本文關鍵詞：ISO14443B射頻標簽一致性測試技術研究與系統(tǒng)實現

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【摘要】：近年來,隨著物聯網的快速發(fā)展,RFID技術被廣泛應用在零售業(yè)、物流業(yè)、制造業(yè)、醫(yī)療行業(yè)和信息產業(yè)等領域中。為了滿足RFID技術的實際應用需求,必須要搭建一套高性能的RFID實時測試系統(tǒng)。本文圍繞ISO 14443B RFID標簽一致性測試技術展開研究,基于NI的PXIe模塊化儀器,設計和實現了RFID測試系統(tǒng)。首先,介紹了RFID技術的發(fā)展現狀和它對人們生活方式的改變,調研了國內外對RFID測試技術的研究現狀。在RFID技術和虛擬儀器技術的快速發(fā)展下,高性能、軟件可定制的實時性RFID測試系統(tǒng)成為一種必須。其次,研究了工作在高頻頻段的RFID系統(tǒng),主要介紹了高頻RFID系統(tǒng)的基本框架,以及系統(tǒng)通信過程中所采用的關鍵技術。高頻RFID系統(tǒng)中,讀寫器與標簽之間通過電感耦合傳輸能量與數據,本文給出了電感耦合原理圖和能量傳輸關鍵參數的推導過程。在標簽向讀寫器返回響應時,標簽采用了副載波負載調制,以ISO 14443B協(xié)議為例介紹了副載波負載調制技術。再次,詳細研究并介紹了ISO 14443B協(xié)議,主要包括物理層和數據鏈路層。針對物理層,研究了讀寫器到標簽鏈路的工作頻率和場強、信息速率、調制和編碼方式,以及標簽到讀寫器鏈路信息速率、調制和編碼方式等。針對數據鏈路層,研究了通信數據的組幀格式、通信過程的時序、CRC校驗、標簽的狀態(tài)轉移,并詳細介紹了讀寫器與標簽通信的命令集和標簽響應。然后,在NI的PXIe模塊化儀器上,搭建了基于ISO 14443B協(xié)議的RFID測試系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件采用了NI PXIe板卡,系統(tǒng)的軟件分為測試系統(tǒng)上位機和RFID原型機兩部分。RFID原型機包括發(fā)射模塊、接收模塊和數據鏈路層模塊。發(fā)射模塊負責將命令編碼、組幀并發(fā)射,接收模塊負責接收基帶數據并對其進行解碼,數據鏈路層模塊負責控制發(fā)射模塊發(fā)射命令以及接收模塊接收響應,并將解析后得到的信息傳送給上位機。最后,在已搭建好的RFID原型機的基礎上,在上位機中加入儀器控制和測試模塊,完成整個RFID測試系統(tǒng)的開發(fā)。上位機中,儀器驅動模塊負責對中頻收發(fā)器、上下變頻模塊進行初始化和參數配置；數據交互模塊負責上位機與RFID原型機之間的數據交互；測試模塊包括一致性測試和性能測試,本文對每個測試項目都給出了具體的理論分析、程序說明和測試結果�？傊�,本文設計的RFID測試系統(tǒng)完全符合ISO 14443B協(xié)議規(guī)定,并且具備實時交互性、靈活性和可擴展性。
【關鍵詞】：RFID ISO 14443B 模塊化儀器 測試系統(tǒng)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP391.44
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景與意義8-11
• 1.2 國內外研究現狀11-15
• 1.2.1 RFID測試技術研究現狀11-14
• 1.2.2 虛擬儀器技術現狀14-15
• 1.3 論文開展的主要工作15-17
• 1.4 論文結構安排17-18
• 第二章 高頻頻段的RFID工作原理18-26
• 2.1 高頻頻段RFID系統(tǒng)框架18-20
• 2.2 電感耦合20-23
• 2.2.1 電感耦合原理20-21
• 2.2.2 電感耦合能量傳輸21-23
• 2.3 標簽的副載波負載調制技術23-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 高頻頻段ISO 14443B協(xié)議研究26-44
• 3.1 物理層參數及關鍵技術26-29
• 3.1.1 讀寫器到標簽的通信鏈路26-27
• 3.1.2 標簽到讀寫器的通信鏈路27-29
• 3.2 數據鏈路層參數及關鍵技術29-42
• 3.2.1 組幀格式29-30
• 3.2.2 時序30-31
• 3.2.3 CRC校驗31-32
• 3.2.4 標簽的狀態(tài)轉移32-34
• 3.2.5 命令集及標簽響應34-42
• 3.3 本章小結42-44
• 第四章 ISO 14443B測試系統(tǒng)架構及物理層和數據鏈路層的實現44-68
• 4.1 測試系統(tǒng)的整體架構44-48
• 4.1.1 測試系統(tǒng)的硬件架構44-46
• 4.1.2 測試系統(tǒng)的軟件架構46-47
• 4.1.3 LabVIEW FPGA模塊47-48
• 4.2 發(fā)射模塊設計與實現48-55
• 4.2.1 發(fā)送信息編碼模塊48-54
• 4.2.2 I/Q數據交織發(fā)射模塊54-55
• 4.3 接收模塊設計與實現55-64
• 4.3.1 AD前端接收模塊55-56
• 4.3.2 接收信息解碼模塊56-64
• 4.4 數據鏈路層模塊設計與實現64-67
• 4.5 本章小結67-68
• 第五章 ISO 14443B測試系統(tǒng)的研究與實現68-90
• 5.1 ISO 14443B測試系統(tǒng)68-69
• 5.1.1 實際測試系統(tǒng)68-69
• 5.1.2 第二代居民身份證69
• 5.2 儀器驅動模塊69-72
• 5.2.1 中頻收發(fā)器驅動配置69-70
• 5.2.2 上變頻模塊驅動配置70-71
• 5.2.3 下變頻模塊驅動配置71-72
• 5.3 數據交互模塊72-73
• 5.3.1 協(xié)議參數配置模塊72-73
• 5.3.2 發(fā)送接收模塊73
• 5.4 一致性測試模塊73-85
• 5.4.1 整體波形測試73-75
• 5.4.2 發(fā)送/接收信號測試75-80
• 5.4.3 脈沖分析測試80-82
• 5.4.4 協(xié)議解析82-84
• 5.4.5 連續(xù)發(fā)送測試84-85
• 5.5 性能測試模塊85-88
• 5.5.1 標簽掃頻測試85-86
• 5.5.2 標簽最小觸發(fā)功率測試86-88
• 5.6 本章小結88-90
• 第六章 總結與展望90-92
• 致謝92-94
• 參考文獻94-102
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和科研成果102

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