【正文】 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。3．半有源系統(tǒng)：標(biāo)簽帶有內(nèi)置電池，但只是起到激活系統(tǒng)的作用。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)射的電磁場能量來喚醒標(biāo)簽的芯片工作。由于不需要擔(dān)心功耗的問題，有源系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能也比較多。(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。(UHF，頻率范圍：300MHz～3GHz)：工作頻率是433MHz，866～960MHz在以及2．45GHz。(HF，頻率范圍：3～30MHz)：工作頻率為13．56MHz。 根據(jù)RFID讀寫器的工作頻率可以劃分為下述頻段(LF，頻率范圍：30～300kHz)：工作頻率低于135kHz，最常用的是125kHz。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、動物識別、容器識別、身份識別和一卡通等領(lǐng)域。該技術(shù)在工作時(shí)不需人工干預(yù)，可應(yīng)用與各種惡劣環(huán)境，而且能夠應(yīng)用于高速運(yùn)動物體的識別，可以同時(shí)識別多個(gè)物體。第一章 RFID技術(shù)的簡介就像世界上第一臺計(jì)算機(jī)用于軍事領(lǐng)域一樣，射頻識別(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)。使用該系統(tǒng)，車主再要在車窗上安裝感應(yīng)卡并預(yù)存費(fèi)用，通過收費(fèi)站時(shí)不用人工繳費(fèi)，也無須停車，高速費(fèi)將自動扣除。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)也對經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了負(fù)面影響。而如今高速公路作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，對于國家經(jīng)濟(jì)增長、人民生活質(zhì)量的提高、維護(hù)國家安全等都具有重要意義。該讀寫器的發(fā)射功率為22dBm，靈敏度為一79dBm。(4)2010年，北京大學(xué)提出了一款符合中國本地標(biāo)準(zhǔn)又兼顧國外標(biāo)準(zhǔn)的UHF RFID讀寫器芯片。此外，讀寫器接收機(jī)的靈敏度為一70dBm，功耗為1．65mW。該芯片采用0．18btm CMOS工藝，能在860MHz960MHz的頻帶內(nèi)工作。該芯片面積為18．3mm2，最大功耗為276．4mW。該讀寫器創(chuàng)新地提出了一種二階交調(diào)電流注入技術(shù)，該技術(shù)可以極大的提高讀寫器接收機(jī)的線性度。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的距離之間正常工作。在與無源標(biāo)簽通信時(shí)，它的靈敏度為．86dBm；與有源標(biāo)簽通信時(shí)，它的靈敏度92dBm。(4)2011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。與R1000相比，Indy R2000芯片增加了載波消除功能，所以它的抗干擾能力更強(qiáng)。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。通過采用單天線直接耦合的方式，把射頻模塊和數(shù)字基帶模塊集成在一塊面積只有4．55．3mm2的：芯片上，降低了讀寫器的成本和尺寸。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。目前，國外對讀寫器研發(fā)主要取得以下一些成果：(1)2007年，Intel公司推出了符合ISO 1 8000—6 Type C協(xié)議以及支持EPCClassl Gen2標(biāo)準(zhǔn)、具有密集型讀取模式(Dense Reader Mode，DRM)的超高頻讀寫器芯片R1000。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。而且與其他頻段相比，超高頻RFID閱讀器系統(tǒng)的特點(diǎn)是：讀寫距離遠(yuǎn)、多標(biāo)簽讀寫速度快、抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)物體的告訴運(yùn)動、性能好。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)識別能力。內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書超高頻rfid讀寫器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄引言 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(jì) 7 性能指標(biāo)基本要求 7 讀寫器總體方案設(shè)計(jì) 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(jī)主要特性 9 C8051F340 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 10 射頻收發(fā)芯片選型方案 10 RFID的通信標(biāo)準(zhǔn)方案 EPC Gen2標(biāo)準(zhǔn) 11 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(jī) 12第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) 14 14 射頻模塊硬件電路的設(shè)計(jì) 15 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 16 USB接口電路 17 外部存儲電路 18 提示電路的設(shè)計(jì) 19 復(fù)位電路 20 電源電路的設(shè)計(jì) 21第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 23 23 標(biāo)簽防碰撞算法介紹 24 基于ALOHA的協(xié)議 24圖43 時(shí)隙算法示意圖 25第五章 系統(tǒng)防碰撞算法仿真實(shí)現(xiàn) 29 29 標(biāo)簽估算方法如下 29 動態(tài)幀時(shí)隙防碰撞算法仿真過程 30 動態(tài)幀時(shí)隙防碰撞算法仿真流程圖 31 吞吐量和吞吐率 31 動態(tài)幀時(shí)隙算法的仿真結(jié)果 32結(jié)論 34附錄 35參考文獻(xiàn) 38謝辭 39內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書引言射頻識別技術(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)。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(diǎn)。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(jì)上。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。該芯片實(shí)現(xiàn)了讀寫器射頻部分和數(shù)字基帶部分的高度集成，具有低功耗、集成度高、低成本等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛的應(yīng)用于各種UHF RFID系統(tǒng)中。(2)2007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。該讀寫器接收機(jī)的靈敏度為．70dBm，線性度為18．5dBm，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。(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R2000芯片。同時(shí)它還擁有更快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力和更加智能的本地處理能力，甚至能夠支持較為復(fù)雜的工業(yè)級UHF RFID讀寫器的應(yīng)用。該讀寫器具有很高的靈敏度。國內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)也一直致力于UHF RFID讀寫器的研究，并取得許多研究成果，主要表現(xiàn)在：(1)2009年，武漢大學(xué)提出了一種基于Intel R1 000芯片的UHF RFID讀寫器設(shè)計(jì)方案。(2)2008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。測試表明該讀寫器在一5dBm的大功率干擾信號下，仍能擁有一70dBm的靈敏度。(3)2009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。在滿足通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的條件下，讀寫器的讀寫速率可達(dá)到1 Mb／s。整個(gè)芯片的面積為1．。該芯片采用高線性接收機(jī)前端和直流失調(diào)消除電路，成功的消除了大功率干擾信號對讀寫器的影響。在1．8V的工作電壓下，功耗為203mW。中國在建國以來，中國公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，目前已突破三萬公里，其里程位居全球第二，為推動中國現(xiàn)代化建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)。為了解決這一問題高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，即基于超高頻RFID讀寫器的ETC系統(tǒng)。這將大大的提高車輛過往高速公路的速度，同時(shí)也將提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率。射頻識別(RFID Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種利用無線射頻方式通信的非接觸式的自動識別技術(shù)，是從二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的前沿科學(xué)技術(shù)。相比于條形碼、生物識別、光學(xué)符號識別等其他自動識別技術(shù)，在數(shù)據(jù)量、識別距離、環(huán)境影響和保密性等方面有著明顯的優(yōu)勢。 RFID系統(tǒng)的分類RFID系統(tǒng)根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可以分為不同的系統(tǒng)。主要協(xié)議有IS01 178IS014223。主要協(xié)議有IS01569IS01444IS018000。主要協(xié)議有IS018000系列和EPC Gen2。 根據(jù)標(biāo)簽供電的形式不同，RFID系統(tǒng)可分1．有源系統(tǒng)：電子標(biāo)簽使用內(nèi)置電池來供電，有源系統(tǒng)的識別距離相比較下較長。缺點(diǎn)是受限于內(nèi)置的電池，使用周期比較短并且成本相對比較高。由于無需內(nèi)置電池，且靠外部喚醒，所以這系統(tǒng)特點(diǎn)是體積小、壽命長、成本低，但是實(shí)現(xiàn)的功能簡單。電子標(biāo)簽首先被內(nèi)置電池激活，激活后的前部操作就無需電池供電，即可進(jìn)入無源電子標(biāo)簽工作模式。讀寫器通過射頻信號給標(biāo)簽提供能量并“詢問”標(biāo)簽，標(biāo)簽被激活后江存儲的標(biāo)簽信息發(fā)送給讀寫器，讀寫器再將讀取的標(biāo)簽信息發(fā)送給應(yīng)用系統(tǒng)以結(jié)合具體的應(yīng)用背景進(jìn)行數(shù)據(jù)的控制、存儲和管理。標(biāo)簽天線接