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HF和UHF RFID标签性能测试系统的设计

发布时间:2018-05-07 08:46

  本文选题:RFID + 高频RFID ; 参考:《山东大学》2017年硕士论文


【摘要】:RFID技术是完成物品身份识别的重要技术手段之一。随着21世纪初期随着信息技术革命和人工智能的持续发展,信息爆炸产生了巨大的社会推动力,无论是在IOT领域还是在大数据和人工智能领域,RFID都在物品信息数据获取中占据着极为关键的地位。射频识别是通过调制了的携带着有效信息的电磁场信号之间的通信,把附着在物品或者物品内部的标签上的数据进行传送,以实现特定物品的自动识别和追踪的功能,RFID技术在HF段和UHF段具有不同的通信协议和不同的应用场景。随着RFID技术的进步和应用的增多,不同的应用现场对RFID标签性能的要求层出不穷,因此在对符合不同协议标准的RFID标签进行性能测试是一个具有重要研究意义的方向。标签性能包括标签在不同环境下的最小激活功率,最佳工作频率,读写距离,方向图等。当前工业界迫切需求针对不同的应用场景设计不同性能的标签,RFID标签的制造厂商和研究机构同样对RFID标签的性能提出了更多的需求。通过软件无线电的方法对不同厂商,不同协议,不同工作频率,不同规格,不同场景下RFID标签的性能测试,对标签的制造行业和应用场景选型和研究提供巨大的帮助。本文通过详解分析RFID标签和阅读器的通信过程,天线特征对标签性能的影响,实现了RFID标签性能测试系统的硬件框架设计,包括天线的设计,射频前端的方案选择,ZYNQ平台的使用,PCIe电路的设计和软件开发以性能测试算法和交互界面在X86主机上的软件实现。针对RFID标签性能测试系统在现场环境中的应用,提出了三种标签性能测试方法。结合高频ISO 14443A、ISO 14443B、ISO 15693标准以及超高频ISO 18000-6B、ISO 18000-6C标准的前向链路和后向链路的参数分析,展示并且分析软件在标签的发射功率,反向散射功率,标签方向性,标签读写距离等具体功能实现。标签性能测试效果通过主机Windows平台下的MFC上位机以波形、图标、表格,人机操作的方式展示。
[Abstract]:RFID technology is one of the important means to complete the identification of objects. With the information technology revolution and the continuous development of artificial intelligence in the early 21st century, the information explosion has produced a huge social impetus. Whether in the field of IOT, big data and artificial intelligence, it plays a key role in the acquisition of information data. Radio frequency identification (RFID) is the transmission of data attached to an object or a label inside an article by means of a modulated communication between electromagnetic signals carrying valid information. RFID technology has different communication protocols and different application scenarios in HF and UHF segments to realize automatic identification and tracking of specific items. With the development of RFID technology and the increase of its application, the performance requirements of RFID tags in different application fields emerge endlessly. Therefore, it is an important research direction to test the performance of RFID tags that meet different protocol standards. Tag performance includes minimum active power, optimal working frequency, read and write distance, pattern, etc. At present, there is an urgent need for manufacturers and research institutions to design RFID tags with different performance in different application scenarios and put forward more demands on the performance of RFID tags. Through the method of software radio, it can be used to test the performance of RFID tags in different manufacturers, different protocols, different working frequencies, different specifications, different scenarios, and provide a great help for the selection and research of label manufacturing industry and application scenarios. In this paper, the communication process between RFID tag and reader is analyzed in detail, and the effect of antenna characteristics on tag performance is analyzed. The hardware frame design of RFID tag performance testing system is realized, including the design of antenna. The use of ZYNQ platform for RF Front-end the design and software development of PCIe circuit are implemented on X86 host computer with performance testing algorithm and interactive interface. Aiming at the application of RFID tag performance test system in field environment, three tag performance testing methods are proposed. Combining with the parameter analysis of the forward link and backward link of the high frequency ISO 14443A / ISO 14443BU ISO 15693 and UHF ISO 18000-6BISO 18000-6C standard, the transmission power, backscatter power and label directivity of the software are displayed and analyzed. Tag read and write distance and other specific functions. The tag performance test results are displayed by the MFC PC under the host Windows platform in the form of waveforms, icons, tables and man-machine operation.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.44

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本文编号:1856254

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