大容量无芯片RFID标签的研究与设计

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1、ResearchandDesignofBigCapacityChiplessRFIDTagADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:WangZeZhongSupervisor:Prof.LiuXiongYingS.E.YangRuiXiongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN82学校代号：10561学号：201521009941华南理工大学硕士学位论文大容量无芯片RFID标签的研究与设计作者姓名：王泽众指导教师姓名、职称：刘雄英教授；杨瑞雄高级工程师申请学位

2、级别：工程硕士工程领域名称：电子与通信工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：射频天线技术论文提交日期：2018年4月19日论文答辩日期：2018年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：李融林教授委员：曹静高级工程师、靳贵平副教授、常天海副教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到

3、本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密（校保密委员会审定为涉密学位论文时间：年月日），于年月日解密后适用本授权书。□√不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的

4、单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：15521391414电子邮箱：275279249@qq.com联系地址(含邮编)：华南理工大学4号楼4332（510640）摘要随着5G标准的制定以及第一款5G芯片的发布，5G技术即将进入大规模商用阶段，其中物联网作为5G商用的新兴产业，受到越来越广泛的关注。射频识别（RFID）技术是物联网的重要组成部分和关键核心技术，具有可存储信息、方便易携、灵活可靠的优点，且因其独特的

5、识别和追踪能力在实时资产监控、物品和动物跟踪以及传感器等各个领域都具有极大的应用价值。传统的RFID标签因加载芯片而价格较高，无法应用于物联网的大规模部署，因此，对价格低廉的无芯片RFID标签的研究具有重要价值和意义。本论文由国家自然科学基金（No.61372008）、广东省科技计划（No.2014A010103014，No.2015B010101006）等项目资助，主要研究超宽带大容量无芯片RFID标签。主要工作内容有：1）双极化大容量无芯片标签：设计了一款大容量双极化无芯片标签，通过在矩形辐射贴片上加载箭头形开槽结构来延长电流路径以降低标签尺寸，同时采用主、副对角线对称放置缝隙单元，实

6、现了标签的双极化特性。最终标签尺寸为15mm×15mm×0.5mm，编码容量达到24bits，具有小尺寸，大容量的特点。此外，设计了一种独特的双因子编码方法来增强标签的鲁棒性，提高标签被识别的准确率。文中详细分析了标签的编码准则、工作原理以及各个参数性能。最后对标签进行了实物制备与测试，仿真与实测吻合，结果显示所设计的双极化标签能够准确的进行编码，具有实际的应用价值。由于双极化标签对极化比较敏感，标签旋转超过一定的角度后就会出现极化失配现象，导致识别错误甚至无法识别。为此，本文进一步设计了一款基于角度定位的全向双极化无芯片标签。2）全向双极化无芯片标签：该标签在之前大容量标签的基础上，在标

7、签底部加入了用于角度定位的I形细槽，从而实现对标签旋转的角度进行实时定位。同时根据标签的极化失配范围以及角度定位存在的误差，对整个阅读区域进行了角度划分，合理地安排每个阅读器读取的角度范围，最终实现了双极化无芯片标签的全向特性。标签仍然具有24bits的大容量，其尺寸略微增大至15mm×16mm×0.5mm。更进一步地，我们将无芯片标签的MAC协议应用到所设计的全向识别过程中，将角度定位频率作为前导码频I率从而降低阅读器