论文部分内容阅读
无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,是一种利用射频无线通信实现的非接触自动识别技术。伴随着物联网技术的发展,符合ISO/IEC18000-6C协议的超高频(UHF) RFID读写器的研发现已成为该领域的重点和热点。因此,研究与设计UHF RFID读写器具有重要的理论应用意义和实际价值。本课题来源于广东省经贸委重点创新项目”无线网络智能化小家电产品可靠性试验系统”。本文用FPGA设计并实现了基带信号处理、ISO/IEC18000-6C协议解析和多标签识别防碰撞算法模块；通过将CC1101模块配置为异步透明通信工作模式,解决了ISO/IEC18000-6C调制解调问题；利用Matlab对UHF RFID读写器系统进行了系统级时域仿真和频域仿真。基于ARM9和FPGA嵌入式联合开发平台,实现了一种符合ISO/IEC18000-6C协议且可以快速多标签识别的915MHz UHF RFID读写器,并完成了系统测试。涉及的主要工作包括以下几个方面：(1)分析了EPC Gen2标准的特点和各项指标；研究了UHF RFID读写器的系统原理和基本结构；详细论述了整个系统通信链路的传播特点。(2)采用两块CC1101模块分别担负接收和发送任务,设计并实现了射频通道模块的硬件配置及底层驱动程序；FPGA则主要侧重于基带信号处理、ISO/IEC18000-6C协议解析和多标签识别防碰撞算法的实现。(3)对ISO/IEC18000-6C通信协议进行了重点剖析,并在Cyclone IIEP2C5T144C8上用Verilog设计并实现了符合ISO/IEC18000-6C协议的PIE编码模块、FM0解码模块、标签操作功能模块、基于标签预测模型和抽样定理的多标签识别防碰撞算法模块、全数字锁相环模块和通信接口功能模块。(4)利用Simulink对UHF RFID读写器接收系统和发送系统进行了系统级时域仿真；而利用Matlab通信函数对读写器系统进行了系统级频域仿真。(5)对整个UHF RFID读写器的软硬件系统进行了系统测试,并做了较详细的实验分析。