超高频射频识别系统阅读器的研究与设计

摘要

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID），是一种利用射频信号和空间耦合的传输特性，实现对目标对象非接触自动识别的技术。它可同时识别多个目标，具有读写灵活、速度快、安全性能高等优点，无须人工干预，可自动工作于各种恶劣环境。
　　本文在研究超高频射频识别阅读器系统工作原理和相关技术标准的基础上，对阅读器体系结构进行分析，设计了一种基于ISO18000_6C标准的阅读器。阅读器设计包括数字基带和射频两个部分。
　　数字基带部分为软件设计，采用VHDL硬件描述语言。前向链路为阅读器对标签发送的命令进行PIE编码，通过设计数据缓冲器实现两种不同速率的码元编码，仿真结果表明方案有效可行；反向链路为阅读器对标签返回的密勒调制副载波进行解码，设计了有限状态机，构思严谨，检错能力强。射频部分为硬件设计，采用锁相环频率合器提供前向和反向链路的本振信号，前向链路创新地运用PIN二极管作为高频电控开关，实现了基带信号的ASK调制，并经过功率放大形成最终发射信号，信号输出中心频率910MHz，输出功率大于1W，调制度大于90％，射频输出具有很好的稳定度；反向链路采用IQ正交双通道零中频接收机，对接收信号进行混频滤波放大后，通过比较器进行电平判决，还原出基带信号，信号占空比基本保持50%，误差不超过10%，通过 ADS软件仿真和硬件测试，验证了设计的正确性，符合ISO18000_6C协议要求。

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第一章 绪论

1.1 RFID技术背景

1.2 RFID发展现状

1.3自动识别技术简介

1.4 RFID应用领域

1.5本文工作安排

第二章 RFID系统及其标准协议分析

2.1 RFID系统组成及工作原理

2.2 RFID系统应用频段和协议标准

2.3阅读器系统结构

2.4本章小结

第三章 阅读器数字基带系统软件设计

3.1设计参数确定

3.2发送模块设计

3.3接收模块设计

3.4本章小结

第四章 阅读器射频收发链路设计

4.1阅读器系统结构

4.2设计指标

4.3收发通道隔离

4.4 PLL频率合成器

4.5发送链路设计

4.6接收链路设计

4.7本章小结

第五章 阅读器射频收发链路仿真及测试

5.1 ADS软件介绍

5.2阅读器射频发送链路仿真分析

5.3阅读器射频接收链路仿真分析

5.4阅读器射频收发链路硬件测试

5.5本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢