Лабораторный стенд «Система радиочастотной идентификации RFID»


Назначение.

Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ для студентов высших, средних и профессионально-технических учебных заведений с целью получения знаний, опыта и навыков работы с автоматической идентификацией объектов посредством радиосигналов. В процессе выполнения лабораторно-практических работ студент на практике изучает принцип работы низкочастотных и высокочастотных RFID-меток и устройств считывания и записи информации с них. Также обучаемый получит практические знания о зависимости дальности приема информации в зависимости от среды передачи, частотного диапазона и других факторов и научится создавать программы-эмуляторы меток с помощью микропроцессорных систем, что позволит создавать RFID-метки конкретно под свои задачи.

Состав базовой комплектации:

  1. Модуль «Микроконтроллер и периферия» (1 шт.)
  2. Модуль «RFID NFC» (1 шт.)
  3. Модуль «RFID LF» (1 шт.)
  4. RFID-метка (5 шт.)
  5. Комплект соединительных проводов (1 шт.)
  6. Учебно-методическое пособие (2 комплекта)

Варианты комплектаций:

  • без ноутбука, комплектация RFID;
  • с ноутбуком, комплектация RFID-НОУТ.

Функциональность стенда и его структура.

Стенд выполнен в виде набора модулей, которые взаимодействую между собой по радиосигналам различной частоты.

Специально для стенда разработан комплект учебно-методических пособий, которые помогут изучить системы радиочастотной идентификации, как в теории, так и на практике, а также помогут с легкостью разобраться в работе стенда. Комплект учебно-методических пособий состоит из трёх руководств: теоретическое, управление стендом и лабораторный практикум. В теоретическом руководстве даётся описание принципов работы системы, описание ее применимости в современном оборудовании и новых разработках. Руководство по управлению описывает принципы работы с каждым узлом стенда и как применить полученные знания в теории на реальном оборудовании. В конечном итоге в рамках лабораторного практикума закрепляются знания, полученные от теоретического материала, – студенты создают и настраивают сеть на изучаемом интерфейсе, используя различное оборудование.

Модуль радиочастотной идентификации RFID LF.

Модуль предназначен для изучения работы RFID меток с низкочастотной модуляцией на частоте 125 КГц. В модуль входит специализированная микросхема-модулятор, которая подключается к модулю микроконтроллера. Для взаимодействия с метками в модуль встроена антенна ближнего радиуса действия, позволяющая считывать метки с расстояния до 8 см. Во время работы с модулем можно получать данные о потреблении тока и напряжении питания приемника, что позволит изучить возможность использования изучаемой технологии в маломощных системах. Модуль представлен следующими функциональными частями:

  • Блок обеспечения питания модуля с емкостным управлением (1 шт.)
  • Блок управления питанием приемопередатчика RFID с емкостным управлением (1 шт.)
  • Генераторы логических уровней с емкостным управлением (2 шт.)
  • Виртуальный COM-порт (1 шт.)
  • RFID-модулятор-приемопередатчик сигналов, управляющие клеммы которого выведены на лицевую панель (1 шт.)
  • Цветной графический дисплей для отображения состояния модуля с емкостным управлением (1 шт.)

Модуль радиочастотной идентификации RFID NFC.

Модуль предназначен для изучения работы RFID меток с высокочастотной модуляцией на частоте  13,56 МГц. В модуль входит специализированная микросхема-модулятор, которая подключается к модулю микроконтроллера через интерфейс SPI. Для взаимодействия с метками в модуль встроена антенна ближнего радиуса действия, позволяющая считывать метки с расстояния до 8 см. Во время работы с модулем можно получать данные о потреблении тока и напряжении питания приемника, что позволит изучить возможность использования изучаемой технологии в маломощных системах. Модуль представлен следующими функциональными частями:

  • Блок обеспечения питания модуля с емкостным управлением (1 шт.)
  • Блок управления питанием приемопередатчика RFID с емкостным управлением (1 шт.)
  • Генераторы логических уровней с емкостным управлением (2 шт.)
  • Виртуальный COM-порт (1 шт.)
  • RFID-модулятор-приемопередатчик сигналов, управляющие клеммы которого выведены на лицевую панель (1 шт.)
  • Цветной графический дисплей для отображения состояния модуля с емкостным управлением (1 шт.)

Модуль микроконтроллера ATmega32.

Модуль позволяет изучить микроконтроллеры в связке с периферийными устройствами, изучить различные интерфейсы, такие как SPI, I2C, UART и другие. На базе данного модуля можно получить законченное устройство и использовать его при написании курсовых работ. Модуль представлен следующими функциональными частями:

  • Микроконтроллер Atmega32 (1 шт.)
  • Программатор/отладчик (1 шт.)
  • Жидкокристаллический цифробуквенный дисплей (1 шт.)
  • Семисегментный дисплей (1 шт.)
  • Светодиод для индикации логических уровней (8 шт.)
  • Фильтр низких частот (2 шт.)
  • Потенциометр (1 шт.)
  • Генераторы логических уровней (10 шт.)
  • Генератор меандра 50 Гц. (1 шт.)

Все блоки стенда можно коммутировать между собой приборными проводами.

Перечень лабораторных работ.

  1. Знакомство со стендом, изучение программного и аппаратного обеспечения.
  2. Изучение физических принципов передачи информации в RFID системах. Модуляция, ее виды.
  3. Изучение основ приема и передачи информации в низкочастотных (LF) метках RFID. Особенности формата хранимых данных.
  4. Изучение основ приема и передачи информации в высокочастотных (NFC) метках RFID. Отличия от низкочастотных меток. Особенности формата хранимых данных.
  5. Изучение зависимости дальности приема информации в зависимости от среды передачи, частотного диапазона и других факторов.

Характеристики.

Напряжение электропитания, В5
Максимальное потребление тока, А1
Диапазон рабочих температур, ºС+10 … +40
Габаритные размеры модуля, ШхВхГ, мм180 х 60 х 135
Количество мест для обучаемых2