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基于AVR的RFID阅读器和应答器的设计研究与实现

作　者: 乌东建
导　师: 李万臣；王积玉
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: RFID T9输入法 2ASK 低功耗单片机
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 248次
引　用: 3次
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内容摘要

作为一种非接触式的自动识别技术,射频识别(RFID)技术利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递,并通过所传递的信息达到识别的目的。同其它识别技术相比,射频识别技术具有很多优点,在诸多领域中得到应用,并且具有巨大的发展和应用潜力。这使得RFID系统关键部分的阅读器和应答器的设计和研究变得十分紧要和迫切,其研究和发展对RFID技术的成熟和广泛应用具有很高的实际价值。本课题利用RFID技术,基于RFID的工作原理设计一个无线汉字识别系统,实现汉字信息经阅读器以无线方式向无源电子标签(本设计中的应答器)传输,汉字信息在应答器中存储,阅读器读取应答器内存储的汉字信息并在液晶板上显示出来的功能。具体研究如下：本文在分析了RFID系统工作原理的基础上,结合本课题设计的目标要求,确定了系统的总体方案；以低功耗AVR单片机ATmega168V为控制核心,采用2ASK方式调制,用线圈电磁耦合来完成应答器与阅读器之间信息与能量的传输,进而实现短距离半双工通信；片上实现了T9拼音输入法输入汉字,采用PS2键盘与单色240×128图形液晶作为人机交互设备；系统采用高效率的丙类谐振功率放大器完成了应答器非电池供电、应答器掉电不丢失存储信息；完成了阅读器向应答器存入汉字、阅读器从应答器读取汉字、阅读器自擦除汉字信息等功能。最后,对所完成的阅读器和应答器的硬件和软件进行测试。分别对载波频率、传输距离、功率、识别时间和汉字输入能力进行了测试,测试结果表明本文所设计的无线汉字识别系统满足设计目标要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 RFID技术背景及研究的意义  10-13
  1.2 RFID技术国内外研究现状  13-18
    1.2.1 RFID技术国外研究现状  13-14
    1.2.2 RFID技术国内研究现状  14-18
  1.3 RFID技术在我国的发展趋势及应用  18-21
  1.4 研究内容及论文结构  21-22
第2章 RFID原理及总体方案设计  22-31
  2.1 引言  22
  2.2 RFID技术简介  22-29
    2.2.1 基本RFID系统的组成  22-23
    2.2.2 RFID的基本工作原理  23-25
    2.2.3 RFID的分类  25-29
  2.3 总体方案设计  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章阅读器和应答器的硬件设计  31-54
  3.1 引言  31
  3.2 调制方式的选择  31-39
  3.3 应答器控制芯片选择  39-40
  3.4 阅读器控制芯片选择  40
  3.5 载波频率及功放电路的选择  40-41
    3.5.1 载波频率的选择  40
    3.5.2 功放电路的选择  40-41
  3.6 线圈工作频率选择的理论分析与计算  41-42
    3.6.1 线圈工作频率选择的理论分析  41-42
    3.6.2 天线谐振回路的有关计算  42
  3.7 阅读器与应答器间通信基本原理分析  42-43
  3.8 阅读器电路分析及计算  43-51
    3.8.1 包络检波器设计  44-45
    3.8.2 滤波放大与比较器电路设计  45
    3.8.3 丙类功放的设计  45-50
    3.8.4 引言阅读器总电路原理图  50-51
  3.9 应答器电路分析及计算  51-53
  3.10 本章小结  53-54
第4章 RFID系统软件设计及测试  54-65
  4.1 引言  54
  4.2 单片机上T9拼音输入法的实现  54-57
  4.3 阅读器与应答器之间互相通讯的协议  57
  4.4 阅读器、应答器的软件设计  57-59
    4.4.1 阅读器软件设计  57-58
    4.4.2 应答器软件设计  58-59
  4.5 RFID系统主要指标测试  59-61
    4.5.1 载波频率的测试  59-60
    4.5.2 传输距离、功率与识别时间的测试  60
    4.5.3 汉字输入能力的测试  60-61
  4.6 硬件整体实物图  61-64
  4.7 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  71-72
致谢  72

基于AVR的RFID阅读器和应答器的设计研究与实现

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