符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的UHFRFID閱讀器數(shù)字基帶電路設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，被稱為繼計(jì)算機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，RFID技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注和迅速發(fā)展。其中860-960MHz的超高頻RFID技術(shù)因具有距離遠(yuǎn)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流跟蹤、自動(dòng)控制等領(lǐng)域都有應(yīng)用潛力，具有廣闊的市場(chǎng)前景，是目前RFID技術(shù)的研究重點(diǎn)。
　　為促進(jìn)和規(guī)范國(guó)內(nèi)RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國(guó)在2013年9月推出《信息技術(shù)射頻識(shí)別800/900MHz

2、空中接口協(xié)議》。與國(guó)際上該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議相比，國(guó)標(biāo)在編碼方式，指令定義等方面都具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。本文以將RFID閱讀器單芯片化為目標(biāo)，基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的空中接口協(xié)議，在綜合國(guó)內(nèi)外近年來(lái)UHFRFID閱讀器技術(shù)現(xiàn)有的研究成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)RFID閱讀器系統(tǒng)的研究和分析，提出了閱讀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)研究了數(shù)字基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后將本文設(shè)計(jì)的UHF RFID閱讀器數(shù)字基帶在FPGA上實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。
　　首先，詳細(xì)分析了我國(guó)新發(fā)

3、布的超高頻空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，包括物理層的發(fā)射鏈路和接收鏈路，標(biāo)簽識(shí)別層，閱讀器和標(biāo)簽通信的指令及通信過(guò)程，防碰撞機(jī)制等。在此基礎(chǔ)上提出UHF RFID閱讀器設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)，并重點(diǎn)研究數(shù)字基帶系統(tǒng)組成，其功能模塊包括發(fā)射鏈路、接收鏈路、SPI接口和協(xié)議處理單元。
　　隨后對(duì)數(shù)字基帶的關(guān)鍵模塊的原理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，確定設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于其中的成型濾波電路設(shè)計(jì)，本文將 TPP編碼和升余弦濾波相結(jié)合，同時(shí)完成上述功能，本文設(shè)計(jì)的成型濾波電

4、路具有濾波器階數(shù)，滾降系數(shù)等參數(shù)靈活可配置、電路開銷小、延時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)。因標(biāo)簽反向散射信號(hào)最大有20％的頻偏，為降低誤碼率，本文采用邊沿檢測(cè)型時(shí)鐘同步方案實(shí)現(xiàn)碼元同步。該方案性能滿足要求，具有消耗資源少、同步速度快等優(yōu)點(diǎn)。
　　完成閱讀器數(shù)字基帶系統(tǒng)各電路模塊設(shè)計(jì)，包括發(fā)射鏈路的CRC校驗(yàn)、FIFO、編碼和升余弦濾波、希爾伯特濾波、CIC升采樣；接收鏈路的信道濾波、自動(dòng)增幅控制、時(shí)鐘同步和譯碼；SPI接口電路和協(xié)議處理單元。