无线智能电子卡系统的研究

论文摘要

新经济时代信息技术的飞速发展正日益影响和深入改变人们的生产、生活。与人们日常生活衣食住行息息相关的无线智能电子卡已经大量普及与应用,国内外的科研院所和智能卡公司在开发和应用方面都投入大量的人力和物力,也取得具有美好前景的成果。无线智能电子卡的开发朝着人们使用方便、安全可靠、低功耗、低成本等方向发展,是信息技术重大革命的重要组成部分。本文以停车场系统应用为背景,通过理论研究和工程实践创新,开发设计出了新一代无线智能电子卡系统。该无线智能电子卡主要由红外接收模块、无线发射模块、无线唤醒接收模块、控制单元以及天线组成。停车场出入口的阅读器、主控器、摄像机和计算机完成对无线智能电子卡认证以及信息的采集,最终通过网络把对标识汽车身份的无线智能电子卡数据信息传送给管理中心。其中整个无线智能电子卡系统的创新工作主要包括:(1)采用无线触发唤醒的电源管理技术,以及采用减少系统静态功耗等措施,实现了无线智能电子卡系统的低功耗特性,大大延长了无线智能电子卡使用寿命和工作时间。(2)针对无线智能电子卡存在的稳定性问题,采用微带线理论以及重新设计电路的方法,解决了无线智能电子卡存在的频率点漂移、偏移以及杂波等因素导致的不稳定现象。(3)为无线智能电子卡系统设计出矩形微带天线以及具有方向性特点的四单元矩形微带天线阵,矩形微带天线能够灵敏接收阅读器唤醒信号,同时在该阅读器所属的一定区域范围内,四单元矩形微带天线阵发送信号能够唤醒无线智能电子卡工作,并避免了对区域以外的其它无线智能电子卡的干扰。无线智能电子卡作为车辆和车主信息的载体,具有低功耗、低成本、稳定性好、抗干扰强的特点,解决了目前无线智能电子卡在停车场系统应用中存在且一直未解决的一些问题,如临近车道干扰,信号不稳定等。所研究的无线智能电子卡系统实现了对车辆信息的有效检测监控,确保了整个停车场系统安全、自动、快捷的工作运行,并有助于促进整个社会的信息化与网络化建设和发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文选题背景
• 1.2 无线智能电子卡的标准
• 1.3 无线智能电子卡的国内发展现状
• 1.4 国外无线智能电子卡的发展现状
• 1.5 无线智能电子卡的分类
• 1.6 本文的主要章节安排与研究内容
• 第2章 基于射频识别技术的智能卡理论
• 2.1 无线射频识别系统构成
• 2.2 电磁场的基本理论
• 2.3 天线的基本概念与理论
• 2.4 信号的编码和调制
• 2.5 数据的可靠传输
• 2.6 多智能电子卡同时识别与系统防冲撞
• 2.7 射频识别技术的应用现状及发展趋势
• 2.8 本章小结
• 第3章 无线智能电子卡系统的稳定性
• 3.1 无线智能电子卡不稳定分析
• 3.1.1 无线智能电子卡频率点漂移与偏移
• 3.1.2 无线智能电子卡频率点偏移及杂波的出现
• 3.1.3 信号在传播中引起的不稳定
• 3.2 载波幅度调制电路的改进设计
• 3.3 无线智能电子卡的性能提高
• 3.4 本章小结
• 第4章 无线智能电子卡系统的天线设计
• 4.1 无线智能电子卡的矩形微带天线
• 4.1.1 矩形微带天线的分析
• 4.1.2 矩形微带天线的传输线模型
• 4.1.3 矩形微带天线的辐射场
• 4.2 矩形微带天线的仿真过程
• 4.3 四单元矩形微带天线阵设计
• 4.3.1 四单元矩形微带天线阵分析
• 4.3.2 四单元矩形微带天线阵馈电网络
• 4.3.3 四单元矩形微带天线阵的方向性
• 4.3.4 四单元矩形微带天线阵的阻抗匹配
• 4.4 本章小结
• 第5章 无线智能电子卡系统的低功耗设计
• 5.1 无线智能电子卡的工作原理
• 5.2 无线智能电子卡电路的低功耗设计
• 5.2.1 载波幅度调制电路
• 5.2.2 红外接收电路
• 5.2.3 无线唤醒信号接收电路
• 5.2.4 单片机的低功耗
• 5.3 无线智能电子卡软件的低功耗设计
• 5.3.1 动态调整二进制树形搜索法及实现
• 5.3.2 无线智能电子卡与阅读器的认证
• 5.3.3 无线智能电子卡与阅读器的程序设计
• 5.4 无线智能电子卡总体功耗的分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 无线智能电子卡系统的应用
• 6.1 无线智能电子卡停车场系统的原理
• 6.2 无线智能电子卡停车场网络化管理
• 6.3 无线智能电子卡的应用流程
• 6.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果