基于ISO 18000-6的RFID标签数字系统及防冲突实现

论文摘要

RFID（Radio Frequency Identification）即射频识别技术,是20世纪90年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术,它综合了无线通讯、微电子、互联网等最新的信息技术,具有非接触、读写灵活、速度快、安全性高等优点,因此被广泛地应用于各类场合。现在RFID是自动识别领域最热门的技术,其迅猛的发展也引起了全世界众多研究机构的关注。但是国内RFID技术相对落后,研究设计RFID电子标签芯片及相关数模混合集成电路设计技术具有重要的理论和实际意义,市场前景巨大。RFID系统的全面开发与应用必须有统一的标准作为保障,目前全球制定RFID技术标准的机构较多,各标准之间不完全兼容,有关制定全球统一标准的问题已成为制约未来RFID技术发展的一个重要因素,标准的研究也成为RFID技术研究的一个热点。本文选取了具有代表性及全球影响力的国际标准ISO/IEC 18000-6为研究对象,这个标准针对的是UHF频段的RFID系统。本文对UHF频段的RFID系统设计中的一些关键技术进行了研究,在分析RFID技术原理、架构,比较各类协议的基础上,研究了常用的数字电路设计方法,针对RFID标签的特性,按照ISO/IEC 18000-6 Type B协议,设计了RFID标签数字系统,包括时钟同步、指令处理、读写模块及数据反馈共四个模块,并给出了软件、硬件验证测试结果。本文还对经测试后满足协议要求的芯片代码进行了逻辑综合,给出了时序和面积的综合报告。最后,论文按照Type C协议,设计出了RFID标签数字系统的同步时钟模快,并对Type C协议的防冲突算法进行了研究并实现不少于15张卡片的防冲突过程。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 射频识别技术综述
• 1.1 本选题的背景及意义
• 1.2 RFID射频识别技术的广泛应用
• 1.3 国内外应用和研究情况
• 1.4 本章小结及论文后续章节的内容
• 第二章 RFID的关键技术及标准
• 2.1 RFID系统关键理论及技术
• 2.1.1 电磁波及反射调制原理
• 2.1.2 通讯编码及调制解调
• 2.1.3 反碰撞算法
• 2.2 RFID标准及ISO/IEC 18000
• 2.3 ISO/IEC 18000-6 协议比较
• 2.3.1 ISO/IEC 18000-6 Type A协议
• 2.3.2 ISO/IEC 18000-6 Type B协议
• 2.3.3 ISO/IEC 18000-6 Type C协议
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于Type B的RFID标签数字系统设计
• 3.1 RFID系统组成
• 3.1.1 射频模拟前端电路系统架构
• 3.1.2 数字电路系统框架
• 3.2 RFID标签数字系统各模块实现
• 3.2.1 时钟同步模块
• 3.2.2 指令处理模块
• 3.2.3 读写模块
• 3.2.4 数据反馈模块
• 3.3 Type B标签与读卡器通信时序
• 3.4 标签数字部分低功耗设计方法
• 3.5 软件验证结果
• 3.6 本章小结
• 第四章 RFID芯片测试与综合
• 4.1 验证开发平台及设计指标
• 4.1.1 RFID标签系统验证开发平台
• 4.1.2 Type B标签的主要设计指标
• 4.2 具体测试过程及验证结果
• 4.2.1 FPGA测试数字电路
• 4.2.2 标签数字模拟联合调试及波形结果
• 4.3 芯片综合
• 4.3.1 综合意义及过程
• 4.3.2 综合具体步骤
• 4.3.3 综合中需要注意的情况
• 4.3.4 综合结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 Type C协议标签数字部分时钟同步及防冲突实现
• 5.1 Type C协议简介
• 5.2 Type C协议时钟同步模块
• 5.2.1 时钟恢复及数据判定
• 5.2.2 Type C协议时钟同步仿真波形
• 5.3 Type C协议防冲突的实现
• 5.3.1 Type C协议防冲突及其算法
• 5.3.2 Type C防冲突过程于指令中的实现
• 5.3.3 Type C协议防冲突过程的实现及验证结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 后续工作与展望
• 参考文献
• 附录 英文缩略语表
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢