RFID防碰撞算法的FPGA设计与仿真

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射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术,其原理是利用射频信号的空间耦合或反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。与传统的识别方式相比,RFID技术具备不用接触识别,识读距离远,可读写标签信息,读写速度快,信息存储量大,抗干扰能力强,可实现多标签信息同时读取特点,在社会保障、公安、金融、电信、交通建设及公用事业、石油石化、组织机构代码管理等许个领域具有广泛应用。随着RFID技术的不断深入,RFID系统在多标签情况下的防碰撞问题日益成为研究的热点话题。当阅读器的识别范围内同时出现多个标签的时刻,标签发送的数据就会混叠在一起产生碰撞,从而极大的影响了标签的识别效率。因此,开展对RFID系统防碰撞算法的研究具很强的理论和现实意义。本文首先介绍了射频识别技术的基本原理、结构、特点及其相关的基础理论知识,对数据传输中的防碰撞问题相关机制进行了较深入的分析。探讨了空分多路法、频分多路法、码分多路法和时分多路法的各自特点。针对ISO14443标准中规定的防碰撞机制,研究了TYPE.A类型卡的二进制防碰撞算法具体实现过程。其次,研究了RFID系统防碰撞算法的数据编码方式。简单介绍了单极性不归零码和双极性不归零码两种编码方式,重点研究了曼彻斯特码编码方式的具体实现过程,并对相关性能进行了分析。第三,提出了一种改进的动态二进制防碰撞算法,并对其进行FPGA编程实现,给出了具体的曼彻斯特码编码实现模块。针对设计中存在的毛刺问题,给出了电路设计改进方法。仿真与实验结果表明,与基本二进制算法相比,改进后的动态二进制防碰撞算法具有更高了防碰撞效率。
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