RFID读写器设计(毕业答辩)

1、校内导师：郭书军校内导师：郭书军企业导师：张文东企业导师：张文东 2014/01/11答辩人：李林海便携式超高频便携式超高频RFID读写器设计读写器设计 便携式超高频便携式超高频RFID读写器设计读写器设计集成电路工程 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统测试 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统测试 1. 历史起源北方工业大学低功耗性价比标签种类广泛化系统网络化系统兼容化多产业融合 3. 发展趋势 4. 频段特性ISO11784ISO14223125k-134kHz3-30MHz300

2、-3GHz3-30GHzISO15693ISO14443ISO18000EPGG1G2TC204TC278畜牧业管理车辆管理门禁应用图书管理固定资产医药管理货架管理供应链生产线后勤等应用电子收费系1统原理模型分析23整体链路分析功能框架设计版图设计4基带控制协议控制防碰撞外部通信主要研究内容行业零售业频段超高频距离、天线、标签等 5. 选题和研究内容 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统测试读写器n 分类 分离式读写器和集成式读写器。n 应用系统 被动射频系统和主动射频系统。n 读写器硬件 射频前端部分、基带部分、输入输出部分。n 读写器软

3、件 控制部分、标准（协议）部分、驱动部分。标签n 分类 主动式标签和被动式标签。n 组成 天线、内部谐振电路、标签收发器。天线n 作用 将传输线上的导行波变成无介质媒介中传播的电磁波。n 分类 微带天线、平板天线、八木天线以及阵列天线。计算机/网络系统n 功能 用于管理数据，实现数据传输。n 组成 中间件、数据管理、网络传输。 1. RFID基本组成核心n 读写器 信息管理者。n 标签 信息载体。上行链路分析n 计算机 通过人机界面将用户指令转化为读写器识别的命令。n 读写器 接收计算机指令，对读写器进行设置（射频、协议），加载调制信号。n 天线 将调制信号转换为电磁波能量，集中于某个方向进行

4、传输。n 标签 接收天线电磁信号，激活内部电路工作，解析命令。 2. RFID系统工作原理计算机读写器天线标签101010101设读写器发射功率Ptx，Gtx读写器天线增益，Ltx 工作距离，EIRPtx读写器天线有效辐射功率，Ltx处的功率密度为 2244txtxtxtxtxP GEIRPPLL假设标签与天线极化方向匹配，位置理想，则标签接收到的最大功率为22()44tagtagtxtagtxG PPE IRPGL 2. RFID系统工作原理计算机读写器天线标签下行链路分析n 标签 标签响应命令后，对命令做出解析，并将结果进行加载，返回天线。n 天线 将接收返回载波信号，送至读写器。n 读写

5、器 对回波信号进行解调、解码，得到关于标签的信息。n 计算机 对标签信息进行二次加工，进行数据管理，数据传输等工作。设电子标签散射能量为Pback ， 为标签雷达散射截面积，则Pback 4txbacktxEIRPPPL假设天线有效接收面积Sw，天线增益Grx，则读写器天线接收到的功率为2324(4 )txtxrxbackrxWtxtxPG GPPSLL 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统测试EPC Global Ubiquitous ID ISO 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统

6、测试SkyWorks公司超高频频段典型应用电路典型RFID读写器电路典型读写器发射机电路正交信号滤波器功放移相变频器变频器合成器基带信号基带信号直接变频发射链路正交信号滤波器变频器移相变频器变频器合成器基带信号基带信号本振信号功放二次变频发射链路典型接收机模型分析功分器变频变频移相本振滤波器滤波器滤直流滤波器放大器放大器IQ零中频接收机典型放大器电路参数1dB压缩压缩点点增益增益工作工作电压电压饱饱和功率和功率工作效率工作效率噪声系数噪声系数谐谐波抑制波抑制频频率范率范围围功率容限功率容限电源部分电路整体框图阻抗匹配定向耦合器巴伦低通滤波器功率放大器功率检测读写器芯片AS3992MCUC805

7、1F430巴伦版图设计：功耗、EMI、旁路去耦、散热、阻抗匹配 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统测试 1. 技术简介 2. 工作原理 3. 标准协议 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 系统测试射频+识读率+算法效率载波频率容限测试输出功率测量ACPR测试OBW测量标签识读成功率算法识读捕获率结论优点：p 读写器射频性能符合国家规范，测试结果达到预期p 可形成产品、为同类产品设计提供经验缺点：p 天线未做设计p 多读写器未作考虑p 算法有待提高p 低功耗方面参考文献1 张智文,射频识别技术理论与实践M.北京:中国科学技术出版社, 20

8、08.10-222 刘宏伟,李成. ISO/IEC 18000-6C简析J.标准与技术跟踪, 2007.(7):17-203 王洪博,孙倩. UHF 频段RFID设备的技术要求及测试J.现代电信科技, 2007(1):46-514 ISO/IEC 18000-6, Information technology-Radio frequency identification for item manage-mant-Part 6:Parameters for air interface communications at 860MHz-960 MHzM,2006 5 工信部无2007205号.关于发布900/900MHz频段射频识别(RFID)技术应用试行规定S,北京:工信部,2007Austriamicrosystems AG.AS3992 Datasheet EB/OL.http/ 李林海，郭书军，张文东，便携式超高频射频识别读写器设计J，中国科技信息，201321学位期间研究成果学位期间研究成果北京烽火联拓公司（原北京维深电子） 900MHz RFID无源手持模块中国电子科技集团公司第四十一研究所 短波电台综合测试系统中国电子科技集团公司第四十一研究所 TR组件综合测试系统