UHF RFID閱讀器的軟件設(shè)計(jì)與防碰撞算法研究.pdf

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

2、ass1 Generation2標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的防碰撞算法進(jìn)行了深入的研究并提出了一種創(chuàng)新的標(biāo)簽防碰撞算法。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹UHF RFID閱讀器的工作原理并分析目前市場(chǎng)上的UHF RFID閱讀器的設(shè)計(jì)方案，采用了分立元件的設(shè)計(jì)方案。該方案采用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶部分的設(shè)計(jì)，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(jìn)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(xì)的設(shè)計(jì)了MC

3、U上的EPC Global Class1 Generation2協(xié)議軟件架構(gòu)及軟件實(shí)現(xiàn)流程。介紹了MCU與上位機(jī)和FPGA之間通信的軟件設(shè)計(jì)。完成了UHF RFID閱讀器整套系統(tǒng)與標(biāo)簽內(nèi)部信息的交互操作，并對(duì)整套系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的識(shí)別標(biāo)簽、讀標(biāo)簽和寫(xiě)標(biāo)簽的功能進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　本文完成了對(duì)UHF RFID閱讀器的上位機(jī)控制軟件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括界面顯示的所有功能，上位機(jī)軟件的數(shù)據(jù)處理，以及對(duì)閱讀器系統(tǒng)的性能進(jìn)

4、行了測(cè)試。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)本套系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的特性，對(duì)上位機(jī)軟件進(jìn)行了API接口的封裝。
　　本文在深入研究EPC Global Class1 Generation2標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)協(xié)議采用的自適應(yīng)Q值防碰撞算法進(jìn)行了深入的研究，同時(shí)對(duì)當(dāng)前學(xué)術(shù)界的UHF RFID閱讀器的泊松算法和最小估計(jì)值算法進(jìn)行了剖析，提出了一種基于成功時(shí)隙的快速收斂自適應(yīng)Q算法，并給出了理論依據(jù)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。通過(guò)matlab仿真可以發(fā)現(xiàn)本算法在大標(biāo)簽量的環(huán)境下性