UHF RFID讀寫器研究與射頻前端設(shè)計(jì).pdf

1、射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是一種興起于上世紀(jì)末并逐漸走向市場(chǎng)應(yīng)用的高新技術(shù)，以其獨(dú)到的性能優(yōu)勢(shì)，幾乎引發(fā)了一場(chǎng)供應(yīng)鏈的革命。射頻識(shí)別系統(tǒng)按工作頻率可分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波（MW）幾個(gè)頻段的系統(tǒng)應(yīng)用，其中低頻和高頻兩個(gè)頻段的RFID技術(shù)早已廣泛應(yīng)用，且技術(shù)成熟，超高頻射頻識(shí)別技術(shù)早期因?yàn)榧夹g(shù)、成本等因素限制而發(fā)展較慢，近年來，隨著各學(xué)科技術(shù)的發(fā)展以及射頻識(shí)別技術(shù)新的應(yīng)用需求，UHF RFID技術(shù)已經(jīng)成為新的研

2、究熱點(diǎn)和發(fā)展前沿。
　　實(shí)際應(yīng)用中的RFID系統(tǒng)一般由射頻標(biāo)簽、讀寫器和上位機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)三部分組成。讀寫器是負(fù)責(zé)寫入或讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備。在 RFID系統(tǒng)中，讀寫器一方面與標(biāo)簽通信獲取必要的識(shí)別碼信息，并與上位機(jī)通信，將獲取的識(shí)別碼信息上傳到后端數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，另一方面讀寫器還將執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的讀寫標(biāo)簽命令?？梢哉f，讀寫器是RFID系統(tǒng)中最復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難度最大的關(guān)鍵設(shè)備。相對(duì)于低頻和高頻來說，UHF RFID的讀寫器因其工作頻率高、

3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂而成為制約UHF RFID廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一，若能設(shè)計(jì)一款低成本、高性能讀寫器將對(duì)UHF RFID的推廣應(yīng)用起到積極地推動(dòng)作用。
　　本文以實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品化讀寫器為設(shè)計(jì)目標(biāo)，深入研究了UHF RFID系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理及行業(yè)內(nèi)廣泛遵循的EPC Class1 Gen2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在通過比較和分析市場(chǎng)上常用幾種讀寫器設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，提出了一種高性價(jià)比的讀寫器實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)讀寫器系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。其中硬

4、件系統(tǒng)主要由后端數(shù)字信號(hào)處理部分、射頻前端電路以及電源系統(tǒng)三部分組成；軟件系統(tǒng)主要包括整個(gè)讀寫器的控制模塊、基帶信號(hào)和協(xié)議的處理模塊以及與上位機(jī)通信模塊。為了實(shí)現(xiàn)低成本設(shè)計(jì)，我們采用了通用收發(fā)芯片和分立元件搭建射頻前端電路的方案，在減少硬件成本的同時(shí)也降低了硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。在射頻發(fā)射通路，我們使用了通用射頻收發(fā)芯片和射頻功率放大器，射頻收發(fā)芯片用于產(chǎn)生載波信號(hào)并調(diào)制基帶信號(hào)，射頻功率放大器用于放大射頻信號(hào)，增加讀寫器的輸出功率。在