項目6模擬操作智慧小區(qū)門禁卡

項目描述

隨著信息科技的快速發(fā)展，RFID（射頻識別）技術(shù)已經(jīng)在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。RFID技術(shù)是指利用射頻通訊技術(shù)和電子標簽等實現(xiàn)非接觸式物品識別、跟蹤、管理和控制的一種技術(shù)，RFID檢測設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖6-1所示。它的應(yīng)用場景非常廣泛，如物流、零售、醫(yī)療、金融、安全等多個領(lǐng)域。在物流領(lǐng)域，RFID標簽可以記錄貨物的出入庫時間和數(shù)量等信息，這樣方便采集物流信息，避免重復(fù)計數(shù)、誤發(fā)、漏派等問題。在支付、銀行卡管理等領(lǐng)域，RFID技術(shù)可以提高服務(wù)效率。總之，RFID技術(shù)作為一種新興技術(shù)，無疑會在未來取得更廣泛、更深入的應(yīng)用，為人們生活帶來更多的便利。圖6-1RFID檢測設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖學(xué)習(xí)目標會描述RFID系統(tǒng)的工作原理、組成結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場景；會對比各類RFID讀寫設(shè)備和電子標簽的特點、作用和應(yīng)用場合；會列舉智慧小區(qū)門禁系統(tǒng)所使用的設(shè)備能根據(jù)工作指導(dǎo)手冊，正確分辨RFID讀寫設(shè)備和電子標簽；能根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的RFID讀寫設(shè)備和電子標簽；能根據(jù)安裝接線圖，完成RFID讀寫設(shè)備的正確安裝與調(diào)試；

能對RFID標簽進行讀寫等基本操作；會使用測試軟件模擬功能調(diào)試。增強知識產(chǎn)權(quán)和法律意識；增強物聯(lián)網(wǎng)安全意識

任務(wù)2制作RFID門禁標簽01任務(wù)描述PartOne任務(wù)描述需要認知高頻卡和超高頻電子標簽以及它們的存儲結(jié)構(gòu)。正確使用讀卡器以及配套軟件讀取標簽的信息并修改標簽相應(yīng)的信息。02知識準備PartTwo知識準備

一、高頻卡（一）概述目前最常見的高頻卡，也是我們口中俗稱的IC卡。IC卡內(nèi)所記錄數(shù)據(jù)的讀取、寫入均需相應(yīng)的密碼認證，甚至卡片內(nèi)每個區(qū)均有不同的密碼保護，全面保護數(shù)據(jù)安全。IC卡不僅可由授權(quán)用戶讀出大量數(shù)據(jù)，亦可由授權(quán)用戶寫入大量數(shù)據(jù)（如新的卡號，用戶的權(quán)限，用戶資料等），且所記錄內(nèi)容可反復(fù)擦寫。IC卡分為接觸式和非接觸式，兩者都屬于RFID范疇。具體區(qū)別見表6-6。IC卡類型內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用方式具體應(yīng)用接觸式其芯片直接封裝在卡基表面在使用過程中需要插入讀卡器使用交通卡、門禁卡非接觸式是由主控芯片ASIC（專用集成電路）和天線（線圈）組成，可分為COB繞銅線、蝕刻天線、印刷天線等等需要靠近讀卡器感應(yīng)天線就能被讀取電子標簽表6-6接觸式IC卡和非接觸式IC卡的區(qū)別知識準備

非接觸性IC卡的工作原理如圖6-25所示，非接觸性IC卡本身是無源卡，當(dāng)讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發(fā)出的信號由兩部分疊加組成:一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與本身的L/C產(chǎn)生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是指令和數(shù)據(jù)信號，指揮芯片完成數(shù)據(jù)的讀取、修改、儲存等，并返回信號給讀寫器,完成一次讀寫操作。非接觸性IC卡與讀卡器之間是通過無線電波來完成讀寫操作的。圖6-25非接觸性IC卡工作原理圖知識準備（二）M1卡的存儲結(jié)構(gòu)目前使用比較廣泛的PHILIPS的Mifare系列IC卡，簡稱M1卡，M1卡的存儲結(jié)構(gòu)如圖6-26所示，M1卡分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)為4塊（塊0、塊1、塊2、塊3），每塊16個字節(jié),以塊為存取單位，16個扇區(qū)的64個塊按絕對地址編號為0～63。圖6-26M1卡的存儲結(jié)構(gòu)知識準備

需要注意的是，第0扇區(qū)的塊0（即絕對地址0塊），它用于存放廠商代碼，已經(jīng)固化，不可更改。此外，每個扇區(qū)的塊0、塊1、塊2為數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊可作兩種應(yīng)用，一種是用做一般的數(shù)據(jù)保存，可以進行讀、寫操作，另外一種是用做數(shù)據(jù)值，可以進行初始化值、加值、減值、讀值操作。每個扇區(qū)的塊3則為控制塊，包括了密碼A、存取控制、密碼B，具體結(jié)構(gòu)如圖6-27所示。每個扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨立的，可以根據(jù)實際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。存取控制為4個字節(jié)，共32位，扇區(qū)中的每個塊（包括數(shù)據(jù)塊和控制塊）的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的。在存取控制中每個塊都有相應(yīng)的三個控制位,定義如下：塊0：C10C20C30塊1：C11C21C31塊2：C12C22C32塊3：C13C23C33三個控制位以正和反兩種形式存在于存取控制字節(jié)中，決定了該塊的訪問權(quán)限（如進行減值操作必須驗證KEYA，進行加值操作必須驗證KEYB，等等）。圖6-27控制塊具體結(jié)構(gòu)知識準備二、RFID電子標簽（一）超高頻電子標簽介紹Alien9662電子標簽是UHF超高頻電子標簽，屬于遠距離電子標簽，讀取距離一般是5-7米，目前這種電子標簽多用在人行無障礙通道統(tǒng)計、門票、物流和倉儲管理等領(lǐng)域。AlienH3電子標簽產(chǎn)品詳情，基本參數(shù)見表6-7。表6-7

Alien9662標簽的參數(shù)知識準備（二）電子標簽存儲結(jié)構(gòu)標簽存儲器分為四個獨立的存儲區(qū)塊（Bank），分別是Reserved（保留），EPC（電子產(chǎn)品代碼），TID（標簽識別號）和User（用戶）。其存貯邏輯圖可見圖6-28。保留區(qū)存儲大小為8字節(jié)，前4個字節(jié)為摧毀密碼（用于摧毀標簽，一般用不到），后4個字節(jié)為訪問密碼（用于進行寫數(shù)據(jù)和鎖定操作），默認值為：00000000(摧毀密碼)00000000(訪問密碼)。TID區(qū)存儲大小為12字節(jié)，只可讀，不可寫,出廠已經(jīng)寫入，為標簽的唯一標識符，即電子標簽的產(chǎn)品類識別號，每個生產(chǎn)廠商的TID號都會不同。EPC存儲器用于存貯電子標簽的EPC號、PC（協(xié)議-控制字）以及這部分的CRC-16校驗碼。其中：CRC-16：存貯地址為00，共2個字節(jié)，CRC-16為本存貯體中存貯內(nèi)容的CRC校驗碼。PC：電子標簽的協(xié)議-控制字，存貯地址為10，共2個字節(jié)。EPC號：為識別標簽對象的電子產(chǎn)品碼。EPC存儲在以20H存儲地址開始的EPC存儲器內(nèi)。EPC號的長度由以上PC值來指定，每類電子標簽(不同廠商或不同型號)的EPC號長度可能會不同，用戶通過讀該存貯器內(nèi)容命令讀取EPC號。知識準備用戶存儲區(qū)用于存貯用戶自定義的數(shù)據(jù)。用戶可以對該存貯區(qū)進行讀、寫操作。該存貯器的長度由各個電子標簽的生產(chǎn)廠商確定。每個生產(chǎn)廠商提供的電子標簽，其用戶存貯區(qū)的長度會不同。存貯長度大的電子標簽會貴一些。用戶應(yīng)根據(jù)自身應(yīng)用的需要，來選擇相關(guān)長度的電子標簽，以降低標簽的成本。圖6-28EPC標簽存貯邏輯圖03任務(wù)實施PartThree任務(wù)實施一、任務(wù)分析制作小區(qū)門禁卡，要求為：將M1卡的工作區(qū)2，塊0的第1、2、3字節(jié)修改為0x01,0x02,0x03。制作小區(qū)門禁標簽紙，要求為：將標簽的用戶區(qū),工作塊2的第1、2、3、4字節(jié)修改為0x01,0x02,0x03,0x04。二、任務(wù)執(zhí)行步驟一：制作小區(qū)門禁卡（1）將高頻卡讀寫器插入PC的USB端口，然后運行“項目六-模擬操作智慧小區(qū)門禁卡.exe”軟件，界面如圖6-29所示。（2）點擊“連接”按鈕，右邊顯示“連接成功”，如圖6-30所示。圖6-29模擬操作智慧小區(qū)門禁卡系統(tǒng)界面圖6-30連接卡操作界面任務(wù)實施（3）將高頻卡放在讀寫器上，點擊“尋卡”按鈕，右邊顯示“尋卡成功”，并顯示相應(yīng)的卡號，如圖6-31所示。（4）點擊“驗證卡密”按鈕（這里默認卡密為空），右邊顯示“卡密碼驗證成功”，如圖6-32所示。圖6-31尋卡操作界面圖6-32驗證卡密操作界面任務(wù)實施

（5）點擊“讀卡”按鈕，因為此時卡里數(shù)據(jù)為0，所以右邊顯示為空，如圖6-33所示。（6）將工作區(qū)切換為2，工作塊切換為0，并再次驗證卡密，右邊顯示“卡密碼驗證成功”后，修改數(shù)據(jù)為123，點擊“修改”按鈕，右邊顯示修改后的數(shù)據(jù)，修改數(shù)據(jù)成功，如圖6-34所示。圖6-33讀卡操作按鈕圖6-34修改數(shù)據(jù)操作界面任務(wù)實施

（7）點擊“讀卡”按鈕，右邊顯示修改后的數(shù)據(jù)，如圖6-35所示。圖6-35讀卡操作界面任務(wù)實施

（8）將軟件切換到模擬測驗界面，如圖6-36所示，點擊“讀取高頻卡”按鈕，然后將卡放置在高頻卡讀寫器上，此時門禁將會打開，將卡移開，門禁將會關(guān)閉，如圖6-37所示。圖6-36模擬測驗界面

圖6-37門禁打開界面任務(wù)實施

步驟二：制作小區(qū)門禁標簽紙（1）將超高頻中距離一體機正確連接PC端和電源，準備好標簽，將串口選擇為COM4，點擊“讀取EPC區(qū)”按鈕，結(jié)果如圖6-38所示。（2）再點擊“讀取用戶區(qū)”按鈕，因為放上去的是一個新標簽，所以用戶區(qū)的數(shù)據(jù)全為0，如圖6-39所示。圖6-38讀取EPC區(qū)數(shù)據(jù)操作界面圖6-39讀取用戶區(qū)數(shù)據(jù)操作界面任務(wù)實施

（3）將工作區(qū)選擇為用戶區(qū)，將工作塊選擇為2，寫入數(shù)據(jù)為1234，點擊“修改”按鈕，如圖6-40所示。（4）修改成功后，再次點擊“讀取用戶區(qū)”按鈕，此時可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已成功修改為1234，如圖6-41所示。圖6-40寫入數(shù)據(jù)操作界面圖6-41再次讀取用戶區(qū)數(shù)據(jù)操作界面任務(wù)實施

（5）將軟件切換到模擬測驗界面，如圖6-42所示，點擊“讀取超高頻卡”按鈕，然后將標簽放置在超高頻中距離一體機上，此時門禁將會打開，將標簽移開，門禁將會關(guān)閉，如圖6-43所示。圖6-42寫入數(shù)據(jù)操作界面圖6-43再次讀取用戶區(qū)數(shù)據(jù)操作界面04任務(wù)檢查PartFour任務(wù)檢查檢查內(nèi)容檢查結(jié)果會對比各類RFID讀寫設(shè)備和電子標簽的特點、作用和應(yīng)用場合A□B□C□D□E□是否正確讀取高頻標簽信息A□B□C□D□E□是否正確修改高頻標簽相關(guān)信息A□B□C□D□E□是否正確讀取超高頻標簽紙信息A□B□C□D□E□是否正確修改超高頻標簽紙相關(guān)信息A□B□C□D□E□是否正確制作門禁卡(IC卡)A□B□C□D□E□是否正確制作小區(qū)門禁標簽紙A□B□C□D□E□是否能使用高頻標簽和超高頻標簽完成門禁功能測試A□B□C□D□E□是否能使用調(diào)試軟件完成對標簽的加密操作A□B□C□D□E□完成任務(wù)后工具是否正常歸位并擺放整齊A□B□C□D□E□完成任務(wù)后工位及周邊的衛(wèi)生環(huán)境是否整潔A□B□C□D□E□05知識測評PartSix1.高頻卡和低頻卡的主要區(qū)別是____________

。A.數(shù)據(jù)存儲容量B.工作頻率

C.讀取距離D.數(shù)據(jù)傳輸速率2.M1卡的基本存儲單位是___________。A.字節(jié)B.位

C.扇區(qū)D.塊3.在電子標簽的存儲結(jié)構(gòu)中，____________區(qū)域用于存儲標簽的唯一標識符。A.A.用戶數(shù)據(jù)區(qū)B.EPC區(qū)

C.密碼控制區(qū)D.廠商數(shù)據(jù)區(qū)

知識測評06項目評價PartSix根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝調(diào)試崗位能力要求，由學(xué)生、同伴、教師、企業(yè)專家等進行多元評價。每項評價內(nèi)容分五檔打分，A-優(yōu)秀，B-良好，C-一般，D-合格，E-不合格。項目評價評價內(nèi)容自評同伴教師企業(yè)專家能根據(jù)工作指導(dǎo)手冊，正確分辨感知傳感類設(shè)備

能根據(jù)說明書等，檢查產(chǎn)品外觀，清點附件，完成設(shè)備完好檢測

能根據(jù)實際應(yīng)用需求選擇合適的RFID讀寫設(shè)備和電子標簽

能使用常用安裝工具規(guī)范安裝RFID相關(guān)設(shè)備

根據(jù)安裝接線圖，使用線纜