无线射频识别系统设计毕业论文.doc

无线射频识别系统设计毕业论文 目录 摘要 Abstract 1 绪论 1 1.1 无线射频识别系统的概述 1 1.2 无线射频识别系统的研究 1 1.2.1 研究背景 1 1.2.2 研究意义 2 1.3 国内外无线射频识别系统的发展及现状 2 1.4 主要内容与安排 4 2 无线射频识别系统整体方案 5 2.1 总体系统方案论证与比较 5 2.2 调制方式论证与比较 6 2.3 555时钟电路控制对象论证与比较 6 3 系统硬件电路设计 8 3.1 阅读器电路分析与设计 8 3.1.1 阅读器单片机最小系统设计 8 3.1.2 阅读器发射电路 9 3.1.3 耦合线圈的配置原理 14 3.2 应答器电路分析与设计 15 3.2.1 应答器电源电路 15 3.2.2 应答器发射电路及单片机 16 4 系统软件设计 17 4.1 阅读器程序设计 17 4.1.1 阅读器主程序设计 17 4.1.2 阅读器有源无编码测试子程序 18 4.1.3 阅读器4位编码测试子程序 18 4.1.4 阅读器上传数据测试子程序 18 4.1.5 阅读器下载数据测试子程序 19 4.2 应答器程序设计 19 4.2.1 应答器主程序设计 19 4.2.2 应答器识别数据返回数据子程序 20 4.2.3 应答器识别命令返回编码子程序 20 4.2.4 应答器识别数据存储数据子程序 21 4.2.5 应答器识别命令返回数据子程序 21 5 测试方法与数据 22 5.1 耦合线圈电感量大小与谐振频率 22 5.2 整机调试与测试 22 5.2.1 识别正确率和识别时间测试 22 5.2.2 识别距离测试 22 5.2.3 识别功耗测量 23 5.2.4 初级线圈包络仿真图形和实测图形 23 结论 25 参考文献 26 附录 27 致谢 58 绪论 无线射频识别系统的概述 无线射频识别(RIFD:Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人为干预，可工作于各种恶劣环境。无线射频识别技术可识别调整运动物体并可同时识别多个标签，并可对标签所储存的信息进行读写,操作快捷简便[1]。 无线射频识别系统能实现自动信息识别，从而为人们日常生活和工作带来了极大的方便，节约了大量的人力和时间，快捷、准确的信息识别提高了现代管理的科学性、先进性[]。[3]。它是由大量节点组成的面向任务的分布式网络，综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信、分布式信息处理等多领域技术，通过各类微型传感器对信息目标进行实时监测，由嵌入式微处理器对信息进行加工处理，并通过无线通信网络将信息传送至远程用户，然后通过相应的规则进行。 通过无规则的大规模的部署传感器节点至目标区域，对目标区域进行监测，无线传感器网络将会改变与客观世界的交互方式。其在定位、医疗、环境监测等许多方面都将给我带了巨大的方便，其研究充满的巨大的潜力。但是在无线传感器网络的具体应用中，不知道传感器位置而感知的数据是没有实际意义的。传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置或区域发生了特定事件”，才能实现对外部目标的定位和追踪。而节点位置信息的获得又可以使网络设计者优化无线传感器网络在其它方面的应用，比如对路由算法的优化、联合信号处理、通信开销的优化、基于位置的信息查询等。而人工部署和为所有网络节点安装GPS接收器都会受到成本、功耗、扩展性等问题的限制，因此必须采用一定的机制与算法实现[4]。 定位感知领域又诞生了一门可以引领时代前进的新技术——射频识别技术，即RFID（Radio Frequency Identification）。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术[5]。是集计算机技术、信息采集处理技术、无线数据传输技术、网络数据通信技术和机械电子自动控制技术等多学科综合应用为一体的自动化控制系统。射频识别技术利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象，并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷、可识别高速运动的物体，且可同时识别多个标签等许多优点。 但是RFID抗干扰性较差，而且有效距离一般小于10m，这对它的应用是个限制。而无线传感器网络的定位精确度不是太高，这对无线传感器网络的应用也产生了一些影响。如果将无线传感器网络同RFID结合起来，利用RFID精确的定位性能，并且利用无线传感器网络高达100m的有效半径，形成RFID传感器网络。在国防安全、工农业领域各种控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远