基于EPC C1G2协议的超高频RFID系统设计及仿真

论文摘要

射频识别技术是一种利用射频信号实现的非接触式的自动识别技术。一个典型的RFID系统包含三个部分:阅读器、标签和天线。RFID系统常见的工作频率有低频、高频、超高频和微波。经过多年的发展,低频段和高频段的RFID技术已相对成熟并取得了广泛的应用。当前,广为业界关注的是超高频段的RFID,尚在起步阶段。由于其识别速度快,识别距离远等优点,特别适合在物流业的应用,被认为是二十一世纪很有发展前途的技术之一。本文即是对超高频的RFID系统的研究。本文首先介绍了RFID系统的基本概念和基本工作原理,并分析了RFID系统在国内外的发展现状。接着介绍了EPC C1G2协议的特点,具体分析了协议中的编码和调制技术。然后研究了常规的阅读器设计方案,并针对协议的特点,设计了超高频RFID阅读器,主要包括两部分:发射机和接收机。发射机采用适合多种调制方式的正交零中频结构,并用升余弦滤波器滤除其带外杂散。接收机也采用正交零中频结构,并利用IQ两路合并消除零点效应,在基带解调中,研究了现有的基于相关匹配原理进行数据恢复的最佳接收机方案和基于波形沿信息进行数据恢复的波形识别方案,并针对标签返回信号的数据速率由阅读器控制的特点,提出了一种简化的最佳接收机方案,可用于低成本的阅读器中。最后,对RFID系统的功率分配作了分析,说明了阅读器工作距离的提高关键在于降低标签的功耗和提高阅读器的灵敏度。同时,在理论研究的基础上,对所设计的RFID阅读器的前向链路和反向链路在Matlab/Simulink中分别建模,并对各自的误码率性能进行了仿真分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 RFID系统在国内外的发展现状
• 1.3 本文主要研究内容与结构安排
• 第2章 EPC C1G2 协议分析
• 2.1 前向链路
• 2.1.1 前向链路编码
• 2.1.2 前向链路调制
• 2.2 反向链路
• 2.2.1 反向链路编码
• 2.2.2 反向链路调制
• 2.3 本章小结
• 第3章 超高频RFID阅读器设计
• 3.1 发射机架构设计
• 3.2 接收机架构设计
• 3.2.1 现有的接收机架构分析
• 3.2.2 阅读器的接收机架构设计
• 3.3 基带解调方案设计
• 3.3.1 现有的基带解调方案分析
• 3.3.2 阅读器的基带解调方案设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 超高频RFID系统建模与仿真
• 4.1 功率分配分析
• 4.2 前向链路仿真与分析
• 4.2.1 前向仿真模型的建立
• 4.2.2 主要的仿真波形图
• 4.2.3 前向链路误码率性能仿真
• 4.3 反向链路仿真与分析
• 4.3.1 反向链路仿真模型的建立
• 4.3.2 反向链路误码率性能仿真
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢