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随着UHF RFID系统的广泛应用,科研人员已对UHF RFID阅读器进行了大量的研究,但是目前大多数的研究都是集中在对UHF RFID阅读器的射频电路和数字基带电路的硬件设计与实现上。为此,本文将主要基于当前全球主流的EPC Global Class1 Generation2标准的协议,探讨UHF RFID阅读器架构的整体设计,着重对UHF RFID阅读器软件的实现进行深入的分析并给出设计方案。同时,本文基于EPC Global Class1 Generation2标准协议的防碰撞算法进行了深入的研究并提出了一种创新的标签防碰撞算法。本文首先简要介绍UHF RFID阅读器的工作原理并分析目前市场上的UHF RFID阅读器的设计方案,采用了分立元件的设计方案。该方案采用FPGA实现数字基带部分的设计,使用MCU作为控制单元。本文制定了与UHF RFID阅读器MCU控制单元进行通信的UART通信数据帧协议和SPI通信数据帧协议。详细的设计了MCU上的EPC Global Class1 Generation2协议软件架构及软件实现流程。介绍了MCU与上位机和FPGA之间通信的软件设计。完成了UHF RFID阅读器整套系统与标签内部信息的交互操作,并对整套系统所实现的识别标签、读标签和写标签的功能进行了测试,并对相应的测试结果进行了分析。本文完成了对UHF RFID阅读器的上位机控制软件的详细设计,包括界面显示的所有功能,上位机软件的数据处理,以及对阅读器系统的性能进行了测试。同时,为实现本套系统二次开发的特性,对上位机软件进行了API接口的封装。本文在深入研究EPC Global Class1 Generation2标准的基础上,对协议采用的自适应Q值防碰撞算法进行了深入的研究,同时对当前学术界的UHF RFID阅读器的泊松算法和最小估计值算法进行了剖析,提出了一种基于成功时隙的快速收敛自适应Q算法,并给出了理论依据和系统实现过程。通过matlab仿真可以发现本算法在大标签量的环境下性能比泊松算法和最小值估计算法好,且系统吞吐率稳定在33%左右,接近理论值的36.8%。