基于FPGA的UHF讀寫器設(shè)計.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)將成為下一個萬億級的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來受到了各國政府及IT研發(fā)人員的廣泛關(guān)注。超高頻（UHF）RFID技術(shù)不僅是當前RFID技術(shù)研究的重點，也是物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用推廣的熱點；自主研發(fā)一款高性能的UHF RFID讀寫器在推動RFID技術(shù)向前發(fā)展的同時，也可以促進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在社會生產(chǎn)中的普及。本文以UHF RFID讀寫器軟硬件設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)為重點，內(nèi)容包括與讀寫器功能密切相關(guān)的射頻前端電路設(shè)計、數(shù)字基帶

2、電路設(shè)計、防碰撞算法實現(xiàn)等方面。
　　首先，本文深入分析了ISO/IEC18000-6C協(xié)議，細化了射頻電路參數(shù)，給出了讀寫器設(shè)計指標，并提出了讀寫器射頻實現(xiàn)方案。該讀寫器系統(tǒng)設(shè)計簡單，測試方便，成本較低。讀寫器本振信號由Si4133-BT芯片提供，能夠滿足跳頻、擴頻通信需求；功放電路采用RF2173、RF2376實現(xiàn)兩級功率放大，輸出功率達到20dBm左右；接收電路采用零中頻結(jié)構(gòu)，采用四通道接收電路，有效克服了接收干擾及接收盲區(qū)

3、；數(shù)據(jù)采集電路由高速比較器LM319完成，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率高。
　　其次，本文采用Verilog HDL語言設(shè)計了讀寫器的數(shù)字基帶電路，設(shè)計中的編解碼模塊、時序鏈接模塊、檢驗電路模塊、通信模塊等數(shù)字基帶電路均采用有限狀態(tài)機的方法設(shè)計實現(xiàn)，在ModelSim軟件上對上述各個模塊進行仿真驗證后，在Altera公司的EP1C12QC8N芯片上完成了對基帶電路的測試。
　　再次，本文研究了幾種ALOHA衍生的隨機防碰撞算法，給出了各種A

4、LOHA防碰撞算法的數(shù)學模型，并且仿真了各種算法系統(tǒng)效率。另一方面，本文還分析了動態(tài)幀時隙ALOHA防碰撞算法以及標簽數(shù)估計算法，在對ISO/IEC18000-6C協(xié)議防碰撞算法深入研究的基礎(chǔ)上，提出并實現(xiàn)了標簽數(shù)選擇改進算法，仿真結(jié)果表明，該算法能使系統(tǒng)平均效率達到33％左右。
　　最后，本文成功進行了讀寫器射頻前端電路測試以及標簽數(shù)據(jù)提取，獲得了讀寫器相關(guān)性能參數(shù)，通過對測試圖像和數(shù)據(jù)的分析，結(jié)果表明本文中的讀寫器達到了預期的