浅谈读写器设计

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1、浅谈读写器设计浅谈读写器设计导读：2011 工程硕士 读写器设计 北方工业大学在职工程硕士研究生学位论文 开 题 报 告研究课题便携式甚高频 RFID读写器设计 李林海 2011331100103 集成电路工程 郭书军 张文东 2012-09-2014-12研 究 生 姓 名 学 工 程 领 号 域校内导师姓名 企业导师姓名 论 文 工 作 的 起 止 时 间2012 年 9 月 24 日填写开题报告由研究生填写，一式二份（学院，研究生部）填表说明1只有学籍状态为注册的研究生才允许开题，开题报告及其评审结果才 能被认可。 2硕士学位论文开题报告封面及一至七项必须用计算机输入、打印。 3开题报告

2、为 A4 大小，于左侧装订成册。硕士研究生应逐项认真填写， 各栏空格不够时请自行加页。 4开题报告经指导教师审阅通过后，举行公开的开题报告答辩会。答辩 会专家组由三名以上高级职称的专家（包括导师）组成，成员由各学院学术委 员会确定。答辩后由专家组进行评审并给出成绩。答辩记录及成绩交研究生部 备案。 5 硕士研究生应在选题前阅读相关领域的中外文资料， 并写出不少于 5000 字的文献综述报告，引用浅谈读写器设计(2)导读：容可经由 保护,使其内容不易被伪造及变造。可以说当RFID与互联X相结合时，一场影响深远的革命就来临了。当能赋予2地球上所有物品以惟一IP地址的IPV6技术与承载着物品大量相关

3、信息并有无线通信能力的RFID相结合，互联X的巨大潜能才真正释放出来，一个人与人、人与物、物与物相互联系的“物联X”变会从此诞生品。 抗污染能力和耐久性：传统条形码的载体是纸张,因此容易受到污染，但 RFID 对水、油 和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以 特别容易受到折损；RFID 卷标是将数据存在芯片中,因此可以免受污损。 可重复使用：现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID 标签则可以重复地新增、 修改、删除，RFID 卷标内储存的数据，方便信息的更新。 穿透性和无屏障阅读：在被覆盖的情况下，RFID 能够穿透纸张、木材和塑料等非金属 或透

4、明的材质， 并能够进行穿透性通信。 而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的 情况下，才可以辨读条形码。 数据的记忆容量大：一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至 3000字符，RFID 最大的容量则有数 MegaBytes.随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩 大的趋势。 未来物品所需携带的资料量会越来越大， 对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。 安全性： 由于 RFID 承载的是电子式信息， 其数据内容可经由 保护,使其内容不易被 伪造及变造。可以说当 RFID 与互联X相结合时，一场影响深远的革命就来临了。当能赋予2地球上所有物品以惟一 IP 地址的 IP

5、 V6技术与承载着物品大量相关信息并有无线通信能力的 RFID 相结合，互联X的巨大潜能才真正释放出来，一个人与人、人与物、物与物相互联系 的“物联X”变会从此诞生。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 RFID( 射频识别)技术是从上世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术, 近年来发展十 分迅速。其技术的覆盖范围非常广泛, 许多正在应用中的自动识别技术也都可以归于 RFID 技术之内。RFID涉及到通信领域中的无线数据传输，现代通信的发展日新月异，同时也存 在着很多已经成熟的技术。但RFID由于其特有的传输特性，通信方式也有其独特的地方。 和普通通信一样对编码方式的选择以及信道适应性的分析是很

6、有必要的。 射频识别技术的基 本原理是电磁理论， 它是一种非接触的自动识别技术， 其基本原理是利用射频信号和空间藕 合传输特性，实现对识别物体的自动识别。射频识别系统一般由两个部分组成，即电子标签 和阅读器。 电子标签附着在被识别物体上， 阅读器能将其识别范围内的带有标签的所有物体 识别出，实现自动识别物体或者收集信息。下图就是RFID系统的基本组成部份。射频识别系统基本组成部分 RFID目前在理论和应用研究方面都十分引人注目的一种自动识别技术。它具有数据量 大，保密性高，抗干扰能力强，识别时间短，费用较低等优点，有很好的应用前景。到二 十一世纪，RFID 迎来了一个崭新的发展时期，其在民用领

7、域的价值开始得到世界各国 的广泛关注，特别是在西方发达国家， RFID 技术大 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(3)导读：在中心（UbiquitousID）的标准。这些标准（组织）都在积极进入中国，在国内设立 机构，X罗各自的企业利益群体，都希望能够影响到国内UHF频段的RFID标准的制订，为日后在广大的中国市场的竞争中，赢得标准上的先机。在目前，无论从应用还是产业技术，国内13.56MHzRFID比UHFRFID都要成熟、壮3大许多，UHFRFID还没有形量应用于生产自化、门禁、公路收 费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等民用领域中，其新的应用范围还在不断扩展， 层出不穷。目前，国

8、外主要有三个标准正在制定中：ISO/IEC 18000 标准、美国EPC Global 的标准和日本泛在中心（Ubiquitous ID）的标准。这些标准（组织）都在积极进入中国，在 国内设立 机构，X罗各自的企业利益群体，都希望能够影响到国内UHF 频段的RFID标 准的制订，为日后在广大的中国市场的竞争中，赢得标准上的先机。 在目前，无论从应用还是产业技术，国内13.56MHz RFID 比 UHF RFID 都要成熟、壮3大许多，UHF RFID 还没有形成完整的产业链。 虽然国外 UHF RFID 也处于技术发展的初期， 但是随着应用需求的不断明确， 世界各国 正积极的从标准制定、芯片

9、设计、标签封装（含天线设计） 、识别系统设计与生产、系统集 成与管理软件开发等 RFID 产业链的各个方面，加大投入快速发展，准备迎接 RFID 产业的 爆炸式发展。在这种形势下，如果中国不发展自己的 RFID 产业就会受制于人，就会在新一 轮技术革命中落伍。而在目前国内 RFID 已有的一定技术和市场基础上，如果措施得当，是 完全有机会赶上甚至领先于国外竞争对手的。 RFID 技术的发展是建立在整个 RFID 产业链发展的基础上， RFID 产业链的任何一个环 节的落后都会影响整个产业发展。 所以发展中国的 RFID 产业，不能局限在某个环节，而 应该是发展整个中国的 RFID 产业链，应该

10、是从标准到应用中各个环节的共同发展。现在的 当务之急是建立中国自己的 RFID 标准，从维护国家安全和利益的角度，中国必须有自己的 标准和自己的产品， 这不仅可以改变以往在标准上处处受制于人的被动局面， 也有助于改变 国内的市场应用和技术开发的混乱局面，形成合力，增强竞争力。从市场的角度来看，未来 RFID 的最大市场将在作为世界工厂和世界市场的中国。中国完全应该，也能够拥有自己的 标准。 随着中国标准化工作的进展，中国将成为国际 RFID 标准的第四股力量。 RFID 在中国的很多领域都得到实际应用，包括物流、烟草、医药、身份证、奥运 门票、宠物管理等等，但就我们日常生活感受而言，好像 RF

11、ID 还是离我们很远。除了 二代身份证，我们还很难经常感受到 RFID 在我们生活中的存在。这到底是什么原因 呢？其实道理很简单，尽管 RFID 正快速在各个领域得到实际应用，但相对于我们国家 的经济规模，其应用范围还远未达到广泛的程度，即便在 RFID 应用比较多的交通物流 产业，也还处于点分布的状态，而没能达到面的状态。往往是产业中的领导企业为保 持其竞争地位而率先尝试采用这种新技术，而更多的企业还抱着观望和犹豫的态度。 还 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(4)导读：射频读写器进行硬件和软件设计。拟主要开展以下工作：（1）深入掌握UHF频段ISO/IEC18600-6协议。（2）

12、采用AMS公司的AS3992芯片作为主要单元进行915MHzRFID读写器设计。（3）编写主控模块和AS3992模块之间的通信程序。（4）编写液晶显示驱动程序。（5）编写键盘输入控制程序。（6）完成915MHz读写器的是以物流产业为例，应用 RFID 技术可以大幅提高物流运作效率，如加快货物出入库 时间，减少现场操作人员，实现快速而精确的库存盘点，实现货物准确定位跟踪等 。 随着RFID技术的广泛应用，特别是非接触公交卡、校园卡等项目在各地的推广，培养 了一批芯片、封装、读写终端和系统集成厂商。这些国内厂商已经掌握了成熟的技术，初步 形成了国内的RFID产业链。其主要由以下几个部分组成：标准制

13、定、芯片设计、标签封装 （含天线设计） 、识别系统设计与生产、系统集成与管理软件开发。 射频识别(RFID)技术作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的 基础，已经被世界公认为2l 世纪十大重要技术之一。在生产、零售、物流、交通等各个行业 有着广阔的应用前景。现在，RFID 已成为 IT 业界的研究热点，被视为 IT 业的下一个“金4矿”。各大软硬件厂商，包括 IBM、Motorola、Philips、TI、Microsoft、Oracle、Sun、BEA、 SAP 等在内的各家企业都对 RFID 技术及其应用表现出了浓厚的兴趣，相继投入大量研发 经费，推出了各自的软件或硬穿

14、透性强件产品及系统应用解决方案。在应用领域，以 art、UPS、Gillette 等为代表的大批企业已经开始准备采用 RFID 技术对业务系统进 行改造，以提高企业的工作效率并为客户提供各种增值服务。在标签领域，RFID 标签与条 码相比，具有读取速度快、存储空间大、工作距离远、 、外形多样、工作环境适应性强和可 重复使用等多种优势。 射频识别技术已经逐渐成为企业提高物流供应链管理水平， 降低成本， 实现企业管理信息化， 增强企业竞争能力， 参与国际经济大循环不可缺少的技术工具和手段。5二、 研究内容本课题主要针对超高频射频识别技术的国内外发展现状及发展趋势，利用国内外现有 大量文献及资料，研

15、究 ISO/IEC 18000-6 协议，对 915MHz 射频读写器进行硬件和软件设 计。拟主要开展以下工作： （1） 深入掌握 UHF 频段 ISO/IEC 18600-6 协议。 （2） 采用 AMS 公司的 AS3992 芯片作为主要单元进行 915MHz RFID 读写器设计。 （3） 编写主控模块和 AS3992 模块之间的通信程序。 （4） 编写液晶显示驱动程序。 （5） 编写键盘输入控制程序。 （6） 完成 915MHz 读写器的读写功能。 （7） 完成 915MHz 读写器配套微带天线的设计。（8） 完成 915MHz 读写器配套多天线模块的设计。三、 研究方案拟采用的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析。 1.研究方法 本论文主要采用的研究方法为文献调研方法、实验研究法、理论分析发等方法， 在论文初期准备阶段通过文献调 5 6 7 8 9 10 浅谈读写器设计(5)导读：作与DSB-ASK、SSB-ASK以及PR-ASK调制模式会话条件的标签；通过外部接口与外部控制电路进行通信。2.MCU部分：采用Silabs公司的增强型MCUC8051F340，该芯片是一种数模混合型MCU，采用LQFP48小型封装，具有执行速度快、集成接口多、低功耗设计等特点，在该读写器电路中主要实现初始化AS3