基于Zynq平台的ISO 18000-6C超高频RFID协议分析和验证

发布时间：2017-05-26 22:12

  本文关键词：基于Zynq平台的ISO 18000-6C超高频RFID协议分析和验证，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物联网技术的不断发展,其核心的RFID (Radio Frequency Identification)技术也获得了更加广泛的应用。UHF频段的RFID产品因为工作距离远、访问速度快、标签价格优势明显以及防碰撞算法更加完善等优势而备受青睐。我国在超高频RFID通信协议和空中接口方面还没有自己成熟可靠的标准规范,而标准化制定与一致性测试认证需要完整的协议解析方案,因此提出一种符合UHF RFID协议要求的分析和验证方案具有重要的意义。本文结合ISO 18000-6C超高频RFID协议和Xilinx公司最新All ProgrammableSoC方案的Zynq平台,对ISO 18000-6C超高频RFID协议规定的通信链路的调制解调方式、编解码方式、命令和响应机制和碰撞仲裁算法进行了分析和验证。本文首先分析了当前最流行的ISO 18000-6C超高频RFID协议的物理层和标签识别层的特性,然后提出了一套基于Zynq平台的超高频RFID协议分析与验证方案。本验证方案分为射频模拟前端以及Zynq电路板卡组成的硬件电路、Zynq平台各种功能的IP核模块和驱动程序三个层次。通过对比分析超外差收发和直接变频两种电路结构的特点给出了基于直接变频的射频前端电路方案。设计搭建了Zynq平台系统,该系统由处理系统PS和可编程逻辑PL中的AXI总线互联、ADC和DAC控制、12C串行通信和ISO 18000-6C UHF RFID协议解析等IP核组成。UHF RFID协议解析IP核是本系统的关键组成部分,对构成该IP核的PIE编码模块、CRC校验模块、波形量化与滤波成型模块、发送控制逻辑、FM0解码模块和顶层控制状态机等部分的设计原理和仿真测试进行了详细描述,并给出了协议解析IP核的测试波形。利用Zynq系列的Zedboard板卡和ADI公司的FMCOMMS1射频前端电路进行了硬件验证平台的搭建,针对硬件平台进行了驱动程序的设计和调试,利用美国国家仪器公司的NI-VISN-100 RFID/NFC测试系统对系统功能进行了测试,系统达到了设计的要求。
【关键词】：Zynq ISO 18000-6C 超高频RFID 协议解析
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景10-12
• 1.1.1 超高频RFID协议标准的发展现状10-11
• 1.1.2 Xilinx Zynq-7000平台11-12
• 1.2 课题来源与研究内容12-13
• 1.3 课题研究意义13
• 1.4 本文的章节安排13-15
• 第二章 协议分析与验证方案15-32
• 2.1 ISO/IEC 18000-6C标准15-25
• 2.1.1 通信链路时序16-19
• 2.1.2 前向链路通信19-21
• 2.1.3 后向链路通信21-23
• 2.1.4 循环冗余校验23-24
• 2.1.5 防冲突算法24-25
• 2.2 协议分析与验证系统方案25-28
• 2.3 中频方案选择28-31
• 2.3.1 超外差方案28-29
• 2.3.2 零中频方案29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 Zynq平台系统构建32-45
• 3.1 本系统Zynq平台方案32-35
• 3.1.1 Zynq平台设计方案结构32-34
• 3.1.2 Zynq平台简介34-35
• 3.2 AXI4总线互联模块35-40
• 3.3 串行通信控制模块40-41
• 3.4 ADC和DAC控制模块41-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 UHF RFID协议解析IP核设计45-69
• 4.1 UHF RFID协议解析IP核顶层结构45-47
• 4.2 发送模块设计47-58
• 4.2.1 PIE编码模块47-51
• 4.2.2 CRC校验模块51-53
• 4.2.3 发送控制逻辑53-55
• 4.2.4 波形成型滤波器55-58
• 4.3 接收模块设计58-61
• 4.4 控制状态机设计61-68
• 4.4.1 控制状态机设计原理61-65
• 4.4.2 协议解析IP核通信示例65-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 系统验证与测试69-79
• 5.1 系统IP核集成69-71
• 5.2 驱动程序设计71-73
• 5.3 硬件验证平台搭建73-76
• 5.3.1 发射电路73-75
• 5.3.2 接收电路75
• 5.3.3 验证平台搭建75-76
• 5.4 系统联调与测试76-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 攻读硕士学位期间发表论文及参与项目85-86
• 附件86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 胡一凡;;RFID射频识别技术综述[J];计算机时代;2006年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 栗华;UHF RFID多标签防碰撞算法的研究与性能分析[D];山东大学;2011年

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本文编号：398250