学位论文摘要-

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1、便携式超高频读写器设计研究生李林海导师郭书军教授(北方工业大学信息工程学院北京100144)摘要内容:射频识别(RFID)是一种非接触式自动识别身份的技术。利用空间电磁信号耦合原理,实现对彖的识别或数拯交互,利用这种非接触式双向通信方式,可以实现对固定资产、车辆、物流等领域内对固定对象的追踪和管理。典型的RFID系统由标签和读写器两部分组成,标签一般放置在需要识别的物体上,提供所需的数据信息;读写器利用反射波原理激活标签工作,对标签中的信息进行读写等操作。木文的选题来源于实际应用,研究对象是应用于零售行业的便携式RFID读写器。本文第一章对RFID的技术进行了简介,RFI

2、D技术来源于二战时期英国军方的敌我识别技术,以10年为界限,分析了各个阶段的技术特性。对国外RFID技术研究也做了概括介绍,重点在于北美、欧洲、日木;随着政府的不断关注,RFID技术在我国也从零起步,现在已经发展壮大,各行业应用日渐完善,国家标准也随之进行修订和完备。RFID技术的未来发展方向主要在标签的多样化、系统的网络化、行业包容化等方面。对RFID各频段系统特征以及应用情况做了归纳总结,最后介绍了论文选题的依据和研究内容。第二章主要内容为RF1D系统的基本原理,RFID系统通常由电子标签、读写器、天线、计算机网络4部分组成。其屮电子标签存储着需要被识别对象的相关信息

3、,是RFID系统屮信息的载体,利用读写器进行信息的识别和处理;读写器的作用是对标签数据进行收集、处理和管理的设备;计算机和网络系统的作用是对读写器采集的数据进行二次识别、处理和传输;天线是读写器信号和标签之间的桥梁,负责无线信号的接收和发送。计算机/网络系统图1RFID系统基本框架图超高频UHF频段RFID系统的通信方式为半双工通信模式,该通信方式遵守读写器先发言(RTF)原则,在某次通信方式中,当通信正确时,标签对读写器指令做出反应,通信开始,读写器根据流程发出系列命令,标签接收到命令后被激活,开始工作,解析读写器命令,对命令做岀正确响应,将读写器所需要信息携带至标签信

4、息屮,通过反向散射方式传递给读写器。在对信号进行模型分析后,归纳了读写器与标签Z间信号传播能量过程。(1)读写器到标签的信号传播设读写器发射功率P*,G“读写器天线増益,U工作距离,EIRP^:写器天线有效辐射功率,—处的功率密度为2EIRP.假设标签与天线极化方向匹配,位置理想,则标签接收到的最大功率为(2)标签与读写器的信号传播(佥)2假设天线有效接收而积Sw,天线增益Gw则读写器天线接收到的功率为设电子标签散射能量为Pbdck,Q为标签雷达散射截面积,则PbackP二backdEIRE/5*%%第三章介绍RFID标准体系,首先对RFID的技术体系进行了阐述,目前RF

5、ID体系屮,有三个主耍的技术标准体系:EPCGlobal.UbiquitousID和ISO标准体系。X'jISO/IEC18000-6协议进行了分析和对比,如表1所示表1ISO/IEC18000-6标准对比工作状态及参数TypeATypeBTypeC读写器工作频段860-960MHz860-960MHz860-960MHz到标签速率33kbit/s无委规定10kbit/s或40kbit/s无委规定26/7-128kbit/s调制方式ASKASKDSB・ASK、SSB・ASK、PR-ASK编码方式PIEManchesterPIE标签到副载波频率未用未用40-640kHz读写

6、器速率40kbit/s40kbit/sFMO:40-640kHz;5-320kbit/s调制方式ASKASK标签选ASK和PSK编码方式FMOFMOFMO/Miller调制(载频,读写器选择唯一识别码长MbitsMbits可变,16bit-496bit防碰撞算法ALOHAAdaptiveBinaryTree吋隙随即防碰撞、线性在250个标签的读写器内,自适应时隙为250个,标签分配多达256个,基本线性多达22%个标签基本呈线性,由数据内容人小决定在读写范围内,多达215个标签呈线性,除此外标签具有NlogN规律(EPC的唯--性),标签查询能力算法允许在读写器读写范围内

7、,阅读不少于250个标签算法在读写器识别区域内,阅读不少于250个标签具有唯一U1D的标签数量不受限制并对标签的状态进行了分析,如图2所示:QueryQuenRepQueryAdjust語盘“・'川CMD:QucryM:匹配的已盘栋记或SL掠记]CMD:Sdcct幼梅;返凹牡络状杰CMD;Query功作「新盘k馬垢蟀I注3CMD;刖:Os保站败緒状总应亀k(MIlQucrv[l^>O

8、n(invemdried皿SL}pL抚圻i.1]I换尤CMD:QucryRep.QucryAdjusl[1RoO]映无•CMDrSck站作:Oo

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