【摘要】：射頻識別(RFID)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要研究方向之一,是信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點,RFID技術(shù)在許多領(lǐng)域己經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性和技術(shù)本身存在的未解決問題所造成的不確定性使得RFID測試顯得尤為重要。RFID產(chǎn)品日趨多樣化,使產(chǎn)品的協(xié)議一致性面臨挑戰(zhàn),RFID系統(tǒng)中與其他部件相比標簽的數(shù)量最為龐大,因此本文主要關(guān)注RFID標簽協(xié)議一致性測試�；赗FID測試系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)需求,依托國家重大科學(xué)儀器專項所研制的高性能微波頻譜分析儀,本文對UHF RFID測試技術(shù)進行了深入研究,并提出一種實現(xiàn)儀器小型化、實用化、可擴展以及成本合理的UHF RFID標簽協(xié)議一致性自動化測試解決方案。所設(shè)計的測試系統(tǒng)在實現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上,在系統(tǒng)設(shè)計上不斷探索和創(chuàng)新,為下一步研究積累了技術(shù)和軟硬件資源。該系統(tǒng)具有自主知識產(chǎn)權(quán),能夠滿足基本測試需求。本文從系統(tǒng)總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計三個主要方面入手,逐步完成每個部分的設(shè)計和開發(fā)工作,以實現(xiàn)UHF RFID標簽協(xié)議一致性測試系統(tǒng)。最初的方案運用所開發(fā)的RFID測試專用板卡實現(xiàn),但是在一系列新需求的驅(qū)動下需要進行方案改進和創(chuàng)新,通過對總結(jié)的幾種技術(shù)方案的分析,最終選定了 ARM核心的ASIC芯片方案,并且選用ZYNQ作為ARM核心以增強系統(tǒng)功能和擴展性。硬件平臺搭建基于全新的國產(chǎn)儀器:高性能微波頻譜分析儀,主要進行RFID測試專用硬件模塊:多協(xié)議測試前端的開發(fā),系統(tǒng)開發(fā)工作本身就具有探索性和創(chuàng)新性。多協(xié)議測試前端集成了 UHF前端板,包括控制電路和基于UHF RFID專用芯片的射頻前端電路等。另外為了實現(xiàn)擴展性,還設(shè)計集成了HF前端板,ARM控制核心則采用ZYNQ核心的數(shù)字電路。ARM核心的ASIC芯片方案具有體積和成本優(yōu)勢,單塊功能電路板面積小,運用層疊結(jié)構(gòu)可以使多協(xié)議測試前端體型小巧,另外,該模塊即插即用,使用方便,通過開發(fā)多個前端板,實現(xiàn)系統(tǒng)可擴展性。系統(tǒng)軟件方面主要包括前端微控制器和ZYNQ嵌入式軟件,以及上位機測試軟件,主要的測試和信號分析算法在測試軟件實現(xiàn)。
[Abstract]:Radio frequency identification (RFID) technology is one of the main research directions of Internet of things and is a hot research topic in the field of information technology. RFID technology has been widely used in many fields. Because of the complexity of the application environment and the uncertainty caused by the unsolved problems in the technology itself, RFID testing is becoming more and more important. RFID products are becoming more and more diversified, and the protocol consistency of the products is facing a challenge. Compared with other components, the number of tags in RFID system is the largest, so this paper focuses on RFID tag protocol conformance testing. Based on the development status and related requirements of RFID test system and relying on the high performance microwave spectrum analyzer developed by the National Major Scientific instrument Project, this paper makes a deep research on the UHF RFID test technology, and puts forward a miniaturization of the instrument. Practical, extensible and reasonably cost UHF RFID tag protocol conformance automation test solution. On the basis of realizing the basic functions, the test system has been continuously explored and innovated in the system design, which has accumulated technology and software and hardware resources for the next research. The system has independent intellectual property rights and can meet the basic test requirements. This paper starts with three main aspects of system design, hardware design and software design, and completes the design and development of each part step by step, in order to realize the UHF RFID tag protocol conformance test system. The original scheme is implemented with the developed RFID test board, but under the drive of a series of new requirements, it needs to be improved and innovated. Through the analysis of several technical schemes summarized, the ASIC chip scheme of the core of ARM is finally selected. ZYNQ is chosen as the core of ARM to enhance the system function and expansibility. The hardware platform is built based on a new domestic instrument: high performance microwave spectrum analyzer. The hardware module of RFID testing is mainly used: the development of multi-protocol test front end. The system development itself is exploratory and innovative. Multi-protocol test front-end integrates UHF front-end board, including control circuit and RF front-end circuit based on UHF RFID chip. In addition, in order to realize expansibility, the HF front-end board is designed and integrated, and the ARM control core adopts the digital circuit of the ZYNQ core. The ASIC chip scheme of the ARM core has the advantages of volume and cost, and the area of the single functional circuit board is small. The stack structure can make the multi-protocol test front-end small and compact. In addition, the module is plug and play, easy to use, through the development of multiple front-end boards, the system can be extensible. The system software mainly includes the front-end microcontroller and ZYNQ embedded software, as well as the host computer test software. The main testing and signal analysis algorithms are implemented in the test software.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.44;TP274;TP311.52

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本文編號：2414123