兼容ISO18000-6B/6C UHF RFID读写器软件设计及实现

以基于射频收发芯片AS3992、工作于840～960 MHz UHF ISM频段的UHF RFID读写器核心模块作为硬件基础,在芯片已经集成18000-6C协议的基础上,软件上通过对码元进行曼彻斯特编码及CRC校验,从而实现读写器同时兼容18000-6B协议.分别合理配置防碰撞算法,18000-6C协议采用时隙ALOHA算法,18000-6B协议采用二进制搜索算法,使得该UHF RFID读写器能同时兼容读取大量18000-6B/6C电子标签.     

一种可编程的多协议RFID读写器的设计

本文根据动态可编程的思想,利用动态可编程模拟信号处理器(dpASP),设计了一种能够读取多种不同协议标签的UHF频段RFID读写器,并阐述了该读写器的整体结构和设计方法,最后对dpASP进行了编程配置,解决了利用相同的硬件平台、通过不同的软件编程配置来实现读写器可读写多种不同协议标签的技术难题。     

无源UHF超高频标签天线设计与研究

无源UHF频段RFID技术信号传输速度快,覆盖距离远,通过与互联网、通讯等技术相结合,可实现全球范围内物品的跟踪与信息共享。该技术由射频模拟前端电路、控制逻辑电路等组成的无源UHF超高频射频识别标签系统,由外接天线与读写器完成通信,天线既要与识别标签相匹配,又要与读写器较好地通信,天线决定了标签是否能正常工作,同时也决定了信号传输的距离。为此,通过研究天线的匹配阻抗、形状尺寸与大小,以及频带的设计,探索出了低成本、高可靠的天线设计方案。     

基于虚拟无线电的RFID读写器原型验证

为解决目前RFID读写器难以支持多协议、多应用等问题,提出了以虚拟无线电技术实现RFID读写器的思想.根据ISO/IEC 18000-6C协议标准,阐述了基于虚拟无线电技术的系统构架,对链路频率、处理时延、同步耗时等RFID系统物理层和协议层主要参数进行了详细分析,并在构建的虚拟无线电平台上完成无源超高频射频识别系统的信号传输及协议一致性测试,验证了基于虚拟无线电技术实现RFID读写器的有效性.基于虚拟无线电技术的RFID读写器在PC机中完成标签识别层处理和基带信号处理,不需要专门的硬件平台,能够支持多频段、多协议、多应用,且开发周期短.     

UHF频段RFID系统防碰撞算法研究

防碰撞技术是决定RFID系统性能的关键因素之一,特别是UHF频段.防碰撞性能决定着多目标的识别率、识别速度.本文着重研究UHF频段RFID系统防碰撞解决方案和算法改进问题,探讨盘存周期内总时隙数的选取,并对系统效率进行仿真,提出简单易行的提高系统效率的方法.     

用于UHF RFID的功率放大器设计

功率放大器是UHF RFID系统的重要模块,也是RFID系统中功耗最大的器件。本文采用TSMC0.18rf CMOS工艺,设计了一款用于RFID的线性功率放大器。在915 MHz频段,最大输出功率为17.8 dBm,饱和效率达到了40%,输出1 dB压缩点(P1dB)为15.4 dBm,其小信号增益达到了28.7 dB。     

一种新的RFID传感网络中多阅读器防碰撞协议

阅读器碰撞问题(RCP)是影响射频识别(RFID)系统读取效率的关键问题。提出了一种新的解决阅读器碰撞问题的协议——DREAM协议。新协议根据阅读器间的信号干扰情况在多个阅读器中动态产生若干个临时的控制中心作为簇首,合理安排各个阅读器的读取顺序,完全避免了阅读器间的信息碰撞。理论和仿真结果表明DREAM协议相对于现有性能较优的PULSE协议,在极大地提高系统读取效率的同时,大大地节省了阅读器的功率消耗。     

基于Zig Bee和ARM的分布式RFID信息采集系统的设计

针对传统有线射频识别( RFID)技术信息采集系统存在布线成本昂贵、节点众多时连线复杂、读写器需要预先部署且灵活性差、无法在移动载体上读取等问题,提出采用Zig Bee和ARM处理平台构建分布式RFID信息采集系统.在建立ARM最小系统基础上,结合UART,USB和LCD等外围设备构成嵌入式RFID信息处理平台,并针对...     

可用于金属物体识别的RFID标签的研究

超高频射频信号在金属环境的干扰,一直困扰着超高频射频识别技术(UHF RFID)的推广和应用.本文研究电磁场相关理论,通过对金属环境下的RFID应用进行了一系列仿真,从而找到提高RFID在金属环境下性能的办法.并提出一种金属标签的设计方案.该方案在一定程度上提高了读取距离,并具有易于实现的优点.     

Windows平台下串口通信数据实时获取与监测

针对串口通信标准协议存在多种自定义协议以及协议复杂性等特点,采用纯软件设计方法实现了交换数据和通信状态的实时获取与监测.通过对Windows平台下进程管理机制以及串口通信流程的剖析,采用进程注入、基于串口的API钩子等系统底层软件设计技术,实时获取相应的串口交换数据信息.实测结果验证了该技术的可行性,表明了其在通信协议机理分析、通信故障分析等方面应用的实用性.     

物联感知和生物识别在实名制票务中的研究

以乘客的生物特征取代身份证信息,以2.4 GHz射频识别技术和人脸识别技术实现无线信息感知,建立了基于物联网框架的实名制售检票解决方案。系统采用无源RFID标签为车票载体,通过装有RFID读写器的闸机对车票及其对应的乘客身份信息实现主动感知。为降低现有算法人脸检测及识别的时间,满足大批乘客检票实时性要求,改进了Viola-Jones算法以提高人脸检测速度,提出了基于OGA的改进Fisher脸方法对图像向量进行降维,并对特征空间进行优化以提高人脸识别效率。实验结果表明,设计的实名制票务系统有较好的实时性和可靠性;通过实例说明了系统在实际应用中的可行性。     

超高频RFID读写器数字接收机设计

针对超高频无源标签返回信号能量差异显著、数据率偏差大的特点,提出一种超高频无线射频识别(RFID)读写器数字接收机的实现方案。采用包含功率估计、数字锁相环同步和差分解码等模块的接收机方案,实现快速准确的接收。该数字接收机经过Matlab仿真验证,在Xilinx Spartan3E平台上实现并测试通过。与常用的多组相关器接收机方案相比,该数字接收机能以更少的硬件资源消耗实现更高性能的接收效果。     

高频RFID重叠标签载波变频读写器设计

在高频射频识别技术的实际应用中,当多张标签紧密重叠在一起时,重叠标签的谐振频率会产生偏移,造成标签无法获取足够能量,导致标签无法读写。针对该问题,从理论角度建立并分析重叠标签的电磁场耦合模型,从本质上分析无法读写的原因,提出一种新的读写器设计方案,采用载波变频的方式匹配重叠标签偏移的谐振频率,并通过实验验证其可行性。实验结果表明,在相同功率及读写距离的情况下,与标准读写器相比,该设计方案能明显提高重叠标签的读写成功率。     

基于多级数据处理的RFID中间件开发

针对大规模无线射频识别(RFID)应用中产生的海量标签信息处理问题,设计一种基于多级数据处理的嵌入式RFID中间件系统。该系统包含数据采集和数据处理2个子系统,对海量标签信息进行分层过滤、分类、重组等操作,从中获得有价值的信息与事件,并以多种形式提供给用户。仿真实验结果表明,该系统可以在一定程度上提高数据处理的效率和准确性,进而提升大规模RFID应用的性能。     

基于CSMA的无线射频识别防碰撞算法

传统无线射频识别防碰撞算法的系统吞吐率普遍不高.为此,提出一种基于载波侦听多路访问(CSMA)的新算法.在标签发送数据前,增加一个保护时间带,并对信道侦听操作进行同步处理,以提高信道侦听的准确性,降低数据发送的盲目性.实验结果表明,与其他算法相比,该算法具有较高的系统吞吐率和较短的数据传输时廷.     

一种新型ICA算法在RFID系统中的应用

针对无线射频识别系统在通信过程中的防碰撞问题,从信号处理的角度,提出一种基于盲源信号并行分离技术的防碰撞处理算法,其中包括信号白化技术,以及一种改进的独立元分析(ICA)信号并行分离方法.功能仿真结果证明,该算法的吞吐率最高达到69％,与吞吐率只有18％的传统Aloha算法相比,该算法能提高防碰撞能力.     

RFID标签加密算法设计及FPGA实现

为提高超高频射频识别(RFID)系统的安全性,需在RFID标签芯片中集成必要的加密算法.为此,通过分析Grain-128加密算法的工作原理和在实际应用中的使用方法,设计算法的硬件架构,并采用VHDL语言编写,在现场可编程门阵列(FPGA)芯片上进行实现.实验结果表明,该算法共需384个时钟周期产生可供加解密的密钥流,仅占用54个Slices的FPGA逻辑资源,可用于在RFID标签芯片中进行安全加密.     

汽车制造生产线上RFID应用模式研究

从企业管理和生产环节两方面对无线射频识别(RFID)的应用需求进行分析,研究RFID在汽车制造生产线上的应用模式,构造一个基于RFID的汽车制造生产线垂直分布式应用模型体系框架,给出各功能模块的实现流程。应用结果证明,该模型可以解决生产过程中存在的信息采集数据缺失和遗漏、人工操作效率低下等问题,满足汽车制造生产线数据信息采集的实时性和准确性要求。     

基于单标签射频识别的唇语识别算法

近年来,有研究提出了使用多个定制且可拉伸的射频识别（RFID）标签进行语音识别的无线平台,但该标签难以精准捕捉拉伸引起的大频率偏移,而且需要探测多个标签,标签脱落或自然磨损时还须重新校准。针对以上问题,提出基于单标签RFID的唇语识别算法,将灵活、易于隐藏且没有侵入性的单个通用RFID标签贴在脸上,即使用户不发出声音,仅依靠面部的微动作也可进行唇语识别。首先建立模型处理RFID阅读器接收的单个标签随时间和频率响应的接收信号强度（RSS）和相位变化,然后采用高斯函数对原始数据的噪点进行平滑去噪预处理,再采用动态时间规整（DTW）算法对收集到的信号特征进行评估分析,以解决发音长短不匹配的问题;最后创建无线语音识别系统来识别区分与声音相对应的面部表情,从而达到识别唇语的目的。实验结果表明,对于识别不同用户的200组数字信号特征,该方法的RSS准确率可以达到86.5%以上。     

基于混沌加密的无线射频识别安全机制

为使无线射频识别(RFID)系统安全机制同时具有较高安全性和较好的运算效率,提出一种将混沌技术应用于RFID系统信息保护的方案。采用一种初始值可变的Logistic映射产生混沌密码序列,并对数据加密。经相关分析和仿真,证明该RFID安全机制实现简单、运行速度快、成本低,完全符合RFID系统的安全要求。