超高频RFID读写器设计

超高频RFID读写器设计

论文摘要

射频识别(RFID Radio Frequency Identification)技术起源于第二次世界大战,美军用于敌我飞机识别,从二十世纪八十年代开始快速发展。这种自动识别技术利用无线信号来交换数据,相比于其他的接触式自动识别技术来说,RFID技术在识别距离、工作环境和数据容量等方面有着明显的优势。随着集成电路技术的成熟和现代社会的需求,RFID技术正处于快速发展时期。本论文研究了RFID技术的基本原理、构造、工作频段、相关标准和发展现状,分析了广泛应用于物流行业的国际标准ISO/IEC18000-6B,并在此基础上做了以下工作:(1)现场实施应用超高频(UHF)RFID:实际调研了UHF RFID技术在烟草物流行业中的应用情况,并参与了UHF频段RFID技术在烟草物流行业的实施工作,了解了烟草物流行业的应用特点和实际需求;(2)提出了改进的防碰撞ALOHA算法:当多个电子标签同时发送数据时会产生碰撞现象,为了解决这一问题,在研究ALOHA、二进制树算法等RFID中常用的防碰撞算法的基础上,改进了ALOHA算法,开发了一种利用电子标签在时隙中的碰撞期望值和碰撞率的关系,结合查表方法的动态帧时隙ALOHA(DFSA)算法;(3)研究和仿真了无线射频收发系统:根据烟草物流行业的实际需求,研究了无线信号的发送、接收和获取,对比研究了各种无线接收机结构,对部分射频电路进行了仿真。(4)开发UHF RFID读写器样机:在以上研究的基础上,开发了符合ISO/IEC18000-6B的RFID读写器样机。在硬件设计中,选用NXP公司的ARM7控制器LPC2378作为主控制器,采用双通道零中频的接收机结构和开关调制ASK射频发射电路,选用合适的射频芯片来构建了射频通信电路。RFID读写器系统软件设计采用从顶向下的编程思想,将程序设计为多个模块来操作和调用。软件模块主要包括控制工作方式选择模块、发射和接收模块、编解码模块和协议解释模块等。防碰撞算法采用标准中的随机二进制算法。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 RFID技术简介
  • 1.2 国内外RFID技术的研究与发展
  • 1.3 论文的选题意义和主要内容
  • 第二章 RFID技术原理和标准
  • 2.1 RFID技术原理
  • 2.2 RFID标准概述
  • 2.3 ISO/IEC 18000-6B概述
  • 第三章 RFID技术中的防碰撞算法研究
  • 3.1 RFID防碰撞技术概述
  • 3.2 ALOHA算法及其改进
  • 3.3 改进的动态帧时隙ALOHA算法
  • 第四章 UHF频段RFID读写器实现方案和硬件开发
  • 4.1 应用环境
  • 4.2 读写器指标
  • 4.3 发射机方案
  • 4.4 接收机方案
  • 4.5 基带硬件电路
  • 第五章 UHF频段RFID读写器软件系统实现
  • 5.1 微控制器
  • 5.2 系统软件框架
  • 5.3 编解码及验证软件
  • 5.4 协议解释软件
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 项目的主要工作和结论
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间取得的成果
  • 附录
  • 相关论文文献

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