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射频识别技术(RFID)是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递,并通过所传递的信息实现目标识别的技术。由于RFID技术与传统的识别技术相比较具有抗污损、速度快、安全性高等优势,已得到了广泛应用,尤其是UHF RFID技术在近年的研究和发展十分迅速,我国也于2007年出台了UHF RFID技术的政策和技术规范。UHF RFID读写器是RFID应用系统中的最为关键的部分,其性能直接影响到系统的识别速度和距离。本文对移动应用环境中的手持式UHF RFID读写器进行了研究和设计。对UHF RFID系统的研究背景、发展现状进行了研究和分析之后,本文从电磁场理论、信道估算等方面对RFID技术的基础理论进行了分析,然后对ISO/IEC 18000-6C(即EPC C1G2)协议中的物理层和逻辑层中部分关键参数进行了详细分析,包括信号调制参数、数据编解码方法、标签逻辑状态、防冲撞算法等。之后对UHF RFID读写器的射频前端中的关键部分电路进行了分析,包括发射机、接收机架构、信号隔离电路、功率放大电路,从信号特征以及硬件成本等方面综合考虑,认为正交直接上变频和直接下变频的收发架构较为适合UHF RFID读写器。结合手持机的体积、功耗需求,对小体积UHF RFID硬件电路的设计方案进行了分析,选择使用AMS AS3992 RFID专用射频收发前端作为方案的核心电路;对AS3992内部的供电架构、VCO/PLL配置、工作模式等可能影响到读写器性能的关键部分进行了分析,然后设计了基于AS3992的UHF RFID硬件电路,包括时钟电路、VCO/PLL外部适配电路、射频相关寄存器配置、射频前端信号发射、隔离及接收电路等,对射频前端电路进行了ADS仿真和优化,之后对读写器中的供电电路关键参数进行了分析,并探讨了射频PCB电路板设计中的注意事项。UHF RFID读写器模块设计完成之后,对手持式UHF RFID读写器的功能组件进行了设计,确定了使用STM32 32bit ARM处理器作为主控芯片的控制架构,使用了ZG2100 Wi-Fi模块实现手持机的无线通信功能,对ZG2100的工作模式、通信接口进行了分析,并设计了驱动电路;在人机交互电路中使用了ZLG 7290驱动的数字与字母复用键盘,以及QVGA分辨率的TFT液晶显示屏;然后对手持机的锂电池供电管理电路进行了设计,并分析了各功能组件的PCB布局。在软件设计部分首先分析了AS3992的通信控制协议,并重点分析了EPC C1G2协议在AS3992上的实现方法,然后设计了基于RT-thread RTOS的外围功能组件的驱动及UHF RFID读写器应用程序。按照中国UHF RFID技术规范对本论文设计的手持式UHF RFID读写器的射频参数进行了测试和分析,并对读写器的读写性能及功能进行了测试,最后对本论文的工作进行了总结,指出了不足以及进一步研究的方向。