多协议UHF RFID基带信号IP核的设计与实现

摘要

随着科技的进步与发展，便捷性成为人们对提高生活水平的最先关注点，由此衍生出各种各样的新兴产业，RFID技术便是其中之一。
　　 RFID(Radio-Frequency Identification)即无线射频识别技术，是指利用射频信号来进行非接触式通信并且达到对象识别的目的的技术。自二十世纪九十年代以来，RFID技术迅速发展起来，技术越来越复杂，应用范围越来越广泛[1]。超高频RFID指的是工作频率在860MHz～960MHz频段范围内的RFID系统，这种RFID系统具有读写距离远、读写速率快、电子标签成本低、可同时盘存多张电子标签等优点，已经逐渐在RFID世界中占有了一席之地。随着对超高频RFID认识的加深，我国也开始注重了对超高频RFID系统，尤其是超高频RFID读写器的研究与应用，并进行了大力推广。
　　 但由于相对来说起步较晚，技术水平落后等原因，我国业界在超高频RFID研发与应用等领域内仍处于追赶阶段，对于超高频读写芯片的设计等关键技术的掌握还远未成熟。基于此，提出了设计一个成本低廉，同时且具有可裁剪性和可复用性的多协议UHF RFID基带信号IP核，最终目的是开发出具有自主知识产权的超高频RFID技术，实现ISO/IEC18000-6B和ISO/IEC18000-6C协议规范所规定的超高频RFID系统读写器的研制。
　　 本课题则是多协议超高频RFID读写器基带SoC设计的一个关键部分，着重于开发超高频RFID读写器协议处理部分的关键技术，通过使用verilog语言对整个IP核进行模块化设计后和功能仿真后，最终需要在硬件平台Altera公司的DE2-115开发板上实现对IP核的设计验证，通过与射频板的配合，最终实现对符合ISO/IEC18000-6B和ISO/IEC18000-6C两种协议的电子标签的操作。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 UHF RFID概述

1．1．1 RFID技术简介

1．1．2 UHF RFID发展情况

1．1．3 ISO／IEC 18000-6标准体系简介

1．2 UHF RFID技术

1．3 课题来源及介绍

1．4 章节安排

第二章 ISO／IEC18000-6B与ISO／IEC18000-6C协议解析

2．1 ISO／IEC18000-6B协议介绍

2．1．1 前向链路

2．1．2 反向链路

2．1．3 命令过程

2．1．4 防碰撞算法

2．2 ISO／IEC18000-6C协议介绍

2．2．1 前向链路

2．2．2 反向链路

2．2．3 连接定时

2．2．4 防碰撞算法

2．3 CRC校验

2．4 本章小结

第三章 UHF多协议RFID IP核的设计与实现

3．1 UHF多协议RFID IP核

3．1．1 多协议超高频RFID读写器基带SoC

3．1．2 UHF多协议RFID IP核的功能

3．2 UHF多协议RFID IP核的模块设计

3．3 IP核各模块的设计

3．3．1 接口模块

3．3．2 时钟分频模块

3．3．3 发送逻辑模块

3．3．4 接收逻辑模块

3．3．5 编码模块

3．3．6 CRC16发生与逻辑校验模块

3．3．7 CRC5发生逻辑模块

3．3．8 解码模块

3．4 本章小结

第四章 验证平台的搭建

4．1 验证背景介绍

4．1．1 IP核设计流程

4．1．2 硬件验证

4．2 硬件平台介绍

4．2．1 DE2-115介绍

4．2．2 射频板的搭建

4．3 实验方法

4．3．1 软件验证方法

4．3．2 硬件平台的连接

4．4 本章小结

第五章 验证结果

5．1 软件仿真波形

5．1．1 前向链路生成波形

5．1．2 反向链路解码过程

5．1．3 IP核与电子标签模拟模块的交互过程

5．2 硬件测试结果

5．2．1 盘存ISO／IEC18000-6B协议电子标签

5．2．2 盘存ISO／IEC18000-6C协议电子标签

5．2．3 对ISO／IEC18000-6C协议电子标签的防碰撞验证

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 今后工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间科研成果及参与项目