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基于R2000高性能多天线RFID读写器的设计与实现

宋家明  
【摘要】:近年来,随着信息技术的不断发展与进步,物联网技术得到了飞跃发展,并拥有广阔的应用前景。无线射频识别(RFID)作为物联网中的重要技术,其应用前景随着物联网技术的深入发展受到越来越多的关注。而随着低功耗和高性能集成射频收发芯片的不断推出,小型化、模块化、高性能的超高频RFID读写器也应运而生。本文在分析并总结当前市面上超高频RFID读写器普遍存在的问题后,提出了一款基于R2000射频收发芯片的高性能多天线结构的超高频RFID读写器,该读写器能够识别满足ISO 18000-6B\C空中接口协议的电子标签,读写器内部的上位机接收并处理标签返回的信息,通过网络实现标签信息的共享。本文首先简要介绍了论文的研究背景与意义,主要描述了RFID技术发展现状与研究趋势。接着,简述了超高频RFID系统结构及各个部分具体实现的功能,并结合本读写器的设计指标与需要实现的特殊功能阐述了电路设计方案。然后给出了基于R2000高性能多天线读写器硬件电路的详细设计过程,主要包括数字基带电路、射频收发链路两大部分,重点介绍了射频电路中的匹配滤波网络、功率放大电路、收发合一隔离度调节电路和多天线结构电路,并对射频部分PCB版图设计过程中的细节问题进行了说明;在系统软件设计方面上,结合本读写器的特点给出了特定功能的实现方法,并采用特殊标签与加密技术,实现了读写器安全识别电子标签信息。最后,给出了读写器中各电路模块的测试过程与结果以及整个系统结构的测试结果,验证了整个电路系统达到了设计指标要求。整个高性能多天线读写器系统设计要点如下:1、在硬件电路设计过程中,采用了R2000集成芯片搭建射频收发电路,极大地简化电路系统结构和设计难度,同时还提高了整个读写器系统稳定性。采用射频开关级联形式,设计出了多天线电路结构和天线工作指示灯电路,达到了快速识别大数量电子标签的高性能指标。2、在读写器系统软件设计方面,结合QT标签的私有配置模式,通过上位机软件对标签内部重要信息实现加密处理,从而保证了标签私有信息安全。


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