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无芯片RFID电子标签的设计开题报告.doc

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无芯片RFID电子标签的设计开题报告.doc

毕业设计论文开题报告题目无芯片RFID电子标签的设计系别电子信息系专业通信工程班级姓名学号导师2012年12月17日11题目背景、研究意义及国内外相关研究情况1.1题目背景自动识别技术在人们生活中已经无处不在。条形码凭借其简单、便宜的优点在商场被广泛使用人们日常生活中常用的信用卡、电话卡等运用了智能卡技术。但是条形码存在信息容量小,需要人工操作,安全性不高等不足而智能卡要依靠电接触与读写设备传递信息,存在卡片磨损、接触点污染等问题。传统的自动识别技术逐渐无法满足新兴的应用要求。射频识别技术(RFID,RadioFrequencyIdentification)是一项利用射频信号通过空间耦合进行双向信息传输的自动识别技术。它是一种非接触式自动识别技术,通过射频信号能够自动识别目标对象来获取相关数据,识别工作不需要人工干预,具有防磁、防水、耐高温、存储数据容量大等优点,能够广泛应用于例如不停车收费系统、火车运输监控系统、商品物流管理、流水线制造自动化、门禁安全管理、畜牧管理等要收集和处理数据的应用领域。1.2研究意义相对于条形码等技术,RFID标签和阅读设备的价格过高。而价格与规模是矛盾的,生产商希望通过扩大规模以降低成本,而更多的用户则在等价格降低后再使用。虽然业界普遍对RFID技术的前景看好,但真正实际投入运行的系统却不多。其中标签的成本是限制RFID技术商业应用能否取得成功的关键。虽然大量的研究工作使芯片RFID标签的成本有所降低,但是普通的芯片RFID标签主要由IC芯片、天线和封装等几部分构成,由于芯片的存在,它的成本还是无法跟自动识别领域的老大哥条形码相竞争。无芯片RFID标签的出现,使标签的批量生产和进一步降低价格成为可能。UHFRFID技术无疑是RFID技术所有频段应用最为广泛、用量最大的领域。本文对UHF频段无芯片RFID标签的研究和设计即是基于这一研究背景。1.3国内外相关研究情况任何新技术的产生和发展都源于实际的应用,RFID技术也不例外。RFID技术是无线电广播技术和雷达技术的结合。无线电广播技术是一种使用无线电波发射、传播和接收语音、图像、数字、符号的技术,而雷达技术是一种采用无线电波的反射理论的技术。HarryStockman发表了题为利用反射功率进行通信一文,奠定了2RFID系统的理论基础。在过去的半个多世纪里,RFID技术的发展经历了以下几个阶段20世纪50年代是RFID技术和应用的探索阶段60到80年代期间,RFID变成现实,反向散射理论以及其他电子技术的发展为RFID技术的商业应用奠定了基础。同时第一个RFID商业应用系统商业电子防盗系统出现九十年代末,随着RFID应用的扩大,为了保证RFID设备和系统之间的相互兼容,RFID技术的标准化不断得到发展,同时人们也意识到统一的RFID技术标准化的必然性,EPCGlobal(全球电子产品代码协会)就应运而生了进入21世纪初,RFID标准己经初步形成。有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展。电子标签成本不断降低,应用规模和行业不断扩大。2003年11月4日,世界零售业巨头沃尔玛公司宣布,它将采用RFID技术追踪其供应链系统中的商品,并要求其前100大供应商从2005年月起将所有发运到沃尔玛的货盘和外包装箱贴上射频标签。沃尔玛这巨大的举动揭开了RFID在开放系统中运用的序幕。作为21世纪十大重要技术之一,RFID在国外的应用已经越来越普及,新加坡、韩国等国家都明确指出要重点发展射频识别技术及其应用。中国是世界生产中心之一和最具潜力的消费市场,对RFID的应用需求也将越来越强烈。目前中国已经开始尝试在一些领域进行应用。比如佛山市政府安装了RFID系统用于自动收取路桥费,明显地提高了车辆通过率,缓解了公路瓶颈的拥堵。邮政行业正在进行物品传输方面的安全及整体数据模型的应用测试。2012年12月北京琛达射频识别技术有限公司又顺利完成一项远距离RFID身份识别的系统应用。该自动人员考勤管理系统是北京琛达射频识别技术有限公司自主设计、研发,旨在为中建钢构某公司提供自动高效、便捷准确的员工出入考勤管理功能,以配合该公司的经营理念,减轻行政部门的劳动强度并提高员工管理效率。当然,RFID技术的发展也面临一些障碍,比如,未形成国内的统一标准,相对于条形码等技术,RFID标签和识读设备的价格过高等。其中最主要的障碍是电子标签的价格。实现射频识别技术在我国成熟、全面的应用将是一个长期的过程,需要我们共同努力。2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施。2.1主要内容1、设计一种基于相位编码的无芯片RFID标签。它由三个正方形的微带贴片3天线构成,每个天线都加载了开路微带传输线。三个天线有邻近的谐振频率,当受各自的谐振频率激励时,反射回带有不同相位特性的反向散射信号,即完成了对反向散射信号的相位调制。根据反向散射信号不同的相位特性,每一个标签可设计成一个唯一不可变的ID。2、设计一种基于多阻带螺旋滤波器的无芯片RFID标签。它包括一个接收天线,多阻带滤波器和一个发送天线。阅读器发射机发出一个多频信号至标签,无芯片标签中的多阻带滤波器把特定频率的信号变弱,从而创建了频谱,每一个标签拥有唯一的频谱特性也就意味着拥有唯一的ID。3、设计一种基于多谐振偶极子天线的无芯片RFID标签。该标签简化到只有两个天线的结构,一个垂直极化的圆盘单极子天线连接到一个水平极化的多谐振偶极子天线。多谐振偶极子天线取代了3结构中多阻带滤波器和发射天线的作用,使得标签结构更紧凑。2.2课题拟采用的研究方案根据题目要求,首先应确定的是微波谐振器的种类。微波谐振器一般有传输线性谐振器和非传输线性谐振器。在本题目中,应选择的谐振器是传输线性谐振器。当确定了谐振器的种类后,再要考虑的就是谐振器的耦合器件线圈的绕制方法。只有自己认真的了解各种线圈绕制的优缺点,才能找到最适合题目要求的绕制方法。最后,就是将设计好的谐振器级联起来。此时需要考虑的问题就是消除互耦干扰,以便使整个系统能正常的工作。3本课题研究的重点及难点,前期已开展工作。3.1重点及难点重点在于谐振器的设计。如何设计出满足于要求的谐振单元并能使其稳定的工作是这次设计的重中之重。难点在于消除谐振器之间的互耦干扰。由于设计初步的要求是具有2个谐振器,单元之间的干扰在所难免。怎样才能将互耦干扰降到最低是必须要认真思考才能解决好的。3.2前期已展开工作1学习了RFID系统的基础理论。如什么是射频识别,其关键技术有哪些2了解了无芯片RFID的特点,和有芯片RFID系统的区别3了解了ANSOFTHFSS软件的应用背景44下载安装ANSOFTHFSS软件并学习使用。4完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)第一阶段(13周)毕业设计的前期。应对毕业设计题目的内容有一定认识并完成开题报告第二阶段(410周)毕业设计的中期。应理解毕业设计的内容并对自己的题目有一些自己的方案和解决办法,同时应熟练掌握软件AnsoftHFSS以便将自己的方案加以仿真第三阶段(1118周)毕业设计的后期。应完全掌握并理解自己所设计的内容并完成最终的毕业设计报告和毕业答辩。

注意事项

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