基于AVR的RFID阅读器和应答器的设计研究与实现

摘要

作为一种非接触式的自动识别技术,射频识别(RFID)技术利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递,并通过所传递的信息达到识别的目的。同其它识别技术相比,射频识别技术具有很多优点,在诸多领域中得到应用,并且具有巨大的发展和应用潜力。这使得RFID系统关键部分的阅读器和应答器的设计和研究变得十分紧要和迫切,其研究和发展对RFID技术的成熟和广泛应用具有很高的实际价值。
　　 本课题利用RFID技术,基于RFID的工作原理设计一个无线汉字识别系统,实现汉字信息经阅读器以无线方式向无源电子标签(本设计中的应答器)传输,汉字信息在应答器中存储,阅读器读取应答器内存储的汉字信息并在液晶板上显示出来的功能。具体研究如下:
　　 本文在分析了RFID系统工作原理的基础上,结合本课题设计的目标要求,确定了系统的总体方案;以低功耗AVR单片机ATmega168V为控制核心,采用2ASK方式调制,用线圈电磁耦合来完成应答器与阅读器之间信息与能量的传输,进而实现短距离半双工通信;片上实现了T9拼音输入法输入汉字,采用PS2键盘与单色240×128图形液晶作为人机交互设备;系统采用高效率的丙类谐振功率放大器完成了应答器非电池供电、应答器掉电不丢失存储信息;完成了阅读器向应答器存入汉字、阅读器从应答器读取汉字、阅读器自擦除汉字信息等功能。
　　 最后,对所完成的阅读器和应答器的硬件和软件进行测试。分别对载波频率、传输距离、功率、识别时间和汉字输入能力进行了测试,测试结果表明本文所设计的无线汉字识别系统满足设计目标要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 RFID技术背景及研究的意义

1.2 RFID技术国内外研究现状

1.2.1 RFID技术国外研究现状

1.2.2 RFID技术国内研究现状

1.3 RFID技术在我国的发展趋势及应用

1.4 研究内容及论文结构

第2章 RFID原理及总体方案设计

2.1 引言

2.2 RFID技术简介

2.2.1 基本RFID系统的组成

2.2.2 RFID的基本工作原理

2.2.3 RFID的分类

2.3 总体方案设计

2.4 本章小结

第3章 阅读器和应答器的硬件设计

3.1 引言

3.2 调制方式的选择

3.3 应答器控制芯片选择

3.4 阅读器控制芯片选择

3.5 载波频率及功放电路的选择

3.5.1 载波频率的选择

3.5.2 功放电路的选择

3.6 线圈工作频率选择的理论分析与计算

3.6.1 线圈工作频率选择的理论分析

3.6.2 天线谐振回路的有关计算

3.7 阅读器与应答器间通信基本原理分析

3.8 阅读器电路分析及计算

3.8.1 包络检波器设计

3.8.2 滤波放大与比较器电路设计

3.8.3 丙类功放的设计

3.8.4 引言阅读器总电路原理图

3.9 应答器电路分析及计算

3.10 本章小结

第4章 RFID系统软件设计及测试

4.1 引言

4.2 单片机上T9拼音输入法的实现

4.3 阅读器与应答器之间互相通讯的协议

4.4 阅读器、应答器的软件设计

4.4.1 阅读器软件设计

4.4.2 应答器软件设计

4.5 RFID系统主要指标测试

4.5.1 载波频率的测试

4.5.2 传输距离、功率与识别时间的测试

4.5.3 汉字输入能力的测试

4.6 硬件整体实物图

4.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢