基于数字合成（DDS）技术的频率自适应RFID识读器设计

摘要

射频识别(Radio Frequency I dentification，RFID)，又称电子标签(E-Tag)，是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。在飞速发展的信息技术时代，RFID广泛应用在物流管理、交通运输、工业控制等方方面面，在国民经济中起发挥了巨大的作用。同时人们对于RFID系统进一步开发和完善工作也是目前科学研究的重点和热点之一，对于如何降低成本、提高效率、扩大其应用领域等方面都在进行积极的探索。 通过理论分析和实验验证表明，在传统的RFID识读系统中由于天线的谐振频率离散性，使得在天线辐射场能量传输不能达到最大化，因此降低了传输与工作距离。本文主要研究在射频识别器设计中的天线耦合方面的改进问题，提出了采用了基于DDS(Direct DigitalFrequency Synthesis)数字合成技术的自适应频率工作模式，自动搜索应答器的谐振工作频率，实现了识读器和RF卡片之间的频率最佳匹配。从而消除不同应答器的频率误差，最大限度扩展了RFID应用系统的使用距离。 本文重点对频率自适应识读器的基本实现方法和相关硬件电路以及PCB天线等部分进行了详细的分析与设计，阐述了基于AD9851和MF RC500的验证电路的软、硬件设计过程。通过验证结果表明，设计的自适应识读系统工作稳定、可靠，达到了设计预期，为RFID系统的改进提供了有益的参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

1.3.1对RFID系统性能改善

1.3.2主要研究范围

第2章RFID系统概述

2.1非接触式IC卡的技术分类与国际标准

2.1.1基本的RFID系统的组成

2.1.2 RFID系统的国际标准和分类

2.2 MIFARE非接触式IC卡系统介绍

2.2.1 MIFARE 1非接触式IC卡的总体描述

2.2.2 MIFARE 1非接触式IC卡的功能组成

第3章DDS直接数字合成技术

3.1 DDS的原理

3.1.1 DDS的基本理论

3.1.2 DDS的基本结构

3.1.3 DDS的性能分析

3.1.4本设计中对DDS电路的基本要求

3.2常用DDS芯片与应用

3.2.1主要DDS生产厂家与产品

3.2.2 DDS技术的应用

第4章频率自适应RFID识读器的软硬件设计

4.1应答器天线谐振频率离散性与频率自适应技术

4.1.1影响RF识读器卡片参数的因素

4.1.2实现最佳谐振频率匹配的方法

4.2系统硬件功能划分

4.3 MF RC500识读模块介绍

4.3.1概述

4.3.2读写器电路组成

4.3.3 RC 500识读器外围电路分析与设计

4.3.4 MCU控制电路设计

4.4 AD985 1扫频载波发生电路

4.4.1 AD9851 DDS芯片介绍

4.4.2 DDS电路设计

4.5系统软件设计概述

4.5.1需求分析

4.5.2 AD9851驱动程序

4.5.3 RC500驱动程序

第5章系统验证的测试

5.1设计验证

5.2主要指标

结论

致 谢

参考文献

附图

附录：主要程序清单