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基于软件无线电的RFID系统硬件平台研究与设计

作　者: 陈毅华
导　师: 程崇虎
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 射频识别软件无线电模拟前端数字前端
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着物联网和射频识别技术（RFID, Radio Frequency Identification）受到越来越多的关注，适用于UHF RFID系统的低成本、高实时性的开放式硬件平台也显得更为重要，而传统的RFID系统实现的标签识别功能单一。针对这一情况，将软件无线电技术有效地融入到RFID系统中成为本文所要解决的关键问题。本文结合软件无线电的基本原理，提出了一种将软件无线电技术应用于UHF RFID频段的创新思路，设计了一种流水式硬件结构的软件无线电平台硬件系统的方案，运用理论分析、仿真验证等多种方式着重对该方案的模拟前端和数字前端进行了研究，在此基础上绘制了模拟前端和数字前端的电路原理图，并结合工程实际完成了硬件平台的实物制作。最后在Windows平台下搭建软件测试环境，将硬件平台与X86多核处理器进行系统联调，并对发射和接收信号在各自软件环境中进行了频谱分析。调试与分析结果表明，本文设计的基于软件无线电的RFID系统的硬件平台工作良好，能够成功地在两台设备中进行915MHz信号的无线发射与接收，验证了设计方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章引言  8-12
  1.1 射频识别技术概述  8-9
  1.2 软件无线电简介  9-10
  1.3 本文主要研究内容  10-12
第二章软件无线电平台结构  12-24
  2.1 常见软件无线电平台的结构  12-15
  2.2 用于 RFID 系统的软件无线电平台结构  15-24
    2.2.1 模拟前端设计方案  16-18
    2.2.2 数字前端设计方案  18-21
    2.2.3 信号流分析  21-24
第三章硬件平台的模拟前端的设计与实现  24-40
  3.1 解调模块设计与实现  24-28
  3.2 调制模块设计与实现  28-30
  3.3 本振信号模块设计与实现  30-35
  3.4 电源及其他模块设计与实现  35-36
  3.5 PCB 版图设计  36-40
第四章硬件平台的数字前端的设计与实现  40-56
  4.1 FPGA 模块设计与实现  40-44
  4.2 AD/DA 模块设计与实现  44-46
  4.3 USB 模块设计与实现  46-49
  4.4 时钟产生及分配模块设计与实现  49-50
  4.5 电源模块的设计与实现  50-54
  4.6 PCB 版图设计  54-56
第五章系统调试与分析  56-74
  5.1 硬件调试  56-57
    5.1.1 焊装前测试  56
    5.1.2 焊装及上电测试  56-57
  5.2 软件环境搭建  57-66
    5.2.1 预安装——依赖组件  57-61
    5.2.2 GNU Radio 与环境变量  61-63
    5.2.3 软件环境运行  63-66
  5.3 系统联调  66-74
第六章总结与展望  74-75
参考文献  75-78
附录 1 模拟前端电路原理图  78-79
附录 2 数字前端电路原理图  79-80
附录 4 本硬件平台详细物料表 BOM  80-83
附录 5 攻读硕士学位期间撰写的论文  83-84
附录 6 攻读硕士学位期间参加的科研项目  84-85
致谢  85

基于软件无线电的RFID系统硬件平台研究与设计

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