基于ARM嵌入式平台的UHF RFID手持式阅读器的硬件设计与实现

论文摘要

随着各种技术的不断发展,物联网逐渐从理论走向了应用,作为物联网领域四大技术之一的射频识别技术(RFID,Radio Frequency Identification)也得到了越来越快的发展,在射频识别技术逐步趋向成熟的今天,各种RFID产品层出不穷,应用也越来越多样化。由于低频和高频的工作条件限制,已经不能满足长距离、多标签同时识别等诸多特殊应用场合需求,因此人们研究的重点也已经转移到了UHF频段。作为RFID系统基本组成,读写器的研究有着非常重要的意义。本文试图通过一个手持式UHF RFID读写器的开发实例,介绍一种UHF RFID手持式读写器系统的设计思路以及设计流程。本文首先简单介绍了RFID技术及背景,紧接着开始介绍UHF RFID系统的工作原理,包括它的基本组成和数据交互方式。在这些理论知识之后,从项目的具体设计流程来介绍本文所设计手持式读写器的系统方案,从性能分析开始到系统平台选取,以及最后的系统模块划分。完成这些设计前期工作后,是正式开始介绍手持式读写器的设计工作,从嵌入式控制系统入手,介绍了控制系统的基本组成。作为一个手持式产品,本文着重介绍了电源管理模块、用户界面电路设计以及用于向后台数据处理中心上传数据和多台组网应用的WLAN电路设计。作为本文设计的手持式读写器最核心功能UHF RFID读写功能,本文用独立一个章节来介绍该部分电路设计。最后介绍了各个模块的测试过程及整个系统的性能测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 RFID 技术简介
• 1.2 国内外RFID 技术的研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 RFID 技术发展趋势
• 1.3 RFID 技术存在的问题
• 1.4 RFID 技术在物联网的应用
• 1.5 课题研究意义与论文内容
• 第二章 UHF RFID 系统工作原理
• 2.1 UHF RFID 系统介绍
• 2.1.1 读写器基本组成及工作原理
• 2.1.2 UHF RFID 电子标签的基本组成及工作原理
• 2.1.3 中间件
• 2.2 UHF RFID 数据交互方式
• 第三章 UHF RFID 手持式读写器系统方案设计
• 3.1 系统开发流程简介
• 3.2 读写器功能需求分析
• 3.3 系统平台选取
• 3.3.1 硬件平台选取
• 3.3.2 软件平台选取
• 3.4 系统模块划分
• 第四章 读写器控制系统电路设计
• 4.1 S3C2440 芯片简介
• 4.2 基本系统模块电路设计
• 4.2.1 S3C2440 及外围电路设计
• 4.2.2 存储器及其电路设计
• 4.3 用户界面电路设计
• 4.3.1 音频电路设计
• 4.3.2 显示屏电路设计
• 4.3.3 键盘电路设计
• 4.3.4 用户指示灯及RTC 电路设计
• 4.4 软件调试下载接口电路设计
• 4.5 WLAN+蓝牙设计
• 4.6 电源管理模块电路设计
• 4.6.1 电源模块设计
• 4.6.2 电源管理设计
• 第五章 UHF RFID 读写器核心模块设计
• 5.1 射频芯片介绍
• 5.2 电路设计
• 5.2.1 射频前端电路设计
• 5.2.1.1 功率检测与温度检测
• 5.2.1.2 发射通道、接收通道及耦合器设计
• 5.2.1.3 高低增益控制
• 5.2.1.4 外部驱动放大器设计
• 5.3 数字基带设计
• 5.3.1 ARM7 外围电路设计
• 5.3.2 通信接口设计
• 5.4 电源管理模块设计
• 第六章 PCB 板的制作以及硬件电路的焊接调试
• 6.1 PCB 板的设计
• 6.2 硬件电路的焊接与调试
• 6.2.1 读写器控制系统电路的焊接与调试
• 6.2.1.1 调试环境
• 6.2.1.2 硬件焊接与调试
• 6.2.2 读写器核心模块的焊接与调试
• 6.2.2.1 ARM7 及其外围电路
• 6.2.2.2 R1000 及其外围电路的调试
• 6.2.2.3 驱动放大器电路的焊接与调试
• 6.3 综合测试
• 第七章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果