超高頻rfid讀寫器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書超高頻rfid讀寫器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄引言1第一章RFID技術(shù)的簡(jiǎn)介31.1RFID系統(tǒng)的分類31.1.1根據(jù)RFID讀寫器的工作頻率可以劃分為下述頻段31.2RFID技術(shù)系統(tǒng)的組成41.3RFID系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)51.3.1ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)51.3.2EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)61.4論文結(jié)構(gòu)安排：6第二章RFID系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)72.1性能指標(biāo)基本要求72.2讀寫器總體方案設(shè)計(jì)82.2.1RFID讀寫器的組成結(jié)構(gòu)82.3主控器的選擇方案92.3.1C8051F340單片機(jī)主要特性92.3.2C8051F340單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖102.4射頻收發(fā)芯片

2、選型方案102.5RFID的通信標(biāo)準(zhǔn)方案EPCGen-2標(biāo)準(zhǔn)112.5.1Gen-2使用特性的概述122.5.2物理層通信特性122.5.3標(biāo)簽的狀態(tài)機(jī)12第三章硬件電路的設(shè)計(jì)143.1控制模塊硬件電路設(shè)計(jì)143.2射頻模塊硬件電路的設(shè)計(jì)153.3時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)163.4USB接口電路173.5外部存儲(chǔ)電路183.6提示電路的設(shè)計(jì)193.7復(fù)位電路203.8電源電路的設(shè)計(jì)21第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)234.1系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)234.1.1系統(tǒng)軟件主流程圖234.2標(biāo)簽防碰撞算法介紹244.2.1基于ALOHA的協(xié)議24圖4-3時(shí)隙算法示意圖25第五章系統(tǒng)防碰撞算法仿真實(shí)現(xiàn)295.

3、1動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙算法工作過(guò)程295.1.1標(biāo)簽估算方法如下29內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書5.1.2動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙防碰撞算法仿真過(guò)程305.1.3動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙防碰撞算法仿真流程圖315.2吞吐量和吞吐率315.3動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙算法的仿真結(jié)果32結(jié)論34附錄35參考文獻(xiàn)38謝辭39內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書引言射頻識(shí)別技術(shù)是無(wú)線電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱，RFID（RFIDRadioFrequencyIdentification）系統(tǒng)常見(jiàn)的頻率有低頻、高頻、超高頻和微波等。射頻識(shí)別是一種重要的新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。由于超高頻RFID不需要視距通信，能夠承受嚴(yán)酷的物理環(huán)境，并能保證低成本和高效能操作以

4、及多標(biāo)簽的同時(shí)識(shí)別能力。因此他具有條形碼技術(shù)、光學(xué)字符識(shí)別系統(tǒng)、智能卡和生物測(cè)定學(xué)（聲音、指紋和視網(wǎng)膜）等其他識(shí)別系統(tǒng)沒(méi)有所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。而且與其他頻段相比，超高頻RFID閱讀器系統(tǒng)的特點(diǎn)是：讀寫距離遠(yuǎn)、多標(biāo)簽讀寫速度快、抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)物體的告訴運(yùn)動(dòng)、性能好。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)UHFRFID讀寫器進(jìn)行了許多深入的研究，這些研究主要集中在讀寫器的芯片設(shè)計(jì)上。許多公司推出了功能強(qiáng)大的UHFRFID讀寫器芯片，這些讀寫器芯片與已有的基礎(chǔ)設(shè)施能很好的兼容。此外，一些可工作在復(fù)雜環(huán)境下的工業(yè)級(jí)大型讀寫器也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，這種讀寫器在讀寫距離、讀取標(biāo)簽數(shù)量、和使用壽命等性能上都更優(yōu)秀。目

5、前，國(guó)外對(duì)讀寫器研發(fā)主要取得以下一些成果：(1)2007年，Intel公司推出了符合ISO18000—6TypeC協(xié)議以及支持EPCClasslGen2標(biāo)準(zhǔn)、具有密集型讀取模式(DenseReaderMode，DRM)的超高頻讀寫器芯片R1000。該芯片實(shí)現(xiàn)了讀寫器射頻部分和數(shù)字基帶部分的高度集成，具有低功耗、集成度高、低成本等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛的應(yīng)用于各種UHFRFID系統(tǒng)中。當(dāng)前，該讀寫器芯片及其支持軟件已經(jīng)構(gòu)成了整個(gè)第二代超高頻RFID讀寫器系列的核心，可支持從近距離的嵌入式模塊到遠(yuǎn)距離門式讀寫器的廣泛用。(2)2007年，IckiinKwon等人研究出了一款CMOS單

6、片集成的便攜儀UHFRFID讀寫器。通過(guò)采用單天線直接耦合的方式，把射頻模塊和數(shù)字基帶模塊集成在一塊面積只有4．5×5．3mm2的：芯片上，降低了讀寫器的成本和尺寸。該讀寫器接收機(jī)的靈敏度為．70dBm，線性度為18．5dBm，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。此外，發(fā)射機(jī)的輸出功率為4dBm，使讀寫器具有較遠(yuǎn)的工作距離。(3)201O年，Impinj公司在原有的R1000芯片基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出了最新款的R2000芯片。與R1000相比，Indy40內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書R2000芯片增加了載波消除功能，所以它的抗干擾能力更強(qiáng)。同時(shí)它還擁有更快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力和更加智能的本地處理能力，

7、甚至能夠支持較為復(fù)雜的工業(yè)級(jí)UHFRFID讀寫器的應(yīng)用。(4)2011年，SanaeNakao等人開(kāi)發(fā)出了一款既能讀寫無(wú)源電子標(biāo)簽也能讀寫有源電子標(biāo)簽的UHFRFID便攜式讀寫器。該讀寫器具有很高的靈敏度。在與無(wú)源標(biāo)簽通信時(shí)，它的靈敏度為．86dBm；與有源標(biāo)簽通信時(shí)，它的靈敏度-92dBm。國(guó)內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)也一直致力于UHFRFID讀寫器的研究，并取得許多研究成果，主要表現(xiàn)在：(1)2009年，武漢大學(xué)提出了一種基于IntelR1000芯片的UHFRFID讀寫器設(shè)計(jì)方案。該讀寫器采用了IntelR1000收發(fā)器