超高頻rfid讀寫器的設計畢業(yè)論文.doc

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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書超高頻rfid讀寫器的設計畢業(yè)論文目錄引言1第一章RFID技術的簡介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技術系統(tǒng)的組成41.3RFID系統(tǒng)的技術標準51.3.1ISO/IEC標準51.3.2EPCglobal標準61.4論文結(jié)構安排：6第二章RFID系統(tǒng)的方案設計72.1性能指標基本要求72.2讀寫器總體方案設計82.2.1RFID讀寫器的組成結(jié)構82.3主控器的選擇方案92.3.1C8051F340單片機主要特性92.3.2C8051F340單片機的內(nèi)部結(jié)構圖102.4射頻收發(fā)芯片

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

3、1動態(tài)幀時隙算法工作過程295.1.1標簽估算方法如下29內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書5.1.2動態(tài)幀時隙防碰撞算法仿真過程305.1.3動態(tài)幀時隙防碰撞算法仿真流程圖315.2吞吐量和吞吐率315.3動態(tài)幀時隙算法的仿真結(jié)果32結(jié)論34附錄35參考文獻38謝辭39內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書引言射頻識別技術是無線電頻率識別的簡稱，RFID（RFIDRadioFrequencyIdentification）系統(tǒng)常見的頻率有低頻、高頻、超高頻和微波等。射頻識別是一種重要的新興的自動識別技術。由于超高頻RFID不需要視距通信，能夠承受嚴酷的物理環(huán)境，并能保證低成本和高效能操作以

4、及多標簽的同時識別能力。因此他具有條形碼技術、光學字符識別系統(tǒng)、智能卡和生物測定學（聲音、指紋和視網(wǎng)膜）等其他識別系統(tǒng)沒有所沒有的優(yōu)點。而且與其他頻段相比，超高頻RFID閱讀器系統(tǒng)的特點是：讀寫距離遠、多標簽讀寫速度快、抗干擾能力強、適應物體的告訴運動、性能好。近幾年來，國內(nèi)外對UHFRFID讀寫器進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計上。許多公司推出了功能強大的UHFRFID讀寫器芯片，這些讀寫器芯片與已有的基礎設施能很好的兼容。此外，一些可工作在復雜環(huán)境下的工業(yè)級大型讀寫器也被開發(fā)出來，這種讀寫器在讀寫距離、讀取標簽數(shù)量、和使用壽命等性能上都更優(yōu)秀。目

5、前，國外對讀寫器研發(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標準、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，所以被廣泛的應用于各種UHFRFID系統(tǒng)中。當前，該讀寫器芯片及其支持軟件已經(jīng)構成了整個第二代超高頻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。該讀寫器接收機的靈敏度為．70dBm，線性度為18．5dBm，具有較強的抗干擾能力。此外，發(fā)射機的輸出功率為4dBm，使讀寫器具有較遠的工作距離。(3)201O年，Impinj公司在原有的R1000芯片基礎上，開發(fā)出了最新款的R2000芯片。與R1000相比，Indy40內(nèi)蒙古工業(yè)大學畢業(yè)設計說明書R2000芯片增加了載波消除功能，所以它的抗干擾能力更強。同時它還擁有更快的數(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雜的工業(yè)級UHFRFID讀寫器的應用。(4)2011年，SanaeNakao等人開發(fā)出了一款既能讀寫無源電子標簽也能讀寫有源電子標簽的UHFRFID便攜式讀寫器。該讀寫器具有很高的靈敏度。在與無源標簽通信時，它的靈敏度為．86dBm；與有源標簽通信時，它的靈敏度-92dBm。國內(nèi)的很多研究機構也一直致力于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，武漢大學提出了一種基于IntelR1000芯片的UHFRFID讀寫器設計方案。該讀寫器采用了IntelR1000收發(fā)器