曲阜师范大学：物联网工程专业《RFID开发技术与实践》课程教学大纲

“RFID原理及应用”课程教学大纲教研室主任：黄勇坚执笔人：张景虎一、课程基本信息开课单位：物理工程学院课程名称：RFID原理及应用课程编号：074302英文名称：RFIDPrincipalandApplicatior课程类型：专业任选课总学时：48理论学时：36实验学时：12学分：2开设专业：通信工程先修课程：单片机原理与应用二、课程任务目标（一）课程任务本课程是通信工程类专业任选课，以射频识别（RFID）为理论基础，AVR单片机ATmegal6A为控制器，以“RFID开发套件”为硬件开发平台，IAR-EW为软件开发环境，讲解了RFID技术原理、RFID协议体系、AVR开发基础、各频段RFID特点和阅读器设计方法，使学生熟练掌握RFID系统架构原理，具有一定的RFID阅读器的设计和应用能力。（二）课程目标在学完本课程之后，学生能够：1.理解射频识别技术的概念及技术原理：2.理解RFID协议体系；3.掌握ATmega16A单片机的结构及应用：4.掌握低频RFID阅读器的设计：5.掌握高频RFID阅读器的设计；6.理解超高频RFID阅读器的应用。三、教学内容和要求（一）理论教学的内容及要求第一章射频设别技术1

1 “RFID 原理及应用”课程教学大纲 教研室主任：黄勇坚 执笔人：张景虎 一、课程基本信息 开课单位：物理工程学院 课程名称：RFID 原理及应用 课程编号：074302 英文名称：RFID Principal and Application 课程类型：专业任选课 总 学 时：48 理论学时：36 实验学时：12 学 分：2 开设专业：通信工程 先修课程：单片机原理与应用 二、课程任务目标 （一）课程任务 本课程是通信工程类专业任选课，以射频识别（RFID）为理论基础，AVR 单片机 ATmega16A 为控制器，以“RFID 开发套件”为硬件开发平台，IAR-EW 为软件开发环境，讲解了 RFID 技术原 理、RFID 协议体系、AVR 开发基础、各频段 RFID 特点和阅读器设计方法，使学生熟练掌握 RFID 系统架构原理，具有一定的 RFID 阅读器的设计和应用能力。 （二）课程目标 在学完本课程之后，学生能够： 1.理解射频识别技术的概念及技术原理； 2.理解 RFID 协议体系； 3.掌握 ATmega16A 单片机的结构及应用； 4.掌握低频 RFID 阅读器的设计； 5.掌握高频 RFID 阅读器的设计； 6.理解超高频 RFID 阅读器的应用。 三、教学内容和要求 （一）理论教学的内容及要求 第一章 射频设别技术

本章重点为RFID系统的组成、RFID编码与调制方法、数据校验和防碰撞，难点为RFID编码与调制方法、数据校验和防碰撞。第一节射频识别技术简介了解射频识别技术发展历史和技术特征：第二节RFID技术原理1.了解RFID系统组成结构；2.掌握RFID编码和调制方法；3.理解数据校验和防碰撞意义；第三节RFID标准理解RFID标准的意义和关系；第四节RFID与物联网了解RFID与物联网的关系；第二章RFID协议体系本章重点为IS0/IEC14443TYPEA的防碰撞流程及传输协议、IS0/IEC18000-6标准接口参数及标签的存储器结构，难点为IS0/IEC14443TYPEA的防碰撞流程及传输协议、IS0/IEC18000-6标准中标签的存储器结构。第一节ISO/IEC14443标准1.理解ISO/IEC14443中不同部分的意义；2.掌握IS0/IEC14443TYPEA的防碰撞流程3.掌握ISO/IEC14443TYPEA的传输协议；第二节：IS0/IEC18000-6标准1.掌握EPCC1G2与IS0/IEC18000-6标准关系2.理解IS0/IEC18000-6标准接口参数；3.掌握IS0/IEC18000-6标准中标签的存储器结构：第三章RFID阅读器开发基础本章重点为AVR通用IO口的配置和使用、中断的配置和使用、定时器的配置和使用以及USART的配置和使用，难点为AVR通用IO口的配置和使用、中断的配置和使用、定时器的配置和使用。第一节阅读器电路组成掌握阅读器电路组成：第二节AVR单片机概述了解ATmega16的主要特性；2

2 本章重点为 RFID 系统的组成、RFID 编码与调制方法、数据校验和防碰撞，难点为 RFID 编码与 调制方法、数据校验和防碰撞。 第一节 射频识别技术简介 了解射频识别技术发展历史和技术特征； 第二节 RFID 技术原理 1．了解 RFID 系统组成结构； 2．掌握 RFID 编码和调制方法； 3. 理解数据校验和防碰撞意义； 第三节 RFID 标准 理解 RFID 标准的意义和关系； 第四节 RFID 与物联网 了解 RFID 与物联网的关系； 第二章 RFID 协议体系 本章重点为 ISO/IEC 14443 TYPE A 的防碰撞流程及传输协议、ISO/IEC 18000-6 标准接口参数 及标签的存储器结构，难点为 ISO/IEC 14443 TYPE A 的防碰撞流程及传输协议、ISO/IEC 18000-6 标准中标签的存储器结构。 第一节 ISO/IEC 14443 标准 1. 理解 ISO/IEC 14443 中不同部分的意义； 2. 掌握 ISO/IEC 14443 TYPE A 的防碰撞流程； 3. 掌握 ISO/IEC 14443 TYPE A 的传输协议； 第二节 ISO/IEC 18000-6 标准 1. 掌握 EPC C1 G2 与 ISO/IEC 18000-6 标准关系； 2. 理解 ISO/IEC 18000-6 标准接口参数； 3. 掌握 ISO/IEC 18000-6 标准中标签的存储器结构； 第三章 RFID 阅读器开发基础 本章重点为 AVR 通用 IO 口的配置和使用、中断的配置和使用、定时器的配置和使用以及 USART 的配置和使用，难点为 AVR 通用 IO 口的配置和使用、中断的配置和使用、定时器的配置和使用。 第一节 阅读器电路组成 掌握阅读器电路组成； 第二节 AVR 单片机概述 了解 ATmega16 的主要特性；

第三节AVR时钟与熔丝位了解AVR熔丝位作用：第四节AVR通用IO口掌握AVR通用IO口的配置和使用：第五节AVR中断掌握AVR中断的配置和使用；第六节AVR定时器掌握AVR定时器的配置和使用：第七节AVRUSART掌握AVRUSART的配置和使用；第八节AVRSPI掌握AVRSPI的配置；第四章低频RFID阅读器设计本章重点为EM4095的原理框图、EM4095与MCU的接口、EM4100卡的特点及解码方法，难点为EM4095与MCU的接口、EM4100卡的特点及解码方法。第一节低频ID卡掌握EM4100卡的特点；第二节EM40951．了解EM4095的功能；2.掌握EM4095的原理框图；3.掌握EM4095与MCU的接口：第三节低频RFID阅读器程序设计掌握EM4100卡的解码方法：第五章高频RFID阅读器设计本章重点为Mifare卡的存储器结构及读写、RC522与MCU的接口、RC522的基本操作和命令使用，难点为Mifare卡的存储器结构及读写、RC522的基本操作和命令使用。第一节Mifare卡1.了解Mifare卡的特点；2.掌握Mifare卡的存储器结构及读写；第二节MFRC5221.了解RC522的原理框图；3

3 第三节 AVR 时钟与熔丝位 了解 AVR 熔丝位作用； 第四节 AVR 通用 IO 口 掌握 AVR 通用 IO 口的配置和使用； 第五节 AVR 中断 掌握 AVR 中断的配置和使用； 第六节 AVR 定时器 掌握 AVR 定时器的配置和使用； 第七节 AVR USART 掌握 AVR USART 的配置和使用； 第八节 AVR SPI 掌握 AVR SPI 的配置； 第四章 低频 RFID 阅读器设计 本章重点为 EM4095 的原理框图、EM4095 与 MCU 的接口、EM4100 卡的特点及解码方法，难点为 EM4095 与 MCU 的接口、EM4100 卡的特点及解码方法。 第一节 低频 ID 卡 掌握 EM4100 卡的特点； 第二节 EM4095 1. 了解 EM4095 的功能； 2. 掌握 EM4095 的原理框图； 3. 掌握 EM4095 与 MCU 的接口； 第三节 低频 RFID 阅读器程序设计 掌握 EM4100 卡的解码方法； 第五章 高频 RFID 阅读器设计 本章重点为 Mifare 卡的存储器结构及读写、RC522 与 MCU 的接口、RC522 的基本操作和命令使用， 难点为 Mifare 卡的存储器结构及读写、RC522 的基本操作和命令使用。 第一节 Mifare 卡 1. 了解 Mifare 卡的特点； 2. 掌握 Mifare 卡的存储器结构及读写； 第二节 MF RC522 1. 了解 RC522 的原理框图；

2.掌握RC522与MCU的接口：第三节RC522基本操作1.掌握RC522的基本操作：2.掌握RC522的命令使用；第四节高频RFID阅读器程序设计第六章超高频RFID阅读器应用本章重点为ISO/IEC18000-6标准、EPCC1Gen2的技术特点，难点为EPCC1Gen2的技术特点。第一节超高频RFID了解超高频RFID的特点：第二节超高频RFID协议标准1.理解超高频RFID协议标准；2.了解IS0/IEC18000-6标准；3.了解EPCC1Gen2的特点；4.掌握EPCC1Gen2的技术特点；第三节超高频RFID现状了解超高频RFID现状；第四节超高频RFID阅读器第五节RFID阅读器二次开发（二）实践教学的内容及要求1.RFID协议体系了解配套低频RFID读写器的组成结构及功能，了解配套高频RFID读写器的组成结构及功能了解配套超高频RFID读写器的功能特点。2.RFID阅读器开发基础掌握IARForAVR开发环境的安装方法，掌握IAR集成开发环境的使用，掌握AVRJTAG调试器的使用。3.低频RFID阅读器设计（上）掌握12864液晶显示屏显示汉字的方法。，完成显示低频ID卡号，掌握工业顺序控制程序的简单编程和中断的使用。4.低频RFID阅读器设计（下）掌握12864显示低频ID卡号的原理及编程方法。5.高频RFID阅读器设计（上）4

4 2. 掌握 RC522 与 MCU 的接口； 第三节 RC522 基本操作 1. 掌握 RC522 的基本操作； 2. 掌握 RC522 的命令使用； 第四节 高频 RFID 阅读器程序设计 第六章 超高频 RFID 阅读器应用 本章重点为 ISO/IEC 18000-6 标准、EPC C1 Gen2 的技术特点，难点为 EPC C1 Gen2 的技术特点。 第一节 超高频 RFID 了解超高频 RFID 的特点； 第二节 超高频 RFID 协议标准 1. 理解超高频 RFID 协议标准； 2. 了解 ISO/IEC 18000-6 标准； 3. 了解 EPC C1 Gen2 的特点； 4. 掌握 EPC C1 Gen2 的技术特点； 第三节 超高频 RFID 现状 了解超高频 RFID 现状； 第四节 超高频 RFID 阅读器 第五节 RFID 阅读器二次开发 （二）实践教学的内容及要求 1．RFID 协议体系 了解配套低频 RFID 读写器的组成结构及功能，了解配套高频 RFID 读写器的组成结构及功能， 了解配套超高频 RFID 读写器的功能特点。 2. RFID 阅读器开发基础 掌握 IAR For AVR 开发环境的安装方法，掌握 IAR 集成开发环境的使用，掌握 AVR JTAG 调试器 的使用。 3. 低频 RFID 阅读器设计（上） 掌握 12864 液晶显示屏显示汉字的方法。，完成显示低频 ID 卡号，掌握工业顺序控制程序的简 单编程和中断的使用。 4. 低频 RFID 阅读器设计（下） 掌握 12864 显示低频 ID 卡号的原理及编程方法。 5. 高频 RFID 阅读器设计（上）

6.高频RFID阅读器设计（中）7.高频RFID阅读器设计（下）完成一个公交卡充值消费系统，以Mifare卡为公交卡实现公交卡金额的存储：以高频RFID开发板为阅读器，实现对公交卡的注册、充值、消费、注销和金额显示等功能。8.超高频RFID阅读器应用掌握超高频RFID读写器配置，完成超高频标签的读写测试，理解超高频RFID读写器的通信协议，了解CRC-16校验码计算子程序。四、学时分配各教学环节学时分配章次小讲习讨课实上备注计授论外验机题3第一章射频设别技术752第二章RFID协议体系8210第三章RFID阅读器开发基础286第四章低频RFID阅读器设计4128第五章高频RFID阅读器设计862第六章超高频RFID阅读器应用483612合计五、考核说明本课程考核方法为闭卷考试，成绩评定包括期末考试成绩、实验成绩和平时成绩，其中期末考试成绩占60%，实验成绩占20%，平时成绩占20%。六、主要教材及教学参考书目（一）主要教材青岛东合信息技术有限公司《RFID开发技术及实践》，西安电子科技大学出版社，2014年第一版（二）主要参考书目1.单承赣姚磊《射频识别（RFID）原理与应用》，电子工业出版社，2008年2.郎为民《射频识别（RFID）技术原理与应用》，机械子工业出版社，2006年3.周晓光，王晓华《射频识别（RFID）技术原理与应用实例》，人民邮电出版社，2006年5

5 6. 高频 RFID 阅读器设计（中） 7. 高频 RFID 阅读器设计（下） 完成一个公交卡充值消费系统，以 Mifare 卡为公交卡实现公交卡金额的存储；以高频 RFID 开 发板为阅读器，实现对公交卡的注册、充值、消费、注销和金额显示等功能。 8. 超高频 RFID 阅读器应用 掌握超高频 RFID 读写器配置，完成超高频标签的读写测试，理解超高频 RFID 读写器的通信协 议，了解 CRC-16 校验码计算子程序。 四、学时分配 章 次 各教学环节学时分配 小 计 讲 授 实 验 上 机 习 题 讨 论 课 外 备 注 第一章 射频设别技术 3 3 第二章 RFID 协议体系 7 5 2 第三章 RFID 阅读器开发基础 10 8 2 第四章 低频 RFID 阅读器设计 8 6 2 第五章 高频 RFID 阅读器设计 12 8 4 第六章 超高频 RFID 阅读器应用 8 6 2 合 计 48 36 12 五、考核说明 本课程考核方法为闭卷考试，成绩评定包括期末考试成绩、实验成绩和平时成绩，其中期末考 试成绩占 60%，实验成绩占 20%，平时成绩占 20%。 六、主要教材及教学参考书目 （一）主要教材 青岛东合信息技术有限公司 《RFID 开发技术及实践》，西安电子科技大学出版社，2014 年 第一版 （二）主要参考书目 1．单承赣 姚磊 《射频识别（RFID）原理与应用》，电子工业出版社，2008 年 2．郎为民 《射频识别（RFID）技术原理与应用》，机械子工业出版社，2006 年 3．周晓光，王晓华 《射频识别（RFID）技术原理与应用实例》，人民邮电出版社，2006 年