基于FPGA的符合ISO 18000-6C标准的RFID读写器数字基带系统设计

摘要

随着物联网技术的在各个领域的推广，射频识别（RFID）越来越受到人们的重视。RFID技术以其识别速度快，数据容量大，识别距离远等特点迅速地应用在各个领域。ISO/IEC18000-6C协议的出现为RFID技术带来了新鲜的活力，符合ISO/IEC18000-6C协议的超高频RFID读写器的研究成为该领域内的重点。因此，研究和设计一款基于FPGA来实现的UHF RFID读写器具有很大的应用意义。
　　本文基于ISO/IEC18000-6C协议，并利用FPGA设计了RFID阅读器数字基带系统，完成了以下主要内容：
　　1.对当前的超高频协议做了介绍并详细分析了ISO/IEC18000-6C协议，对协议中的编码技术，数据校验方式，读写器命令及标签状态，防碰撞技术作了介绍。在此基础上提出了本次设计的数字基带系统的指标。
　　2.在分析读写器整体框架的基础上，设计出了数字基带系统的整体框架。数字基带系统包含PIE编码模块，FM0解码模块、CRC校验模块，并串转换模块，防碰撞模块、滤波器、协议控制模块和通信接口模块。其中详细分析了RFID系统中的防碰撞算法，并对协议中的防碰撞算法做了改进，改进后的算法性能优于协议中算法。
　　3.采用自上向下的设计方法用VerilogHDL语言设计出整个数字基带系统，并用Xilinx公司的ISE软件进行了综合。所有模块采用Modelsim软件进行了功能仿真。所有模块采用spartan6系列的XC6SLX16芯片实现，并用spartan6系列的FPGA开发板进行验证，经验证功能正确。
　　4.对整个数字基带系统进行了仿真和FPGA验证，经验证设计的数字基带系统功能符合要求，完成设计指标中的内容。

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第一章 绪论

1 .1 课题研究背景及意义

1 .2 国内外研究现状

1 .3 本文的主要内容及章节安排

第二章 基于FPGA的RFID读写器数字基带系统设计

2 .1 I SO/IEC 1 800 0-6 C协议介绍

2 .2 I SO/IEC 1 800 0-6 C协议分析

2 .3 设计技术指标

2 .4 读写器的数字基带系统结构

2 .5 本章小结

第三章 基于FPGA的RFID读写器数字基带模块设计

3 .1 P IE编码模块

3 .2 F M0解码模块

3 .3 C RC校验模块

3 .4 协议控制模块

3 .5 通信接口模块与并串转换模块

3 .6 滤波器

3 .7 防碰撞算法的改进及实现

3 .8 数字基带系统的整体实现

3 .9 本章小结

第四章 测试结果与分析

4 .1 F PGA验证流程

4 .2 系统测试平台

4 .3 各个模块的仿真与验证

4 .4 数字基带系统整体仿真与测试

4 .5 本章小结

第五章 总结与展望

5 .1 全文总结

5 .2 展望

致谢

参考文献