基于FPGA的RFID阅读器研究

RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)通过自动识别帮助机器或计算机识别对象,记录元数据或通过无线电波控制单个目标等。当RFID阅读器与Internet终端相连接时,阅读器可以根据需要全局、自动、实时地识别,跟踪和监视带有标签的对象。研究从基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)的RFID阅读器三个方面入手进行阐述:整体、硬件部分和软件部分。首先论述阅读器的整体构成、天线以及数字基带结构,然后从硬件部分和软件部分细致地对阅读器进行剖析阐述,最后进行了仿真模拟。

一种热带鱼形端射圆极化RFID阅读器天线

本文提出了一种端射圆极化RFID阅读器天线。该天线采用矩形波导结构(等效为磁偶极子)结合一对热带鱼形振子结构(等效为电偶极子),同时采用约四分之一波长的微带线结构和U型微带线调节阻抗匹配以及移相。最终,设计了一款超高频端射右旋圆极化天线,仿真结果表明该天线在谐振频点处的S11为-29.5 dB,增益Gain为4.49 dBi,阻抗带宽为90 MHz(880 MHz-970 MHz),3 dB轴比带宽(AR)为150 MHz(850 MHz-1000 MHz),可广泛应用于超高频RFID阅读器。

一种用于超高频RFID阅读器的端射圆极化天线

本文提出了一种宽轴比带宽的RFID阅读器端射圆极化天线。该天线结构简单,采用矩形波导结构(等效为磁偶极子)结合一对蝶形振子结构(等效为电偶极子),同时采用四分之一波长的微带线结构和U型微带线调节阻抗匹配以及移相。最终,设计实现了一款超高频端射右旋圆极化天线,仿真结果表明该天线在谐振频点出的S11为-19.6 dB,阻抗带宽为180 MHz(850 MHz-1030 MHz),3 dB轴比带宽(AR)为130 MHz(850 MHz-980 MHz),可广泛应用于超高频RFID阅读器。

混合TCP:RFID阅读器网络中的TCP方案(英文)

为提高RFID阅读器网络中移动阅读器数据传输的效率和节省其传输能量,提出了一个新的适合RFID阅读器网络的传输方案H-TCP。针对阅读器网络中的无线链路和有线链路,采用混合TCP链接传输。并针对RFID阅读器网络传输的数据以短数据包为主,以及CSMA/CA的单连接数据传输特性,在无线链路数据链路层采用ASR-ARQ,并在其传输层采用增强的慢启动策略,充分利用了无线链路的有限带宽,大大提高了TCP吞吐量和节省了移动阅读器的传输能量。

13.56MHz RFID阅读器天线的设计

RFID技术中阅读器和标签间的非接触通信是通过两个天线线圈间的电磁耦合实现的,因此成功的天线设计是RFID应用成功的关键。为使RFID阅读器在有限功率输出情况下不出现阅读盲区和有效读取较大区域内标签的信息,本文提出了一种新的天线线圈设计方案,即采用多个覆盖较小区域的线圈的串并组合来构成一个覆盖较大区域的天线线圈。采用这种方案设计出来的阅读器天线不仅可以使阅读器具有阅读较大平面区域标签的能力还使阅读器具有阅读立体空间标签的能力。该设计方案具有广阔的应用前景。

基于网格与覆盖模型的RFID阅读器部署算法研究

为了解决有障碍物情况下多个RFID阅读器部署问题,提出一种基于网格与覆盖模型的RFID阅读器部署算法。该算法首先引入阅读器覆盖模型,然后通过网格划分算法计算各个小网格的具体位置和障碍物的具体位置,最后用RFID阅读器部署算法计算出阅读器的最佳部署位置。仿真实验分析了网格大小和c的取值对算法性能的影响。实验结果表明,该算法与随机部署方案相比,具有明显的覆盖率优势。该算法的研究对提高RFID阅读器部署效率具有重要的意义。

基于ARM的RFID阅读器设计

本文给出了基于ARM微处理器的RFID阅读器设计方案。文章介绍了RFID概念、发展现状及系统组成;介绍了系统的硬件组成模块,讨论两款主要芯片的功能,给出系统总体设计和各模块功能说明;介绍了系统的软件组成模块,并给出模块说明及模块流程图;详细介绍了一种改进的防碰撞算法;最后,总结并展望了本系统。

基于分立元件的低频RFID阅读器设计

针对目前的RFID阅读器一般采用集成读卡芯片作为基站成本较高,且不利于学生掌握阅读器工作原理,为了满足物联网工程专业实践教学的改革与创新需要,以物体标识技术为切入点,设计并实现了一种基于分立元件的125kHz低频RFID阅读器系统。该系统主要由载波电路、滤波电路、放大电路、比较整形电路和STM32微控制器组成,能够支持EM4100型和TK4100型RFID低频卡读取,具有低成本、低功耗、便携式等优点。实验结果表明,该阅读器电路结构简单,通过对电路的分析、测试和理解,学生能掌握RFID阅读器读写原理。

基于AS3992的超高频RFID阅读器的设计及仿真

针对现在市场流行的超高频RFID阅读系统制作方法复杂、稳定性差及接口通用性差等问题,提出一种基于射频阅读专用芯片AS3992的超高频RFID阅读器系统的设计方案,并对系统发射机模型和接收机模型进行ADS仿真,仿真结果表明:解调信号与原始基带信号相似度较高,阅读器收发通道性能稳定,为系统设计提供了理论依据。

智能化战备药箱RFID阅读器多屉天线设计

目的:研制一种用于多屉战备药箱的RFID阅读器天线,该天线可实现药箱内各屉药品RFID标签的有效识别。方法:采用多个覆盖较小区域线圈的串并组合来构成一个覆盖较大区域的天线线圈。由于缩小了单个线圈的面积,在组合线圈的工作区域不易出现阅读盲区,有助于提高RFID系统的识读性能。结果:药箱箱体大小58cm×50cm×62cm,内部分2～3层,设计成用4个小线圈组成的组合天线来覆盖整个抽屉底部,实验中测得该天线的阅读范围约为54cm×48cm×30cm,可读出放置在药箱抽屉底层的全部标签和大部分放置在药箱抽屉上层的标签。结论:采用所设计的天线,可以准确识读药箱内各屉药品RFID标签,且有利于降低药箱RFID系统成本,具有广阔的应用前景。

一种新型UHF RFID阅读器圆极化天线

传统的圆极化阅读器天线采用单馈电微带天线方式设计,频带窄、极化特性较差。在单馈电微带天线的基础上,采用探针馈电曲线贴片的方式,在圆形铁片上开了4个对称的方形缝隙,最终设计出一种新型的UHF RFID圆极化阅读器天线。天线的结构尺寸为167.5 mm×167.5mm×3mm,阻抗带宽为870-936 MHz,3dB轴比带宽为900-918 MHz,最大增益为3.5dB。与传统的圆极化阅读器天线相比,设计的天线频带宽,且极化特性得到良好改善,能够满足工程上的应用需求。

RFID阅读器与WSN节点的低功耗集成设计

WSN(无线传感器网络)与RFID(射频识别)技术具有很多共同应用领域,二者的融合有利于提高系统的功能与性能。WSN节点与RFID阅读器集成是WSN与RFID系统融合的一种重要方式。文中设计了一种可读写ISO/IEC14443A标准RFID标签的WSN节点,分析了系统功耗的构成,从硬件电路和系统运行方面说明了低功耗实现策略,并进行了测试,结果表明该系统达到低功耗应用要求。

UHF RFID阅读器中相控阵天线的设计

为使阅读器在有限功率输出的情况下识别距离远和覆盖区域广,提出了一种新的天线设计方案,即采用相控阵天线实现阅读器空间区域的波束扫描,天线单元辐射贴片与地平面开槽,阵元尺寸减小51%左右,进而减小了天线阵列总尺寸.实际测量结果与仿真分析吻合,该相控阵天线可以工作在902-928MHz,最大增益为16.05dBi,主波束扫描范围达到±50%,可以有效地扩大阅读器的识别区域.

应用于UHF RFID阅读器中低相位噪声LC VCO设计

设计了一种应用于860~960MHz UHF RFID阅读器低相位噪声的CMOS LC压控振荡器.电路经过一个SCL结构的1/2分频器输出四相正交信号.电路设计采用SMIC0.18μm CMOS工艺库和Cadence SpectreRF仿真器.仿真结果表明：VCO在分频前,实现了调频范围为1620~2020MHz;在振荡频率为1.8GHz时,相位噪声为-127.5dBc/Hz@1MHz;VCO经过2分频电路后,实现了调频范围为810~1010MHz;在频率900MHz,其相位噪声-133.5dBc/Hz@1MHz.

多通道多模式的低频RFID阅读器设计

由于低频信号对环境的敏感程度相对较低，同时低频（如125kHz）RFID阅读器与标签的成本相对较低，因此，低频RFID在许多应用领域发挥着重要作用。然而，现有的单通道低频RFID阅读器在组成大规模应用系统时非常不便，会使系统累赘、可靠性下降、成本增加。为了解决这些问题，有必要探讨多通道低频RFID阅读器的没训‘方法。

一种改进的RFID阅读器定位容错算法研究

针对RFID故障频率较高而导致RFID阅读器定位准确性较低的问题,首先对RFID阅读器的故障类型进行了分析,然后基于线性二阶锥形规划,提出了一种可以处理长时间大范围故障的RFID阅读器定位算法,并提出了一种质量指数指标来衡量该算法得出的定位结果的质量。仿真实验结果表明,该算法在定位精度方面优于当前算法,并可提供定位质量信息。最后,实现了基于该算法的阅读器定位系统RFID-RLS,并在办公室环境内进行测试,验证了该算法的有效性。

多天线空分定位RFID阅读器的设计

RFID是近年来发展迅速的非接触式自动识别技术,为使基于RFID技术的智能管理系统具有定位识别的功能,本文提出了多天线空分定位RFID阅读器的设计方案,即采用阅读器与多个检测天线的分离式装置,使每个天线仅识别自己工作区域内的标签,天线的地址码与标签的数据共同构成传送的信息,从而使阅读器具有定位识别标签的功能。基于本文提出的RFID阅读器的智能战备药箱管理系统可以为战备药品提供安全、准确、实时的信息收集、处理和查询,该管理系统不仅可以提供定位识别,还可以节约系统的成本,具有广阔的应用前景。

UHF RFID阅读器基带处理接收端电路的设计

根据UHF RFID阅读器实现的IQ两路正交调制解调的零中频方案,设计和实现了阅读器基带处理芯片接收端电路,包括电路总体结构及解调器、解码器等关键模块的设计,完成其RTL设计、仿真及FPGA原型验证。该设计在物理层数据编码、调制方式及其他关键技术进行了改进,性能上有很大的提高。

基于软件无线电的RFID阅读器设计

针对目前RFID系统工作频率多样,各类标准众多且差距较大,不适合多种标签同时应用的情况,提出了基于软件无线电及LabVIEW设计RFID阅读器的思想。通过加载不同的软件代码,仿真阅读器可以实现对不同频段,符合不同标准的RFID标签进行读写。通过与标准阅读器的读取结果进行比对,仿真阅读器实现了对RFID标签携带信息的读取,节约了需要配置各种不同类型阅读器的成本。