分析ISO 14443協議指令和ISO 15693協議指令，并可通過底層軟件實現對RFID信號的設置和調整等；
3、硬件上引出RFID信號探測點，可以使用示波器進行波形測量，與軟件協議中的指令進行對照和解析，使用者可以更直觀、形象地了解RFID國際標準指令執(zhí)行的情況，掌握這些指令的功能和用法；
（三）板載場景模擬應用系統(tǒng)，無縫連接，支持擴展
為演示多種頻段RFID技術的應用，平臺板載統(tǒng)一接口，提供高速路ETC收費系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)應用硬件模塊支持，可生動展現物聯網RFID技術的應用場景。通過該部分硬件的標準接口還可更換、選配公司配套的更多的應用模塊；
1、ETC模塊部分提供帶有獨立MCU 的欄桿的閘機控制系統(tǒng)，可通過軟件配置，任意連接平臺上的其他模塊中應用，包括Cortex-A8網關、125K低頻、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID讀寫器完成配套應用演示；
2、門禁模塊部分提供帶有獨立MCU的繼電器開關和電磁鎖，可通過軟件配置，任意連接平臺上的其他模塊中應用，包括Cortex-A8網關、125K低頻、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID讀寫器完成配套應用演示；
3、場景模擬應用系統(tǒng)基于統(tǒng)一硬件接口，用戶可以靈活應用，更換或選擇公司配套其他類應用模塊，如聲光報警、調速風扇、繼電器開關、語音合成模塊、數碼管、點陣LED、OLED液晶顯示器等物聯網控制模塊，構建具有靈活、豐富、生動、特色的物聯網場景應用；
（四）接口豐富，可擴展性高，支持多種物聯網模塊
1、系統(tǒng)板載串口復用路由器，采用CPLD硬件邏輯電路，可自定義連接系統(tǒng)主板上12個設備接口。通過串口復用路由器，板載所有模塊硬件皆可自由連通RFID原理機、Cortex-A8網關和上位機PC電腦，方便用戶使用和實驗操作；
2、系統(tǒng)通過統(tǒng)一的硬件接口，可無縫擴展公司配套的GPRS、GPS、WIFI、ZigBee、IPv6、藍牙、條碼識別等功能模塊，支持包括溫濕度、光照度、繼電器、電機、聲光報警等30余種傳感器模塊，是一款功能強大的物聯網平臺；
3、可選配高頻多路復用器和天線板，場強檢測板天線信號探測板，可配套進行RFID射頻原理的深入學習與測量；
二、硬件資源

Cortex-A8嵌入式 M2M網關	處理器： CPU：Samsung S5PV210，Cortex-A8,主頻為1GHz，內置PowerVR SGX540高性能圖形引擎，支持流暢的2D/3D圖形加速，*高可支持1080p@30fps硬件解碼視頻流暢播放，格式可為MPEG4，H.263， H.264等 DDR2內存：1GMB，32bit數據總線，運行頻率：200MHz SLC NAND Flash: 1GB 無線通訊：板載WIFI接口：1路SDIO接口，用于連接WIFI模塊板載GPRS接口：1路板載GPRS通訊模塊接口板載3G模塊接口：1路MiniPCIe 3G模塊接口有線通訊接口： RJ45網口：1個DM9000AEP網卡，10/100M自適應 CAN總線：1路CAN總線接口 RS485總線：1路RS485接口 I2C總線：1個I2C EEPROM(256Byte)芯片,用于測試，預留1路I2C接口 SPI總線：1路SPI總線連接數碼管，1路連接CAN，1路SPI接口引出 UART串口：2路DB9 RS232串口接口，引出4路TTL UART接口 USB接口：2路USB Host2.0接口，1路MiniUSB Slave2.0接口音視頻接口： LCD液晶和觸摸屏：7寸TFT LCD，電阻式觸摸屏，支持校準，預留電容屏接口 TV-OUT視頻輸出：1路TVOUT視頻輸出接口 AV-IN視頻輸入：1路AV視頻輸入接口，可直接連CCD攝像頭音頻輸入輸出：1路3.5mm立體聲音頻輸出接口，1路麥克風輸入 HDMI接口：1路HDMI輸出接口 CMOS Camera：1路CMOS 高清攝像頭接口外設接口： SD卡接口：1路標準SD卡插座 ADC輸入：1路連接可調電阻 PWM蜂鳴器 1路PWM蜂鳴器中斷按鍵：8個中斷按鍵，用于用戶輸入控制 LED燈：5個LED燈，用于測試 RTC時鐘：1個RTC時鐘備份
125K模塊	ISO18000-2協議，支持EM、TK及其兼容卡片自動尋卡方式，當有ID卡片進入到天線區(qū)后，該讀卡器通過串口或USB口向外輸出卡片序列號自帶看門狗讀寫距離:40~60mm 電源：DC5V 讀卡電流：5V/54mA 工作溫度：-10~+70℃
ISO14443模塊	適用于多種場合讀寫卡應用，特別是標簽檢測，標簽整個數據區(qū)數據存儲測試，銷售POS應用、RFID卡或標簽的個性化讀寫、標簽數據區(qū)數據讀寫用戶界面：2個LED指示燈電源：DC5V 工作溫度：0℃～+60℃ 工作頻率：13.56MHz 可讀寫標簽：ISO 14443 TypeA RF功率：100mW～300mW *大讀寫距離：100mm（與標簽有關）
ISO15693M RFID 原理機模塊	基于32位ARM控制器，板載4.3寸彩色觸摸液晶屏，12個按鍵，板載一體化天線，可模擬手持機工作模式多串口，可與其它配件接合使用，功能強大帶有信號探測針，通過示波器能提取、展現出RFID系統(tǒng)中整個的射頻信號，包括：編碼信號、載波信號、調制信號、調制載波信號、功率放大信號、電子標簽返回的信號、FSK解調信號、ASK解調信號等板載接口：標準RS232串口，USB OTG接口，SD卡存儲接口，EEPROM存儲器供電方式：電壓DC 5V（提供AC/DC適配器）工作電流500mA 工作溫度： -10℃ ～ +60℃ RF工作頻率：13.56MHz *大讀寫距離：30cm（與標簽有關）
ISO18000-6C模塊	工作頻率：ISM 902-928MHZ 工作模式：跳頻工作、定頻工作或軟件可調功率可調范圍：0dBm～27dBm 可調天線：外接天線通信口：USB 通信速率：Up to 57,600bps 可讀標簽協議：EPC C1 Co Gen2, ISO-18000-6C 讀取距離：棒狀天線15cm~1m，板狀6dBi天線3~5m 電源：+5V DC, less than 1Amps 工作溫度：-20℃~+65℃ 存儲溫度：-35℃~+85℃
2.4GHz模塊	工作條件：環(huán)境溫度-20℃～+70℃;相對濕度≤90% 工作頻段：2.400GHz ～2.525GHz ISM波段頻道數：126 調制方式：GFSK 識別方式：全方向識別天線：內置天線，也可外接天線（選配）。加密方式：非加密和加密可選。讀卡距離：0～100m可調（與有源電子標簽的設置有關）讀卡方式：有源卡主動發(fā)送數據，讀卡器接收數據電源：DC5V(≧100mA) 通信方式：UART 通信速率：*大1Mpbs 其他功能：傳感器模塊（可選配20余種）
場景應用模擬模 -ETC模塊	處理器：STM8S 執(zhí)行器：步進電機+閘機欄桿通信口：UART 電源：+5V DC 功能：模擬ETC高速路收費系統(tǒng)，可通過軟件配置連接平臺上任意一個模塊，包括Cortex-A8網關、125K低頻、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID讀寫器完成應用演示工作溫度：-20℃~+65℃
場景應用模擬模塊 -門禁模塊	處理器：STM8S 執(zhí)行器：繼電器+電磁鎖通信口：UART 電源：+5V DC 功能：模擬電磁門禁控制系統(tǒng)，可通過軟件配置連接平臺上任意一個模塊，包括Cortex-A8網關、125K低頻、13.56MHz、915MHz、2.4GHz RFID讀寫器完成應用演示工作溫度：-20℃~+65℃
串口復用路由器	實驗系統(tǒng)板載串口設備邏輯復用路由器，采用CPLD硬件邏輯電路，可自定義連接系統(tǒng)主板上12個設備接口。通過串口復用路由器，板載所有模塊硬件皆可自由連通RFID原理機、Cortex-A8網關和上位機PC電腦，方便用戶使用和實驗操作
多路復用器和天線板模塊(選配)	陣列式選擇輸出天線；軟件設置輸出地址并進行開關選擇，多路切換，共用RF同軸電纜進行控制，無需附加電纜 RF接口：1個50ohmSMA標準RF輸入插頭，供讀寫器使用，8個50ohmSMA標準輸出插頭，供擴展天線使用、主機接口：標準RS232串口（ESD保護，自動波特率，大波特率115.2Kbps）通訊經由RF輸入同軸電纜。工作溫度：0℃ -+ 50℃ 開關特性：8W（大開關選擇頻率下功率）,小于150ms(開關選擇頻率),0.5db（*大衰減）其它：動態(tài)選擇并驅動所接天線進行獨立工作或成對工作；完全可由主機進行配置；讀寫模塊可以通過地址觸發(fā)選擇工作天線。
場強檢測板模塊(選配)	檢測讀寫器天線產生的RF場強強弱；快速判斷讀寫器天線是否工作；輔助天線調試；工作頻率：13.56MHz；工作溫度：0℃ - +60℃
信號探測板模塊(選配)	針對13.56MHz RFID系統(tǒng)開發(fā)的探測板，主要用來捕獲讀卡器發(fā)送的原始編碼數據信號工作頻率：13.56MHz，支持ISO14443、ISO15693協議。對比天線探測板靠近和遠離天線區(qū)域的示波器檢測信號，理解HF天線射頻信號隨距離衰減的理論知識。

三、軟件資源
配套相應模塊的實驗例程及開發(fā)工具，提供全部的應用系統(tǒng)的源代碼，包括圖書館管理系統(tǒng)、槍支管理系統(tǒng)、身份識別應用系統(tǒng)、智能貨架系統(tǒng)和倉儲管理系統(tǒng)，應用系統(tǒng)多卡發(fā)卡等系統(tǒng)DEMO軟件。讓使用者能非常迅速的掌握了應用系統(tǒng)開發(fā)的能力。通過實驗，可以幫助使用者，不僅使用API接口函數實現RFID應用系統(tǒng)的設計開發(fā)，而且還培養(yǎng)使用者從更底層，通過命令更加直接的控制讀寫器，模擬實現實際系統(tǒng)的功能，模擬整個系統(tǒng)的開發(fā)流程，實現整個應用系統(tǒng)的功能；
四、實驗項目

第一部分系統(tǒng)簡介

第一章教學實驗系統(tǒng)簡介

第二部分 RFID實驗（硬件部分）

第二章 RFID 系統(tǒng)的基本實驗

實驗一 RFID系統(tǒng)的編碼

實驗二 RFID系統(tǒng)的載波產生

實驗三 RFID系統(tǒng)的信號調制

實驗四 RFID系統(tǒng)的RF信號功率放大

實驗五 RFID系統(tǒng)的末級輸出調制載波信號

實驗六 RFID系統(tǒng)的解調－FSK 模式

實驗七 RFID系統(tǒng)的解調－ASK 模式

實驗八 RFID系統(tǒng)的天線

第三部分 RFID實驗（協議部分）

第三章標簽信息的讀寫實驗

第四章 RFID 防撞系統(tǒng)實驗

第五章 CRC實驗

第六章 RFID 信令實驗

第七章數據包分析實驗

第八章信令數據包實驗

第四部分 DLL 應用設計(上位機應用開發(fā)部分)

第九章 DLL實例設計實驗

第五部分應用程序設計

第十章應用程序開發(fā)指導

第十一章 HF 高頻13.56M模塊實驗

第十二章 LF 125K ID 卡讀取實驗

第十三章 HF 高頻RFID ETC應用模擬實驗

第十四章 LF 125K 門禁控制應用模擬實驗

第六部分WSN 物聯網應用設計

第十三章 WSN 模塊配置操作實驗

第十四章 WSN 物聯網應用技術設計

15.2.1 WSN 與 HF ISO15693 RFID結合應用實驗

15.2.2 WSN 與 HF ISO14443 RFID結合應用實驗

15.2.3 WSN 與 UHF ISO18000-6 RFID結合應用實驗

15.2.4 WSN 與 LF 125K ID RFID結合應用實驗

第七部分綜合實訓軟件實驗(綜合項目部分)

1 RFID電子錢包應用實例

2 槍支管理系統(tǒng)開發(fā)實例

3 圖書館管理系統(tǒng)開發(fā)實例

4 人員管理系統(tǒng)開發(fā)實例

5 倉儲管理系統(tǒng)

6 智能貨架系統(tǒng)

五、設備配置清單

序號	名稱	單位	數量	備注
1	實驗箱底板	塊	1
2	Cortex-A8智能網關	塊	1	對于非A8版本，可選配多種通訊模塊和傳感器模塊
3	125K低頻RFID模塊	塊	1	配套電子標簽2個
4	ISO14443高頻RFID模塊	塊	1	配套電子標簽2個
5	ISO18000-6C模塊	塊	1	配套電子標簽2個，帶外接PCB天線
6	2.4G 通訊模塊	塊	2
7	ISO15693M RFID原理機模塊	塊	1	配套電子標簽2個，帶外接PCB天線
8	場景應用模擬模-ETC模塊	塊	1	可選配其他通訊或傳感器模塊
9	場景應用模擬模塊-門禁模塊	塊	1	可選配其他通訊或傳感器模塊
10	電源適配器(5V5A主板)	塊	1
11	USB2UART調試板	塊	1
12	網線	根	1
13	J-Link仿真器	個	1
14	ST-Link仿真器	個	1
15	雙母交叉串口線	根	1
16	B型公接口USB線	根	1
17	Mini USB線	根	1
18	配套光盤	張	1
19	實驗指導書	本	1	1本紙質打印，或電子版

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LGWL-RFID01型 RFID物聯網教研平臺（RFID物聯網實驗箱）