物聯(lián)網(wǎng)RFID實(shí)驗(yàn)箱概要設(shè)計(jì)文檔

1、RFID實(shí)驗(yàn)箱配套系統(tǒng)需求概要設(shè)計(jì) 版 本： V0.1版本變更記錄版本號(hào)擬制人/修改人擬制/修改日期更改理由主要更改內(nèi)容（寫要點(diǎn)即可）V0.1林雄2013-10-16UI更改注1：文件第一次歸檔時(shí)，“更改理由”、“主要更改內(nèi)容”欄寫“無(wú)”。目錄版本變更記錄ii目錄iii1 系統(tǒng)說(shuō)明22 模塊劃分22.1 模塊說(shuō)明3總體功能圖3UI模塊42.2 處理流程113 接口說(shuō)明114 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)115 通信接口115.1 通信協(xié)議11激活卡13M1卡密碼認(rèn)證14M1讀取數(shù)據(jù)15M1卡寫入數(shù)據(jù)156 關(guān)鍵算法及方案選擇說(shuō)明16版本變更記錄ii目錄iii1 系統(tǒng)說(shuō)明22 模塊劃分22.1 模塊說(shuō)明3總體功能

2、圖3UI模塊42.2 處理流程93 接口說(shuō)明94 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)95 通信接口95.1 通信協(xié)議10激活卡11M1卡密碼認(rèn)證12M1讀取數(shù)據(jù)13M1卡寫入數(shù)據(jù)136 關(guān)鍵算法及方案選擇說(shuō)明141 系統(tǒng)說(shuō)明RFID實(shí)驗(yàn)箱配套系統(tǒng)主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱上的低頻、高頻、超高頻、NFC等射頻識(shí)別設(shè)備進(jìn)行基礎(chǔ)的操作：如尋卡、讀寫卡等操作流程。能夠在教學(xué)中通過(guò)操作讓學(xué)生更直觀的了解射頻識(shí)別設(shè)備的整體應(yīng)用過(guò)程與原理。2 模塊劃分2.1 模塊說(shuō)明2.1.1 總體功能圖系 統(tǒng) 名 稱模 塊功 能RFID實(shí)驗(yàn)箱系統(tǒng)數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)采集，處理數(shù)據(jù)報(bào)文UI模塊用于展示數(shù)據(jù)。2.1.2 UI模塊2.1.2.1 主模塊圖2.1 (An

3、droid端) 圖2.2 (PC端)l 程序主窗體：用于切換低頻、高頻、超高頻以及NFC模塊（Android端圖2.1）； l 默認(rèn)進(jìn)入設(shè)置界面，上方切換卡可自由切換模塊（PC端圖2.2）。 。2.1.2.2 低頻模塊2.1.2.3 注：低頻地址改下拉框 前5塊不改2.1.2.4圖2.23 (Android端)圖2.4(PC端)l 讀取低頻標(biāo)簽以及讀寫數(shù)據(jù)操作如圖2.3和2.4其中EM4469卡的地址為5-15 。l 圖2.5(Android端)ll 點(diǎn)擊調(diào)試信息按鈕可查看已經(jīng)觸發(fā)的發(fā)送以及接收的指令，便于學(xué)生對(duì)指令的學(xué)習(xí)； 圖2.6 (Android端) 圖2.7 (PC端)l 點(diǎn)擊串口工具

4、按鈕或命令調(diào)試模塊可通過(guò)串口往設(shè)備或者PC電腦自由發(fā)送指令，便于學(xué)生對(duì)指令的自主操作；如圖2.1.2.5 高頻模塊高頻M1和cpuA卡激活卡流程圖 （CPUb卡缺） 數(shù)據(jù)區(qū)操作流程圖 圖2.8 具體UI接受 發(fā)送改按鈕-調(diào)試數(shù)據(jù) 激活卡改 激活 卡是否移開(kāi)待定 圖2.39（Android端）圖2.9（PC端）l 針對(duì)13.56M高頻非接觸式卡模塊對(duì)射頻卡進(jìn)行尋卡以及讀寫卡等基礎(chǔ)操作。如圖l加減值拆分 增加讀當(dāng)前值 接收發(fā)送同上 頻率更改間歇頻率 圖2.410（Android端）圖2.11（PC端）l 針對(duì)13.56M高頻非接觸式卡模塊對(duì)M1電子錢包的操作，如圖。Halt按鈕取消圖2.512 （

5、Android端）圖2.13（PC端）l 針對(duì)13.56M高頻非接觸式卡模塊對(duì)CPU卡電子錢包的操作pdu指令為取隨機(jī)數(shù)指令，故返回的指令即每次的隨機(jī)數(shù)。l 串口調(diào)試 圖2.6l 針對(duì)13.56M高頻非接觸式卡模塊自測(cè)的操作。2.1.2.6 超高頻模塊圖2.7圖2.14（Android端）圖2.15（PC端）l 針對(duì)超高頻模塊對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別、讀取以及寫入操作存儲(chǔ)器分為用戶區(qū)、EPC區(qū)、TID區(qū)以及保留區(qū)，長(zhǎng)度根據(jù)每個(gè)規(guī)格標(biāo)簽的容量不同2.1.2.7 NFC模塊尋卡 改激活 圖圖2.16（Android端）2.8圖2.17（PC端）l 針對(duì)NFC射頻設(shè)備對(duì)M1卡進(jìn)行識(shí)別、讀取以及寫入。如圖；2.1

6、.2.8 設(shè)置模塊圖2.9l 可以進(jìn)行串口和波特率的配置（圖2.7）。2.2 處理流程圖2.8111. 客戶端訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)箱。2. 實(shí)驗(yàn)箱向射頻識(shí)別設(shè)備發(fā)起請(qǐng)求獲得數(shù)據(jù)。3 接口說(shuō)明詳細(xì)參見(jiàn)API文檔4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)無(wú)5 通信接口5.1 通信協(xié)議詳細(xì)參見(jiàn)rfid實(shí)驗(yàn)箱通訊協(xié)議 - v1.0串口通訊方式，默認(rèn)波特率:115200BPS（待定） 數(shù)據(jù)位:8 奇偶校驗(yàn)：無(wú) 停止位：1 完整的數(shù)據(jù)通訊包如下：服務(wù)終端發(fā)送：同步碼包頭長(zhǎng)度校驗(yàn)開(kāi)關(guān)模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)域校驗(yàn)包尾STXLENChkSWModelFuncCHKETX55H04HXXH+XXHXXHXXHXXHCRC06H8BYTE1BYTE2BYTE1

7、BYTE1BYTE1BYTEN BYTE2BYTE1BYTE設(shè)備響應(yīng)(應(yīng)答)：同步碼包頭長(zhǎng)度校驗(yàn)開(kāi)關(guān)模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾STXLENChkSWModelFuncCHKETX04HXXH+XXHXXHXXHXXH+ CRC06H8BYTE1BYTE2BYTE1BYTE1BYTE1BYTEN BYTE2BYTE1BYTE注釋：H-表16進(jìn)制數(shù)據(jù)。各字段說(shuō)明：同步碼-8個(gè)55H, 僅做為數(shù)據(jù)同步判斷，不作為數(shù)據(jù)包有效數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包開(kāi)始必須包括。（后面有關(guān)數(shù)據(jù)包的描述省略此字段。）包頭 -STX,完整消息包的起始標(biāo)識(shí)。1byte，固定為0x04。長(zhǎng)度 - LEN ,(2字節(jié),低端模式即低字節(jié)在前

8、)表示從LEN的下一個(gè)字節(jié)開(kāi)始到CHK結(jié)束的字節(jié)數(shù)（固定字節(jié)為5, 再加上數(shù)據(jù)域的長(zhǎng)度就是LEN的值）校驗(yàn)開(kāi)關(guān) - ChkSW ,(1字節(jié))表示是否要crc校驗(yàn)，0要，其他不要。（crc校驗(yàn)的字節(jié)都是存在的，區(qū)別在于是否要以crc校驗(yàn)來(lái)判斷數(shù)據(jù)包的正確性 ）模塊號(hào)- Model ,(1字節(jié))表示不同功能的模塊。功能號(hào)- Func ,(1字節(jié))功能（命令）編號(hào)。ST - (1字節(jié))設(shè)備應(yīng)答狀態(tài)字節(jié)。DATA - 交換的數(shù)據(jù)信息，最大長(zhǎng)度4096（暫定）字節(jié)。校驗(yàn) - (2字節(jié), 低端模式即低字節(jié)在前)從長(zhǎng)度開(kāi)始到數(shù)據(jù)域結(jié)束的所有字節(jié)CRC16結(jié)果。包尾 - 數(shù)據(jù)包結(jié)束標(biāo)志,固定為0x06。注：目

9、前選用CRC16校驗(yàn)方式。生成多項(xiàng)式為CCITT推薦的16位的x16+x12+x5+1（0x11021）。發(fā)送方根據(jù)通信包生成2字節(jié)的CRC檢驗(yàn)；同樣，接收方收到完整的數(shù)據(jù)包后，根據(jù)通信包生成新的CRC檢驗(yàn)值。如果所計(jì)算出的CRC值和收到的校驗(yàn)值相同則表明該數(shù)據(jù)包有效，否則認(rèn)為該包在傳輸?shù)倪^(guò)程中產(chǎn)生了差錯(cuò)。對(duì)于CRC校驗(yàn)出錯(cuò)的通信包，接收方不進(jìn)行處理，直接返回錯(cuò)誤應(yīng)答包。 校驗(yàn)單元在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，按照小端模式進(jìn)行傳輸，即低字節(jié)傳輸在前，高字節(jié)傳輸在后。若ChkSW！=0，發(fā)送方校驗(yàn)值可隨意填寫，但不可省略；接收方不進(jìn)行CRC校驗(yàn)判斷。5.1.1 激活卡收到此命令后，設(shè)備依次做【尋卡】、【防沖突】

10、、【選卡】動(dòng)作服務(wù)終端發(fā)送：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H0501 00xx07H02H CRC06H設(shè)備響應(yīng)：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H05XX 00xx07H02H + +CRC06H參數(shù)說(shuō)明： 功能：按指定的模式搜尋PICC卡片；搜到卡片后，將其選中和激活。參數(shù)：modemode =0x00或0搜尋磁場(chǎng)中的所有如RFID卡mode = c或C 或0x0C -搜尋CPU卡； mode = m或M - 搜尋M1卡；3 如在3秒內(nèi)沒(méi)搜到卡，則返回?zé)o卡CardType卡片類型字節(jié)緩沖區(qū)；目前均返回二字節(jié)的類型值：CardType0 、CardType1 ：

11、CardType0 ：u aA 搜尋到A型卡u bB 搜尋到B型卡CardType1 ：u cC 搜尋到CPU型卡 mM 搜尋到M1型卡SerialNo卡片序列號(hào)信息的緩沖區(qū)首址.該信息依次包含了序列號(hào)長(zhǎng)度和序列號(hào)內(nèi)容等兩項(xiàng)內(nèi)容.B型卡和M1卡的序列號(hào)均為4字節(jié);A型卡的序列號(hào)一般為4字節(jié),也有7字節(jié)或10字節(jié)的.采用字節(jié)SerialNo0指示序列號(hào)的長(zhǎng)度,SerialNo110保存序列號(hào)(左對(duì)齊).若需要讀取序列號(hào)、則先要讀取長(zhǎng)度字節(jié).返回：00H選卡成功70H無(wú)卡71H參數(shù)錯(cuò)誤 72H模塊未開(kāi)啟（選卡失?。?3H沖突注釋：5.1.2 M1卡密碼認(rèn)證 服務(wù)終端發(fā)送：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功

12、能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H05XX 00xx07H08H+ CRC06H設(shè)備響應(yīng)：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H0501 00xx07H08HCRC06H參數(shù)說(shuō)明： 功能：驗(yàn)證M1卡訪問(wèn)時(shí)讀寫相應(yīng)塊需要提交的A密碼或B密碼。參數(shù)：Type用于指定提交的密碼類型：(1字節(jié))A 提交的是A密碼B 提交的是B密碼BlkNo(1字節(jié)) 用于指定訪問(wèn)的塊號(hào)，對(duì)于1K容量的M1卡，其有效范圍為063。Pwd(6字節(jié)) 提交的密碼。SerialNo存放卡片序列號(hào) 。字節(jié)SerialNo0指示序列號(hào)的長(zhǎng)度,SerialNo110保存序列號(hào)(左對(duì)齊).返回：00H寫入成功72H模塊未開(kāi)啟71H參數(shù)

13、錯(cuò)誤75H密碼認(rèn)證失敗注釋：M1卡依次以每四塊組成一個(gè)扇區(qū)；每扇區(qū)的最后一塊是控制塊，存放著A密碼、B密碼以及各塊的權(quán)限控制信息；A密碼和B密碼均為6字節(jié)，每塊長(zhǎng)度為16字節(jié)。4個(gè)塊的讀寫僅用兩個(gè)6字節(jié)的密碼來(lái)保護(hù)，故其安全性不能比擬CPU卡。在尋卡命令調(diào)用成功后，才能執(zhí)行此命令。5.1.3 M1讀取數(shù)據(jù)服務(wù)終端發(fā)送：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H0501 00xx07H09H CRC06H設(shè)備響應(yīng)：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H05xxH 00xx07H09H+ CRC06H參數(shù)說(shuō)明：功能：讀取M1卡指定塊的內(nèi)容（共16字節(jié)）參數(shù)：BlkNo用于指定訪問(wèn)的塊號(hào)，對(duì)于1K容量的M1卡，其有效范圍為063 (1字節(jié))BlkValue 指向待存取塊內(nèi)容的緩沖區(qū)首址；該緩沖區(qū)至少應(yīng)分配16字節(jié)(16字節(jié))返回：00H寫入成功72H模塊未開(kāi)啟76H讀塊數(shù)據(jù)失敗注釋：5.1.4 M1卡寫入數(shù)據(jù) 服務(wù)終端發(fā)送：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H05H11H 00xx07H0AH+CRC06H設(shè)備響應(yīng)：包頭長(zhǎng)度ChkSW模塊號(hào)功能號(hào)數(shù)據(jù)校驗(yàn)包尾04H0501 00xx07H0AHCRC06H參數(shù)說(shuō)明： 功能：向M1卡指定塊寫入指定的內(nèi)容 參數(shù)：BlkNo用于指定訪問(wèn)的塊號(hào)，對(duì)于1K容量的M1卡，其有效范圍為