《RFID技术与应用》课程标准

《RFID技术与应用》课程标准一、课程信息课程代码06499110课程性质必修课程学分4总学时60适用专业物联网应用技术教学方式理论+实验制订日期2012—10—11执笔李晴审核物联网应用技术专业建设委员会修订日期2014—3—6执笔史丽娟审核修订日期2015—3—4执笔史丽娟审核修订日期2016—6—14执笔史丽娟审核二、课程定位与设计思路1、课程定位《RFID技术与应用》是根据人才培养方案中“传感器及RFID等物联网感知产品的生产制造、选型、现场安装、调试、维修”岗位中运用RFID知识完成物联网感知层信息获取与信号处理、应用的职业能力来设置的。本课程是物联网应用技术专业职业岗位专项能力学习领域中一门主干课程，也是一门理论性和实践性很强的课程。这门课程针对“物联网设备安装、调试和维护”职业岗位，培养学生在RFID技术应用开发方向上，进行设备选型、设备安装调试、接口程序设计的能力和小型RFID技术应用系统开发设计的能力。2、课程设计思路本课程内容设计重在培养学生RFID应用系统的设计开发与管理能力，围绕运用RFID知识完成物联网感知层信息获取与信号处理、应用的职业能力要求。以“RFID技术概论”“频率标准”“RFID系统组成”“RFID系统工作原理”“RFID关键技术”“停车场系统设计”等项目来完成教学内容的设计，让学生在学习情境中学习并掌握RFID技术相关知识，培养学生在RFID系统设计过程中所需的知识、能力和素质。本课程针对物联网应用技术专业方向开设60课时，其中实践课时占30课时。三、课程目标1、总体目标1、总体目标通过本课程的学习，能够使高职物联网应用技术专业的学生了解RFID技术的概念、特点及工作原理，能够熟练选择合适的电子标签和读写器，根据实际的项目需求，搭建RFID系统应用平台，培养学生项目需求分析能力、RFID应用系统设计能力、RFID应用系统集成与维护能力。2、具体目标1）知识目标：1、熟知RFID的定义，掌握RFID技术特征。2、熟记RFID系统组成，了解RFID技术应用领域。3、简单了解ISO/IEC标准、EPCglobal标准。4、掌握典型的RFID系统组成。5、掌握电子标签以电力来源、工作方式、频率、封装形式分类。6、掌握读写器架构及功能，了解RFID天线的基本知识。7、掌握RFID电感耦合原理，了解反向散射原理，了解声表面波电子标签的工作原理。8、熟记RFID技术的不同编码方式，熟练掌握曼彻斯特编码。9、熟记ASK、FSK及PSK调制方式。10、掌握奇偶数据校验原理，熟记循环冗余校验原理，并会计算循环冗余校验码。11、了解ALOHA算法，掌握二进制树搜索算法。12、了解RFID技术面临的安全问题，以及解决方案。13、了解Mifare技术，熟记MI卡的通信原理，掌握S50存储区的构成。14、了解Mifare1S50卡的数据块和控制块的控制位代表的意义。15、了解absacc。h、reg52.h及intrins。h头文件的作用。16、掌握利用VISA函数进行串口通信的程序设计，熟知VISA配置串口函数的配置。17、掌握简易RFID应用系统设计流程。3）职业能力目标：1、通过基本实训任务培养学生进行RFID设备接口程序设计能力。2、通过上位机下位机通信任务，学生能利用VISA函数，根据串口通讯协议，能编写程序实现串口通信并设计上位机界面，并会调试运行。3、通过停车场系统设计项目，培养学生进行RFID技术应用系统架构的能力，培养学生根据实际需要进行RFID设备选型的能力。4、根据RFID应用系统设计，综合利用所学知识，培养学生构建简易RFID应用系统，并调试成功。2）职业素质目标：1、通过自主学习数据手册和案例程序，培养学生自学能力、分析问题和解决问题的能力。2、通过课后独立完成网络平台作业，培养学生认真负责、实事求是的工作态度和严谨的学习态度3、通过分组完成项目，培养学生团结协作的精神。4、通过项目汇报，培养学生撰写报告、沟通交流的能力。5、通过实验室实施6S管理理念，从而培养学生形成规范的操作习惯、养成良好的职业行为习惯。四、课程内容与要求序号单元内容能力目标主要教学方法知识要点建议学时1RFID技术概述了解RFID技术的基本概念、发展与特点案例分析、现场教学、讲授1.了解RFID的发展与现状2.理解RFID的基本概念与特点3.RFID识别技术与其他自动识别技术比较62RFID系统构成掌握RFID标签、读写器的体系结构、基本构造、原理与使用方法，了解天线的基本知识现场教学、讲授1.掌握RFID标签的种类与用途2.掌握读写器的基本用法3.天线的一般知识63RFID系统工作原理掌握无线射频技术的基本理论，了解RFID编码、调制与数据校验讲授1.理解射频技术基本原理2.RFID编码、调制与数据校验104RFID的频率标准与技术规范了解RFID标准概论了解ISO/IEC标准讲授1.频率标准与技术规范2.不同的RFID标准25RFID系统中的安全和隐私管理了解RFID的安全问题理解RFID受到的攻击掌握RFID的安全解决方案讲授1.RFID的安全问题2.RFID受到的攻击3.RFID系统数据传输的安全性4.RFID的安全解决方案26RFID系统的关键技术理解RFID系统中的防碰撞技术、了解定位技术和测试技术讲授1.RFID系统中的防碰撞技术2.系统中的定位技术3.RFID系统的测试技术47RFID应用系统了解MIFARE技术、掌握MFRC500芯片的相关方知识，利用常用RFID搭建简易系统讲授汇报讨论、实验1.理解RFID系统的应用场合2.MIFARE技术3.MFRC500芯片4.MFRC500芯片编程5.简易基本实训项目6.读卡7.写卡8.上位机下位机串口通信9.发卡充值管理程序10.停车场管理系统30五、教学方法建议根据课程内容特点和岗位技能训练要求，本课程主要采取理论教学结合实验教学模式，部分内容可尝试一体化教学，可采用基于行动导向的启发式教学法、小组讨论法等多种教学方法。根据学习情境和教学对象的特点，采用案例分析、讨论、提问和实践等教学方式引导学生学习。以典型的基于RFID的停车场系统作为实训项目载体，采用边学边练、学做合一的教学手段，有效调动学生的学习兴趣。将理论讲解穿插在项目教学中，利用C语言实现下位机编程，利用LabVIEW实现上位机界面设计。学生在完成这些项目组件的过程中，不断深入了解RFID系统的工作原理以及每个部分在系统中的作用，逐步培养学生的自学能力、动手能力、分析问题、解决问题能力及协作能力。六、课程实施基础与条件1、学生的学习基础具备计算机的基本操作技能，同时具有一定的C语言、LabVIEW编程能力及程序调试能力。先修课程必备知识与技能计算机应用PC机基本操作；上网搜索；OFFICE软件基本使用；Pdf文档查阅。单片机技术与项目训练了解51单片机的组成，系统扩展，串口通信；利用LCD或数码管显示数据。C语言程序设计C语言程序设计的基本思想和方法，能编写C语言程序。虚拟仪器应用技术LabVIEW的编程技巧，子VI的创建及调用，程序调试运行。2．课程主讲教师要求说明主讲教师应具备良好的专业素质和职业素养，具有物联网及通信相关专业背景，具有本课程的理论系统知识讲授及实践能力，具备开发课程的能力，能进行项目教学，能独立指导RFID项目，有职业实践经验具有良好的动手能力与实践经验。3、课程教学资源要求教材：《射频识别（RFID）技术与应用》第二版，米志强，电子工业出版社参考教材：《射频识别（RFID）核心技术详解》（黄玉兰人民邮电出版社2010年12月）4、实训环境本课程理论教学内容可在多媒体教室进行，实训教学应在物联网应用技术实训室进行小班教学，实训室具备多媒体教学设备一套、实验台不少于18台，综合实训的内容须单独配备相关实验器材以进行强化动手实践。实训环境要求如下表所示：类别名称型号数量多媒体教学设备电脑联想启天M38035多媒体软件凌波多媒体教学软件仪器实验箱WSN—300物联网综合实训平台30高特读卡器RFIDUHF一体机12元器件标签Mifare1S5030USB方口线E87647—DGUSB2.030串口线RS232串口线延长公对母COM口线30适配器TEADYAD/DCADAPTOR监控电源12V2A30软件下位机编程软件KeiluVision4上位机编程软件LabVIEW2012烧写器STC—ISP—V6.85K其他螺丝刀3七、课程考核与评价本课程是考试课，通过态态度性、评价知识性评和价技能性评价三个方面相结合的方式加权记分评定成绩，其中态度性评价成绩占20%、知识性评价成绩占50%和技能性评价成绩占30%，重点考核学生对物联网知识的掌握和制作汇报内容等问题的职业能力和团队协作、规范操作等职业素质。表1课程评分标准考核分类考核项目分数考核指标态度性评价（20%）考勤考核5分课堂上出现迟到、早退，每次扣1分；无故旷课，每次扣2分课堂表现5分积极回答问题，认真听讲，不扰乱课堂秩序课前准备5分不带书本每次扣1分协作沟通及学习主动性5分不参与小组活动及学习主动性明显不足的每次扣1分知识性评价（50%）作业10分能按时完成学生空间作业，晚交或不交者做好登记测验10分利用教师空间，安排1次网上测验期末考试30分笔试（50%）+机考（50%）技能性评价（30%）实训操作24分在规定时间内完成实验情况，详见每个项目评分标准实训报告6分独立完成情况，书写规范，方案设计合理合计100分实训操作占总评24%，每个项目计10分占总评4%，项目详细考核标准如下表：表项目评分标准项目名称功能考核标准分值基本实训1、8个LED灯闪烁，闪烁频率0.5秒钟2、数码管依次循环显示01、头文件正确2分2、延时函数正确2分3、主函数程序合理4分4、功能实现2分10读卡号每次刷卡后，LCD和串口调试助手显示卡号1、根据提供的开源代码，画出程序流程图3分2、记录卡号，并核实是否读取正确1分3、往串口发送数据，正常显示卡号4分4、LCD1602显示卡号2分10写块数据按键后，往块上写数据1、能修改块号2分2、初始化块数据：100（十进制）3分3、修改按键后能实现写块数据4分4、调试成功1分10上位机下位机通信串口操作程序编写练习：在LabVIEW软件上显示卡号1、根据下位机串口通讯协议，正确设置VISA配置串口函数3分2、利用VISA读取函数实现卡号的提取。每次刷卡，显示16位十六进制卡号3分3、如果读卡不成功，利用错误簇显示错误3分4、配置连线板和修改图标10停车场管理系统设计（一）发卡充值管理程序1、车辆数据0列表示卡号，1列表示车牌号2列表示0金额1分2、每次刷卡，读取卡号，判断是否是新卡2分3、新卡车牌号可输入，账户显示：新开卡账户。可充值注销，取消。3分4、已有数据，不能修改车牌号。账户显示：卡号xxx车牌号xxx金额xxx

操作：可充值、注销、取消3分5、车辆数据更新1分10停车场管理系统设计（二）进场、出场管理1、刷卡后显示卡号，点击充值按钮，可以充值2分2、显示当前空位数，显示屏显示当前状态