基于ARM的远距离双频读卡器系统的研究

摘要

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。它利用射频信号的空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息的传递，并通过所传递的信息达到识别对象的目的。伴随着微电子技术的高速发展，射频识别技术的应用领域日益扩大，现已成功地运用于工业、交通运输及日常生活等众多方面。 论文课题的研究在学校与导师的支持下，融入到清华微电子所、北京华清益康科技有限公司的“LF&HF--远距离又频无源RFID系统”的科研工作中。我们设计的系统采用低频(LF，主频为125KHz)载波作为远距离无源双频卡的能量供应，用高频(HF，主频为13.56MHz)载波作为读卡器对双频卡的信号发送和接收。论文介绍了双频卡读卡器的基本工作原理及其特点，也分析了以ARM微处理器为基础平台的硬件开发环境。同时，也讨论了研究中所用到的天线技术、数据变换与编码等基本技术。 论文从硬件设计和软件开发两个方面介绍了远距离非接触式双频读卡器的设计原理、系统方案和技术实施细节。研究中采用EM公司的EM4094芯片做为高频“功率信号”传输的基本电子电路模块，配以不同的外围电路以及相应的软件，系统功能可满足不同的应用需要。由于仪器设计的小型化和低功耗等要求，促使我们最大限度发掘ARM技术实时高速的优点，研究成果“远距离双频读卡器系统”较好地完成了项目的各项技术指标。 随着这种基于ARM微处理器的双频读卡器在诸如电子征税系统、公共汽车识别与跟踪系统、联运集装箱识别系统、物品识别与追踪系统、访问安全与控制系统等众多领域的广泛应用，该技术将得到进一步的发展。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2射频识别系统发展概况

1.3论文创新内容与主要工作

1.4本文各章节主要内容概述

第二章射频识别系统的基本原理

2.1射频识别系统的工作原理

2.2射频标签的分类

2.3射频识别系统的耦合方式

2.4射频识别系统的分类

2.5能量和数据传送

第三章远距离双频读卡器系统方案设计

3.1引言

3.2系统方案设计

3.3微处理器模块设计

3.4串行通信电路设计

第四章远距离双频读卡器的射频部分硬件设计

4.1双频卡能量供应电路设计

4.2能量供应天线部分设计

4.3能量供应距离的测试

4.4射频读写模块电路设计

4.5功放部分电路设计

4.6接收电路设计

第五章读写器软件设计

5.1编程思想及编程工具的选择

5.2系统初始化模块

5.3射频卡与读写器通信模块

5.4主要程序说明

第六章总结

附录双频卡读卡器电路图

参考文献

作者在读期间科研成果介绍

致谢