SBWLT-06物聯(lián)網(wǎng)射頻識別綜合應用實驗箱
一、產(chǎn)品簡介
物聯(lián)網(wǎng)射頻識別綜合應用實驗箱、射頻識別綜合應用實驗箱,用于輔助RFID識別技術、生物識別等理論課程,使學生了解和掌握以RFID為主的多種識別技術的硬件、原理及用途。
該產(chǎn)品包含125KHz低頻模塊、13.56MHz高頻模塊、915MHz超高頻模塊、2.4GHz有源讀寫模塊、條碼二維碼指紋識別板、智能控制板、以及嵌入式網(wǎng)關。實驗課程重點放在對各個頻段RFID模塊的管理、控制和上位機程序的應用開發(fā)上,學生可以利用開放的通信協(xié)議,使用多種編程語言(C#、Android等)編寫上位機應用程序與RFID模塊、二維碼指紋識別節(jié)點、智能控制板進行數(shù)據(jù)交互,實現(xiàn)各種物聯(lián)網(wǎng)應用場景。
產(chǎn)品外觀如圖所示。
二、產(chǎn)品特點
Ø緊密圍繞教育部物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃和教學大綱展開軟硬件和配套實驗的設計,可以滿足《RFID原理及應用》專業(yè)課程的實驗開設。
Ø實驗箱集成了常用的RFID頻段和ISO協(xié)議:包括125K低頻、13.56MHz高頻、915MHz超高頻、2.4Ghz微波四種RFID頻段,支持ISO-15693、ISO-14443、ISO-18000-6C等各種國際標準協(xié)議。
Ø提供了多種其他識別技術:如二維碼/指紋識別、圖像識別。
Ø增加了控制設備,可與RFID模塊組建各種聯(lián)動控制場景,增強體驗感。
Ø實驗箱集成的嵌入式網(wǎng)關、RFID低頻、高頻、超高頻、2.4G有源、控制板、二維碼識別、指紋識別等節(jié)點均通過插件方式與底板連接,采用供電與固定一體的安裝方式,既可固定在實驗箱上使用,也可單獨取出,作為移動節(jié)點用于實訓項目。
Ø每個RFID模塊提供多種訪問方式:可通過RS232接口和上位機軟件單獨應用,也可通過ZigBee無線通信模塊由網(wǎng)關集中管理。
Ø采用Cortex-A9智能網(wǎng)關,集中統(tǒng)一管理板載節(jié)點。
Ø提供各個RFID頻段適合的實訓案例,拓展視野。
三、產(chǎn)品功能
Ø支持低頻讀卡器基礎實驗
讀取EM4100卡號寫卡號再讀取
Ø支持高頻讀卡器基礎實驗
讀多個塊數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)存儲格式
Ø支持超高頻讀卡器基礎實驗
安全操作寫入數(shù)據(jù)
Ø支持2.4G有源讀卡器基礎實驗
讀卡器設置標簽控制
Ø提供多種RFID綜合應用實訓案例,包含身份識別門禁、圖書借閱管理、ETC模擬收費、倉儲出入綜合、畜牧養(yǎng)殖等。
l 身份識別綜合實訓案例界面
l 圖書管理綜合實訓案例界面
l ETC模擬收費綜合實訓案例界面
l 倉儲出入綜合實訓案例界面
l 畜牧養(yǎng)殖實訓案例界面
l 圖像處理基礎Android實驗界面
l 人臉檢測案例Android實驗界面
四、課程資源
l 課程目標:了解掌握物聯(lián)網(wǎng)射頻識別、生物識別、及圖像識別技術,例如四頻段識別、條碼識別、二維碼識別、指紋識別、人臉識別、及ID卡識別、IC卡等技術標準與應用。
l 課程簡介:本課程在目前主流的RFID識別的基礎上增加生物識別技術與圖像識別技術。通過原理講解與案例實操使學生能夠更加深入了解物聯(lián)網(wǎng)識別技術的應用場景及相關識別技術特性。
l 課程目錄
序號 |
實驗類別 |
實驗目錄 |
1 |
低頻125K原理及實驗 |
EM4100標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 T5557標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介 低頻讀卡器與PC的聯(lián)機測試 EM4100卡讀ID號實驗 T5557卡初始化配置 T5557卡快速讀取頁數(shù)據(jù) T5557卡單塊及多塊讀操作 T5557卡單塊及多塊快速寫操作 T5557卡復制ID卡操作 |
2 |
高頻13.56M原理及實驗 |
尋找單張、多張標簽及標簽總量 讀寫單個塊操作 鎖定標簽塊操作 讀寫多個塊數(shù)據(jù) 設置標簽進入靜默狀態(tài) 設置標簽處于被選擇狀態(tài) 復位標簽進入準備狀態(tài) 向標簽寫應用標志位 鎖定應用標志位 寫數(shù)據(jù)存儲格式標志位 鎖定數(shù)據(jù)存儲格式ID標志位 獲取標簽信息 獲取多個塊安全狀態(tài) |
3 |
超高頻915M原理及實驗 |
單卡及多卡EPC識別:單步識別、單標簽循環(huán)識別、防碰撞識別; 單卡及多卡TID識別實驗:標簽識別號; 標簽UII塊區(qū)讀寫操作:指定UII讀寫、不指定UII讀寫、多字節(jié)寫 GEN2標簽的USER多字節(jié)數(shù)據(jù)讀寫 GEN2標簽的安全操作 GEN2標簽的鎖定操作 |
4 |
有源2.4G原理及實驗 |
2.4G基站讀寫器設置實驗 2.4G標簽設置實驗 信道及PID查詢修改實驗 2.4G標簽LED控制實驗 2.4G標簽蜂鳴器控制實驗 2.4G標簽塊區(qū)數(shù)據(jù)讀取實驗 2.4G標簽塊區(qū)寫操作實驗 標簽上報應用實驗 |
5 |
其他識別技術 |
二維碼識別實驗 指紋識別實驗 OpenCV圖像識別實驗 |
6 |
綜合應用實訓 |
身份識別綜合實訓(指紋+電機)C# 圖書管理應用實訓(二維碼+高頻)C# ETC模擬收費應用實訓(高頻+2.4G+電機)C# 倉儲出入庫綜合實訓(超高頻)C# 牲畜養(yǎng)殖耳標應用實訓(低頻)C# 人臉檢測應用實訓 |
五、配置清單
序號 |
類別 |
名稱 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
主控 |
智能網(wǎng)關 |
1 |
Cortex-A9內(nèi)核,7寸電容觸摸屏,WiFi/BT模塊 |
2 |
ZigBee通訊模塊 |
1 |
協(xié)調(diào)器功能,插在網(wǎng)關背面 |
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3 |
ZigBee協(xié)調(diào)路由器 |
1 |
實驗使用,附件內(nèi) |
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4 |
識別模塊 |
125K低頻讀卡節(jié)點 |
1 |
|
5 |
13.56M高頻讀卡節(jié)點 |
1 |
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6 |
915M超高頻讀寫節(jié)點 |
1 |
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|
7 |
2.4G微波讀寫節(jié)點 |
1 |
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|
8 |
二維碼指紋識別節(jié)點 |
1 |
|
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9 |
智能控制節(jié)點 |
1 |
含直流電機、舵機、顯示屏 |
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10 |
附件 |
125K低頻電子標簽 |
1套 |
5張125K ID卡,5張T5557卡 |
11 |
13.56M高頻電子標簽 |
5 |
15693卡 |
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12 |
915M超高頻電子標簽 |
5 |
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13 |
2.4G有源電子標簽 |
1 |
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14 |
USB攝像頭 |
1 |
含12V2A電源適配器 |
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15 |
DC12V3A開關電源 |
1 |
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16 |
交叉串口線 |
1 |
|
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17 |
網(wǎng)線 |
1 |
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|
18 |
TYPE-C USB數(shù)據(jù)線 |
1 |
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19 |
JLINK調(diào)試器 |
1 |
含10芯排線 |
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20 |
方口USB數(shù)據(jù)線 |
1 |
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21 |
J-Link仿真器 |
1 |
含20芯排線 |
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22 |
USB轉(zhuǎn)RS232串口頭 |
1 |
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23 |
TF卡讀寫器 |
1 |
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|
24 |
TF card |
1 |
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25 |
產(chǎn)品手冊 |
1 |
電子版 |
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26 |
合格證 |
1 |
六、技術參數(shù)
序號 |
名稱 |
技術參數(shù) |
1 |
概述 |
1.含有低頻125K、高頻13.56Mhz、超高頻915MHz、2.4Ghz有源四種頻段的RFID模塊,二維碼指紋識別節(jié)點,智能控制節(jié)點以及一個模擬攝像頭; 2.四種頻段讀卡器可以切換至串口模式,直接與PC機上位機應用程序交互;也可切換至ZigBee模式,通過ZigBee組網(wǎng),將RFID讀卡數(shù)據(jù)無線傳輸至網(wǎng)關應用軟件; 3.使用低頻讀卡器實現(xiàn)基本工作原理及實驗教學,也提供基于低頻的牲畜養(yǎng)殖畜牧耳標實訓案例; 4.使用高頻讀卡器實現(xiàn)高頻工作原理及實驗教學,也提供基于高頻的圖書館管理實訓案例; 5.使用超高頻讀卡器實現(xiàn)基本工作原理及實驗教學;也提供基于超高頻的倉儲出入庫實訓案例; 6.使用2.4G讀卡器與標簽實現(xiàn)工作原理及實驗教學,也提供基于有源讀卡器等設備實現(xiàn)ETC模擬收費管理實訓系統(tǒng); 7.使用指紋識別與控制節(jié)點實現(xiàn)門禁管理系統(tǒng); 8.使用攝像頭實現(xiàn)圖像處理、人臉檢測門禁管理系統(tǒng)。 |
2 |
Cortex-A9網(wǎng)關 |
1)核心板資源: (1)CPU:Cortex-A9四核心的Samsung x6818,主頻1.4GHz; (2)GPU:MAIL-400,3D圖形加速 (3)內(nèi)存: 1GB DDR3; (4)EMMC: 8GB; (5)核心板+底板設計:核心板加裝屏蔽罩,郵票孔方式與底板連接,抗干擾能力更強,比插針式更穩(wěn)定可靠。要求引出核心板信號線,不少于188PIN。 2)網(wǎng)關主板資源: (1)LCD接口:7寸IPS電容屏(16:9),分辨率1024×600; (2)USB接口:2路USB_HOST 2.0輸出,1路USB OTG; (3)Ethernet接口:核心板內(nèi)置千兆IP,外加不超過3RMB的PHY芯片即可,支持10/100/1000M,RJ45接口; (4) 串口:2路3線RS232,1路TTL接口,1路RS485,1路Bluetooth; (5)CAN總線接口:1路; (6)RS485總線接口:1路; (7)HDMI 接口:HDMI1.4a,最大支持1920*1080高清數(shù)字輸出; (8)LVDS液晶屏接口:單通道,最大支持1920*1080; (9)攝像頭接口:1路CMOS并行接口,最大支持800萬像素; (10)AV接口:1路模擬視頻母口輸入; (11)外部存儲擴展接口:SD卡、TF卡接口; (12)音頻接口: 1路MIC輸入,1路1. 8w喇叭; (13)按鍵:1個復位按鍵、1個休眠喚醒按鍵,2個音量鍵; (14) 藍牙WiFi:板載藍牙WiFi二合一模塊; (15)Mini PCIe接口:標準可插入4G通信模模塊; (16)24Pins應用擴展接口:用于處理器外設接口擴展功能,包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8個GPIO,5V電源。 要求板載1個ZigBee協(xié)調(diào)器通信模塊。 |
3 |
ZigBee通信模塊 |
通信模塊:通過單排針與底板連接,默認采用2.4G板載天線通信;預留膠棒天線接口; 功能:傳感器采集、執(zhí)行器控制,以及ZigBee網(wǎng)絡自組網(wǎng)。 射頻芯片:CC2530; Flash容量:≧128KB; RAM容量:8K的RAM; 數(shù)據(jù)通訊接口:RS232或TTL UART接口; 天線接口:2.4G板載天線; 協(xié)議標準:IEEE802.15.4; 協(xié)議棧:默認采用ZigBee 2007; 傳輸速率:無線數(shù)據(jù)傳輸速率約為20~250kbps; 工作電壓:供電電壓典型值默認DC 3.3V。 |
4 |
125KHZ 低頻讀卡節(jié)點 |
采用STC11F04E主控,與125K射頻卡基站模塊進行數(shù)據(jù)交互,支持射頻信息通過串口、zigbee無線兩種模式與上位機或android網(wǎng)關進行通信。 板載RS232串行接口、ZigBee通信模塊,可通過雙位撥碼開關切換。 支持標準:125K ID; 讀卡距離:0-10cm; 讀卡時間:1-2ms; 工作頻率:125KHz; 支持卡片類型:TEMIC 5557、EM4305可讀寫系列 通訊方式:RS232和Zigbee 供電電源:DC5V; |
5 |
13.56M高頻讀卡器節(jié)點 |
采用STM32單片機主控,與TRF7970高頻基站電路進行數(shù)據(jù)交互,支持射頻信息通過RS232串口、Zigbee無線兩種方式與上位機或android網(wǎng)關進行通信。 板載RS232串行接口、ZigBee通信模塊,可通過雙位撥碼開關切換。 控制芯片:STM32F103CBT6; 支持標準:ISO15693; 讀卡距離:0-10cm; 讀卡時間:1-2ms; 工作頻率:13.56MHz; 通訊方式:RS232和Zigbee 供電電源:DC5V. |
6 |
915MHZ超高頻讀寫器節(jié)點 |
采用RLM100超高頻讀寫器核心部件,里面集成了PLL、發(fā)射、接受、耦合器以及MCU等外設,通過API函數(shù)庫控制模塊,支持射頻信息通過RS232串口、Zigbee無線兩種方式與上位機或網(wǎng)關進行通信。 天線:陶瓷天線 支持標準:ISO18000-6C、EPC GEN 2標準; 讀卡距離:讀卡大于50cm, 寫卡距離為讀卡的70%; 讀卡時間:讀每8字節(jié)小于5ms,寫每4字節(jié)小于25ms; 工作頻率:902~928MHz; 最大RF輸出功率:20dBm; 特點:輸出功率可以調(diào)整; 通訊方式:RS232和Zigbee 供電電源:DC5V。 |
7 |
2.4G微波讀寫節(jié)點 |
采用nRF24LE1主控,內(nèi)部集成2.4Ghz無線傳輸模塊和STM32F103單片機,實現(xiàn)與2.4G讀卡器的功能,可與2.4G標簽進行無線通信。支持射頻信息通過RS232串口、Zigbee無線兩種方式與上位機或網(wǎng)關進行通信。 工作主頻;2.4 GHz ~ 2.483 GHz 讀卡距離:最大80米 衰減距離:1-80米可調(diào)節(jié)(距離誤差±15%) 識別角度: 全向 極化方式: 垂直極化或雙極化 通信機制: 基于 HDLC 時分多址和同步通信機制 抗干擾性: 頻道隔離技術,多個設備互不干擾 安 全 性: 加密計算與安全認證,防止鏈路偵測 通訊接口:RS232/USB、ZigBee 工作溫度: -40℃~+85℃(工業(yè)級) 工作濕度: 10%~90%RH 電 壓:+5VDC(5VDC) 電 流:≤100mA |
8 |
二維碼指紋識別節(jié)點 |
采用高性能Cortex-M3 32位微處理器STM32F103,主頻72MHz;內(nèi)存:8KB SRAM,Flash存儲:128KB;通過串口與指紋識別模塊、二維碼掃描模塊、無線通信模塊進行交互,實現(xiàn)識別信息的無線傳輸。 具有指紋識別功能,集成指紋算法芯片,具有指紋圖像處理、特征提取、模板生成、模板存儲、指紋比對(1:1)或指紋搜索等功能。 圖像像素:160*160pixel 圖像分辨率:508dpi 模板文件:512字節(jié) 存儲容量:120枚 認假率FAR:<0.0001% 拒真率FRR:<1.0% 搜索時間:<0.3s 具有二維碼掃描功能,內(nèi)嵌二維解碼芯片,圖像采集器與解碼板一體設計,640*480 CMOS傳感器,超長識讀距離,最遠可達70cm;識別速度:最快100ms識別結(jié)果 顯示:標配LED彩屏 支持zigbee通訊協(xié)議。 供電:DC5V |
9 |
智能控制節(jié)點 |
采用高性能Cortex-M3 32位微處理器STM32F103,主頻72MHz;內(nèi)存:8KB SRAM,Flash存儲:128KB。 板載ZigBee通訊模塊,接收無線命令,控制舵機、直流電機動作?膳c其他RFID節(jié)點、二維碼指紋識別節(jié)點組合,組建各種物聯(lián)網(wǎng)應用場景。 |
10 |
高清USB攝像頭 |
分辨率:高清1080p; 成像組件:索尼高清芯片 像素:PAL1020H*596V(61萬像素),NTSC1020H*508V(52萬像) 焦距:2.8,3.6mm,6mm,8mm,12mm,16mm,可選; 制式:PAL制式, 信噪比: ≧54dB 同步方式:內(nèi)同步; 輸出:1.0VP-P75Ω(BNC); 工作溫度:-30℃~50℃; 工作電源:DC5V2A |
11 |
低頻上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中,通過串口與低頻讀卡模塊通訊。 支持EM4100、T5557低頻卡。 具有串口屬性配置、低頻卡的多塊快速讀操作、單個塊讀操作、快速寫操作、第0配置值計算、天線值計算、兩種低頻標簽讀取卡號的功能。 提供T5557卡配置成ID卡的功能。 開發(fā)環(huán)境:Visual Studio2010以上 語言:C# |
12 |
高頻上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中,通過串口與高頻讀卡模塊通訊。 具有串口屬性配置、讀高頻標簽單個塊、多個塊、獲取卡片信息、獲取多個塊安全狀態(tài)、復位到準備狀態(tài)、鎖定標簽卡片塊、寫單個塊、寫多個塊數(shù)據(jù)、設置靜默狀態(tài)、設置被選擇狀態(tài)、寫應用標志位、鎖定應用標志位、寫數(shù)據(jù)存儲格式、鎖定數(shù)據(jù)存儲格式等功能。 開發(fā)環(huán)境:Visual Studio2010以上 語言:C# |
13 |
超高頻上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中,通過串口與超高頻讀卡模塊通訊。 具有串口屬性配置、EPC識別(單步、單標簽循環(huán)、防碰撞)、讀取數(shù)據(jù)(不指定UII、指定UII)、寫入數(shù)據(jù)(不指定UII、指定UII、多字節(jié)數(shù)據(jù)寫)、寫EPC操作、安全操作、鎖定操作、查詢固件版本號、產(chǎn)品ID功能。 開發(fā)環(huán)境:Visual Studio2010以上 語言:C# |
14 |
2.4G有源上位機應用軟件 |
運行在windows系統(tǒng)中,通過串口與2.4G有源讀卡器通訊。 具有串口屬性配置、讀卡器設置(可設置波特率、信道、PID、功率)、標簽設置(標簽號設置、信道、PID)、標簽控制(控制標簽上的LED的開啟或關閉)、2.4G有源標簽讀取、標簽塊區(qū)讀寫等功能。 開發(fā)環(huán)境:Visual Studio2010以上 語言:C# |
15 |
上位機綜合實訓應用軟件 |
至少要包含基于低頻的牲畜養(yǎng)殖耳標應用實訓、基于指紋的身份識別應用軟件、基于高頻和二維碼的圖書管理應用軟件、基于2.4G和高頻的ETC模擬收費應用軟件、基于超高頻的倉儲出入庫應用軟件等5個以上。 |
16 |
Android網(wǎng)關應用軟件 |
至少要包括低頻、高頻、超高頻、2.4G有源讀取標簽卡號的應用軟件、數(shù)字圖像處理軟件、人臉檢測應用軟件等3個以上。 |
17 |
課程實驗 |
1、要求提供低頻RFID課程實驗,基礎讀寫卡實驗不少于9個,如EM4100標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介、T5557標簽內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介、低頻讀卡器與PC的聯(lián)機測試、EM4100卡讀ID號實驗、T5557卡初始化配置、T5557卡快速讀取頁數(shù)據(jù)、T5557卡單塊及多塊讀操作、T5557卡單塊及多塊快速寫操作、T5557卡復制ID卡操作; 2、要求提供高頻RFID課程實驗,基礎實驗不少于12個,如尋找單張/多張標簽及標簽總量、讀寫單個塊操作、鎖定標簽塊操作、讀寫多個塊數(shù)據(jù)、設置標簽進入靜默狀態(tài)、設置標簽處于被選擇狀態(tài)、復位標簽進入準備狀態(tài)、向標簽寫應用標志位 鎖定應用標志位、寫數(shù)據(jù)存儲格式標志位、鎖定數(shù)據(jù)存儲格式ID標志位、獲取標簽信息、獲取多個塊安全狀態(tài)等。 3、要求提供超高頻RFID課程實驗,不少于5個,如EPC單卡及多卡識別實驗、TID單卡及多卡識別實驗、EPC讀寫操作實驗、GEN2標簽的列舉數(shù)據(jù)和多字節(jié)操作實驗、GEN2標簽的USER數(shù)據(jù)讀寫實驗。 4、要求提供2.4G有源課程實驗,不少于8個,如2.4G基站讀寫器設置實驗、2.4G標簽設置實驗、信道及PID修改實驗、2.4G標簽LED控制實驗、2.4G標簽蜂鳴器控制實驗、2.4G標簽flash8數(shù)據(jù)讀取實驗、2.4G標簽flash5寫操作實驗、標簽上報應用實驗。 5、要求提供RFID行業(yè)應用實訓案例不少于5個,如基于指紋識別的身份管理實驗、基于二維碼和高頻的圖書管理系統(tǒng)、基于高頻的2.4GETC模擬收費系統(tǒng)、基于超高頻倉儲出入庫管理系統(tǒng)、基于低頻的牲畜耳標管理系統(tǒng)等。 6、要求提供其他識別技術實驗不少于4個,如指紋識別門禁控制系統(tǒng)、二維碼顯示系統(tǒng)、CMOS攝像頭視頻瀏覽、OpenCV人臉檢測等。 7、要求提供RFID實驗操作視頻不少于5個,如低頻實驗操作視頻、高頻讀寫器實驗操作視頻、超高頻實驗操作視頻、有源2.4G固件燒寫視頻、有源2.4G基礎實驗視頻等。 |