随着RFID技术在社会众多领域内的大规模应用,其对改善人们的生活质量、提高企业经济效益、加强公共安全以及提高社会信息化水平都产生了重大影响。RFID是一种对目标进行非接触识别的新型自动识别技术,自RFID技术提出以来,无论在理论上还是在实践上都得到了极其迅速的发展,但是对于RFID阅读器的单芯片实现的研究相对较少。本论文对单芯片射频识别阅读器数字基带部分模块进行了探索和研究。
本文在综合了国内外近年来在UHF RFID阅读器数字基带系统结构、算法以及相关实现技术研究进展的基础上,自主独立完成了基于EPC C1G2标准的RFID阅读器数字基带系统关键技术的系统与模块设计。
本文的主要研究内容和取得成果如下:
1、对EPC Global Class1 Generation2标准协议进行了详细分析,包括物理层、标签标识层、标签存储器、标签状态以及阅读器与标签之间的通讯过程等。
2、在EPC Global C1G2协议的基础上,提出了阅读器数字基带系统的框架结构,并对其中的几个关键模块的原理和设计方法进行了分析。确定了阅读器发送接收链路的编解码方法、数据速率、调制方式、校验方法以及碰撞仲裁机制等参数。
3、对阅读器数字基带系统的关键模块完成了电路设计,其中包括:发送链路中的PIE编码、升余弦滤波器、希尔伯特滤波器、CRC5＼16校验,接收链路中的FIR和IIR信道滤波器、采样电路、FM0译码、碰撞检测以及控制单元等。并且对升余弦滤波器、希尔伯特滤波器和IIR滤波器等部分模块的结构进行了优化设计。
4、PIE编码、CRC5＼16校验、采样电路、FM0译码、碰撞检测以及控制单元等模块采用Virtex4系列xc4vlx160实现,使用Xilinx公司的ISE软件进行了综合,并下载至xc4vlx160器件中进行测试,经验证功能正确。升余弦滤波器、希尔伯特滤波器、FIR和IIR信道滤波器等模块由于测试条件的限制,只做到布线后仿真,仿真结果功能正确。
