RFID技术在智能超市中应用问题研究

摘要

在智能化高速发展的今天,企业越来越依靠各种智能管理系统来实现营运。对于目前的超市管理系统,面临着各种各样管理上的难题。
　　本文研究了一种基于射频识别的智能超市管理系统,可以有效破解管理难题,提高服务质量和降低管理成本。射频识别技术(RFID,Radio Frequency Identification)是一种利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换目的的新技术,由它构建智能超市取代传统人工收费的管理办法。首先从整体上阐述了智能超市的概念和原理,论述了其构成,提出了基于射频识别技术的智能超市实现方案。对射频识别技术进行了深入研究,在此基础上,确定了915MHz无源射频识别技术的总体方案,对其基本组成和工作原理进行了介绍。探索了RFID技术在智能超市的应用,并通过分析论证了其可行性,同时,阐述了RFID在智能超市应用中亟待解决的关键问题。文中详细列举了衡量RFID读写器性能的三大指标,并阐述了提高读写器性能的途径。根据性能指标,研究了读写器系统总体结构,对高性能读写器的设计要点进行了重点分析。参照系统结构和设计要点,给出了读写器的数字基带、射频前端实现方案。数字基带采用FPGA+DSP的方案,射频前端的发射电路采用直接变换法方案、接收电路采用数字零中频方案;文中还给出了器件选型和原理图。进行了数据传输技术和完整性研究,指出软件设计的目标是不仅需要完成设定的功能,更需要高性能要求,保证数据的完整性,以满足智能超市的使用要求。分析了编码、解码及数据校验标准,用Verilog语言完成了代码的编写,并用QuartusⅡ进行了时序仿真。对数据完整性进行了介绍,并叙述了提高数据完整性的措施。最后,对RFID系统的防碰撞算法进行了研究,在全面学习二进制搜索算法的基础上,分析了各自的优缺点。
　　以现有算法的为基础,结合超市条形码特点,提出规则约束二进制搜索算法。在对这一算法原理详细阐述的基础上,通过算法分析与仿真,得到如下结论:规则约束二进制搜索算法能够满足基于RFID的智能超市使用,并且具有识别效率高等优点。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题概述

1.1.1 课题研究的背景介绍

1.1.2 课题研究的目的意义

1.2 课题的研究现状

1.3 课题的研究内容

第2章 基于RFID的智能超市原理

2.1 智能超市工作原理

2.1.1 智能超市的概念

2.1.2 智能超市的构成

2.2 射频识别技术基础

2.2.1 RFID基本组成

2.2.2 RFID工作原理

2.3 RFID在智能超市中应用问题

2.4 本章小结

第3章 RFID读写器硬件电路设计

3.1 系统方案设计

3.1.1 性能指标

3.1.2 系统结构

3.1.3 设计要点

3.2 数字基带设计

3.2.1 逻辑部分设计

3.2.2 控制器硬件设计

3.3 射频前端设计

3.3.1 发射电路硬件设计

3.3.2 接收电路硬件设计

3.4 本章小结

第4章 RFID数据传输与完整性研究

4.1 数据编码技术研究

4.1.1 数据编码标准

4.1.2 数据编码实现

4.2 标签解码技术研究

4.2.1 数据解码标准

4.2.2 数据解码实现

4.3 数据校验技术研究

4.3.1 数据校验标准

4.3.2 CRC算法原理

4.3.3 算法分析与实现

4.5 数据完整性研究

4.5.1 数据重发

4.5.2 抗干扰

4.6 本章小结

第5章 RFID防碰撞算法研究

5.1 防碰撞算法基础

5.1.1 防碰撞问题的提出

5.1.2 防碰撞算法的简介

5.1.4 商品标签编码

5.2 RFID常用防碰撞算法介绍

5.2.1 二进制搜索算法

5.2.2 动态二进制搜索算法

5.2.3 二叉树堆栈算法

5.3 规则约束二进制搜索算法

5.3.1 问题解析

5.3.2 规则约束

5.3.3 算法原理

5.3.4 算法分析

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

附录