發(fā)布時間：2021-12-30 16:32

　　將超高頻射頻識別（Ultrahigh Frequency Radio Frequency Identification,簡稱UHF RFID）技術(shù)的功耗低、速率快、距離遠(yuǎn)等技術(shù)優(yōu)勢和傳感技術(shù)的模擬被測參量可以精確轉(zhuǎn)換為數(shù)字監(jiān)測數(shù)值的技術(shù)優(yōu)勢相結(jié)合,可以構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的底層技術(shù)基礎(chǔ),實現(xiàn)端到端、端到云的連接,構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界。電力監(jiān)測行業(yè)就是UHF RFID技術(shù)與傳感技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用場景之一。將磁感應(yīng)諧振傳感電路與UHF RFID無源標(biāo)簽芯片結(jié)合構(gòu)成傳感標(biāo)簽,適配查詢器上位機等設(shè)備,搭建無源、無線監(jiān)測電網(wǎng)穩(wěn)定性的系統(tǒng),可以實現(xiàn)電流電壓在線監(jiān)測,保證電網(wǎng)設(shè)備安全運行,降低監(jiān)測成本,提高監(jiān)測效率。該系統(tǒng)的主要研究重點就在于面向諧振傳感電路的標(biāo)簽芯片基帶設(shè)計與實現(xiàn)。本文完成的研究內(nèi)容及取得的研究成果如下:（1）本文根據(jù)查詢器與傳感標(biāo)簽的交互流程,確定無源傳感通信空口協(xié)議最大限度兼容國標(biāo)協(xié)議正向鏈路和反向鏈路的編解碼方法,并對交互過程中的命令幀格式參數(shù)進行定義,實現(xiàn)了協(xié)議對空口ID匹配以及傳感數(shù)據(jù)讀取等操作的支持。基于無源傳感通信空口協(xié)議,本文給出傳感標(biāo)簽數(shù)字基帶的設(shè)計功能、體系架構(gòu)以及模塊劃... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

DECODE模塊仿真結(jié)果

圖3.4 DECODE 模塊仿真結(jié)果3.1.3 編碼（ENCODE）模塊編碼模塊根據(jù) SCU 的輸出控制數(shù)據(jù) bsc 進行判斷，然后對反向散射至查詢器的數(shù)據(jù)進行 FM0 編碼，該數(shù)據(jù)通常包含隨機數(shù)、句柄、傳感數(shù)據(jù)等。模塊內(nèi)部有門控邏輯，根據(jù)標(biāo)簽狀態(tài)和命令參數(shù)，控制 cw_en 門控信號來配置傳感頻率數(shù)據(jù)的輸出。另外，編碼模塊在將數(shù)據(jù)發(fā)送至模擬前端進行調(diào)制之前，需要對數(shù)據(jù)包進行 CRC 校驗，確保數(shù)據(jù)正確。本文設(shè)計的數(shù)字基帶中包含 CRC-5 和 CRC-16 兩種校驗?zāi)Ｊ健f(xié)議要求傳感標(biāo)簽的編碼數(shù)據(jù)需要完成 CRC-16校驗。CRC-16校驗的生成多項式為：X16+X12+X5+1。其寄存器中預(yù)設(shè)加載值為：16`hFFFF。校驗數(shù)據(jù)通過后寄存器中的加載值為 16`h1D0F。CRC-5 校驗的生成多項式為：X5+X3+1，其寄存器中預(yù)設(shè)加載值為：5`b0_1001。校驗數(shù)據(jù)通過后寄存器中的加載值為 5`b0_0000。

圖3.7 SCU 模塊仿真結(jié)果通過 NC-Verilog 對 SCU 模塊進行功能仿真，由圖 3.7 可以看到，由于 SCU 采用系統(tǒng)時鐘，因此數(shù)字基帶的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)非常迅速，在 match_result 為高電平時，意味著查詢器與傳感標(biāo)簽匹配成功。數(shù)字基帶收到 Query 命令、ACK 命令、SEN 命令，標(biāo)簽狀態(tài)分別跳轉(zhuǎn)至 REPLY 狀態(tài)、ACKNOWLEDGED 狀態(tài)、PERCEPTION 狀態(tài)，并將不同的 bsc 數(shù)據(jù)送至 ENCODE 模塊。3.1.5 功耗管理（PMU）模塊功耗管理模塊通過門控邏輯進行功耗優(yōu)化。控制每個模塊的開啟和關(guān)閉，從而降低時鐘翻轉(zhuǎn)頻率以降低數(shù)字基帶整體動態(tài)翻轉(zhuǎn)功耗。功耗管理模塊dec_en dec_done scu_en scu_done ocu_en ocu_done

【參考文獻】：
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