超高频无源RFID读卡器的FPGA设计与实现

超高频无源RFID读卡器的FPGA设计与实现

论文摘要

射频识别(RFID)技术是利用射频方式实现双向通信的一种自动识别技术,可用于追踪和管理各种物品对象,在很多领域都得到广泛的应用。相对于低频段的射频识别系统,工作在860~960MHz的超高频段(UHF)射频识别系统有着读取距离较远,阅读速度较快等优点,是目前国际上RFID技术发展的热点。本文基于ISO/IEC 18000-6B协议设计了一款915MHz(UHF)频段的RFID读卡器。文中首先对RFID系统原理以及ISO/IEC 18000-6 B型协议作了简要的分析。其后,提出了一种基于FPGA与单片机协同工作的读卡器电路设计方案,并完成了射频收发、天线等模块的初步设计。最后重点对读卡器的数字逻辑系统进行了FPGA设计与实现,其一,对数字逻辑系统进行总体分析和模块划分;其二,完成了数据发送、数据接收、主控制、时钟分频、通信接口五个子模块的RTL级电路设计,并进行了相应的仿真和验证工作;其三,搭建了测试平台,对整个数字逻辑系统进行功能仿真,仿真结果表明,本文设计的数字逻辑系统的功能达到设计要求;其四,采用QuartusⅡ软件,对本文设计的数字逻辑系统,基于Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240C8芯片,进行逻辑综合和时序分析,结果表明本文设计的数字逻辑系统时序满足设计要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.2 超高频远距离自动识别技术国内外发展状况和趋势
  • 1.3 本文主要研究内容
  • 第二章 超高频射频识别系统和ISO/IEC 18000-6B协议分析
  • 2.1 超高频射频识别系统简介
  • 2.2 ISO/IEC 18000-6B协议分析
  • 第三章 读卡器的硬件设计
  • 3.1 读卡器的硬件结构设计及其功能简介
  • 3.2 单片机系统电路设计
  • 3.3 射频收发模块的设计
  • 3.4 天线设计
  • 第四章 读卡器数字逻辑系统的FPGA设计与实现
  • 4.1 读卡器数字逻辑系统的总体结构
  • 4.2 发送模块部分的设计
  • 4.3 接收模块部分的设计
  • 4.4 主控制模块的设计
  • 4.5 通信接口模块的设计
  • 4.6 时钟分频模块的设计
  • 4.7 数字逻辑系统的验证方案
  • 4.8 数字逻辑系统的综合
  • 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
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