声表面波无线辨识标签系统的研究

摘要

近年来，目标自动识别系统在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域得到了快速的普及和推广。自动识别方法的任务和目的是提供关于个人、动物、货物和商品的信息。为了满足社会发展的要求，非接触识别技术成为研究的重要内容之一。非接触识别已经逐步发展成为一个独立的跨学科的专业领域。这个专业领域与任何传统学科都不相同。它将大量来自完全不同专业领域的技术综合到一起：如高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护和密码学、电信、制造技术和许多专业应用领域。在众多的非接触识别方法中射频识别技术由于其：标签数据量大、机器可读性好、阅读速度快等优点成为未来目标自动识别技术发展的主要方向。 作为当前非接触识别技术中很有特色的一种，基于声表面波技术的辨识标签由于具有无线、无源、抗干扰能力强与传输距离长等特点，具有广泛的市场前景。 针对基于声表面波技术的自动识别系统设计中的问题，本文从基本原理入手， 从整体到局部，依次分析了辨识标签，收发机，数采系统和信号流程功能的实现等内容。 首先，基于对声表面波辨识标签的工作原理研究的基础上，对辨识标签设计中的各项参数的确定进行了分析，通过实验分析了声表面波辨识标签的性能，通过相应的信号处理电路和方法可以对反射信号进行处理和编码判断，从而能达到有效的目标辨识标签识别信号在传输过程中由于阻抗匹配、器件插损能因素，使得电磁波与收发机的耦合非常微弱，导致回波信号也十分微弱。这就要求遥测系统具有极高的信噪比、较高的信号通断比、非常稳定的信号源等一系列特点。本文根据收发机的测量原理，结合系统设计完成了具体电路的设计。 信号由收发机接收，通过I、Q解调之后，两路模拟信号将进入数据采集部分。数据采集部分利用AD采样后通过高速DSP处理器进行数据处理通过一定的算法判别从声表面波标签上获得的数据。同时数据采集部分也控制了收发机的工作流程。 本文对FPGA不同功能的设计，实现了信号经AD采样后直接进入DSP或通过双口RAM后进入DSP等不同方式的流程，使系统可以适应不同的信号处理需求。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2自动目标识别概况

1.2.1目标识别技术

1.2.2射频识别系统

1.2.3基于声表面波技术的目标识别系统

1.3声表面波技术概况

1.3.1声表面波及相关器件概况

1.3.2声表面波传感器概述

1.3.3声表面波器件的无线应用

1.4课题研究的内容

第二章 辨别标签

2.1声表面波辨识标签工作原理

2.2辨识标签的设计

2.2.1叉指换能器

2.2.2反射栅

2.3标签传感器的实验测量和分析

第三章 信号收发机系统

3.1收发机测量原理

3.2收发机设计思想

3.2.1判决电平和解调输出信噪比确定

3.2.2收发机灵敏度设计

3.3接收机的电路实现

第四章 数据采集与收发机控制系统

4.1双通道高速数据采集系统

4.2收发机控制部分

第五章 数据的采样与流程控制的设计

5.1设计语言(VHDL)与实现技术(FPGA)的选择

5.2基于Foundation的设计开发流程

5.3基于VHDL的信号流程控制的实现

5.3.1各功能模块的VHDL设计

5.3.2FPGA部分时钟系统的分析设计

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文