【摘要】：射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）被廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈的管理、制造業(yè)流程檢測(cè)、移動(dòng)物資追蹤等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。但是，RFID系統(tǒng)中閱讀器關(guān)鍵芯片的核心技術(shù)掌握在國(guó)外廠商手中。為了突破技術(shù)壁壘，本文開(kāi)展了基于FPGA的RFID閱讀器數(shù)字基帶的設(shè)計(jì)并著重對(duì)數(shù)字信號(hào)處理模塊中的實(shí)現(xiàn)研究與其中的數(shù)字信號(hào)處理模塊，即成形濾波器和解碼器進(jìn)行深入研究。 系統(tǒng)為節(jié)約頻譜資源和減小傳輸誤碼率，在發(fā)送端中采用了成型濾波器。本文在此基礎(chǔ)上提出了一種新型的具有流水線結(jié)構(gòu)的成形濾波器的設(shè)計(jì)。該濾波器還具有在固定系數(shù)下頻率可調(diào)的特性。論文首先采用MATLAB軟件進(jìn)行仿真和理論分析確定濾波器架構(gòu)及系數(shù)，然后用Modelsim對(duì)采用Verilog HDL設(shè)計(jì)的濾波器進(jìn)行仿真測(cè)試，最后在FPGA上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化。根據(jù)對(duì)信號(hào)頻譜的分析，設(shè)計(jì)的成形濾波器達(dá)到RFID系統(tǒng)的需求，同時(shí)資源消耗較其它設(shè)計(jì)有所減少。 編碼技術(shù)能有效提高數(shù)字信號(hào)信噪比，實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步，，因此通信系統(tǒng)多使用一定的編碼方式處理收發(fā)的數(shù)據(jù)。這就需要信號(hào)的接收端有一個(gè)高效的解碼器。論文首先分析了無(wú)源RFID閱讀器接收端對(duì)解碼器電路的設(shè)計(jì)要求，深入探討了現(xiàn)有的解碼器的優(yōu)缺點(diǎn)。接著，文中提出了一種新型檢測(cè)信號(hào)幀尾的方案，并通過(guò)對(duì)已有解碼器的深入研究，設(shè)計(jì)了采用此幀尾檢測(cè)機(jī)制的高速解碼器結(jié)構(gòu)。最終，解碼器在FPGA平臺(tái)上得到了實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)解碼器能使40KHz傳輸頻率下的信號(hào)解碼延時(shí)從大于12.5us降低到2us。 本文設(shè)計(jì)的數(shù)字基帶與射頻部分、上位機(jī)軟件部分進(jìn)行了聯(lián)調(diào)。數(shù)字基帶是RFID系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，既要與射頻部分進(jìn)行信息交互，也要與軟件系統(tǒng)進(jìn)行通信。本文對(duì)具體的接口設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，分析了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上的難點(diǎn)。最后，無(wú)源UHF RFID系統(tǒng)聯(lián)調(diào)成功。同時(shí)，本文對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析。
【圖文】：

圖 1.1 PIE 編碼信號(hào)data-0 表示二進(jìn)制‘0’，data-1 表示二進(jìn)制‘1’，PW度，Tari 表示二進(jìn)制‘0’PIE 編碼后符號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)均可，通常是 6.25us、12.5us 以及 25us）。二進(jìn)制‘1 RTcal（Reader to Tag calibration）與二進(jìn)制‘0’的編成后需要在信號(hào)之前添加前導(dǎo)碼或者幀同步碼，如圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1.1 PIE 編碼信號(hào)上圖中，data-0 表示二進(jìn)制‘0’，data-1 表示二進(jìn)制‘1’，PW（PulseWidt示低電平長(zhǎng)度，Tari 表示二進(jìn)制‘0’PIE 編碼后符號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度（在 6.25 25us 之間均可，通常是 6.25us、12.5us 以及 25us）。二進(jìn)制‘1’的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度則等于 RTcal（Reader to Tag calibration）與二進(jìn)制‘0’的編碼長(zhǎng)度之差時(shí)在編碼完成后需要在信號(hào)之前添加前導(dǎo)碼或者幀同步碼，如圖 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.44;TN911.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2551769