1、校內(nèi)導(dǎo)師：郭書軍校內(nèi)導(dǎo)師：郭書軍企業(yè)導(dǎo)師：張文東企業(yè)導(dǎo)師：張文東 2014/01/11答辯人：李林海便攜式超高頻便攜式超高頻RFID讀寫器設(shè)計讀寫器設(shè)計 便攜式超高頻便攜式超高頻RFID讀寫器設(shè)計讀寫器設(shè)計集成電路工程 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)測試 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)測試 1. 歷史起源北方工業(yè)大學(xué)低功耗性價比標(biāo)簽種類廣泛化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)兼容化多產(chǎn)業(yè)融合 3. 發(fā)展趨勢 4. 頻段特性ISO11784ISO14223125k-134kHz3-30MHz300

2、-3GHz3-30GHzISO15693ISO14443ISO18000EPGG1G2TC204TC278畜牧業(yè)管理車輛管理門禁應(yīng)用圖書管理固定資產(chǎn)醫(yī)藥管理貨架管理供應(yīng)鏈生產(chǎn)線后勤等應(yīng)用電子收費系1統(tǒng)原理模型分析23整體鏈路分析功能框架設(shè)計版圖設(shè)計4基帶控制協(xié)議控制防碰撞外部通信主要研究內(nèi)容行業(yè)零售業(yè)頻段超高頻距離、天線、標(biāo)簽等 5. 選題和研究內(nèi)容 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)測試讀寫器n 分類 分離式讀寫器和集成式讀寫器。n 應(yīng)用系統(tǒng) 被動射頻系統(tǒng)和主動射頻系統(tǒng)。n 讀寫器硬件 射頻前端部分、基帶部分、輸入輸出部分。n 讀寫器軟

3、件 控制部分、標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）部分、驅(qū)動部分。標(biāo)簽n 分類 主動式標(biāo)簽和被動式標(biāo)簽。n 組成 天線、內(nèi)部諧振電路、標(biāo)簽收發(fā)器。天線n 作用 將傳輸線上的導(dǎo)行波變成無介質(zhì)媒介中傳播的電磁波。n 分類 微帶天線、平板天線、八木天線以及陣列天線。計算機/網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)n 功能 用于管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。n 組成 中間件、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)傳輸。 1. RFID基本組成核心n 讀寫器 信息管理者。n 標(biāo)簽 信息載體。上行鏈路分析n 計算機 通過人機界面將用戶指令轉(zhuǎn)化為讀寫器識別的命令。n 讀寫器 接收計算機指令，對讀寫器進(jìn)行設(shè)置（射頻、協(xié)議），加載調(diào)制信號。n 天線 將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為電磁波能量，集中于某個方向進(jìn)行

4、傳輸。n 標(biāo)簽 接收天線電磁信號，激活內(nèi)部電路工作，解析命令。 2. RFID系統(tǒng)工作原理計算機讀寫器天線標(biāo)簽101010101設(shè)讀寫器發(fā)射功率Ptx，Gtx讀寫器天線增益，Ltx 工作距離，EIRPtx讀寫器天線有效輻射功率，Ltx處的功率密度為 2244txtxtxtxtxP GEIRPPLL假設(shè)標(biāo)簽與天線極化方向匹配，位置理想，則標(biāo)簽接收到的最大功率為22()44tagtagtxtagtxG PPE IRPGL 2. RFID系統(tǒng)工作原理計算機讀寫器天線標(biāo)簽下行鏈路分析n 標(biāo)簽 標(biāo)簽響應(yīng)命令后，對命令做出解析，并將結(jié)果進(jìn)行加載，返回天線。n 天線 將接收返回載波信號，送至讀寫器。n 讀寫

5、器 對回波信號進(jìn)行解調(diào)、解碼，得到關(guān)于標(biāo)簽的信息。n 計算機 對標(biāo)簽信息進(jìn)行二次加工，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ?。設(shè)電子標(biāo)簽散射能量為Pback ， 為標(biāo)簽雷達(dá)散射截面積，則Pback 4txbacktxEIRPPPL假設(shè)天線有效接收面積Sw，天線增益Grx，則讀寫器天線接收到的功率為2324(4 )txtxrxbackrxWtxtxPG GPPSLL 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)測試EPC Global Ubiquitous ID ISO 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)

6、測試SkyWorks公司超高頻頻段典型應(yīng)用電路典型RFID讀寫器電路典型讀寫器發(fā)射機電路正交信號濾波器功放移相變頻器變頻器合成器基帶信號基帶信號直接變頻發(fā)射鏈路正交信號濾波器變頻器移相變頻器變頻器合成器基帶信號基帶信號本振信號功放二次變頻發(fā)射鏈路典型接收機模型分析功分器變頻變頻移相本振濾波器濾波器濾直流濾波器放大器放大器IQ零中頻接收機典型放大器電路參數(shù)1dB壓縮壓縮點點增益增益工作工作電壓電壓飽飽和功率和功率工作效率工作效率噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)諧諧波抑制波抑制頻頻率范率范圍圍功率容限功率容限電源部分電路整體框圖阻抗匹配定向耦合器巴倫低通濾波器功率放大器功率檢測讀寫器芯片AS3992MCUC805

7、1F430巴倫版圖設(shè)計：功耗、EMI、旁路去耦、散熱、阻抗匹配 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)測試 1. 技術(shù)簡介 2. 工作原理 3. 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 4. 硬件設(shè)計 5. 軟件設(shè)計 6. 系統(tǒng)測試射頻+識讀率+算法效率載波頻率容限測試輸出功率測量ACPR測試OBW測量標(biāo)簽識讀成功率算法識讀捕獲率結(jié)論優(yōu)點：p 讀寫器射頻性能符合國家規(guī)范，測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期p 可形成產(chǎn)品、為同類產(chǎn)品設(shè)計提供經(jīng)驗缺點：p 天線未做設(shè)計p 多讀寫器未作考慮p 算法有待提高p 低功耗方面參考文獻(xiàn)1 張智文,射頻識別技術(shù)理論與實踐M.北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社, 20

8、08.10-222 劉宏偉,李成. ISO/IEC 18000-6C簡析J.標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)跟蹤, 2007.(7):17-203 王洪博,孫倩. UHF 頻段RFID設(shè)備的技術(shù)要求及測試J.現(xiàn)代電信科技, 2007(1):46-514 ISO/IEC 18000-6, Information technology-Radio frequency identification for item manage-mant-Part 6:Parameters for air interface communications at 860MHz-960 MHzM,2006 5 工信部無2007205號.關(guān)于發(fā)布900/900MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定S,北京:工信部,2007Austriamicrosystems AG.AS3992 Datasheet EB/OL.http/ 李林海，郭書軍，張文東，便攜式超高頻射頻識別讀寫器設(shè)計J，中國科技信息，201321學(xué)位期間研究成果學(xué)位期間研究成果北京烽火聯(lián)拓公司（原北京維深電子） 900MHz RFID無源手持模塊中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所 短波電臺綜合測試系統(tǒng)中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所 TR組件綜合測試系統(tǒng)