基于EPC Gen-2標(biāo)準(zhǔn)的小型化RFID閱讀器研究.pdf

1、射頻識(shí)別(RFID，Radio Frequency Identification)技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代興起的一種非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID可以快速識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽。小型化閱讀器具有體積小、重量輕、功耗小、能夠移動(dòng)使用等優(yōu)點(diǎn)，適用于清點(diǎn)和查找?guī)齑嫔唐?，?dòng)物跟蹤，物品定位等方面。移動(dòng)RFID技術(shù)的發(fā)展要求閱讀器的體積足夠小，和移動(dòng)終端集成能提供各種各樣的信息服務(wù)。近年來(lái)，小型化可移動(dòng)的RFID閱讀器技術(shù)成為RF

2、ID技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。本文主要研究基于EPCglobal Class1 Gen-2標(biāo)準(zhǔn)的小型化閱讀器的電路原理和結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，研究了適合小型化閱讀器使用的天線形式，實(shí)現(xiàn)了閱讀器整體結(jié)構(gòu)的小型化。
　　本文首先詳細(xì)敘述了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，分析了 Gen-2標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)，并與ISO18000-6系列的其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較，推導(dǎo)了RFID閱讀器與標(biāo)簽通信鏈路的計(jì)算公式，為閱讀器電路設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。
　　其次研究了

3、閱讀器射頻收發(fā)部分的電路結(jié)構(gòu)和原理，進(jìn)行了芯片的選型，通過(guò)電路仿真確定了電路形式，并按照標(biāo)準(zhǔn)的要求完成了電路的制作。射頻部分以射頻收發(fā)集成芯片AS3991為核心，采用小尺寸貼片封裝的集總參數(shù)元件對(duì)發(fā)射端進(jìn)行匹配，并通過(guò)ADS仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性和準(zhǔn)確性。分析了解調(diào)電路的構(gòu)架和信號(hào)處理過(guò)程，采用IQ正交通道零中頻解調(diào)以消除接收過(guò)程中因標(biāo)簽和閱讀器的距離變化產(chǎn)生的接收零點(diǎn)。數(shù)字部分和射頻部分電路分開(kāi)設(shè)計(jì)制作，使設(shè)計(jì)流程更為明確，縮短了電路

4、開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)提供了一個(gè)射頻前端的解決方案。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了與之配套的閱讀器上層軟件，并根據(jù)理論設(shè)計(jì)制作了印刷電路板。
　　最后研制了PIFA天線和單極縫隙天線兩種適合小型化移動(dòng)閱讀器使用的天線。分析了PIFA天線的工作原理，提出了在貼片邊緣加載縫隙的新形式減小了天線尺寸，通過(guò)仿真獲得了優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使天線小尺寸條件下保持良好的匹配與增益性能。研究了影響單極縫隙天線匹配的因素，并獲得了較寬的天線帶寬，能覆蓋UHF RFID的所有頻率范