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电子标签自动检测技术与系统研究

作 者: 陈伟
导 师: 邵根富;杨成忠
学 校: 杭州电子科技大学
专 业: 检测技术与自动化装置
关键词: EAS系统 电子标签检测 互感耦合 数字滤波
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 96次
引 用: 2次
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内容摘要


目前,国内大多数电子标签生产厂家,在电子标签质量检测环节存在着诸多问题,例如检测手段落后、工作效率低、自动化程度不高、无法提供一个可靠、精确的数字依据。为此,本文研究提出了一种基于互感耦合原理技术的电子标签自动检测系统。首先,文章对EAS电子商品防盗系统的组成及工作原理做了详细分析。电子标签作为EAS系统中的重要组成部分,由EAS系统的检测器进行识别。这种单比特发射应答器,仅给出有无电子标签的信息,无法提供其他关于电子标签的技术数据。因此,仅利用EAS系统是不能实现对电子标签的质量检测,需要进一步研究改进检测技术。系统在电子标签的检测方法上,参照了EAS系统的识别技术,基本的检测原理依然采用互感耦合。为此,文中提出两种检测方法:单线圈检测和双线圈检测,并进行了数学理论推导和MATLAB软件下仿真建模,分析对比出两者对检测参数获得的影响,最终确立以双线圈模型作为系统的检测技术解决方案。在此模型传递函数波形的基础上,结合系统需求设计了检测扫频信号源的发生方式,最终完善电子标签的检测方法设计。根据电子标签生产商家提出的需求,文章完成了电子标签检测系统的整体设计。在实际生产现场环境中,电磁干扰尤为严重,为此,本课题还对系统进行抗干扰数字滤波处理研究。并采用滑动均值滤波、脉冲尖峰滤波等处理方法,滤除工频干扰、脉冲干扰以及系统不稳定误差。实际采集到的数据,也验证了这种针对性处理方法的良好效果。系统的硬件核心采用ARM架构的LPC2214处理器;扫频信号发生部分则采用DDS频率直接合成技术,以实现系统高品质信号的发生;系统还配以存储、通讯、数据采集和控制等外设,以完善系统功能;多处理器设计,分离人机界面控制部分,从而提升系统的处理速度,增强系统运行效率。软件方面,系统以μC/OS-II嵌入式实时操作系统作为运行平台。在实现相关硬件驱动基础上,系统完成扫频信号发生、数据采集和数字滤波处理、通讯和动作执行控制等功能。并利用操作系统提供的信号量、消息队列等机制实现对系统多任务的管理和调度,并达到多任务模块并行执行的操作。最后,文章对检测系统的性能等多个方面进行了测试。其中,主要对检测传感器和数字滤波处理做了数据测试,分析对比试验误差,并评估系统最终设计采用的方案。数据结果表明,电子标签检测系统很好实现了设计的功能,设备稳定性和可靠性达到了比较理想的指标。在实际生产检测中,运行稳定,信息反馈及时,操作简易,极大的提高了生产效率。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及发展  10-11
  1.2 电子标签检测技术研究现状  11-14
    1.2.1 EAS 系统组成及检测原理  11-13
    1.2.2 产品质量参数标准  13
    1.2.3 电子标签基本检测方法  13-14
  1.3 论文研究的内容和结构  14-16
2 标签检测方法与传感器设计  16-30
  2.1 电子标签的原理模型分析  16-18
  2.2 电子标签检测方法  18-25
    2.2.1 单线圈检测模型  18-20
    2.2.2 双线圈检测模型  20-21
    2.2.3 检测传感器建模与仿真  21-25
  2.3 传感器参数分析  25-28
  2.4 检测信号的生成  28-30
3 检测系统需求分析与总体设计  30-37
  3.1 检测系统需求分析  30-33
    3.1.1 系统需求  30-31
    3.1.2 系统设计功能  31-33
    3.1.3 产品参数标准  33
  3.2 检测系统总体设计  33-37
4 抗干扰数字滤波处理  37-45
  4.1 干扰信号对系统性能的影响  37-39
  4.2 数字滤波基本方法  39-41
  4.3 系统抗干扰数字滤波  41-45
    4.3.1 滑动均值滤波及数据去均值  41-42
    4.3.2 脉冲尖峰干扰滤波  42-44
    4.3.3 数字滤波效果分析  44-45
5 检测系统的硬件设计  45-57
  5.1 检测系统硬件总体设计  45-46
  5.2 检测系统硬件各模块设计  46-57
    5.2.1 核心处理器单元  46-47
    5.2.2 检测信号发生器  47-49
    5.2.3 检测信号采集模块  49-50
    5.2.4 数据存储模块  50-52
    5.2.5 I/O 控制接口模块  52-53
    5.2.6 通讯接口模块  53-54
    5.2.7 实时时钟和电源模块  54-56
    5.2.8 人机界面控制模块  56-57
6 检测系统的软件设计  57-70
  6.1 系统软件总体设计  57-58
  6.2 系统软件设备驱动层设计  58-62
  6.3 系统软件功能模块设计  62-67
    6.3.1 扫频检测控制模块  62
    6.3.2 数据处理模块  62-63
    6.3.3 通讯模块  63-66
    6.3.4 数据存储服务模块  66
    6.3.5 人机界面模块  66-67
  6.4 系统软件任务模块设计  67-70
7 检测系统测试  70-76
  7.1 传感器定型调试  70-73
    7.1.1 传感器检测区域测试  71
    7.1.2 传感器发射接收间距测试  71-72
    7.1.3 穿越式检测测试  72-73
  7.2 通讯协议调试  73
  7.3 系统滤波调试分析  73-76
8 总结与展望  76-79
  8.1 总结  76-77
  8.2 展望  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
附录  83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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