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射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术利用射频信号进行非接触式信息传递,实现目标识别和数据交换。近年来国内外的RFID新产品层出不穷,应用越来越广泛。其中,超高频(Ultra High Frequency,UHF)RFID技术有着突出的优势,其识别距离远、携带信息量大、可同时读取的标签数量多,引起了产业界的广泛关注。
由于性能要求高,产品开发难度大。本文根据项目研究需要,提出了以数字信号处理器(Digital Signal Processer,DSP)为核心的数字基带处理方案,引入了DSP为核心处理器来设计RFID读写器数字基带信号处理单元。实现了高速信号和信令处理,以及关键的多标签防碰撞能力和读写器组网必须的多读写器防碰撞能力,主要工作包括：
1.针对UHF RFID读写器读取速度快,突发模式下实时性要求高的特点,设计了基于DSP的基带处理硬件方案,包括FPGA模拟射频前端接口单元、DSP处理单元及应用处理器单元；
2.在DSP硬件平台基础上实现了硬件控制、接口通信、EPC Class1 Gen2空中接口协议处理、编解码处理、防碰撞算法等软件流程；
3.防碰撞处理包括多标签防碰撞和多读写器(也称密集读写器模式)防碰撞算法；
4.通过性能优化和功能测试,UHF RFID读写器样机达到了每秒不少于80个标签读取速率。
解码和防碰撞处理是提高读写器工作速度的主要难点。本文在现有数字信号解码算法的研究基础上,采用高效的解码方法,大大提高了解码效率：为了获得更高的工作效率,本文在现有的防碰撞算法基础上,针对Gen2空中接口协议提出了根据不同应用场合的改进了的Q值计算方法,以实现Q值的合理调整,能大大提高读取效率；读写器防碰撞算法在通信信道被占用时发出占用标志,完成读取时再释放信道来实现多读写器防碰撞,减少了读写器负担,并在矿井下的读写器组网中得到应用。