ISO/IEC15693协议电子标签读写器中频信号处理模块设计

论文摘要

射频识别(RFID)技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。近些年来，射频识别系统的应用领域日益扩大，现己涉及到人们日常生活的很多方面。一个典型的射频识别系统，它主要由电子标签、读写器、天线、主控机等几部分组成。本论文研究的是ISO／IEC15693协议电子标签读写器中频信号处理模块的设计，通过数字信号处理的方式，来获得更理想的基带信号以及更准确的碰撞判断。本论文设计的模块主要包括A／D转换、数字滤波器和信号合成判决三部分。A／D转换部分的目的是对中频模拟信号进行采样，并将其数字化，转变为数字信号，在采样频率满足Nyquist采样定理要求的情况下，本设计选取了一款具有超小型封装和极低功耗的ADC来实现该功能；数字滤波器部分实现的是选频功能，根据ISO／IEC15693协议电子标签读写器中频信号的特点，选用了两路并行的FIR数字滤波器，分别选通两个频率的有效信息；信号合成判决部分，主要是根据设定的阈值与已经幅值化了的信号进行比较，对数据的有效性和碰撞的发生做出判定，将有效数据形成基带信号输出，并在碰撞发生时给出提示。数字滤波器部分和信号合成判决部分采用FPGA来实现，论文中介绍了FIR数字滤波器的硬件实现方法——分布式算法，并对其实现和优化进行了讨论；信号合成判决部分主要是基于比较器来实现的，论文中详细讲解了它的比较方案。在论文的最后给出了模块的测试结果，并对本设计进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 RFID在国内外的发展及其现状
• 1.2 RFID频率划分与协议体系概述
• 1.3 ISO/IEC15693协议
• 1.3.1 通信方式
• 1.3.2 反碰撞
• 1.4 RFID系统分析
• 1.4.1 射频技术原理介绍
• 1.4.2 RFID系统组成
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 模块设计方案
• 2.1 A/D转换部分
• 2.1.1 Nyquist采样定理
• 2.1.2 ADC的选取
• 2.2 数字滤波器部分
• 2.3 信号合成判决部分
• 第三章 数字滤波器设计
• 3.1 数字滤波器的分类
• 3.2 FIR数字滤波器的基本结构
• 3.3 线性相位FIR系统的结构
• 3.4 FIR数字滤波器的硬件实现方法
• 3.4.1 分布式算法
• 3.4.2 分布式算法的优化
• 第四章 FPGA内部电路设计
• 4.1 FPGA发展基本概况
• 4.2 FPGA基本结构
• 4.3 FPGA设计步骤及其开发工具
• 4.4 模块设计方案的FPGA实现
• 第五章 模块设计总结
• 5.1 模块的测试波形
• 5.2 设计的小结
• 5.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文