本文關(guān)鍵詞：面向圖書館應(yīng)用的RFID讀寫系統(tǒng)的設(shè)計

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【摘要】：目前,RFID(Radio Frequency Identification)作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)被應(yīng)用于許多領(lǐng)域,如各大圖書館的圖書借閱及分揀等。然而,UHF(Ultra High Frequency)RFID圖書館系統(tǒng)在使用過程中也會出現(xiàn)一定的問題,其中的一個問題是誤讀現(xiàn)象,本文分別從仿真設(shè)計和實際測試兩個方面對其進行解決。首先,本文詳細介紹了有關(guān)于RFID系統(tǒng)的基本理論,主要包括:RFID的系統(tǒng)組成、工作的詳細過程和具體原理,以及相關(guān)天線方面的理論等。本文設(shè)計的讀寫系統(tǒng)工作于UHF頻段,包括RFID天線和讀寫模塊兩個部分。其次,采用電磁仿真軟件HFSS對RFID天線進行仿真設(shè)計,文中對三種形式的圓極化微帶天線進行了仿真設(shè)計。在A型單饋點圓極化微帶天線的仿真中,通過曲流技術(shù)實現(xiàn)了天線的小型化設(shè)計,并在參數(shù)優(yōu)化過程中分析了x向、y向開槽長度對于天線圓極化特性的影響;對于B型單饋點圓極化微帶天線,通過微調(diào)諧振長度使得天線產(chǎn)生兩個等幅正交的極化模式,以此實現(xiàn)了天線的圓極化;在雙饋點圓極化微帶天線的仿真中借助帶狀線原理設(shè)計了一個正交饋電網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)為矩形貼片提供了兩個幅度相等、相位相差90°的輸入信號,從而實現(xiàn)了天線的圓極化。再次,設(shè)計一個基于PR9000的發(fā)射功率可調(diào)的讀寫模塊電路,將仿真效果較好的天線模型制作成實物與讀寫模塊電路組合成一個讀寫系統(tǒng),使用頻譜分析儀對該系統(tǒng)的性能進行測試,并對測試所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。最后,將仿真結(jié)果和測試結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)二者基本一致,天線的定向及圓極化等性能在仿真結(jié)果和測試結(jié)果中都得到了驗證,通過調(diào)整讀寫系統(tǒng)的發(fā)射功率,使得有效閱讀距離得以控制。綜合考慮,本文設(shè)計的面向圖書館應(yīng)用的RFID讀寫系統(tǒng)基本上能夠解決UHF RFID圖書館系統(tǒng)在使用中存在的誤讀現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) UHF RFID 誤讀 HFSS 圓極化微帶天線 PR9000 頻譜分析儀 有效閱讀距離
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：G250.7;TP391.44
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析9
• 1.3 對于圖書館系統(tǒng)現(xiàn)存問題的分析9-11
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容11-13
• 第二章 面向圖書館應(yīng)用的RFID天線的基本理論13-25
• 2.1 RFID系統(tǒng)概述13-16
• 2.1.1 RFID系統(tǒng)的基本組成13-14
• 2.1.2 RFID系統(tǒng)的工作流程14
• 2.1.3 RFID系統(tǒng)的分類14-16
• 2.2 RFID系統(tǒng)的工作原理16-19
• 2.2.1 RFID使用的頻段16
• 2.2.2 RFID的工作波長16-19
• 2.3 RFID天線19-23
• 2.3.1 天線的定義20
• 2.3.2 天線的分類20
• 2.3.3 天線的電參數(shù)20-23
• 2.3.4 應(yīng)用于圖書館的RFID讀寫器天線介紹23
• 2.3.5 相關(guān)參數(shù)介紹23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第三章 面向圖書館應(yīng)用的RFID讀寫器天線的仿真設(shè)計25-54
• 3.1 仿真軟件介紹25-26
• 3.1.1 Ansoft HFSS軟件的主要功能25
• 3.1.2 Ansoft HFSS軟件的天線設(shè)計功能25-26
• 3.2 UHF頻段RFID讀寫器天線概述26-28
• 3.2.1 微帶天線簡介26-27
• 3.2.2 微帶圓極化天線的性質(zhì)27
• 3.2.3 微帶天線的圓極化27-28
• 3.3 面向圖書館應(yīng)用的RFID讀寫器天線的仿真設(shè)計28-52
• 3.3.1 B型單饋點圓極化微帶天線的仿真設(shè)計28-36
• 3.3.2 A型單饋點圓極化微帶天線的仿真設(shè)計36-44
• 3.3.3 雙饋點圓極化微帶天線的仿真設(shè)計44-52
• 3.4 天線仿真結(jié)果分析52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第四章 面向圖書館應(yīng)用的RFID天線及測試系統(tǒng)研究與設(shè)計54-80
• 4.1 天線結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計54-55
• 4.2 天線測試系統(tǒng)設(shè)計55-65
• 4.2.1 超高頻RFID讀寫器收發(fā)電路設(shè)計55-56
• 4.2.2 PR9000及外圍電路設(shè)計56-62
• 4.2.3 超高頻讀寫程序設(shè)計62-65
• 4.3 超高頻讀寫模塊調(diào)試過程65-67
• 4.4 面向圖書館應(yīng)用RFID讀寫器天線測試過程67-74
• 4.5 面向圖書館應(yīng)用的RFID讀寫器天線測試結(jié)果74-78
• 4.6 面向圖書館應(yīng)用的RFID讀寫器天線測試結(jié)果分析78-79
• 4.7 本章小結(jié)79-80
• 第五章 總結(jié)與工作展望80-83
• 5.1 總結(jié)80-81
• 5.2 工作展望81-83
• 參考文獻83-85
• 致謝85-86
• 個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文86

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本文編號：1093571