《RFID技術與應用》課程標準

《RFID技術與應用》課程標準一、課程信息課程代碼06499110課程性質必修課程學分4總學時60適用專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用技術教學方式理論+實驗制訂日期2012—10—11執(zhí)筆李晴審核物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)建設委員會修訂日期2014—3—6執(zhí)筆史麗娟審核修訂日期2015—3—4執(zhí)筆史麗娟審核修訂日期2016—6—14執(zhí)筆史麗娟審核二、課程定位與設計思路1、課程定位《RFID技術與應用》是根據(jù)人才培養(yǎng)方案中“傳感器及RFID等物聯(lián)網(wǎng)感知產品的生產制造、選型、現(xiàn)場安裝、調試、維修”崗位中運用RFID知識完成物聯(lián)網(wǎng)感知層信息獲取與信號處理、應用的職業(yè)能力來設置的。本課程是物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)職業(yè)崗位專項能力學習領域中一門主干課程，也是一門理論性和實踐性很強的課程。這門課程針對“物聯(lián)網(wǎng)設備安裝、調試和維護”職業(yè)崗位，培養(yǎng)學生在RFID技術應用開發(fā)方向上，進行設備選型、設備安裝調試、接口程序設計的能力和小型RFID技術應用系統(tǒng)開發(fā)設計的能力。2、課程設計思路本課程內容設計重在培養(yǎng)學生RFID應用系統(tǒng)的設計開發(fā)與管理能力，圍繞運用RFID知識完成物聯(lián)網(wǎng)感知層信息獲取與信號處理、應用的職業(yè)能力要求。以“RFID技術概論”“頻率標準”“RFID系統(tǒng)組成”“RFID系統(tǒng)工作原理”“RFID關鍵技術”“停車場系統(tǒng)設計”等項目來完成教學內容的設計，讓學生在學習情境中學習并掌握RFID技術相關知識，培養(yǎng)學生在RFID系統(tǒng)設計過程中所需的知識、能力和素質。本課程針對物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)方向開設60課時，其中實踐課時占30課時。三、課程目標1、總體目標1、總體目標通過本課程的學習，能夠使高職物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)的學生了解RFID技術的概念、特點及工作原理，能夠熟練選擇合適的電子標簽和讀寫器，根據(jù)實際的項目需求，搭建RFID系統(tǒng)應用平臺，培養(yǎng)學生項目需求分析能力、RFID應用系統(tǒng)設計能力、RFID應用系統(tǒng)集成與維護能力。2、具體目標1）知識目標：1、熟知RFID的定義，掌握RFID技術特征。2、熟記RFID系統(tǒng)組成，了解RFID技術應用領域。3、簡單了解ISO/IEC標準、EPCglobal標準。4、掌握典型的RFID系統(tǒng)組成。5、掌握電子標簽以電力來源、工作方式、頻率、封裝形式分類。6、掌握讀寫器架構及功能，了解RFID天線的基本知識。7、掌握RFID電感耦合原理，了解反向散射原理，了解聲表面波電子標簽的工作原理。8、熟記RFID技術的不同編碼方式，熟練掌握曼徹斯特編碼。9、熟記ASK、FSK及PSK調制方式。10、掌握奇偶數(shù)據(jù)校驗原理，熟記循環(huán)冗余校驗原理，并會計算循環(huán)冗余校驗碼。11、了解ALOHA算法，掌握二進制樹搜索算法。12、了解RFID技術面臨的安全問題，以及解決方案。13、了解Mifare技術，熟記MI卡的通信原理，掌握S50存儲區(qū)的構成。14、了解Mifare1S50卡的數(shù)據(jù)塊和控制塊的控制位代表的意義。15、了解absacc。h、reg52.h及intrins。h頭文件的作用。16、掌握利用VISA函數(shù)進行串口通信的程序設計，熟知VISA配置串口函數(shù)的配置。17、掌握簡易RFID應用系統(tǒng)設計流程。3）職業(yè)能力目標：1、通過基本實訓任務培養(yǎng)學生進行RFID設備接口程序設計能力。2、通過上位機下位機通信任務，學生能利用VISA函數(shù)，根據(jù)串口通訊協(xié)議，能編寫程序實現(xiàn)串口通信并設計上位機界面，并會調試運行。3、通過停車場系統(tǒng)設計項目，培養(yǎng)學生進行RFID技術應用系統(tǒng)架構的能力，培養(yǎng)學生根據(jù)實際需要進行RFID設備選型的能力。4、根據(jù)RFID應用系統(tǒng)設計，綜合利用所學知識，培養(yǎng)學生構建簡易RFID應用系統(tǒng)，并調試成功。2）職業(yè)素質目標：1、通過自主學習數(shù)據(jù)手冊和案例程序，培養(yǎng)學生自學能力、分析問題和解決問題的能力。2、通過課后獨立完成網(wǎng)絡平臺作業(yè)，培養(yǎng)學生認真負責、實事求是的工作態(tài)度和嚴謹?shù)膶W習態(tài)度3、通過分組完成項目，培養(yǎng)學生團結協(xié)作的精神。4、通過項目匯報，培養(yǎng)學生撰寫報告、溝通交流的能力。5、通過實驗室實施6S管理理念，從而培養(yǎng)學生形成規(guī)范的操作習慣、養(yǎng)成良好的職業(yè)行為習慣。四、課程內容與要求序號單元內容能力目標主要教學方法知識要點建議學時1RFID技術概述了解RFID技術的基本概念、發(fā)展與特點案例分析、現(xiàn)場教學、講授1.了解RFID的發(fā)展與現(xiàn)狀2.理解RFID的基本概念與特點3.RFID識別技術與其他自動識別技術比較62RFID系統(tǒng)構成掌握RFID標簽、讀寫器的體系結構、基本構造、原理與使用方法，了解天線的基本知識現(xiàn)場教學、講授1.掌握RFID標簽的種類與用途2.掌握讀寫器的基本用法3.天線的一般知識63RFID系統(tǒng)工作原理掌握無線射頻技術的基本理論，了解RFID編碼、調制與數(shù)據(jù)校驗講授1.理解射頻技術基本原理2.RFID編碼、調制與數(shù)據(jù)校驗104RFID的頻率標準與技術規(guī)范了解RFID標準概論了解ISO/IEC標準講授1.頻率標準與技術規(guī)范2.不同的RFID標準25RFID系統(tǒng)中的安全和隱私管理了解RFID的安全問題理解RFID受到的攻擊掌握RFID的安全解決方案講授1.RFID的安全問題2.RFID受到的攻擊3.RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?.RFID的安全解決方案26RFID系統(tǒng)的關鍵技術理解RFID系統(tǒng)中的防碰撞技術、了解定位技術和測試技術講授1.RFID系統(tǒng)中的防碰撞技術2.系統(tǒng)中的定位技術3.RFID系統(tǒng)的測試技術47RFID應用系統(tǒng)了解MIFARE技術、掌握MFRC500芯片的相關方知識，利用常用RFID搭建簡易系統(tǒng)講授匯報討論、實驗1.理解RFID系統(tǒng)的應用場合2.MIFARE技術3.MFRC500芯片4.MFRC500芯片編程5.簡易基本實訓項目6.讀卡7.寫卡8.上位機下位機串口通信9.發(fā)卡充值管理程序10.停車場管理系統(tǒng)30五、教學方法建議根據(jù)課程內容特點和崗位技能訓練要求，本課程主要采取理論教學結合實驗教學模式，部分內容可嘗試一體化教學，可采用基于行動導向的啟發(fā)式教學法、小組討論法等多種教學方法。根據(jù)學習情境和教學對象的特點，采用案例分析、討論、提問和實踐等教學方式引導學生學習。以典型的基于RFID的停車場系統(tǒng)作為實訓項目載體，采用邊學邊練、學做合一的教學手段，有效調動學生的學習興趣。將理論講解穿插在項目教學中，利用C語言實現(xiàn)下位機編程，利用LabVIEW實現(xiàn)上位機界面設計。學生在完成這些項目組件的過程中，不斷深入了解RFID系統(tǒng)的工作原理以及每個部分在系統(tǒng)中的作用，逐步培養(yǎng)學生的自學能力、動手能力、分析問題、解決問題能力及協(xié)作能力。六、課程實施基礎與條件1、學生的學習基礎具備計算機的基本操作技能，同時具有一定的C語言、LabVIEW編程能力及程序調試能力。先修課程必備知識與技能計算機應用PC機基本操作；上網(wǎng)搜索；OFFICE軟件基本使用；Pdf文檔查閱。單片機技術與項目訓練了解51單片機的組成，系統(tǒng)擴展，串口通信；利用LCD或數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。C語言程序設計C語言程序設計的基本思想和方法，能編寫C語言程序。虛擬儀器應用技術LabVIEW的編程技巧，子VI的創(chuàng)建及調用，程序調試運行。2．課程主講教師要求說明主講教師應具備良好的專業(yè)素質和職業(yè)素養(yǎng)，具有物聯(lián)網(wǎng)及通信相關專業(yè)背景，具有本課程的理論系統(tǒng)知識講授及實踐能力，具備開發(fā)課程的能力，能進行項目教學，能獨立指導RFID項目，有職業(yè)實踐經(jīng)驗具有良好的動手能力與實踐經(jīng)驗。3、課程教學資源要求教材：《射頻識別（RFID）技術與應用》第二版，米志強，電子工業(yè)出版社參考教材：《射頻識別（RFID）核心技術詳解》（黃玉蘭人民郵電出版社2010年12月）4、實訓環(huán)境本課程理論教學內容可在多媒體教室進行，實訓教學應在物聯(lián)網(wǎng)應用技術實訓室進行小班教學，實訓室具備多媒體教學設備一套、實驗臺不少于18臺，綜合實訓的內容須單獨配備相關實驗器材以進行強化動手實踐。實訓環(huán)境要求如下表所示：類別名稱型號數(shù)量多媒體教學設備電腦聯(lián)想啟天M38035多媒體軟件凌波多媒體教學軟件儀器實驗箱WSN—300物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓平臺30高特讀卡器RFIDUHF一體機12元器件標簽Mifare1S5030USB方口線E87647—DGUSB2.030串口線RS232串口線延長公對母COM口線30適配器TEADYAD/DCADAPTOR監(jiān)控電源12V2A30軟件下位機編程軟件KeiluVision4上位機編程軟件LabVIEW2012燒寫器STC—ISP—V6.85K其他螺絲刀3七、課程考核與評價本課程是考試課，通過態(tài)態(tài)度性、評價知識性評和價技能性評價三個方面相結合的方式加權記分評定成績，其中態(tài)度性評價成績占20%、知識性評價成績占50%和技能性評價成績占30%，重點考核學生對物聯(lián)網(wǎng)知識的掌握和制作匯報內容等問題的職業(yè)能力和團隊協(xié)作、規(guī)范操作等職業(yè)素質。表1課程評分標準考核分類考核項目分數(shù)考核指標態(tài)度性評價（20%）考勤考核5分課堂上出現(xiàn)遲到、早退，每次扣1分；無故曠課，每次扣2分課堂表現(xiàn)5分積極回答問題，認真聽講，不擾亂課堂秩序課前準備5分不帶書本每次扣1分協(xié)作溝通及學習主動性5分不參與小組活動及學習主動性明顯不足的每次扣1分知識性評價（50%）作業(yè)10分能按時完成學生空間作業(yè)，晚交或不交者做好登記測驗10分利用教師空間，安排1次網(wǎng)上測驗期末考試30分筆試（50%）+機考（50%）技能性評價（30%）實訓操作24分在規(guī)定時間內完成實驗情況，詳見每個項目評分標準實訓報告6分獨立完成情況，書寫規(guī)范，方案設計合理合計100分實訓操作占總評24%，每個項目計10分占總評4%，項目詳細考核標準如下表：表項目評分標準項目名稱功能考核標準分值基本實訓1、8個LED燈閃爍，閃爍頻率0.5秒鐘2、數(shù)碼管依次循環(huán)顯示01、頭文件正確2分2、延時函數(shù)正確2分3、主函數(shù)程序合理4分4、功能實現(xiàn)2分10讀卡號每次刷卡后，LCD和串口調試助手顯示卡號1、根據(jù)提供的開源代碼，畫出程序流程圖3分2、記錄卡號，并核實是否讀取正確1分3、往串口發(fā)送數(shù)據(jù)，正常顯示卡號4分4、LCD1602顯示卡號2分10寫塊數(shù)據(jù)按鍵后，往塊上寫數(shù)據(jù)1、能修改塊號2分2、初始化塊數(shù)據(jù)：100（十進制）3分3、修改按鍵后能實現(xiàn)寫塊數(shù)據(jù)4分4、調試成功1分10上位機下位機通信串口操作程序編寫練習：在LabVIEW軟件上顯示卡號1、根據(jù)下位機串口通訊協(xié)議，正確設置VISA配置串口函數(shù)3分2、利用VISA讀取函數(shù)實現(xiàn)卡號的提取。每次刷卡，顯示16位十六進制卡號3分3、如果讀卡不成功，利用錯誤簇顯示錯誤3分4、配置連線板和修改圖標10停車場管理系統(tǒng)設計（一）發(fā)卡充值管理程序1、車輛數(shù)據(jù)0列表示卡號，1列表示車牌號2列表示0金額1分2、每次刷卡，讀取卡號，判斷是否是新卡2分3、新卡車牌號可輸入，賬戶顯示：新開卡賬戶?？沙渲底N，取消。3分4、已有數(shù)據(jù)，不能修改車牌號。賬戶顯示：卡號xxx車牌號xxx金額xxx

操作：可充值、注銷、取消3分5、車輛數(shù)據(jù)更新1分10停車場管理系統(tǒng)設計（二）進場、出場管理1、刷卡后顯示卡號，點擊充值按鈕，可以充值2分2、顯示當前空位數(shù)，顯示屏顯示當前狀態(tài)