基于FlexLua单片机技术5分钟实现UHF 超高频标签读写

UHF 超高频标签读写

本文章参考 FlexLua 官网 ，基于 FlexLua 脱离复杂单片机C开发正逐渐成为一种快速高效的 IoT 硬件开发方式。让小白即使不懂单片机开发也可很容易用FlexLua零门槛开发各种 IoT 硬件。

一、UHF RFID 介绍

UHF RFID 是一种无线射频自动识别技术，被识别的目标可以是仅仅薄如一张纸片的射频标签，且标签成本极低，搭配不同增益不同接口的天线，就可以达到不同的识别距离，距离范围可在零至几十米。

UHF射频标签是无源的(不需要供电)，因此十分适合用在要求体积小且无电池供电的场景。但由于标签是无源的，其穿透性相比有源的会差一些，所以在要求穿透性的应用场合就不太合适。

每个标签有一个12字节的EPC码，这个码可以作为标签的身份ID，因此我们可以利用读写卡器来扫描或改写这个ID，从而实现对被识别物体或人的识别以及状态的修改。

二、例程实现功能介绍

利用UHF RFID读写卡模块实现如下两个功能：

1. 实现对周围的标签进行扫描，并输出每个标签的12字节身份ID（EPC码）
2. 实现对某个标签身份ID的写入修改操作

Core提供了十分简单的API函数，所以只需下面三个函数即可完成上面的功能。

LIB_R200ReaderConfig()
r1,r2 = LIB_R200GetCard()
r1 = LIB_R200SetCard()

三、接线图

四、材料清单

1. UHF RFID 读卡器模块
2. 读卡器配套天线（SMA母头公针）,根据不同距离需求选择不同增益的UHF RFID超高频天线（本篇章实验中所使用的china2频段为920.125~924.875MHz）
3. 射频标签(选择860-925MHz频段的标签（需支持协议类型：UHF EPC Gen2）)

模块介绍 | |
工作电压 | 3~5V（高功率下需要稳定的5V） |
工作峰值电路 | 约300mA |
工作频段 | 840-960Mhz |
扫描标签峰值速度 | 大于60张每秒 |
输出功率范围 | 0-20dBm（可调） |
适用距离 | 0-30米（根据不同的天线增益，有不同的距离） |
工作温度 | -40 ~ 85摄氏度 |
通讯接口 | TTL Uart |

五、完整代码（1）扫描周围的标签卡号

--使能USB口和PC串口调试终端的通信功能
LIB_UsbConfig("CDC")
--设置R200读卡器模块占用TX0和RX0引脚，EN引脚占用D5引脚，并开始扫描工作
--工作国家区域:China2区 （920.125~924.875MHz）
--工作信道:0通道，即工作频率为920.125MHz
--发射功率:设置为最大的20.00dBm
LIB_R200ReaderConfig("UART0","D5","CHINA2",0,2000)
--设置D8口作为输出口，控制Core开发板上的LED1灯
LIB_GpioOutputConfig("D8","STANDARD")
while(GC(1) == true)
do
--(1)扫描标签的演示程序
Cnt, R = LIB_R200GetCard()
if Cnt >= 1 then --打印Cnt张扫描到的标签卡号
LIB_GpioToggle("D8")
n = 0
for i=1, Cnt do
print(string.format("%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x",R[1+n],R[2+n],R[3+n],R[4+n],R[5+n],R[6+n],R[7+n],R[8+n],R[9+n],R[10+n],R[11+n],R[12+n]))
n = n + 12
end
end
end

如果感兴趣，上面代码中出现的LIB开头的库函数可以在 API文档< 中通过Ctrl+F查询。

注意：如果不仅需要获取标签的卡号，还需要获取每张标签的Rssi信号强度时，可以将上面的 LIB_R200GetCard()函数换成 LIB_R200GetRssiCard()即可，详细用法请在 API文档中查看。

（2）写某个标签的卡号

1. 注意：下面代码中把发射功率降低至14dBm，主要有两个原因：
   1. Core开发板的5v电源如果取自USB接口的5V电脑电源(Max:500mA)，带载能力不够强，降低发射功率有利于提升写卡成功率。当然如果是更强带载能力的电源，可以不用考虑此条限制。
   2. 发射功率降低后，距离范围也会降低很多，这也符合写卡时的场景。
2. 注意：即使作为写卡器，对LIBR200GetCard()扫描卡号函数的调用也不要删除，不然无法正常使用LIBR200SetCard()函数。
3. 注意：写入卡号的同时也会写入标签密码，需提供原始密码，和新密码。新出厂的标签原始密码一般都为0x00000000，当新密码(本例中0x22223333)写入后请一定要记住，不然无法再次写入卡号，这种措施也是为了防止其他人随意修改您的标签卡号。如果您不用想写入新密码，将原始密码和新密码保持一致即可。

--使能USB口和PC串口调试终端的通信功能
LIB_UsbConfig("CDC")
--设置R200读卡器模块占用TX0和RX0引脚，EN引脚占用D5引脚，并开始扫描工作
--工作国家区域:China2区 （920.125~924.875MHz）
--工作信道:0通道，即工作频率为920.125MHz
--发射功率:设置为14.00dBm，写卡时功率小点，距离近点更好
LIB_R200ReaderConfig("UART0","D5","CHINA2",0,1400)
--设置D8口作为输出口，控制Core开发板上的LED1灯
LIB_GpioOutputConfig("D8","STANDARD")
--设置按键"BTN1"(占用D10口)以低电平有效的方式检测按键动作
LIB_ButtonConfig("BTN1","D10","L")
while(GC(1) == true)
do
--(1)扫描标签的演示程序
Cnt, R = LIB_R200GetCard()
if Cnt >= 1 then --打印Cnt张扫描到的标签卡号
LIB_GpioToggle("D8")
n = 0
for i=1, Cnt do
print(string.format("%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x",R[1+n],R[2+n],R[3+n],R[4+n],R[5+n],R[6+n],R[7+n],R[8+n],R[9+n],R[10+n],R[11+n],R[12+n]))
n = n + 12
end
end
--(2)写标签密码和卡号的演示程序
key_value = LIB_ButtonQuery("BTN1")
--如果按键1短按过
if key_value == 1 then
card = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}
--注意：新出厂的标签密码默认都是0x00000000，8这个值建议不要动
err = LIB_R200SetCard(0x00000000, 0x22223333, 8, card)
--err为0时表示写卡成功，其他的任何值都表示写卡失败需要重新写
print(string.format("error code = %d", err))
end
end

如果感兴趣，上面代码中出现的LIB开头的库函数可以在 API文档 中通过Ctrl+F查询。

六、代码运行结果

下面所用的调试工具SSCOM，请在shineblink.com网站中的《USB通信》栏目中下载。

（1）扫描周围的标签卡号

（2）写某个标签的卡号

当我们按下Core开发板上的BTN1按键后，可以看见卡号由原来的aa aa bb bb cc cc dd dd ee ee ff ff变为01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c

上面error_code = 0表示写卡号成功，如果是其他值说明写卡失败，需要重新再来，每种error值代表特定的错误。详情请查阅API手册。

注意写标签时需保持标签离读卡器天线8-10cm左右成功几率更高，且周围不能出现其他标签的干扰，不然会导致写卡失败，error_code = 1。

由于各种原因都可能导致不是每次写卡都会100%成功，所以当写卡失败(error_code=0)时，用户需要重新执行一次写卡操作。