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RFID在重大危险源监控中的研究与应用

作　者: 余宗仁
导　师: 王健
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 射频识别RFID 重大危险源 多标准兼容 双模式 ADS仿真
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要


随着RFID技术的发展和我国重大危险源监管规模的不断扩大，使用RFID技术解决重大危险源监管问题是当前的发展趋势。这就需要研制一种能够兼容多标准的RFID系统。本文创造性的提出了一种基于无源双模式射频识别系统，研制了双模式RFID读写器。本双模式读写器包含了两种射频识别模式：一种是13.56MHz的射频识别模式，是近耦合非接触逻辑加密卡读写技术；一种是915MHz的射频识别模式，是远距离识别运动目标的技术。这种读写器使用的识别目标是不同标准的RFID电子标签，即13.56MHz和915MHz两个工作频率的电子标签。读写器可以实现对这个无源两种模式的电子标签进行可靠的近距离读写操作。硬件实现中，采用了STM32微控制器作为读写器的主控制器，构成了控制和通信模块。以TI开发的射频收发芯片TRF7970进行了13.56MHz射频识别模块的设计。以奥地利微电子公司开发的射频收发芯片AS3990进行了915MHz射频识别模块的设计。通过系统测试，达到了对识别目标进行近距离识别和相关操作的目的，各项性能达到设计目标，稳定可靠。本文主要研究的内容如下：1.首先对RFID技术研究背景进行了论述，即针对当前重大危险源监控领域的缺陷进行描述；2.其次对研究的意义和发展现状进行说明；3.对RFID技术原理，工作原理进行论述和分析；4.对RFID读写器的生产厂商各产品进行预研。5.使用ADS仿真软件对接收机、射频匹配电路进行仿真，对仿真的结果进行芯片选型；6.对RFID电路进行设计，对多标准兼容和统一读取的技术加以体现；7.给出阅读器在重大危险源中的应用方案，设计结构框图，分析对危险源监控的可行性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-12
  1.1 研究的背景及意义  9-11
    1.1.1 重大危险源概述  9
    1.1.2 研究的背景  9-10
    1.1.3 研究的意义  10-11
  1.2 RFID 技术国内外发展现状  11
  1.3 本文的章节内容安排  11-12
第二章 RFID 系统工作原理  12-24
  2.1 RFID 系统组成结构  12-13
  2.2 RFID 标准概述  13-14
  2.3 RFID 系统工作方式及原理  14-24
    2.3.1 RFID 系统工作方式  14-15
    2.3.2 RFID 射频前端工作原理  15-24
第三章 RFID 系统硬件电路设计  24-44
  3.1 RFID 读写器预研工作  24-27
    3.1.1 RFID 频段选择策略  24-25
    3.1.2 RFID 各厂商产品对比  25-27
  3.2 硬件设计需求和总体框图设计  27-29
    3.2.1 硬件电路设计需求  27-28
    3.2.2 硬件电路结构框图设计  28-29
  3.3 ADS 射频前端仿真（芯片选型）  29-35
    3.3.1 接收部分 ADS 仿真  29-34
    3.3.2 发射部分 ADS 仿真  34
    3.3.3 仿真得到芯片选型结论  34-35
  3.4 HF 模块的电路设计  35-36
    3.4.1 HF 模块电路框图设计  35
    3.4.2 HF 模块电路原理图设计  35-36
  3.5 UHF 模块的电路设计  36-40
    3.5.1 UHF 模块电路框图设计  36
    3.5.2 UHF 模块电路原理图设计  36-40
  3.6 射频模块天线匹配设计  40-41
  3.7 射频模块 PCB 布线图及实物图  41-43
  3.8 本章小结  43-44
第四章 RFID 读写器测试  44-54
  4.1 RFID 读写器测试说明  44
  4.3 RFID 已有样机测试  44-47
    4.3.1 功能测试  44-46
    4.3.2 多标准兼容性测试  46-47
  4.4 自设计多标准兼容 RFID 模块测试  47-53
    4.4.1 HF 模块硬件测试  47-48
    4.4.2 UHF 模块硬件测试  48-49
    4.4.3 自设计读写器多标准兼容性测试  49-51
    4.4.4 RFID 射频模块通信波形  51-53
  4.5 测试结论  53-54
第五章 多标准兼容 RFID 系统在危险源中的应用  54-61
  5.1 危险源监控的问题及多标准兼容的必要性  54-55
    5.1.1 危险源监管整体示意图分析  54
    5.1.2 各环节监管的问题及技术要求  54-55
    5.1.3 多标准兼容读写器应用的必要性  55
  5.2 多标准兼容 RFID 在危险化学品集成监控方案  55-60
    5.2.1 RFID 在危险化学品中监控的方案论述及分析  55-56
    5.2.2 人员和车辆识别  56-58
    5.2.3 危险化学品仓储管理  58-59
    5.2.4 危险源运输车辆追踪管理  59-60
  5.3 本章小结  60-61
第六章 总结和展望  61-63
  6.1 总结  61
  6.2 工作展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-67
附录  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 光模式识别及其装置
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