UHF RFID閱讀器的軟件設計與防碰撞算法研究.pdf

1、隨著UHF RFID系統(tǒng)的廣泛應用，科研人員已對UHF RFID閱讀器進行了大量的研究，但是目前大多數(shù)的研究都是集中在對UHF RFID閱讀器的射頻電路和數(shù)字基帶電路的硬件設計與實現(xiàn)上。為此，本文將主要基于當前全球主流的EPC Global Class1 Generation2標準的協(xié)議，探討UHF RFID閱讀器架構(gòu)的整體設計，著重對UHF RFID閱讀器軟件的實現(xiàn)進行深入的分析并給出設計方案。同時，本文基于EPC Global Cl

2、ass1 Generation2標準協(xié)議的防碰撞算法進行了深入的研究并提出了一種創(chuàng)新的標簽防碰撞算法。
　　本文首先簡要介紹UHF RFID閱讀器的工作原理并分析目前市場上的UHF RFID閱讀器的設計方案，采用了分立元件的設計方案。該方案采用FPGA實現(xiàn)數(shù)字基帶部分的設計，使用MCU作為控制單元。
　　本文制定了與UHF RFID閱讀器 MCU控制單元進行通信的UART通信數(shù)據(jù)幀協(xié)議和SPI通信數(shù)據(jù)幀協(xié)議。詳細的設計了MC

3、U上的EPC Global Class1 Generation2協(xié)議軟件架構(gòu)及軟件實現(xiàn)流程。介紹了MCU與上位機和FPGA之間通信的軟件設計。完成了UHF RFID閱讀器整套系統(tǒng)與標簽內(nèi)部信息的交互操作，并對整套系統(tǒng)所實現(xiàn)的識別標簽、讀標簽和寫標簽的功能進行了測試，并對相應的測試結(jié)果進行了分析。
　　本文完成了對UHF RFID閱讀器的上位機控制軟件的詳細設計，包括界面顯示的所有功能，上位機軟件的數(shù)據(jù)處理，以及對閱讀器系統(tǒng)的性能進

4、行了測試。同時，為實現(xiàn)本套系統(tǒng)二次開發(fā)的特性，對上位機軟件進行了API接口的封裝。
　　本文在深入研究EPC Global Class1 Generation2標準的基礎上，對協(xié)議采用的自適應Q值防碰撞算法進行了深入的研究，同時對當前學術界的UHF RFID閱讀器的泊松算法和最小估計值算法進行了剖析，提出了一種基于成功時隙的快速收斂自適應Q算法，并給出了理論依據(jù)和系統(tǒng)實現(xiàn)過程。通過matlab仿真可以發(fā)現(xiàn)本算法在大標簽量的環(huán)境下性