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RFID阅读器数字基带的设计与研究

作　者: 王传江
导　师: 黄丽亚
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 射频识别阅读器数字基带防碰撞 EPC Global C1G2协议
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是近二三十年来在全球范围内迅速发展的一种非接触式自动识别技术，初步形成了集计算机通信、网络技术、射频识别、传感器技术等为一体的物联网产业。作为一种新兴且得到广泛应用的技术，RFID技术在经济发展、社会建设、国防等方面发挥着重要的作用。阅读器作为RFID系统中的核心部件，在射频识别过程中起到了不可缺少的作用。而阅读器的基带部分则担负起了整个系统的对数据信号的编码和译码功能，并且在系统安全方面也起到了重要的作用，本文在研究了RFID系统构造的情况下，以RFID最新技术为依托，基于EPC global C1G2协议对UHF RFID阅读器基带部分进行分析与研究，并基于Alrera公司的Quartus II仿真软件对阅读器基带中的主要模块进行仿真，验证其正确性。本文的主要工作如下：1、简要的介绍了本课题研究所处的背景环境、研究的意义以及本课题在国内外研究的现状。2、介绍了关于RFID系统的组成及其工作原理并详细介绍了EPC C1G2应用标准，基于EPC C1G2标准对RFID数字基带模块进行设计。3、对RFID系统基带部分信号的滤波、幅度检测和数字信号产生过程进行了介绍，并对ALOHA防碰撞算法的发展历程进行了阐述。4、详细介绍了RFID阅读器基带主要部分的工作原理和设计思路，然后基于Quartus II仿真软件，利用VHDL语言完成对各模块的仿真验证。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 引言  8
  1.2 研究背景与发展现状  8-10
    1.2.1 产生背景与发展历程  8-9
    1.2.2 国内外发展现状  9-10
  1.3 RFID 优势分析  10-11
  1.4 本文的主要工作  11-12
第二章 RFID 阅读器系统  12-17
  2.1 RFID 系统组成分析  12-13
  2.2 RFID 阅读器的功能与结构  13-16
    2.2.1 阅读器的功能  14
    2.2.2 阅读器的结构  14-16
  2.3 本章小结  16-17
第三章 RFID 协议标准  17-26
  3.1 RFID 标准现状  17-19
  3.2 标准间比较  19
  3.3 EPC C1G2 标准分析  19-24
    3.3.1 发送调制与接收调制  20
    3.3.2 发送数据编码与同步  20-21
    3.3.3 接收数据编码与同步  21-23
    3.3.4 数据校验  23
    3.3.5 EPC C1G2 防碰撞算法  23-24
    3.3.6 EPC C1G2 标准的优点  24
  3.4 本章小结  24-26
第四章 RIFD 基带信号处理  26-40
  4.1 信道滤波器  26-30
    4.1.1 FIR 滤波器  26-28
    4.1.2 IIR 滤波器  28-30
  4.2 幅度检测模块  30-31
  4.3 采样模块  31-32
  4.4 碰撞仲裁  32-38
    4.4.1 基本 ALOHA 算法  33-35
    4.4.2 时隙 ALOHA 算法  35-37
    4.4.3 帧时隙 ALOHA 算法  37-38
    4.4.4 动态帧时隙 ALOHA 算法  38
  4.5 本章小结  38-40
第五章阅读器数字基带系统  40-58
  5.1 阅读器数字基带系统的结构  40-42
    5.1.1 发送模块  40-41
    5.1.2 接收模块  41-42
    5.1.3 控制单元  42
  5.2 时钟分频模块  42-43
    5.2.1 发送单元时钟分频模块设计  42
    5.2.2 接收单元时钟分频模块设计  42-43
    5.2.3 分频模块综合仿真  43
  5.3 发送单元的设计与验证  43-52
    5.3.1 CRC 校验模块的设计与验证  43-46
    5.3.2 校验选择模块的设计与验证  46-48
    5.3.3 数据缓冲器设计与验证  48-49
    5.3.4 PIE 编码模块的设计与验证  49-52
  5.4 接收单元的设计与验证  52-57
    5.4.1 前同步码检测模块设计与分析  52-54
    5.4.2 FM0 译码模块的设计与验证  54-55
    5.4.3 数据缓冲器的设计  55-56
    5.4.4 CRC16 校验模块的设计与验证  56-57
  5.5 本章小结  57-58
第六章总结与展望  58-60
参考文献  60-62
致谢  62

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