基于R2000高性能多天线RFID读写器的设计与实现

发布时间：2017-06-05 13:22

  本文关键词：基于R2000高性能多天线RFID读写器的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着信息技术的不断发展与进步,物联网技术得到了飞跃发展,并拥有广阔的应用前景。无线射频识别(RFID)作为物联网中的重要技术,其应用前景随着物联网技术的深入发展受到越来越多的关注。而随着低功耗和高性能集成射频收发芯片的不断推出,小型化、模块化、高性能的超高频RFID读写器也应运而生。本文在分析并总结当前市面上超高频RFID读写器普遍存在的问题后,提出了一款基于R2000射频收发芯片的高性能多天线结构的超高频RFID读写器,该读写器能够识别满足ISO 18000-6B\C空中接口协议的电子标签,读写器内部的上位机接收并处理标签返回的信息,通过网络实现标签信息的共享。本文首先简要介绍了论文的研究背景与意义,主要描述了RFID技术发展现状与研究趋势。接着,简述了超高频RFID系统结构及各个部分具体实现的功能,并结合本读写器的设计指标与需要实现的特殊功能阐述了电路设计方案。然后给出了基于R2000高性能多天线读写器硬件电路的详细设计过程,主要包括数字基带电路、射频收发链路两大部分,重点介绍了射频电路中的匹配滤波网络、功率放大电路、收发合一隔离度调节电路和多天线结构电路,并对射频部分PCB版图设计过程中的细节问题进行了说明;在系统软件设计方面上,结合本读写器的特点给出了特定功能的实现方法,并采用特殊标签与加密技术,实现了读写器安全识别电子标签信息。最后,给出了读写器中各电路模块的测试过程与结果以及整个系统结构的测试结果,验证了整个电路系统达到了设计指标要求。整个高性能多天线读写器系统设计要点如下:1、在硬件电路设计过程中,采用了R2000集成芯片搭建射频收发电路,极大地简化电路系统结构和设计难度,同时还提高了整个读写器系统稳定性。采用射频开关级联形式,设计出了多天线电路结构和天线工作指示灯电路,达到了快速识别大数量电子标签的高性能指标。2、在读写器系统软件设计方面,结合QT标签的私有配置模式,通过上位机软件对标签内部重要信息实现加密处理,从而保证了标签私有信息安全。
【关键词】：RFID 高性能 R2000 多天线
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820;TP391.44
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 研究背景与意义15-16
• 1.2 RFID技术发展动态16-18
• 1.2.1 研究现状16-17
• 1.2.2 发展趋势17-18
• 1.3 论文结构安排18-20
• 第二章 高性能多天线读写器系统方案设计20-33
• 2.1 超高频RFID系统开发流程20-21
• 2.2 超高频RFID系统组成21-23
• 2.2.1 上位机22
• 2.2.2 读写器22
• 2.2.3 天线22
• 2.2.4 电子标签22-23
• 2.3 系统功能分析23-27
• 2.3.1 高读写性能23-25
• 2.3.2 多天线结构25-26
• 2.3.3 工作指示功能26
• 2.3.4 读写信息安全26-27
• 2.4 硬件电路设计方案27-32
• 2.4.1 接.电路27-28
• 2.4.2 数字基带电路28
• 2.4.3 射频收发电路28-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 高性能多天线读写器硬件电路设计33-53
• 3.1 读写器数字基带电路33-35
• 3.1.1 数据IO .模块33-34
• 3.1.2 时钟电路模块34
• 3.1.3 电源模块34-35
• 3.1.4 J-TAG与UART接.模块35
• 3.2 射频发射链路35-40
• 3.2.1 射频巴伦35-36
• 3.2.2 混频滤波网络36-37
• 3.2.3 功率放大电路37-39
• 3.2.4 阻抗匹配网络39-40
• 3.3 射频接收链路40-43
• 3.3.1 隔离度调节网络40-42
• 3.3.2 接收解调电路42-43
• 3.4 检波反馈链路43-46
• 3.4.1 检波反馈原理43-44
• 3.4.2 正向检波电路44-46
• 3.4.3 反向检波电路46
• 3.5 多天线电路结构46-47
• 3.6 天线工作指示电路47-48
• 3.7 电源供电模块48-50
• 3.8 PCB版图设计50-52
• 3.9 本章小结52-53
• 第四章 上位机软件与读写信息安全53-63
• 4.1 上位机系统软件设计53-58
• 4.1.1 程序控制上断电功能53-55
• 4.1.2 设置读写器天线参数55-56
• 4.1.3 读写标签EPC56-58
• 4.1.4 标签密码区58
• 4.2 信息安全58-62
• 4.2.1 RFID信息安全隐患59
• 4.2.2 信息安全策略59-61
• 4.2.3 QT信息安全的实现61-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 电路调试与系统测试63-80
• 5.1 电源模块调试63-64
• 5.2 基带控制电路调试64
• 5.3 射频发射链路调试64-68
• 5.3.1 R2000电路调试64-65
• 5.3.2 功放电路调试65-67
• 5.3.3 带通滤波电路调试67-68
• 5.3.4 两级开关电路调试68
• 5.4 射频接收链路调试68-72
• 5.4.1 耦合器隔离度调试69-70
• 5.4.2 接收本振电路调试70-71
• 5.4.3 接收信号电路调试71-72
• 5.5 检波反馈电路调试72
• 5.6 整机系统测试72-79
• 5.6.1 输出信号功率测试73-75
• 5.6.2 多标签盘存测试75-76
• 5.6.3 单标签识别距离测试76-78
• 5.6.4 读写器功耗测试78-79
• 5.7 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-84
• 攻读硕士学位论文期间取得的成果84-85

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 孙甲;超高频RFID读写器射频电路设计[D];天津大学;2009年

  本文关键词：基于R2000高性能多天线RFID读写器的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：423849