近些年,物联网(Internet Of Thing,简称IOT)得到了快速发展和推广。医疗物联网作为物联网重要组成部分,已逐步采用射频识别(Radio Frequency Identification,简称RFID)作为技术手段进行数据采集。相对于其他频段,2.4GHz频段的射频信号对于医院已有的设备干扰最小,是RFID最宜使用的频段,但是目前还没有能够支持无源2.4GHz的RFID单芯片解决方案。论文的课题期初是依据日本的三笠医院委托开发项目所提出的,要求研发设计一款能够工作于2.4GHz的无源RFID读写器,实现医院的精细化管理。因此论文的重点是基于ISO18000-4B协议对RFID读写器架构进行了研究与设计,通过分立器件的方式实现了设计要求,填补了这一空白。并且针对RFID在实际使用中所遇到的环境适应性问题,在设计中提出了自适应前端匹配技术,提高了模块的整体性能。论文首先在硬件实现方面,分析了空间损耗计算,以及在2.4GHz频段下RFID上下通讯的链路预算,并且结合设计目标提出了发射机与接收机的设计指标;然后通过对几种经典射频架构的分析与总结,给出了整体的硬件设计架构,其中发射通路采用零中频方案,接收通路采用非相干解调,该方案具有成本低、宜集成的优点;接着通过对各级硬件模块做了参数分配及选型说明,并就相关实现方式与设计调试注意点做了着重分析。在软件实现方面,规划了软件的整体工作流程框架;通过对ISO18000-4B协议的研究,分析其上下行链路的命令结构与编码方式,据此完成了软件部分的关键设计工作;在软件设计中,为了增强模块的稳定性,引入了跳频率以及跳功率设计,实现了对于环境的抗干扰性。其次,射频辐射单元作为RFID通讯电路的重要组成,其反射参数与阻抗特性与整个模块的工作性能息息相关。然而天线的工作状态直接受到工作环境与安装方式的影响。针对该问题,在辐射单元中采用自适应匹配技术可以一定程度上解决这个问题。其思想是通过负反馈网络调节天线与射频收发单元之间的匹配网络,使得天线在工作的频带范围内都能获得良好的工作性能,进而增强模块系统的稳定性与强壮性,该技术已获得了国家的发明和实用新型专利认证。最终,通过上述工作完成了由分立器件构成并支持18000-4B协议的读写模块设计。该模块工作频率为2.4-2.483GHz,最大输出功率为27dBm,灵敏度为-55dBm,达到设计要求。作用于腕带标签读写时,其稳定读写工作距离可以达到30cm,并且在医疗物联网中的临床环境中获得了成功应用。与此同时,该方案设计也获得了2015年江苏省科技成果转化项目的1000万扶持奖励。