物联网RFID标签情景实验平台解决方案

 目录

 TOC \o "1-3" \h \z \u 一、         综述. PAGEREF _Toc445755666 \h 3

二、         单元模块详述. PAGEREF _Toc445755667 \h 3

2.1       标签的展示认知选型单元. PAGEREF _Toc445755668 \h 3

2.2       RFID标签设计仿真单元. PAGEREF _Toc445755669 \h 3

2.3       进行标签的制作单元. PAGEREF _Toc445755670 \h 3

2.4       标签性能测试单元. PAGEREF _Toc445755671 \h 3

2.5       标签应用场景工程方法论单元. PAGEREF _Toc445755672 \h 3

2.6       标签信息应用单元. PAGEREF _Toc445755673 \h 3

三、         室内功能区域规划. PAGEREF _Toc445755674 \h 3

四、         设备构成及技术指标. PAGEREF _Toc445755675 \h 3

3.1       主要设备清单. PAGEREF _Toc445755676 \h 3

3.2       主要设备参数. PAGEREF _Toc445755677 \h 3

一、         综述

物联网RFID标签情景实验平台，从RFID标签的视角，以RFID应用技术作为学习研究对象，从标签的展示认知选型单元开始，到标签设计仿真单元、标签的制作单元，再到标签的设计性能测试单元、标签应用场景工程方法论单元，最后以标签的信息应用单元为终点，以6个独立又循序渐进相互联系的实训单元构成一个完整的RFID应用技术学习的闭环系统。

二、         单元模块详述

2.1    标签的展示认知选型单元

该实训单元，可使学生了解各种典型的RFID应用场景中各类低频、高频、超高频标签的应用及相关性能，为学生对RFID知识的学习提供感观的认知。

2.2    RFID标签设计仿真单元

该实训单元，可使学生具备仿制天线、设计天线、仿真天线性能、优化天线设计的能力；

可以开展ANSOFT HFSS软件操作实训、设计标签性能参数仿真实训、天线几何版图设计实训、回波损耗/阻抗/增益等关键参数调整优化分析实训、商用标签仿制实训等实训活动。

2.3    进行标签的制作单元

该实训单元，可使学生了解RFID蚀刻天线加工的工艺原理，制作自己设计的标签；

可开展高频/超高频标签天线的菲林制作实训、高频/超高频标签天线的蚀刻加工实训、高频/超高频标签芯片焊接实训、高频/超高频标签芯片读写测试实训；

该实训单元可以完成LF人员卡、HF钥匙扣、UHF蚀刻标签的打样，从而实现对设计成果的实样验证。

2.4    标签性能测试单元

该实训单元，可以让学生对于标签设计的关键指标如：读取范围及其频率、最低标签激活电场及其频率、最低标签激活功率及其频率等建立认知，具备根据测试结果确定标签性能的能力；

可开展标签设计性能测试仪操作实训、标签读取范围测试实训、标签最低标签激活功率及其频率测试实训、标签性能标定实训。

2.5    标签应用场景工程方法论单元

该实训单元，通过构建逼近真实的RFID应用场景环境，使学生对于RFID标签在特定场景下的选型、部署、作业状态下的可靠性读写、单标签多标签的快速识别等建立直观的认识，同时初步掌握在工程环境下的RFID标签选型、部署（基于标签位置部署优化系统进行部署优化）、作业状态下的读写可靠性、单标签多标签的快速识别性能确保等的工程应用能力；

可开展模拟应用场景下的RFID货架标签信息采集实训、不同应用场景下标签的标签选型实训、不同应用场景下标签部署实训、多标签环境下信息快速采集实训等。

2.6    标签信息应用单元

该实训单元，以RFID智能货架系统作为教学支撑，通过对于ID标识信息的管理、解析、映射，进而实现信息系统对于库存管理需求。使学生在逼真的应用环境下，理解RFID标签数据如何与具体业务融合，如何保障缺货预警、防盗、库存管理诉求的实现。使学生初步结合RFID技术进行软硬件编程的能力，具备RFID标签信息规划与编程的能力，初步具备RFID智能货架系统架构设计的能力。

可开展货架商品的盘点功能实训、缺货预警功能实训、商品展示功能实现实训、防盗报警功能实现实训、商品信息管理功能实现实训、将普通商品条码转换为SGTIN电子信息码的功能实现实训等。

三、         室内功能区域规划

物联网RFID数字物流情景实验平台，分为三个功能区，分别为标签认知制作功能区、标签性能测试教学规划区，标签工程方法论及信息应用教学功能区，具体部署根据实训室现场情况安排。

四、         设备构成及技术指标

3.1    主要设备清单

3.2    主要设备参数

一、主要设备配置：

1、RFID标准展示系统 TP01

1.1一体化的设计：系统包含标签、标签识别硬件和软件、标签应用数据，系统能够识别标签类型并推介标签的应用信息；

1.2提供50款不同类型的具有真实应用背景的RFID标签；

1.3系统中标签识别硬件工作频率涵盖RFID主流频段：低频125K、高频13.56MHz、超高频900MHz；

1.4系统中标签识别硬件同时支持ISO8000-2、ISO14443A、ISO15693、ISO18000-6C 4个协议的标签读取；

1.5低频125K（符合ISO8000-2协议）标签中包含：动物脚环标签、螺丝标签、花牌标签、钥匙扣标签、警示标签、树钉标签等10款标签；

1.6高频13.56MHz（符合ISO14443A协议）标签中包含：金属柔性标签、钥匙扣、MINI卡、代用币、扎带标签、一次性腕带标签、地铁卡、电子铅封等10款标签；

1.7高频13.56MHz（符合ISO15693协议）标签中包含：医疗标签、珠宝标签、防伪标签、洗衣标签、腕带标签、器械标签、图书标签、资产标签、电子门票等10款标签；

1.8超高频900MHz（符合ISO18000-6C协议）标签中包含：车辆标签、行李标签、EAS防盗标签、挂锁铅封标签、吊牌标签、金属柔性标签、ABS抗金属标签、扎带标签、动物标签、硅胶标签、金属资产标签、酒类防伪标签、金属货架标签、轮胎标签、RFID Inlay等20款标签；

1.9系统软件通过文字、图片、视频相结合的形式，具体介绍每款标签性能、在不同应用领域的实际应用等信息。

2、RFID标签设计与仿真套件 TP02

2.1高频、超高频天线设计实例共8款；

2.2天线设计实样包高频4款、超高频4款，各10只；

2.3标签设计资料一组；

2.4天线设计仿真实验手册 1本

3、标签制作实验箱 TP03

3.1通过蚀刻工艺，提供完整的手工制作UHF标签的方法；

3.2通过绕线方式学习与实际操作RFID注塑卡片（LF）、钥匙扣（HF）的制作工艺；

3.3提供天线制作计量工具：1 只量杯、1只便携式测温仪、1 只电子称重仪、1 只计时器；

3.4提供标签天线制作工具：3 只实验用水盆、1只塑料盒、1只镊子、2块5mm透明天线制作基板、1付防酸碱手套、1只毛刷、1套清洁工具；

3.5提供天线制作耗材包: UHF 芯片 5 只协议 ：18000-6C，内存：512字节，频段：920—928MHz，工作温度：-50°C~85°C，引脚数：3个）、感光板5片、显影剂 1 包、蚀刻剂 1 包、硫酸纸天线菲林2张、；高频NFC 芯片 5 只、天线 5 只、产品壳体 5 只；低频芯片 5 只、天线 5 只、产品壳体 5 只；

3.6标签制作曝光箱：内嵌式紫外灯管；供电：220V/50Hz；尺寸：290mm* 250mm* 120mm（5套配1套）；

3.7恒温烙铁：用于芯片模块与蚀刻后天线焊接（5套配1套）；

3.8标签制作实验箱：470mm* 325mm* 165mm；

3.9提供配套教材、实验指导书以及案例等内容。

4、个性化制卡系统 TP06

4.1支持PVC卡、IC卡及射频智能卡（RFID）的发卡时的后道个性化；

4.2支持标准卡和非标准卡的个性化；

4.3直打法：卡片设计完毕后，采用经过特殊处理的白卡直接打印；

4.4卡片贴法：卡片设计完毕后，使用专用卡片贴材料打印，按照卡片尺寸裁切，并贴在卡片上；

4.5系统组件包括卡片打印机、打印托盘插槽、切卡器、过塑机、裁纸刀、水晶相纸以及PVC卡片（1000张）等；

4.6提供用户手册。

5、RFID标签性能测试仪 TP04

5.1功能

测试标签在840～960MHz 上各个频率的读取距离、写入性能；

对不同材料对标签性能的影响并给出对比结果；

进行标签的方向特性测试；芯片型号自动识别与内存映射验证；

具备测试数据存档功能。

5.2测试主机

WINXP操作系统；

内置RFID性能测试模块，工作频率:860-960MHz，协议ISO18000-6C；

测试仪射频发射功率输出精度误差：0.5dB；

5.3专用天线

工作频率:860-954MHz

增益:8dBiC

回波损耗:1.5

4.3dB带宽：70°

前后比：18dB

功率：10W

尺寸：25.9cm*25.9cm*3.3cm

重量：0.79Kg；

5.4微波暗箱

电波屏蔽箱符合GB/T12190-2006标准的要求

（磁场：14KHz≥63dB    

电场：200KHz≥90dB平面波：50MHz-1GHz≥90dB 微波：

1GHz-6GHz≥100dB）；

电波屏蔽箱工作空间不小于(L)400mm×(W)500mm×(H)300mm；

5.5程控转台

一自由度，最小转速

具有计算机控制功能，精度可以控制到最小步进精度1秒

5.6测试软件

用于完成UHF标签的应用性能测试

可以测试标签在840～960MHz上各个频率的读取距离、写入性能

能够测试不同材料对标签性能的影响并给出对比结果

能够完成标签的方向特性测试

完成标签的芯片型号自动识别与内存映射验证

使用环境要求：专用硬件平台，windows 操作系统

5.7提供实验手册。

6、标签位置部署优化系统 TP05

6.1功能：

可进行场景3D建模；

可进行标签数据采集设备配置；

可进行数据采集、分析进行优化报告生成；

测试过程通过软件和硬件指导测试位置，能在待测物体表面完成区域网格化，自动划分并为测试提供提示；

根据实验数据分析出最优的标签部署位置。

系统集成测试软件、专用PC、专用读写器、工作台等组件。

6.2测试软件：

能进行被测物品建模、读写器管理、数据测试采集分析、报告生成。

6.3专用读写器：

读写标签协议：EPC Gen 2;ISO 18000-6C；具有密集读写器模式，自动事件触发等事件管理；

电源：100-240VAC,50/60Hz；

通信接口：LAN TCP/IP ,RS-232；

天线接口：4个TNC反向接口；GPI/O：2路输入，2路输出；

6.4天线固定架：便携、可拆卸、可调整高度,铝合金材质；

6.5专用工作台：

将上述组件整齐集成，以提供相关操作指示。

6.6提供实验手册，提供免费培训。

7、RFID标签打印机 东芝B-SX5T

7.1打印头：悬压式

7.2分辨率：306dpi（12dots/mm）

6.3打印方式：直热/热转印

6.4打印速度：最高203.2mm/s（8英寸/秒）

6.5最大打印宽度/长度：128.0mm /1498.0mm

6.6操作方式：批处理模式，剥离模式，切刀模式（可选）

6.7一维条形码类型：

JAN8，JAN13，EAN8，EAN8码+2码条码，EAN8码+5码条码，EAN13，EAN13码+2码条码，EAN13码+5码条码，UPC-E，UPC-E码+2码条码，UPC-E码+5码条码，UPC-A，UPC-A码+2码条码，UPC-A码+5码条码，MSI，ITF，NW-7，CODE39，CODE93，CODE128，EAN128，Industrial2to5，客户条码，POSTNET，KIXCODE，，RSS14 纠错

6.8二维条码类型：

DataMatrix，PDF417，QRcode，MaxiCode，MicroPDF417，CPCode

字体：TimesRoman(6号)，Helvetica(6号)，Presentation(1号)，LetterGothic(1号)，PrestigeElite(2号)，Courier(2号)，OCR(2类)，Gothic(1号)，Outlinefont(4类)，Pricefont(3类)

旋转角度：0°，90°，180°，270° 

6.9通信接口：串行接口，并行接口，扩展输入/输出

6.10内存/闪存：内存16MB SDRAM/闪存：4MB Flash

6.11RFID功能：

可读取RFID 智能标签中的特别ID 或用户区内的数据，并向主机传送；

可在RFID 系统中对RFID系统标签的ID及写入数据进行方便的管理；

RFID数据写入正确性检验；

保护IC芯片的打印头抬起功能；

超高频频段： 869.5或者902-928MHz。

8、RFID智能货架系统 SY07

8.1外观

专用铝合金货柜尺寸：1080mm×580mm×1960mm（长*宽*高）

8.2材质：

铝合金型材+木质

8.3主流工业级超高频读写器

8.3.1用于UHF标签的识别

8.3.2体系结构：XScale 处理器, Linux, 64 Mbytes RAM, 64 MBytes Flash；

8.3.3支持协议：EPC Gen 2; ISO 18000-6C；

8.3.4阅读器协议：具备自有阅读器协议，可升级固件；

8.3.5网络协议：TCP/IP, NTP, DNS, DHCP, SNMP；

8.3.6密集阅读器管理：密集阅读器模式，自动事件触发和事件管理；

8.3.7工作频率：902 MHz – 928 MHz(美国)；920 MHz – 925 MHz(中国)；

8.3.8辐射功率（RF Power）： 31.6 dBm 美国(辐射功率限制由所在地法规规定或授权)；

8.3.9典型：4 watts EIRP (36 dBm 美国)；中国2 watts ERP；

8.3.10通讯接口：LAN TCPI/IP (RJ-45), RS-232 (DB-9 F)；

8.3.11天线：4 端口反转TNC，单态天线；圆极化或线极化；近场远场兼容；

8.3.12通用输入/输出（GPIO）： 光学隔离. 0-24VDC . 4 输入. 8 输出 (500mA 容量). 易安装连接。

8.4射频天线和馈线

频段920 - 925 MHz

增益 8 dBic

驻波比 1.3:1

射频馈线：配套4根

8.5节点式超高频读写器

8.5.1标签协议：EPC Class 2 (ISO-18000-6C)

8.5.2 DRM模式： 支持，先进的防冲撞和抗干扰性能

8.5.3天线：内置圆极化陶瓷天线，5dBi

8.5.4输出功率：5dBm到23dBm (200 mW)可调，+/-1.0dBm

8.5.5标签识读率:超过100tags/s

8.5.6通信接口：USB

8.5.7供电：5VDC USB供电

8.6系统包含多种感知手段，包含光电传感器、三色报警蜂鸣器

8.6.1光电传感器满足：

漫反射工作模式

检测距离：30CM

工作电压:6-36VDC

输出电流：300mA

可检测物体：不透明物体

外壳材料：ABS 塑料

8.6.2三色报警蜂鸣器满足：

三色红绿黄

蜂鸣报警，音量85分贝以上

电压：12VDC

单层功率：0.6W

电流：40mA

常亮形式

8.7智能货架系统具有货架商品的盘点、缺货预警、商品展示、防盗报警、商品信息管理等功能

8.8以RFID综合感知做为教学目标，实现对于RFID技术在具体应用中与其他感知技术进行集成

8.9以具体智能货架作为应用背景，示范物联网感知技术与具体应用需求实现的支撑:

8.9.1实现货架商品的盘点功能，有软件盘点界面

8.9.2实现缺货预警功能

8.9.3实现商品展示功能，有软件展示界面

8.9.4实现防盗报警功能

8.9.5实现商品信息管理功能

8.9.6系统可实现将普通商品条码转换为SGTIN电子信息码的功能

8.10提供软件开发接口，可做二次开发

8.11提供实验手册

二、辅助设备配置：

1、RFID智能货架系统用电脑 型号:联想E73S

1.1预装系统： Windows 7 专业版

1.3CPU：CPU型号： i5-4590T 三级缓存：6MB

1.4显卡：显示芯片：GeForce GT620 (1GB) 显存容量：独立1GB

1.5内存：容量：8GB

1.6硬盘：容量：500G

1.7输入设备 鼠标/键盘:有线鼠标/:有线键盘 音箱：内置音箱

2、超高频打印标签 LABEL11025

2.1标签尺寸：110mm*25mm

2.2芯片规格：ALN9649 INLAY

2.3标签形态：卷状、带背胶

3、爱普生（EPSON） CB-X22 商务教育型投影机（含亿立SK120HT-E12 120英寸16:9电动幕布）

3.1品牌型号：EPSON CB-X29  1套

投影亮度：3000流明 

标准分辨率：1024×768

投影对比度：10000:1 

投影技术：LCD

投影距离：0.89-10.95米 

梯形失真校正：手动水平±30度,自动垂直:±30度 

投影镜头：光学变焦/ 手动聚焦 

光圈范围：F1.58-1.72 

实际焦距：f=16.9-20.28 mm 

变焦比：1-1.2倍变焦 

灯泡类型：UHE灯

灯泡功率：200W 

灯泡寿命：5000/10000小时(标准/环保模式) 

投影色彩：10.7亿色 

屏幕比例：4:3 

投影尺寸：30-300 英寸 

输入端子：D-Sub15p×2、RCA×1、S-Video×1、HDMI×1、Stereo mini×2、RCA×1

输出端子：D-Sub15p×1、Stereo mini×1 

控制端子：USB-B×1、USB-A×1、RJ45×1、RS-232c×1

扬声器：5W扬声器×1

噪音：37/29db(标准/节能模式) 

电源：AC100-240V±10%,50/60Hz 

正常功耗：273W 

投影方式：正投/背投,吊顶 

菜单语言：支持中文 

配件：电源线×1、VGA视频线×1、遥控器×1、电池×1

其它性能：水平梯形滑钮、快速四角调节、USB显示、安全防盗孔、Kensington锁、操作面板保护功能、密码保护功能

驱动模式：多晶硅TFT有源矩阵

投影系统：RGB光阀式液晶投影系统 

操作温度：5℃-35℃(41℉-95℉)

操作湿度：20%-80% 湿度,无结露

储存温度：-10℃-60℃(14℉-140℉)

储存湿度：10%-90%湿度,无结露

产品尺寸：297×87×244mm。

3.2品牌型号：Elite Screens SK120HT-E12

幕布类型：电动幕 

幕布材质：玻纤 

幕布基材：软幕 

安装方式：壁挂式 

打开方式：电动打开 

对角线：120英寸 

幕布比例：16:9 

增益：1.1倍 

幕面尺寸：2.66*1.49m 

其他性能：

1、可支持壁挂和吊顶两种安装方式

2、产品通过国际CE,FCC,ETL,RoHs认证，GreenGuard空气环保认证。