基于EPC Class1 Gen2的读写器软件设计与实现

摘要

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种兴起于20世纪80年代的非接触的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID在本质上是物品标识的一种手段，它被认为将会最终取代现今应用非常广泛的传统条形码，成为物品标识的最有效方式。和其他RFID协议相比，Gen2具有可变的通信速率、可伪装的通信数据以及良好的防冲突性能，从而成为未来数年RFID发展的一个方向。本文以Gen2空中接口协议为对象，研究设计了一套能实现Gen2的软件模块，主要内容包括： (1)阐述RFID的发展以及RFID系统构成，对比了Gen2和其他通用的协议的优缺点； (2)提出读写器软件模块的划分以及关系框图，分析设计了应用程序接口模块、存储管理模块以及标签授权模块。每个模块都给出了详细的功能说明、设计思想以及设计流程或设计伪码； (3)分析Gen2.协议的各项功能，包括Gen2的物理链路层和标签协议层，并设计了实现Gen2协议的软件模块，内容包括数据编解码、标签读写、标签锁定、标签销毁，每项功能给出了相应的算法流程和算法说明。此外，详细设计了报告模式下的多标签读流程以及提高写标签成功率的方法； (4)测试了以本设计为软件代码的读写器的功能和性能，并对比设计要求对测试数据进行了分析。 经过实际的测试表明，本设计开发的软件模块能稳定有效地运行，以此为代码的读写器能准确快速地对Gen2标签进行操作，在读写准确度、读写成功率、读写距离、锁定以及销毁性能等指标上都达到设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.2选题背景以及研究方法

1.3论文构成

第2章射频识别系统及其标准协议

2.1 RFID系统的组成与工作原理

2.2射频识别系统的应用

2.3射频识别技术的标准协议

2.4本章小结

第3章读写器软件系统的设计

3.1软件模块结构

3.2应用程序接口模块的设计

3.2.1通信协议的设计

3.2.2应用程序接口模块扩展的探讨

3.3存储管理模块的设计

3.3.1数据存储结构的选择

3.3.2数据记录存储操作的实现

3.4标签授权模块设计

3.4.1标签授权码的计算

3.4.2标签授权及授权检测的实现

3.5本章小结

第4章EPC Class1 Gen2软件模块的分析与设计

4.1 EPC Class1 Gen2协议的层次划分

4.2读写器到标签的通信

4.2.1通信方式

4.2.2读写器信号编码方法设计

4.3标签到读写器的通信

4.3.1标签回波的组成结构

4.3.2回波解码方法的设计

4.4 EPC Class1 Gen2子模块的设计与实现

4.4.1 EPC Class1 Gen2使用的命令

4.4.2单标签读

4.4.3标签搜索

4.4.4多标签读

4.4.5报告模式下的多标签读

4.4.6标签数据区数据读取

4.4.7写标签

4.4.8标签区域的锁定

4.4.9标签销毁

4.5本章小结

第5章测试与分析

5.1测试平台的搭建

5.1.1测试平台搭建的方法

5.1.2测试平台搭建的要点

5.2标签读测试

5.2.1多标签UID列读

5.2.2单标签任意长度UID读取

5.2.3 User块数据读取

5.2.4带Mask位的User块数据读取

5.3标签写测试

5.3.1 UID写测试

5.3.2 User块数据写测试

5.3.3写成功率测试

5.4标签锁定测试

5.5读写距离测试

5.6结果分析

5.7本章小结

总结与展望

参考文献

附录

致谢