11届师兄师姐正式05吴

1、基于SAW RFID技术的多功能读卡器的研究与设计学生：吴福海导师：黄俊 教授专业：通信与信息系统1/29软件程序设计4课题来源及研究背景1总体方案设计2硬件电路设计3测试验证与总结52/29课题来源及研究背景13/294/29课题来源研究背景物联网“十二五” 规划重庆市“十二五”规划解决方案大力发展新材料、通信设备等高新技术产业-声表面波技术，SAW标签优点：容易实现数据采集和处理；无源无线、具有识别和传感双重功能；工艺简单，工作在射频频段，适应恶劣环境。SAW RFID为主的第二代无芯射频识别系统。功能：目标识别；监测环境变量（温度、湿度等）。重庆市科委重点攻关项目“基于声表面波技术的煤矿

2、安全综合监管系统”重点发展感知制造业-基于IC技术的射频识别系统，缺点：信息固化不利于二次开发；无法完成环境变量的检测；不适用高温高压强电磁干扰，识别误差大。综合监管系统结构图5/29本文研究所处位置：SAW RFID系统总体方案设计26/29 需求分析RFID读卡器性能需求7/29性能指标参数范围工作频段915MHz频段识别距离3-8米识别速度约30ms/单标签与上位机的通讯接口串口、网口等发射功率小于33dBm功耗小于10WSAW标签性能需求性能指标参数范围工作模式无源无线通信识别距离3-8米响应时间小于30ms编码方式幅度编码温度范围及精度-40-800，1湿度范围及精度20%-100%

3、，1%系统整体方案设计8/29多参数SAW标签阵列射频前端基带主控功能模块程序外扩模块驱动方案论证（一）ARM主控 要求：强大的数据处理、系统控制 和管理能力； ARM的数据处理能力达不到要求；DSP主控 DSP：两者兼备；数字基带控制方案 本设计选用TMS320VC5509A，作为 核心处理器；9/29方案论证（二）基于CDMA 硬件：复杂、不易集成； 软件：算法实现有难度；基于FDMA 跳频、轮询； 简化硬件、降低成本；读卡器与多标签的通信方式 本设计选用基于FDMA的防冲突方法；10/29硬件电路设计311/29硬件电路总体设计方案发射模块 接收模块基带模块12/29射频前端电路设计13

4、/29基带模块电路设计SDRAM接口EEPROM接口232接口485接口14/29电源模块设计主要芯片功耗统计表15/29芯片工作电压工作电流功耗芯片工作电压工作电流功耗LT55195V60mA300mW2*LT6600-2.53.3V26mA85 mWTQM8290075V174mA870mWLT62313.3V40mA130 mWAM50-00115V40mA200mW2*LT15683.3V26mA85mWLT55755V132mA660mWAD92883.3V51mA170 mWADF4360-73.3V30mA100mWVC5509A1.8V3.3V75mA1000mW整板功耗不超过

5、5W电源由外部5V稳压直流电源引入PCB设计 分层设置 器件布局 阻抗匹配设计 EMC设计芯片适当远离电感尽量垂直摆放滤波电容靠近管脚美观整齐在布局布线、隔离滤波时必须处理好电磁兼容性问题16/29电路板版图射频前端基带控制17/29软件程序设计418/29总体软件结构框架19/29频偏测温XN=QN+jINFFT(float dataQ ,float dataI )20/29多卡识别/*发送916Mhz的本振信号时*/reg_R=0 x4FF96C; reg_C=0 x011D2A; reg_N=0 x30009C;21/2922/29串口通信自定义帧格式上传数据的读卡器的地址号SAW标签的

6、ID号SAW标签读取到的温度、湿度、气体浓度、压力或加速度的大小用0 x010 x05分别表示温度、湿度、气体浓度、压力或加速度的单位信息测试验证与总结523/29时钟信号测试24/29模块时钟值波形PLL10MHz方波UART11.059MHz正弦波DSP12MHz正弦波ADC80MHz正弦波关键时钟信号分布表本振信号测试PLL输出频域分析PLL输出时域分析-96dBc/Hz15ms25/29本振信号测试结果测试标准：800/900MHz频段射频识别设备要求与检测方法性能测试 26/29载波频率容限信道占用带宽发射功率邻道泄漏功率功能验证湿热试验箱HUT701P27/29 SAW RFID系统总体方案设计 读卡器硬件电路及PCB设计 功能模块和外扩驱动程序设计 系统性能和功能测试验证 发表两篇核心论文，申请一项专利总结与展望 完成网口、CAN总线的接