中等容量和大容量声表面波标签研究

声表面波标签因其自身固有生产工艺的缺点及容量有限而限制了其应用和发展。从实际生产的角度出发,以脉冲位置编码声表面波标签为基础,提出了中等容量和大容量声表面波标签的设计方案,在提高容量的同时可降低生产成本。该文核心内容为大容量声表面波标签的设计,其基于相关叉指换能器和排列组合原理,与之对应的两种阅读器结构方案也展开了讨论。     

手持式声表面波射频识别系统

针对脉冲时延结合相位编码的声表面波标签,设计了相应的射频识别系统,阅读器接收链路采用零中频正交解调方案。实际制作了编码容量接近300万的标签和采用4层印制电路板(PCB)结构的小型化阅读器硬件电路。通过对硬件电路、陶瓷天线、液晶屏的一体化布局,搭建了一款手持式声表面波射频识别系统,并测试了阅读器的发射、接收链路及陶瓷天线的回波损耗。手持式系统的识别距离可达50 cm,液晶屏不仅能显示识别结果,还能显示图像信息以实时调试系统。     

声表面波射频识别阅读器的设计

论述了基于DSP技术的声表面波射频识别(SAW RFID)阅读器的设计方法.在此基础上给出了阅读器的硬件设计和与多个标签识别的流程图.最后对标签的反碰撞问题进行了研究.     

声表面波射频识别与温度传感一体化系统

在物联网的多应用场合中需要同时实现识别和传感功能,这是声表面波技术的优势之一。采用脉冲时延结合相位编码方案设计了编码容量近三百万的声表面波标签,分析了标签的一体化识别与测温原理。采用射频直接欠采样数字正交解调方案设计了相应的阅读器,以提高识别和测温的准确性与稳定性。在柔性电路板上设计制作了小型化折叠偶极子天线,从而拓展了应用领域。实际测试结果表明,搭建的系统在-20～60℃能正常工作,在距离2 m内不仅能实现准确识别,而且测温精度可达0.6℃。     

声表面波标签的FSCW频域阅读器设计

基于频率步进连续波(FSCW)的声表面波频域阅读器采用类似矢量网络分析仪(VNA)测量频域响应的原理,对声表面波标签回波信息进行解算。首先对基于FSCW的频域采样原理进行理论推导,指导阅读器参数的设计;再将直接数字频率合成器(DDS)与内置锁相环(PLL)的IQ调制器相结合设计了可快速变频的发射链路,接收链路采用双向耦合器与硬件IQ解调芯片完成正交相干混频,实现了绝对相位的稳定测量;最后实际制作了阅读器电路板,并结合声表面波标签对阅读器性能进行测试,通过与网络分析仪测量结果对比,结果表明该文设计的阅读器有效。     

基于频率步进原理的声表面波射频标签的辨识

为降低声表面波(SAW)射频标签(RFID)系统对硬件模数转换器和天线开关速度及隔离度的要求,提出了频率步进原理声表面波射频标签的辨识。采用基于自回归模型的功率谱估计方法对回波信号进行了时频变换,通过对加入了噪声的系统回波信号进行仿真实验,验证了发射频率步进脉冲信号取代传统窄脉冲的可行性以及算法的高精度。同时也讨论了阅读器与标签之间不同距离、温度影响和相位噪声对标签解码的影响,提出了解决思路。     

声表面波标签的振幅检测方法与阅读器设计

声表面波标签是纯无源反射式标签,回波信号非常微弱,噪声是限制阅读器检测性能的决定性因素。根据标签回波信号的特点,结合回波信号的判决条件,给出了常振幅下声表面波标签回波信号的检测系统结构。通过对检测概率的分析,得出在大信噪比条件下,信号加噪声的相位主要集中在信号的相位值附近。在理论分析的基础上,设计了振幅检测型的标签阅读器。在实际测试中,振幅检测方法在3m的检测距离内能够有效检测阅读范围内的声表面波标签,验证了该方法只适用于信噪比较大的情况。     

基于阅读器UDP通信的声表面波射频识别系统

利用ARM和用户数据报协议(UDP),实现了声表面波射频识别系统的阅读器上、下位机UDP通信功能。与串口通信相比,UDP通信充分利用以太网资源进行上、下位机之间的数据交换,数据传输速率可达100Mbit/s。在完成上、下位机UDP通信的基础上,系统实现了网线热插拔功能。基于C#软件设计了上位机人机界面,不仅能显示声表面波标签回波信号并解算标签编码,还可通过人机界面对下位机进行控制,实现了人机交互功能。     

SAW射频识别系统中无源标签的小型化设计

SAW RFID已被广泛认定为第二代RFID技术。但是,由于受标签尺寸的限制,声表面波标签还不能应用于零售等小物品的识别上。为了减小声表面波标签的整体尺寸,本文仿真模拟了压电基底为不同晶体以及相同晶体不同切向时声表面波的性质,为选择高频率稳定性和高能量转换效率的基底材料提供了依据。高的频率稳定性和能量转换效率,可以使声表面波标签具有更加紧凑的结构,进而减小压电基片的尺寸。设计了一款小型化贴片天线,测量验证了这款小型化天线完全满足声表面波射频识别的需要。     

一种基于SAW的无线标签识别系统

介绍了一种基于声表面波延迟线式的无线标签识别系统。该系统能以不同的无源编码标签代表不同的对象,并可通过对标签的传感来达到目标 识别的目的。文中介绍了标签传感器和系统的信号处理方法,并给出了相应的硬件电路框图。     

基于SAW RFID技术的电力管线快速定位

目前城市地下电力管线错综复杂,迫切需要一种对电力管线快速标识定位的方法。该文提出了一种基于声表面波射频识别（SAW RFID）技术的定位方法,利用SAW RFID的强穿透能力,将SAW标签间隔埋入地下管线上方构造位置网格,与全球定位系统(GPS)/北斗定位技术融合形成快速定位方案;同时,为了提高地下标签的探测距离,研究设计了单相单向换能器（SPUDT）,以及适合埋在地下介质中的标签天线;最后完成了实际地下土壤环境的场景测试,验证了SAW RFID地下电力管线定位方法的性能及优势。     

射频识别动态定位方法

提出一种新型的通过参考标签和移动RFID射频读写器进行定位的方法。该定位方法的主要优点是不需要记录任何测量信息如TOA、RSSI等,而是通过移动读写器,不断对目标标签和参考标签进行读取,经椭圆还原算法对读区域进行还原,最终以交集计算实现定位。该方法思路简单,但实现了较高精度的RFID室内定位。实验结果表明,该定位方法的精度可在最小的参考标签单元格内（可到达数十厘米级）。同时建立的原型定位系统具有成本低、易于部署等特点,存在应用于大规模RFID仓储定位管理的可行性。     

基于数字波束形成的多声表面波标签识别

在声表面波射频识别系统应用中,多个标签经常会同时出现在阅读器的作用范围内,这样会导致标签难识别。该文的数字波束形成技术被用于解决多标签识别难的问题。通过采用阵列天线,标签的位置可用波达角表示。利用遗传算法在解空间进行并行搜索来寻找波达角的优化值,并根据它生成阵列加权及恢复各个标签的信号。实验结果表明,在某些应用场合,解码结果完全正确。     

声表面波阅读器扫频信号源设计与实现

声表面波阅读器分为基于时域采样和频域采样两种类型.在频域采样的声表面波阅读器实现过程中,性能良好的扫频信号源不可或缺.基于直接数字频率合成技术和锁相环频率合成技术设计了一个中心频率,扫频范围和步进频率都可控制调节的信号源,并加入了功率放大电路对扫频信号进行放大.实际制作了信号源硬件电路,对单一频点、扫频信号和功率放大模块逐一进行了测试,并分析了频率点的锁定过程.测试结果表明,信号源实现了中心频率940 MHz,扫频范围为933.75～946.25 MHz步进频率为125 kHz,功率为15 dBm的设计目标.     

利用单片机的捕获功能自动识别铁路RFID标签数据

铁路标签分为机车标签和货车标签。2种标签被阅读器发射的射频能量激活后,将连续不断、周而复始返回标签中的数据帧发送给阅读器。阅读器将标签信号解调后送给单片机,单片机采用边沿捕获功能完成解码。机车标签帧头和货车标签帧头,以及它们的数据波形均是不相同的,正是利用它们各自信号的特征,可以自适应地识别出是机车标签还是货车标签,这样无论机车处于列车的什么位置,均不会出现误识别或漏识别现象。     

基于模运算标签分类的RFID标签防碰撞识别方法

为了解决射频识别(RFID)系统中的多标签防碰撞问题,在分析帧时隙ALOHA算法的基础上,提出一种基于模运算标签分类的RFID标签防碰撞识别方法。引入一种检测信息碰撞的时隙选择信息,对标签所选取时隙的碰撞情况进行分析并估计标签数量;然后对标签EPC编码进行逐级的取模运算,将同余的标签归为一组。各个标签经过K次取模运算后,分为2k组,每组只有发生少量碰撞位的标签。再将标签按照分组对应的时隙发送,碰撞标签采用二叉树后退式算法处理。本方法极大的提高了标签的识别效率,适用于射频识别系统中阅读器对于大量电子标签的快速识别。     

Adaptive Binary Splitting: A RFID Tag Collision Arbitration Protocol for Tag Identification

In the RFID system, a reader recognizes tags through communications over a shared wireless channel. When multiple tags transmit their IDs at the same time, the tag-to-reader signals lead to collision. Tag collision arbitration for passive RFID tags is significant for fast identification since collisions disturb the reader's identification process. This paper presents an Adaptive Binary Splitting (ABS) protocol which is an improvement on the binary tree protocol. To reduce collisions and identify tags efficiently, ABS uses information which is obtained from the last processes of tag identification. Our performance evaluation shows that ABS outperforms other tree based tag anti-collision protocols. This work was supported by Korea Research Foundation Grant (KRF-2005-041-D00680).     

A 2.45-GHz Near-Field RFID System With Passive On-Chip Antenna Tags

The design of a 2.45-GHz near-field RF identification (RFID) system with passive on-chip antenna (OCA) tags is very challenging as the efficiency of RF power conversion is very low. It poses multidisciplinary research challenges such as ultra-low-power circuits design, semiconductor process technology, and integrated antenna design. This paper describes the designs of such an RFID system, the reader, and OCAs, as well as the passive tag integrated circuits in detail. The passive tag chip with 128-bit nonvolatile memory has been realized using CMOS 0.13- technology. The OCA is fabricated on top of the chip using post-processing technology. The complete RFID tag with an integrated OCA is smaller than 0.5- with a thickness of 0.1 mm. With the reader generating an output power of 0.5 W, the RFID system is able to perform with RF read/write functions at a distance of .