聲表面波射頻辨識(shí)標(biāo)簽與系統(tǒng)研究.pdf

1、基于聲表面波(SAW)技術(shù)的射頻標(biāo)簽具有純無(wú)源、閱讀距離遠(yuǎn)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，正在逐步受到大家的關(guān)注。 本文對(duì)基于聲表面波的射頻標(biāo)簽系統(tǒng)和閱讀器進(jìn)行了理論研究，著重在提高標(biāo)簽識(shí)別率、多標(biāo)簽辨識(shí)和提高檢測(cè)精度等方面。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制作了一套完整的SAW標(biāo)簽系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先，介紹了SAW標(biāo)簽系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)工作條件，分析了閱讀器天線和聲表面波標(biāo)簽天線的鏈路模型。并對(duì)SAW標(biāo)簽設(shè)計(jì)相關(guān)的SAW技術(shù)進(jìn)行了論述。

2、 其次，討論了SAW標(biāo)簽的各種編碼方法及其特點(diǎn)；分析了反射柵多次反射的影響；討論了SAW標(biāo)簽材料的選擇。 第三，在射頻識(shí)別系統(tǒng)空間傳播技術(shù)和信號(hào)檢測(cè)原理分析的基礎(chǔ)上，對(duì)SAW標(biāo)簽閱讀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)做了理論分析。闡述了時(shí)域采樣和頻域采樣時(shí)的不同檢測(cè)原理和系統(tǒng)組成及各自工作特點(diǎn)，據(jù)此確定本文采用時(shí)域采樣的閱讀器設(shè)計(jì)方案。 著重分析了時(shí)域采樣下的檢測(cè)理論方法，包括振幅檢測(cè)、相位檢測(cè)和相位估計(jì)方法。指出在大信噪比時(shí)，采用振幅檢測(cè)能

3、夠獲得更高的檢測(cè)概率；而在小信噪比時(shí)，相位檢測(cè)則能夠更好地利用有用信息。同時(shí)，針對(duì)振幅檢測(cè)和相位檢測(cè)在不同信噪比下的各自檢測(cè)特點(diǎn)，采用基于檢測(cè)距離的單標(biāo)簽融合檢測(cè)方法來(lái)提高閱讀識(shí)別率。 第四，由于SAW標(biāo)簽是純無(wú)源標(biāo)簽，不具有任何數(shù)據(jù)處理能力，因此多目標(biāo)識(shí)別是SAW標(biāo)簽系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)。本文分析并指出了各種防沖突方法的優(yōu)點(diǎn)和存在的不足。在此基礎(chǔ)上，采用基于Walsh域的匹配門限濾波方法來(lái)對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行辨識(shí)。并采用濾波門限的方法保證了

4、運(yùn)算速度。 第五，反射脈沖的峰值和位置是標(biāo)簽解碼的兩個(gè)主要參數(shù)。本文采用基于最小均方誤差的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)融合方法來(lái)估計(jì)標(biāo)簽的脈沖響應(yīng)的幅度和位置信息。 第六，設(shè)計(jì)了一套完整的SAW射頻識(shí)別系統(tǒng)，包括SAW標(biāo)簽和閱讀器。SAW標(biāo)簽是按照本文提出的多目標(biāo)辨識(shí)方法篩選并制作。閱讀器包括射頻發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)信號(hào)處理等部分，實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)簽信息的幅度檢測(cè)和相位檢測(cè)。并提出了提高閱讀器射頻通道隔離度的改進(jìn)措施，在系統(tǒng)工作頻段

5、上，將閱讀器查詢信號(hào)的隔離度提高到60dB。 最后試驗(yàn)測(cè)試了SAW標(biāo)簽辨識(shí)系統(tǒng)，其閱讀距離達(dá)到4.5米以上，驗(yàn)證了基于檢測(cè)距離來(lái)提高單標(biāo)簽識(shí)別率的融合方法，并測(cè)試了多目標(biāo)標(biāo)簽的識(shí)別能力。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： 1.提出了基于檢測(cè)距離的融合檢測(cè)方法來(lái)提高單標(biāo)簽閱讀識(shí)別率。 2.提出了基于Walsh域的多目標(biāo)辨識(shí)方法。并進(jìn)一步提出采用濾波門限的方法保證了運(yùn)算速度。 3.提出基于匹配追蹤-小波包原子分解估