基于FPGA的UHF讀寫器設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、物聯(lián)網將成為下一個萬億級的高新技術產業(yè),RFID技術作為物聯(lián)網關鍵技術之一,近年來受到了各國政府及IT研發(fā)人員的廣泛關注。超高頻(UHF)RFID技術不僅是當前RFID技術研究的重點,也是物聯(lián)網典型應用推廣的熱點;自主研發(fā)一款高性能的UHF RFID讀寫器在推動RFID技術向前發(fā)展的同時,也可以促進物聯(lián)網應用在社會生產中的普及。本文以UHF RFID讀寫器軟硬件設計關鍵技術為重點,內容包括與讀寫器功能密切相關的射頻前端電路設計、數字基帶

2、電路設計、防碰撞算法實現等方面。
  首先,本文深入分析了ISO/IEC18000-6C協(xié)議,細化了射頻電路參數,給出了讀寫器設計指標,并提出了讀寫器射頻實現方案。該讀寫器系統(tǒng)設計簡單,測試方便,成本較低。讀寫器本振信號由Si4133-BT芯片提供,能夠滿足跳頻、擴頻通信需求;功放電路采用RF2173、RF2376實現兩級功率放大,輸出功率達到20dBm左右;接收電路采用零中頻結構,采用四通道接收電路,有效克服了接收干擾及接收盲區(qū)

3、;數據采集電路由高速比較器LM319完成,數據轉換效率高。
  其次,本文采用Verilog HDL語言設計了讀寫器的數字基帶電路,設計中的編解碼模塊、時序鏈接模塊、檢驗電路模塊、通信模塊等數字基帶電路均采用有限狀態(tài)機的方法設計實現,在ModelSim軟件上對上述各個模塊進行仿真驗證后,在Altera公司的EP1C12QC8N芯片上完成了對基帶電路的測試。
  再次,本文研究了幾種ALOHA衍生的隨機防碰撞算法,給出了各種A

4、LOHA防碰撞算法的數學模型,并且仿真了各種算法系統(tǒng)效率。另一方面,本文還分析了動態(tài)幀時隙ALOHA防碰撞算法以及標簽數估計算法,在對ISO/IEC18000-6C協(xié)議防碰撞算法深入研究的基礎上,提出并實現了標簽數選擇改進算法,仿真結果表明,該算法能使系統(tǒng)平均效率達到33%左右。
  最后,本文成功進行了讀寫器射頻前端電路測試以及標簽數據提取,獲得了讀寫器相關性能參數,通過對測試圖像和數據的分析,結果表明本文中的讀寫器達到了預期的

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