【正文】 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 摘要 射頻識別 (RFID， Radio Frequency Identification)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)概念中的核心技術(shù)之一，相對于低頻段的射頻識別系統(tǒng)，工作在 860MHz960MHz 的超高頻段射頻識別系統(tǒng)有著讀取距離遠(yuǎn)，閱讀速度快等優(yōu)點，是目前國際上 RFID 技術(shù)發(fā)展的熱點。 如今高速公路不停車收費的系統(tǒng)在國外已經(jīng)很成熟，在國內(nèi)也開始大范圍的應(yīng)用。因此，研究能遠(yuǎn)距離、快速、準(zhǔn)確識別電子標(biāo)簽的 RFID 系統(tǒng)意義重大。本論文結(jié)合超高頻 RFID 讀寫器今年來的最新發(fā)展和最新技術(shù)，主要介紹了基于 EPC Gen2標(biāo)準(zhǔn)的 不 停車自動收費系統(tǒng) 。 本論文 主要涵蓋了一下工作： 1．分析了 EPC Gen2 標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特點和各項指標(biāo)， 主要介紹了 RFID 系統(tǒng)的 分類和特點， 詳細(xì)了解了整個系統(tǒng)的構(gòu)成。 2． 完成了 讀寫器射頻電路 以及控制電路的 硬件 設(shè)計， 詳細(xì)介紹了各類防碰撞算法的定義和基本思想。 3．由于在超高頻下的電路板印刷中需要充分考慮到 EMC（電磁兼容）的問題，基于這一限制，本設(shè)計中主要研究了讀寫器的最新的技術(shù)動態(tài)幀防碰撞算法 并用Matlab 2021 進(jìn)行了仿真 。 關(guān)鍵詞 ：超高頻 射頻識別讀寫器 防碰撞 EPC Gen2 標(biāo)準(zhǔn) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 Abstrac Radio Frequency Identification (RFID, Radio Frequency Identification) technology is one of the core concept of working technology, relative to the low frequency radio frequency identification system, work in 860MHz 960MHz ultra high frequency radio frequency identification system has a read distance, reading speed, etc., is a hot current international RFID technology. Today, highway toll collection systems in foreign countries has been very mature in the country have begun a wide range of applications. Therefore, the study can be remote, rapid and accurate identification tag RFID systems is significant. This paper bines UHF RFID reader this year39。s latest developments and latest technology, introduces the nonstop automatic toll collection system based on EPC Gen2 standard. This paper covers a bit of work: 1. Analysis of the EPC Gen2 standard technical characteristics and indicators, mainly introduces the classification and characteristics of RFID systems, a detailed understanding of the position of the entire system. 2. Completed the hardware design of the reader39。s RF circuit and a control circuit, detailing the definitions and the basic idea of all kinds of anticollision algorithm. 3. Since the ultrahigh frequency printed circuit board under the need to fully take into account the EMC (electromagic patibility) problems, based on this limited study of the design of the main frame of the latest technological developments reader anticollision algorithm is carried out with Matlab 2021 simulation. Keywords: UHF、 RFID reader、 EPC Gen2 standard 、 anticollision 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 目錄 引言 1 第一章 RFID技術(shù)的簡介 ..................................................... 3 RFID系統(tǒng)的分類 ..........................................................3 根據(jù) RFID讀寫器的工作頻率可以劃分為下述頻段 ........................3 RFID技術(shù)系統(tǒng)的組成 ......................................................4 RFID系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ......................................................5 ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn) .......................................................5 EPCglobal標(biāo)準(zhǔn) ....................................................6 ： ...........................................................6 第二章 RFID系統(tǒng)的方案設(shè)計 ................................................. 8 性能指標(biāo)基本要求 ........................................................8 讀寫器總體方 案設(shè)計 .......................................................8 RFID讀寫器的組成結(jié)構(gòu) .............................................8 主控器的選擇方案 ........................................................9 C8051F340 單片機主 要特性 .........................................10 C8051F340 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 .....................................10 射頻收發(fā)芯片選型方案 ....................................................11 RFID的 通信標(biāo)準(zhǔn)方案 EPC Gen2標(biāo)準(zhǔn) ......................................12 Gen2使用特性的概述 ..............................................12 物理層通信特性 ....................................................12 標(biāo)簽的狀態(tài)機 ......................................................13 第三章 硬件電路的設(shè)計 ..................................................... 15 ....................................................15 射頻模塊硬件電路的設(shè)計 ..................................................16 時鐘電路的設(shè)計 .........................................................17 USB接口電路 ............................................................18 外部存儲電路 ...........................................................19 提示電路的設(shè)計 .........................................................20 復(fù)位電路 ...............................................................21 電源電路的設(shè)計 .........................................................22 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ...................................................... 24 ........................................................24 ..................................................24 標(biāo)簽防碰撞算法介紹 ......................................................25 基于 ALOHA的協(xié)議 ..................................................25 圖 43 時隙算法示意圖 ...................................................... 26 第五章 系統(tǒng) 防碰撞算法仿真實現(xiàn) .............................................. 30 ..................................................30 標(biāo)簽估算方法如下 ..................................................30 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 動態(tài)幀時隙防碰撞算 法仿真過程 ......................................31 動態(tài)幀時隙防碰撞算法仿真流程圖 ....................................32 吞吐量和吞吐率 .........................................................32 動態(tài)幀時隙算法的仿真結(jié) 果 ................................................33 結(jié)論 35 附錄 36 參考文獻(xiàn) 39 謝辭 40 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 1 引言 射頻識別技術(shù)是無線電頻率識別的簡稱， RFID（ RFID Radio Frequency Identification）系統(tǒng)常見的頻率有低頻、高頻、超高頻和微波等。射頻識別是一種重要的新興的自動識別技術(shù)。由于超高頻 RFID 不需要視距通信，能夠承受嚴(yán)酷的物理環(huán)境，并能保證低成本和高效能操作以及多標(biāo)簽的同時識別能力。因此他具有條形碼技術(shù)、光學(xué)字符識別系統(tǒng) 、智能卡和生物測定學(xué)（聲音、指紋和視網(wǎng)膜）等其他識別系統(tǒng)沒有所沒有的優(yōu)點。而且與其他頻段相比，超高頻 RFID 閱讀器系統(tǒng)的特點是：讀寫距離遠(yuǎn)、多標(biāo)簽讀寫速度快、抗干擾能力強、適應(yīng)物體的告訴運動、性能好。 近幾年來，國內(nèi)外對 UHF RFID 讀寫器進(jìn)行了許多深入的研究，這些研究主 要集中在讀寫器的芯片設(shè)計上。許多公司推出了功能強大的 UHF RFID 讀寫器芯 片，這些讀寫器芯片與已有的基礎(chǔ)設(shè)施能很好的兼容。此外，一些可工作在復(fù)雜 環(huán)境下的工業(yè)級大型讀寫器也被開發(fā)出來，這種讀寫器在讀寫距離、讀取標(biāo)簽數(shù) 量、和使用壽命 等性能上都更優(yōu)秀。目前，國外對讀寫器研發(fā)主要取得以下一些 成果： (1)2021 年， Intel 公司推出了符合 ISO 1 8000— 6 Type C 協(xié)議以及支持 EPC Classl Gen2 標(biāo)準(zhǔn)、具有密集型讀取模式 (Dense Reader Mode， DRM)的超高頻讀