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RFID(Radio Frequency Identification)技术利用射频信号进行非接触式双向通信,通过读写器与标签之间的信息传递,实现目标识别和数据交换的目的。随着RFID技术的不断发展和进步,RFID产品的应用越来越广泛。其中超高频(UHF,Ultrahigh Frequency)RFID以其识别距离远、传递信息量大、可同时读取多个标签等特点而备受关注,本文的研究主要针对该频段。
目前,很多RFID应用场合都要求长距离读取或高现场处理能力,并且具有较大的数据吞吐量,这就必然要求系统使用高性能RFID读写器。本文的研究和设计就是针对高性能RFID读写器进行的。
本文首先介绍了RFID技术的基础理论知识和相关技术标准,深入研究了适用于高性能RFID读写器的ISO/IEC18000-6:Type C标准和高要求RFID应用系统的需求及其对读写器软硬件的要求,并根据标准和这些要求完成了读写器基带部分整体架构及其各模块重要硬件的设计。
其次,深入研究了高性能RFID读写器中的基带信号解码算法,在常用的过零检测解码方法基础上提出了过零检测与相关检测混合解码方法和全相关检测解码方法,并通过理论分析和实验比较证明了混合检测解码比过零检测具有更好的解码性能、全相关检测解码比混合检测解码具有更好的解码性能。
第三,深入研究了标签总数已知条件下的通用EPC Gen2防碰撞算法,并在其基础上进行简化和改进。多次实验表明该简化算法具有很高的标签读取效率。
第四,研究并实现了ARM端应用程序的设计,成功实现了上位机接口、读写控制、标签数据聚集与过滤等高性能读写器必须具备的功能。
高性能RFID读写器的软件研究与设计具有广泛的理论价值和实际应用价值。本文的工作为国内公司自主研发高性能RFID读写器具有一定的借鉴意义。