面向图书馆应用的RFID读写系统的设计

发布时间：2017-10-25 11:38

  本文关键词：面向图书馆应用的RFID读写系统的设计

  更多相关文章： 物联网 UHF RFID 误读 HFSS 圆极化微带天线 PR9000 频谱分析仪 有效阅读距离

【摘要】：目前,RFID(Radio Frequency Identification)作为物联网的关键技术被应用于许多领域,如各大图书馆的图书借阅及分拣等。然而,UHF(Ultra High Frequency)RFID图书馆系统在使用过程中也会出现一定的问题,其中的一个问题是误读现象,本文分别从仿真设计和实际测试两个方面对其进行解决。首先,本文详细介绍了有关于RFID系统的基本理论,主要包括:RFID的系统组成、工作的详细过程和具体原理,以及相关天线方面的理论等。本文设计的读写系统工作于UHF频段,包括RFID天线和读写模块两个部分。其次,采用电磁仿真软件HFSS对RFID天线进行仿真设计,文中对三种形式的圆极化微带天线进行了仿真设计。在A型单馈点圆极化微带天线的仿真中,通过曲流技术实现了天线的小型化设计,并在参数优化过程中分析了x向、y向开槽长度对于天线圆极化特性的影响;对于B型单馈点圆极化微带天线,通过微调谐振长度使得天线产生两个等幅正交的极化模式,以此实现了天线的圆极化;在双馈点圆极化微带天线的仿真中借助带状线原理设计了一个正交馈电网络,该网络为矩形贴片提供了两个幅度相等、相位相差90°的输入信号,从而实现了天线的圆极化。再次,设计一个基于PR9000的发射功率可调的读写模块电路,将仿真效果较好的天线模型制作成实物与读写模块电路组合成一个读写系统,使用频谱分析仪对该系统的性能进行测试,并对测试所得数据进行统计分析。最后,将仿真结果和测试结果进行对比,发现二者基本一致,天线的定向及圆极化等性能在仿真结果和测试结果中都得到了验证,通过调整读写系统的发射功率,使得有效阅读距离得以控制。综合考虑,本文设计的面向图书馆应用的RFID读写系统基本上能够解决UHF RFID图书馆系统在使用中存在的误读现象。
【关键词】：物联网 UHF RFID 误读 HFSS 圆极化微带天线 PR9000 频谱分析仪 有效阅读距离
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：G250.7;TP391.44
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与分析9
• 1.3 对于图书馆系统现存问题的分析9-11
• 1.4 论文的主要研究内容11-13
• 第二章 面向图书馆应用的RFID天线的基本理论13-25
• 2.1 RFID系统概述13-16
• 2.1.1 RFID系统的基本组成13-14
• 2.1.2 RFID系统的工作流程14
• 2.1.3 RFID系统的分类14-16
• 2.2 RFID系统的工作原理16-19
• 2.2.1 RFID使用的频段16
• 2.2.2 RFID的工作波长16-19
• 2.3 RFID天线19-23
• 2.3.1 天线的定义20
• 2.3.2 天线的分类20
• 2.3.3 天线的电参数20-23
• 2.3.4 应用于图书馆的RFID读写器天线介绍23
• 2.3.5 相关参数介绍23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 面向图书馆应用的RFID读写器天线的仿真设计25-54
• 3.1 仿真软件介绍25-26
• 3.1.1 Ansoft HFSS软件的主要功能25
• 3.1.2 Ansoft HFSS软件的天线设计功能25-26
• 3.2 UHF频段RFID读写器天线概述26-28
• 3.2.1 微带天线简介26-27
• 3.2.2 微带圆极化天线的性质27
• 3.2.3 微带天线的圆极化27-28
• 3.3 面向图书馆应用的RFID读写器天线的仿真设计28-52
• 3.3.1 B型单馈点圆极化微带天线的仿真设计28-36
• 3.3.2 A型单馈点圆极化微带天线的仿真设计36-44
• 3.3.3 双馈点圆极化微带天线的仿真设计44-52
• 3.4 天线仿真结果分析52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 面向图书馆应用的RFID天线及测试系统研究与设计54-80
• 4.1 天线结构的研究与设计54-55
• 4.2 天线测试系统设计55-65
• 4.2.1 超高频RFID读写器收发电路设计55-56
• 4.2.2 PR9000及外围电路设计56-62
• 4.2.3 超高频读写程序设计62-65
• 4.3 超高频读写模块调试过程65-67
• 4.4 面向图书馆应用RFID读写器天线测试过程67-74
• 4.5 面向图书馆应用的RFID读写器天线测试结果74-78
• 4.6 面向图书馆应用的RFID读写器天线测试结果分析78-79
• 4.7 本章小结79-80
• 第五章 总结与工作展望80-83
• 5.1 总结80-81
• 5.2 工作展望81-83
• 参考文献83-85
• 致谢85-86
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文86

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