【正文】 alun_0900BL18B100BAL6no5BAL4GND3UNBAL2GND1BALUN* Balun_0900BL18B100220pFC76220pFC77220pFC51Cap8p2C678p2FC68100nC78CapC79Cap0R14Res3VC1OUT3VDD4GND2*TCXO2u2C55Cap Pol23V3IO4IO7 IO1IO3IO5IO6 IO2 IO02u2C4Cap10nC5Cap3v3100nC52Cap100uFC53Cap2+56K8R15Res182pFC70Cap1nFC71Cap39pFC72Cap10uFC73Cap23n3L9Inductor2n2L4InductorVout48Vout37Vout26Vout15VC11Vbias2RFIN3VCP24GND9*SPA21181n2C69Cap6p8C75Cap100pFC74Cap4V522331144*Component_1OUT4ISO2IN15CPL3*Coupler_RCP890A05100R11Res3100R12Res3E1AntennaCLKSYSIO7 IO6 IO5 IO4 IO3 IO2 IO1 IO0IROT2U6U11T3T4X1 圖 33 射頻模塊 AS3991 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為～ 。 其處理信號(hào)的主內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 要流 程是： 主控制器將發(fā)送往標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸至 AS3991，經(jīng) 過 編碼、載波調(diào)制后，由RFOPX與 RFONX兩端差動(dòng)輸出至射頻功率放大器 PA，經(jīng) PA放大后的信號(hào)通過隔離器由天線發(fā)送出去。如果需要，可以在 CPU運(yùn)行時(shí)切換系統(tǒng)時(shí)鐘振蕩源。外部振蕩器也可以與 4倍時(shí)鐘乘法器配合使用。 高速內(nèi)部 振蕩器在出廠時(shí)已經(jīng)被校準(zhǔn)為 12MHz 177。 在設(shè)計(jì)一個(gè)多任務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)時(shí)，這些增加的中斷源是非常有用的。射頻模塊設(shè)計(jì)中選用 AS3991，外圍電路設(shè)計(jì)環(huán)路濾 波器，放大隔離電路中功率放大器選用 SPA2118，收發(fā)隔離使用環(huán)形器 HYH504A來實(shí)現(xiàn)。在標(biāo)簽死亡以后標(biāo)簽將不會(huì)響應(yīng)任何命令。 ： RFID 標(biāo)簽包含識(shí)別一個(gè)特定物體的信息。這意味著密碼保護(hù)沒有實(shí)現(xiàn)，或者是沒有被激活。因此，如果沒有閱讀器命令時(shí)， 只要標(biāo)簽有供電，它將保持開放狀態(tài)。確認(rèn)狀態(tài)與回復(fù)狀態(tài)類似，有一個(gè)定時(shí)器，可以在每次從閱讀器接收到一個(gè)命令后復(fù)位。在這個(gè)時(shí)間之后，標(biāo)簽將會(huì)自動(dòng)的回到仲裁狀態(tài)。閱讀器接收不到 RN16 的可能原因有： 兩個(gè)以上的標(biāo)簽在發(fā)送 RN16 時(shí)發(fā)生碰撞； 射頻信號(hào)干擾了 RN16； 閱讀器錯(cuò)過了 RN16 信號(hào)。 ：回復(fù)狀態(tài)是當(dāng)標(biāo)簽發(fā)送它的 EPC 好嗎給閱讀器的兩個(gè)狀態(tài)之一。當(dāng)隨機(jī)數(shù)不為 0是，標(biāo)簽會(huì)發(fā)送仲裁狀態(tài)。閱讀器使用查詢回合來獲得大量標(biāo)簽的 EPC 號(hào)碼。如果標(biāo)簽先前沒有死亡，那它會(huì)在上電后進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。Gen2支持兩種類型的調(diào)控：振幅 調(diào)控（ ASK）和移像鍵控（ PSK）調(diào)制。在 Gen2 協(xié)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 議中，存在兩個(gè)通信鏈路：閱讀器向標(biāo)簽的鏈路和標(biāo)簽向閱讀器的鏈路。這些命令用來讀取在閱讀器范圍內(nèi)所有標(biāo)簽的 EPC序號(hào)。其中一個(gè)最流行的協(xié)議就是EPC Gen2 協(xié)議?？傮w來說 AS3991 具有以下優(yōu)點(diǎn)：集成度更高，源代碼公開，加載協(xié)議方便，開發(fā)難度低，外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，總體成本低，設(shè)計(jì)時(shí)要注意的事項(xiàng)少。收發(fā)模塊支持自動(dòng)生成幀頭和 CRC 校驗(yàn)碼，組裝成幀的數(shù)據(jù)塊通過片上的 24字節(jié) FIFO 寄存器傳輸?shù)缴衔粰C(jī)系統(tǒng)中。 C8051F340 單片機(jī) 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 如圖 22為 C8051F340 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 圖 22 C8051F340 主控器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 射頻收發(fā)芯片選型 方案 AS3991 是一款高集成度的射頻芯片。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 8051中，除 MUL和 DIV以外所有指令都需要 12或 24個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為 1224MHz。本課題需要核心控制器需要體積小、功耗低，要有比較強(qiáng)的處理能力，能夠同時(shí)完成讀寫 器系統(tǒng)中對(duì)讀寫器的控制、對(duì)數(shù)據(jù)的處理和與后臺(tái)應(yīng)用軟件的通信，需要有豐富的接口資源，可以方便快速的置于不同環(huán)境的應(yīng)用中。 ：天線的作用就是產(chǎn)生磁通量，為有源標(biāo)簽提供能量，激活標(biāo)簽，在讀寫設(shè)備和標(biāo)簽之間傳送信息。同時(shí)還考慮了防碰撞電路的設(shè) 計(jì)。各部分的作用簡(jiǎn)述如下。從整體感知了解 RFID 系統(tǒng)。 第二章 RFID 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，主要包括系統(tǒng)的總體要求和方案，以及各主要芯內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 片的選型。 EPC系統(tǒng)建立在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)上，并可與互聯(lián)網(wǎng)所有可能的組成部分協(xié)同工作。 EPCglobal體系的標(biāo)準(zhǔn)化工作分為 4個(gè)方面：電子標(biāo)簽和讀寫器承載物品編碼信息技術(shù)要求； EPC標(biāo)簽的信息規(guī)范 (物品編碼規(guī)則 )； EPCglobal提供的業(yè)務(wù)方面有物品編碼配置管理與目標(biāo)命名業(yè)務(wù)兩部分；軟件方面標(biāo)準(zhǔn)也分應(yīng)用層事件 (與物流倉儲(chǔ)管理相關(guān)的數(shù)據(jù)采集與刷新等 )和 EPC信息業(yè)務(wù)層事件 (與物品信息對(duì)應(yīng)的信息描述 )兩部分。 最近 EPC Gen— 2系統(tǒng)被批準(zhǔn)為ISO標(biāo)準(zhǔn)， ISO 18000的 6C部分是被動(dòng)（無源標(biāo)簽）超高頻 RFID系統(tǒng)的一個(gè)主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。 ISO/IEC 180006 提供了工作頻率 860~960MHz的空中接口參數(shù)。此標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)簽分為 A和 B兩個(gè)類型。主要關(guān)注基本的模塊構(gòu)建、空中接口和涉及到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及實(shí)施問題。相對(duì)于國外在 RFID方面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展來看，我國起步比較晚，差距還比較大。應(yīng)用系統(tǒng)一般與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系連接，網(wǎng)絡(luò)體系的各層結(jié)構(gòu)由各種 RFID中間件控制和訪問。標(biāo)簽的反射信號(hào)也通過讀寫器天線進(jìn)行接收，并被讀寫器主機(jī)解析識(shí)別。標(biāo)簽除了能夠被讀取（ Read）外，也可以被寫入（ Write）、鎖定 (Lock)、殺死 (Kill)。當(dāng)標(biāo)簽獲取的能量足夠時(shí)，標(biāo)簽芯片被激活，并根據(jù)讀寫器的詢問指令完成相應(yīng)的動(dòng)作，將芯片上存儲(chǔ)的標(biāo)簽信息通過反向散射調(diào)制的方法發(fā)射給讀寫器。 RFID 技術(shù)系統(tǒng)的組成 一個(gè)典型的 RFID系統(tǒng)一般包括標(biāo)簽（ Tage）、讀寫器（ Reader）、和 應(yīng)用系統(tǒng)（ Application System）三個(gè)部分組成。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 2．無源系統(tǒng)：電子標(biāo)簽沒有內(nèi)置電池，主要通過讀寫器發(fā)射的電磁場(chǎng)能量來喚 醒標(biāo)簽的芯片工作。 (SHF，頻率范圍是 3～ 30GHz)．．工作頻率是 5． 8GHz和 24GHz，但是 目前 24GHz基本沒有采用。 (HF，頻率范圍： 3～ 30MHz)：工作頻率為 13． 56MHz。因此， RFID技術(shù)在世界各地得到了廣泛應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：工業(yè)物流、智能交通、電子門票、動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、身份識(shí)別和一卡 通等領(lǐng)域。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 第一章 RFID技術(shù)的簡(jiǎn)介 就像世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)用于軍事領(lǐng)域一樣，射頻識(shí)別 (RFID Radio Frequency Identification)技術(shù)起源于二次世界大戰(zhàn)中，歐洲上空極其慘烈的空戰(zhàn) 。而高速公路停車收費(fèi)大大的限制了高速公路的 高速特性，甚至在高峰出行時(shí)段還造成了高速公路出口的大面積擁堵，給市民的出行帶來了很大的不便不僅堵車而且堵心，同時(shí)也對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了負(fù)面影響。在 1． 8V的工作電壓下，功耗為 203mW。整個(gè)芯片的面積為 1． 。 (3)2021 年，清華大學(xué)在國家 863 計(jì)劃的支持下，開發(fā)出了一款 UHF RFID 讀寫器芯片。 (2)2021 年，香港大學(xué)在 0． 1 89m CMOS 工藝下實(shí)現(xiàn)了一款全集成 UHF RFID 讀寫器芯片。該讀寫器具有很高的靈敏度。 (3)201O 年， Impinj 公司在原有的 R1000 芯片基礎(chǔ)上，開發(fā)出了最新款的 R2021 芯片。 (2)2021 年， Ickiin Kwon 等人研究出了一款 CMOS 單片集成的便攜儀 UHF RFID 讀寫器。此外，一些可工作在復(fù)雜 環(huán)境下的工業(yè)級(jí)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。因此他具有條形碼技術(shù)、光學(xué)字符識(shí)別系統(tǒng) 、智能卡和生物測(cè)定學(xué)（聲音、指紋和視網(wǎng)膜）等其他識(shí)別系統(tǒng)沒有所沒有的優(yōu)點(diǎn)。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。 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(diǎn)和各項(xiàng)指標(biāo)， 主要介紹了 RFID 系統(tǒng)的 分類和特點(diǎn)， 詳細(xì)了解了整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘要 射頻識(shí)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(duì)于低頻段的射頻識(shí)別系統(tǒng)，工作在 860MHz960MHz 的超高頻段射頻識(shí)別系統(tǒng)有著讀取距離遠(yuǎn)，閱讀速度快等優(yōu)點(diǎn)，是目前國際上 RFID 技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。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(dòng)收費(fèi)系統(tǒng) 。 關(guān)鍵詞 ：超高頻 射頻識(shí)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(jì)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。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(shí)識(shí)別能力。許多公司推出了功能強(qiáng)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。當(dāng)前，該讀寫器芯片及其支持軟件已經(jīng)構(gòu)成了整個(gè)第二代超高頻 RFID 讀寫器系列的核心，可支持 從近距離的嵌入式模塊到遠(yuǎn)距離門式讀寫器的廣泛用。此外，發(fā)射機(jī)的輸出功率為 4dBm，使讀寫器具有較遠(yuǎn)的工作距離。 (4)2021 年， Sanae Nakao 等人開發(fā)出了一款既能讀寫無源電子標(biāo)簽也能讀寫有源電子標(biāo)簽的 UHF RFID 便攜式讀寫器。該讀寫器采用了 Intel R1000 收發(fā)器芯片和 W78E365 微控器，通過編寫軟件部分，使設(shè)計(jì)的讀寫器能在 2m 一 1 0m