基于ARM9超高频读写器硬件测试平台的设计

论文摘要

射频识别技术（RFID）是二十世纪八十年代兴起的一种发展极为迅速的非接触式自动识别技术。与其它识别技术相比，RFID技术具有操作方便、存储数据量大、保密性好、对环境适应性强、识别距离远、识别速度快、使用寿命长等优点。已经广泛应用于证件管理、高速公路收费、物流管理、产品跟踪等众多领域。论文介绍了射频识别技术的原理和应用领域，UHF频段空中接口国际标准ISO18000-6B和国内UHF RFID技术的相关标准。着重论述了超高频读写器控制模块和射频模块的系统结构。针对超高频读写器的标签处理能力和防冲突性进行了研究。由于各个厂家生产的超高频读写器受专利的保护，硬件平台无法开放公开。本文是基于ISO18000-6Type B型协议，设计了一种超高频读写器的测试硬件平台。测试平台选用ARM9的S3C2440处理器作为系统的控制部分，在开发环境ADS1.2下通过汇编语言和C语言进行模块化设计编程来控制系统的编码解码、防碰撞算法以及系统的通讯过程。利用VB6.0完成上位机的操作界面设计。在测试平台的射频模块中，对所选芯片应用Protel99SE软件完成了各芯片相关外围电路的设计，该模块完成了发射系统和接收系统的原理图设计。采用Codeloader4软件对系统的频率合成器进行了配置，使频率合成器输出合适的本振频率。最后应用射频电路设计与仿真软件ADS2009对系统的增益、接收功率、输出功率、噪声系数以及网络匹配进行了仿真分析。仿真结果表明，在800/900MHz频段所规定的各个性能都能满足系统的要求，实现了超高频读写器测试的主要功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 RFID 技术概述
• 1.2 RFID 技术的应用
• 1.3 选题的意义和目的
• 1.4 课题工作与论文结构
• 1.4.1 课题工作
• 1.4.2 论文结构
• 2 RFID 系统的组成与标准
• 2.1 RFID 系统组成
• 2.2 RFID 系统工作的原理
• 2.2.1 电磁场的基本理论
• 2.2.2 数据传输原理
• 2.3 RFID 标准
• 2.3.1 空中接口协议 IS0/IEC18000
• 2.3.2 IS0/IEC18000-6B 协议
• 2.3.3 我国 UHF RFID 技术相关标准与规定
• 3 超高频读写器结构与指标
• 3.1 超高频读写器的结构及其功能
• 3.2 射频模块的指标
• 3.2.1 增益
• 3.2.2 灵敏度
• 3.2.3 动态范围
• 4 读写器硬件部分的设计
• 4.1 控制部分的设计
• 4.1.1 ARM 处理器简介
• 4.1.2 ARM920T 简介
• 4.1.3 S3C2440 处理器介绍
• 4.2 射频模块的设计
• 4.2.1 频率合成器设计
• 4.2.2 射频发射系统设计
• 4.2.3 射频接收系统设计
• 4.2.4 通讯接口设计
• 5 读写器软件部分的设计
• 5.1 编程思想及编程语言的选择
• 5.2 上位机软件设计
• 5.3 控制部分软件设计
• 5.3.1 S3C2440 串口通信
• 5.3.2 编码解码程序设计
• 5.3.3 看门狗电路程序设计
• 5.3.4 防碰撞算法程序设计
• 5.3.5 主程序设计
• 6 读写器系统仿真
• 6.1 软件介绍
• 6.2 发射系统仿真
• 6.2.1 功率增益预算
• 6.2.2 匹配网络分析
• 6.3 接收系统仿真
• 6.3.1 噪声系数分析
• 6.3.2 功率增益预算
• 6.3.3 频域分析
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 软件部分代码
• 在学研究成果
• 致谢