RFID通信协议(全)

实验6 HF高频RFID通信协议实验-V201703171.实验目的掌握高频读卡器的通讯协议；掌握高频模块工作原理；掌握本平台高频模块的操作过程；2.实验设备硬件：RFID实验箱套件，电脑等；软件：Keil，串口调试助手；STC_ISP软件：配套光盘\第三方应用软件\STC_ISP异或计算小软件：配套光盘\第三方应用软件\异或计算小软件源码路径：配套光盘\源代码\RFID基础实验\实验 6 HF高频RFID通信协议实验-V20170317Hex路径：配套光盘\源代码\RFID基础实验\实验6 HF高频RFID通信协议实验-V20170317\out3.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IC卡，又称智能卡，可读写，容量大，有加密功能，数据记录可靠。

IC卡相比ID卡而言，使用更方便，目前已经大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PHILIPS的Mifare系列IC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IC 卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据。

此外，大多数非接触式IC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）。

IC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，很适合封状到卡片中，常见IC卡内部结构如图3.1所示：图3.1 IC卡内部结构图较常见的高频RFID应用系统如图3.2所示，IC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IC卡MIARE 1为例，说明电子标签获得能量的整个过程。

RFID基本原理与协议RFID，即Radio Frequency Identification，是一种无线通信技术，用于识别和跟踪标签上的物体。

它通过无线电信号的传输和接收，实现了对物体的追踪和管理。

本文将重点介绍RFID的基本原理和常见的协议。

一、RFID基本原理RFID系统由三个主要组件组成：读写器（Reader）、标签（Tag）和中间件（Middleware）。

读写器通过射频信号与标签进行通信，中间件处理标签信息并将其与其他系统集成。

1. 标签RFID标签由一个芯片和一个天线构成。

芯片储存着标签的识别号码和其他相关数据，而天线用于接收和发送射频信号。

标签分为主动式标签和被动式标签两种。

- 主动式标签：内置电池供电，能够主动发射信号。

这种标签射频信号的范围较大。

- 被动式标签：通过读写器的射频信号供电，并利用读写器的电磁场进行通信。

这种标签射频信号范围较小，但成本较低。

2. 读写器读写器是RFID系统的中心控制设备，用于发送和接收射频信号。

它一般由射频模块、控制单元和接口模块组成。

读写器向标签发送命令并接收标签的响应数据，实现与标签的通信。

3. 中间件中间件是RFID系统的核心功能模块，用于处理标签信息、数据传输和系统集成。

它负责解析和分发标签传输的数据，并与其他系统进行数据交互。

二、RFID协议RFID系统中常用的协议有全球射频标准协议（GS1）、标准电子产品代码（EPC）、ISO 14443等。

1. GS1GS1是应用广泛的全球射频标准协议。

它规定了物品的全球唯一标识编码和数据交换格式。

GS1协议同时支持主动式和被动式标签，具有高度的灵活性和可扩展性。

2. EPC标准电子产品代码是一种针对供应链管理的RFID协议。

它基于EPC编码体系，用于唯一标识和追踪物品。

EPC协议主要用于物流、库存管理和零售领域。

3. ISO 14443ISO 14443是一种与近距离通信技术相关的RFID协议。

它定义了射频接口和通信协议，适用于智能卡、公共交通票卡等领域。

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一、 数据包格式数据包格式，命令包是由主机发送到读写器，返回包是由读写器返回到主机。

命令包格式：返回包格式：字节描述：Ø STX,ETX 为起始字节和结束字节，各1个字节，分别是0x02和0x03.Ø STATION ID ：设备地址（用于区分多个读写器时，指定读写器），1字节。

0x00为单机模式，读写器会响应任何带0地址的数据包。

Ø DATA LENGTH ：1字节，指定CMD/STATUS + DATA 的长度。

Ø CMD ：1字节，由1个命令字节组成。

Ø STATUS ：1字节，返回状态。

典型值：0x00----成功；0x01----失败。

Ø DATA ：长度与命令字有关。

Ø BCC ：1字节，校验字节。

二、 读卡号数据帧分析发送数据：02 00 03 25 26 00 00 03返回数据：02 00 06 00 00 0D 80 01 56 DC 03分析：1. 发送数据Ø STX ：02，起始Ø STATION ID ：00，设备地址Ø DATA LENGTH ：03,3个字节Ø CMD ：25，读取卡片序列号Ø DATA ：26，Idle 模式，一次只对一张卡操作。

00，不需要执行halt 指令。

Ø BCC ：00，校验位Ø ETX ：03，结束2.返回数据 ØSTX ：02，起始 ØSTATION ID ：00，设备地址 ØDATA LENGTH ：06,6个字节 ØSTATUS ：00，OK ØDATA ：00，监测到一张卡。

0D 80 01 56，卡芯片号：0D800156 ØBCC ：DC Ø ETX ：03，结束。

RFID防碰撞协议原理分析RFID（Radio Frequency Identification）是一种通过无线电波进行自动识别的技术。

它采用无线通信方式，将数据从标签传输到读写器，实现物品的快速识别和跟踪。

在实际应用中，由于多个标签同时进入读写器的通信范围，会产生碰撞问题。

为了解决这一问题，人们发展了RFID防碰撞协议。

本文就要对RFID防碰撞协议的原理进行详细分析。

RFID防碰撞协议主要是为了解决RFID系统中的碰撞问题。

碰撞是指在同一时间点有多个标签同时向读写器发送数据，导致数据的干扰和丢失。

尽管RFID技术的快速识别和追踪功能已经得到了广泛应用，但是在实际场景中，由于标签数量众多，存在碰撞问题是不可避免的。

为了解决碰撞问题，RFID防碰撞协议采用了不同的策略。

主要有以下几种常见的协议：1. ALOHA协议ALOHA协议是最早应用于无线通信的一种简单协议。

在RFID系统中，ALOHA协议通过不间断传输数据的方式实现碰撞检测和恢复。

当标签准备好发送数据时，会以一定概率进行传输。

如果发生碰撞，读写器能够检测到冲突并通过反馈机制通知标签重新发送。

虽然ALOHA协议简单易用，但是由于数据冲突率较高，效率较低。

2. Slotted ALOHA协议为了提高RFID系统的效率，Slotted ALOHA协议在ALOHA的基础上进行了改进。

该协议将时间划分为时隙，标签只能在特定时隙传输数据。

这样做可以减少碰撞率，提高系统吞吐量。

但是，在高标签密度的情况下，仍然存在较高的碰撞概率，效果有限。

3. 查询控制协议查询控制协议是目前应用最广泛的RFID防碰撞协议之一。

该协议主要分为两种：二进制查询算法（Binary Tree Algorithm）和动态查询算法（Dynamic Framed Slotted ALOHA，DFSA）。

二进制查询算法将标签标识号码划分为不同的区间，通过逐级查询检测和区分标签。

首先，读写器发送一个询问帧，包含当前查询的区间信息。

RFID协议无线射频识别技术的通信协议无线射频识别技术（RFID）已经逐渐成为现代物联网应用的重要组成部分。

它可以实现无须接触即可对物体进行识别和跟踪的功能。

在实际应用中，为了保证RFID系统的正常运行，通信协议被引入以确保射频标签和读写器之间的数据交换和通信的可靠性。

本文将介绍RFID 协议的基本概念、通信流程以及常见的RFID协议类型。

一、RFID协议的基本概念RFID协议是指标签和读写器之间进行数据传输时所遵守的规则和约定。

它规定了射频标签如何响应读写器的请求以及如何传输数据。

RFID协议通常包括标签选择、读写器激活、数据传输等过程。

标签选择是指读写器通过发送选择命令来选择特定的射频标签。

选择命令中通常包括标签的唯一编码，用于标识特定的标签。

读写器发送选择命令后，周围的射频标签将通过判断自身的唯一编码是否与选择命令中的编码匹配来确定是否响应。

读写器激活是指读写器通过发射电磁波来激活射频标签。

激活过程中，读写器会发送激活命令，并向周围的标签传输电磁波能量。

射频标签接收到电磁波能量后会自动启动并返回响应数据。

数据传输是指射频标签和读写器之间进行数据交换的过程。

读写器会通过发送指令，要求标签回传数据或修改标签中的数据。

标签接收到指令后会执行相应的操作，并将结果返回给读写器。

二、RFID协议的通信流程在RFID系统中，标签通常处于被动状态，即只在读写器的主动调度下才会进行数据交换。

下面是RFID协议的通信流程：1. 读写器发送选择命令。

该命令包括标签的唯一编码，用于选择特定的标签。

2. 标签接收到选择命令后，通过比对自身的唯一编码与命令中的编码来判断是否响应。

3. 若标签匹配成功，则进入激活状态，等待读写器发送激活命令。

4. 读写器发送激活命令并向周围的标签传输电磁波能量。

5. 标签接收到激活命令并获取到足够的能量后，启动并返回响应数据。

6. 读写器接收到标签的响应数据后，可以发送指令来进行数据的读取或写入操作。

14443协议14443协议是一种近场通信协议，用于无线射频识别（RFID）和接触式智能卡。

它定义了射频接口和通信协议，以便智能卡与读卡器之间进行通信。

该协议最初由飞利浦半导体（现NXP半导体）开发，并于2002年成为国际标准ISO/IEC 14443。

该协议在公共交通票务、门禁系统、支付系统等领域得到广泛应用。

14443协议分为两个部分，Type A和Type B。

Type A采用100%调幅（ASK）调制方式，工作频率为13.56MHz，传输速率为106kbps。

Type B采用10%调制（BPSK）调制方式，工作频率和传输速率与Type A相同。

两者在物理层和数据链路层上有所不同，但在应用层上是兼容的。

在14443协议中，智能卡和读卡器之间的通信是通过载波幅度调制（AM）和双向协商实现的。

智能卡和读卡器之间的通信距离通常在10厘米以内，因此被称为近场通信。

这种近场通信方式不仅安全可靠，而且能够防止未经授权的读取和篡改数据。

除了传统的近场通信模式之外，14443协议还定义了一种被动模式，即卡片被动模式（PICC）和读卡器主动模式（PCD）之间的通信。

在这种模式下，读卡器主动向智能卡发送命令，智能卡被动回应。

这种模式适用于门禁系统、公共交通票务等场景。

在实际应用中，智能卡通常用于存储个人身份信息、金融信息、门禁信息等，而读卡器则用于读取和写入这些信息。

通过14443协议，智能卡和读卡器之间可以进行高速、安全、可靠的通信，从而实现各种应用场景下的便捷操作。

总的来说，14443协议作为一种近场通信协议，具有通信距离短、安全可靠、兼容性强等特点，被广泛应用于公共交通、门禁系统、支付系统等领域。

随着智能卡技术的不断发展，相信14443协议将在未来发挥更加重要的作用。

低频rfid系统的通信协议低频RFID系统通信协议在物联网应用中，RFID（Radio Frequency Identification）技术被广泛应用于物品追踪、库存管理、智能交通等领域。

RFID系统由读写器和标签组成，其中读写器负责与标签进行通信。

而低频RFID 系统通信协议则是指在低频（LF）RFID系统中，读写器与标签之间通信所采用的协议。

低频RFID系统通信协议通常是一种基于半双工通信方式的协议，也就是说读写器和标签不能同时发送和接收数据。

通信协议一般包括帧结构、数据传输方式、数据格式和通信流程等方面的规定。

帧结构是低频RFID系统通信协议的基础。

一般情况下，帧结构由起始标志、帧长度、数据域、校验码和结束标志等字段组成。

起始标志用于标识帧的开始，结束标志用于标识帧的结束。

帧长度字段指示了整个帧的长度，数据域存储了实际的数据信息，校验码用于验证数据的完整性和正确性。

数据传输方式是低频RFID系统通信协议的重要组成部分。

低频RFID系统通常采用载波幅度调制（ASK）或者载波频率调制（FSK）的方式进行数据传输。

ASK方式是通过调制载波信号的幅度来表示数字信号，而FSK方式则是通过调制载波信号的频率来表示数字信号。

数据传输方式的选择取决于具体的应用需求和系统要求。

数据格式也是低频RFID系统通信协议的重要内容之一。

数据格式通常包括标签ID、命令码和数据域等信息。

标签ID是唯一标识一个标签的信息，命令码用于标识读写器要执行的操作，数据域则存储了具体的数据信息。

不同的应用场景可能需要不同的数据格式，因此数据格式的设计需要根据具体的需求进行灵活调整。

通信流程是低频RFID系统通信协议的核心。

通信流程一般包括初始化、数据传输和终止等阶段。

在初始化阶段，读写器会发送一系列的初始化命令，以便与标签建立起稳定的通信连接。

在数据传输阶段，读写器和标签之间进行数据的读写操作。

终止阶段则是通信的结束，读写器发送终止命令，标签也会做出相应的响应。