基于Mifare非接觸式IC卡的射頻識(shí)別系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)_圖文

1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于Mifare非接觸式IC卡的射頻識(shí)別系統(tǒng)研姓名：嚴(yán)雄武申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：梁楚樵20050601摘要射頻識(shí)別（，簡(jiǎn)稱）技術(shù)是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它利用射頻方式在非接觸式射頻（、和凄寫(xiě)器之間進(jìn)行無(wú)線雙向通信，完成目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。而卡卜的電黼作電源由讀寫(xiě)器發(fā)出的電磁波能量提供，非接觸式射頻卡與傳統(tǒng)的接觸式卡相比，具有可靠性高、保密性強(qiáng)、方便快捷等特點(diǎn)。射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由應(yīng)答器和閱讀器，通信模塊，人機(jī)接口組成。應(yīng)警器和閱讀器是射頻識(shí)別系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)答器也稱鄰近卡一甲（），是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，即射頻卡。在

2、閱讀器響心范陽(yáng)之外，應(yīng)答器處于無(wú)源狀態(tài)。只是在閱讀器響應(yīng)范圍之內(nèi)，應(yīng)答器才是有源的。應(yīng)答器工作所需的能量，如同時(shí)鐘脈沖和數(shù)據(jù)一樣，是通過(guò)耦合單元傳輸給應(yīng)答器的。閱讀器也稱鄰近耦設(shè)備（），具有讀寫(xiě)功能，即讀寫(xiě)器。本文先從總體上闡述了射頻識(shí)別系統(tǒng)的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)和工作原理。研究了射頻識(shí)別系統(tǒng)中信號(hào)的編碼和調(diào)制的相關(guān)理論。探討了在射頻識(shí)別通信過(guò)樣，蜘何保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸完整性的問(wèn)題，保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸完整性的常用的方法主要有校驗(yàn)?zāi)辍痉ê投嗦反嫒》āＨ缓蠼榻B了非接觸式卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理射頻別技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是非接觸式讀寫(xiě)器的設(shè)計(jì)。文中介紹的非接觸式史寫(xiě)器是將公司的￥射頻卡作為系統(tǒng)應(yīng)答器來(lái)設(shè)計(jì)的。該讀寫(xiě)器采用串行異步通

3、信方式，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。非接觸式卡讀寫(xiě)器是以射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，以卡作為非接觸式讀寫(xiě)器以別對(duì)象，根據(jù)協(xié)議，采用非接觸式卡讀寫(xiě)器核心讀寫(xiě)模塊和指令單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)的。最后詳細(xì)闡述了非接觸式卡讀寫(xiě)器硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別系統(tǒng)，閱讀器，應(yīng)答器，非接觸式卡，：，：，武漢理人學(xué)碩士學(xué)位論文第章緒論課題研究的背景和意義自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是一種自動(dòng)識(shí)別特定載體上的身份信息的技術(shù)。近印求，在：多領(lǐng)域得到了迅速普及和廣泛應(yīng)用。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的任務(wù)就是自動(dòng)攤供滅個(gè)人、動(dòng)物、貨物和商品的信息，以達(dá)到數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)汁或監(jiān)控管理的。自動(dòng)識(shí)別方法包括許多技術(shù)，有條形碼技術(shù)、磁條磁卡技術(shù)、光學(xué)字符?。┐?/p>

4、支術(shù)（）、生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法、接觸式及非接觸式卡技術(shù)等。（）磁卡技術(shù)。磁卡由于采用讀寫(xiě)方便、低成本的磁記錄方式而被泛應(yīng)用，給金融界和用戶帶來(lái)很大的便利，但因磁介質(zhì)存貯性不夠穩(wěn)定、壽命短、容量小，在強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中可能發(fā)生信息丟失。更主要是其保密性差，所以容易被篡改和仿造。（）條形碼技術(shù)。條形碼技術(shù)是一種信息存貯和傳遞技術(shù)，準(zhǔn)確性禹，靠性強(qiáng)，傳遞速度快。條形碼編碼時(shí)采用了起始字符和終止字符以及自校驗(yàn)等技術(shù)措施，保證了讀取數(shù)據(jù)的可靠，另外條形碼閱讀器的性能不斷改善，提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。條形碼制作容易，成本低，容易操作。但它的不足之處是存儲(chǔ)能力小且不易改寫(xiě)。（）接觸式卡技術(shù)。接觸式卡技術(shù)是目前比較成熟

5、且應(yīng)用。泛的技術(shù)，作為一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，它內(nèi)有，可防止數(shù)據(jù)被更改，識(shí)別時(shí)問(wèn)短，簡(jiǎn)單、安全。接觸式卡識(shí)別系統(tǒng)存在觸點(diǎn)對(duì)腐蝕和污染缺乏抵抗能力的缺點(diǎn)。（）生物鑒別技術(shù)。生物鑒別技術(shù)如語(yǔ)音識(shí)別、指紋識(shí)別等是利用了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律，技術(shù)比較復(fù)雜，仿造困難。增加了該識(shí)別技術(shù)的唯。、防偽性，安全性。目前，如何降低拒識(shí)率、誤識(shí)率，縮短識(shí)別時(shí)怛成為該披術(shù)進(jìn)步推廣的關(guān)鍵。射頻識(shí)別（）技術(shù)是一種無(wú)線、非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。通信距離可以從幾厘米至幾十米遠(yuǎn)。其三要優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可全天候、無(wú)接觸地完成自動(dòng)識(shí)別、跟蹤與管明！¨可穿透非金屬物體進(jìn)行識(shí)別，抗干擾能力強(qiáng)

6、。因此，技術(shù)已在世界各地甜到廣泛應(yīng)用。而我國(guó)在這方面則處于起步階段，大多數(shù)設(shè)備仍需采用引進(jìn)的技術(shù)成果。因此，研究該技術(shù)己成為當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需。武漢理人學(xué)碩十學(xué)位論文國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀射頻識(shí)別（）技術(shù)是從上世紀(jì)年代走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，近年來(lái)發(fā)展十分迅速。技術(shù)可以用來(lái)識(shí)別和跟蹤幾乎所有物理對(duì)象，并由此可以構(gòu)建一個(gè)容納和連結(jié)世界上所有物品的廣泛的智能網(wǎng)絡(luò)，【）披術(shù)發(fā)展帶來(lái)的影響將改變我們的生活，給全世界帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命。證為技術(shù)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，所以它得到了廣泛的應(yīng)用。下面是技術(shù)的北典型應(yīng)用：（）身份識(shí)別。電子標(biāo)簽可以通過(guò)嵌入到身份證、護(hù)照、工作證的各種證件中，用作人員身份識(shí)別：也可以發(fā)

7、在管中植入動(dòng)物皮下來(lái)跟蹤，研究和保護(hù)動(dòng)物。通常這些用途的電子標(biāo)簽中除編碼外還會(huì)存入與識(shí)別對(duì)琢州）：的特征信息如指紋、掌紋或體貌圖片等。“應(yīng)用在身份識(shí)別的產(chǎn)品一般使用以下或的上作頻率，這是因?yàn)檫@些頻段的電磁輻射對(duì)人體或動(dòng)物的影響較小，而且技術(shù)成熟，成本低廉?，F(xiàn)在中國(guó)正在試用的二代身份證就是基于一標(biāo)準(zhǔn)的的非接觸卡產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)教育部使用的學(xué)生證上嵌入的則是：（標(biāo)準(zhǔn)的非接觸芯片。現(xiàn)在美國(guó)以及許多困家已經(jīng)丌始嘗過(guò)給所有的蓄養(yǎng)動(dòng)物植入電子標(biāo)簽加強(qiáng)管理和來(lái)防止疫情?？梢哉f(shuō)身份識(shí)別是目技術(shù)應(yīng)用最為廣泛和成熟的領(lǐng)域之。（）防偽應(yīng)用。防偽是技術(shù)的另一個(gè)重要應(yīng)用。將電子標(biāo)簽懂用在防偽的領(lǐng)域中具有識(shí)別。陜速、偽造難、成

8、本低等優(yōu)點(diǎn)，。目前，日本和歐洲正在嘗試在日元和歐元中嵌入的電了標(biāo)簽，返做的的不僅在于防止偽鈔，還可以方便鈔票交易處理。做到手拿一個(gè)讀卡機(jī)就可以在移過(guò)一疊鈔票的瞬時(shí)識(shí)別出中的假幣，同時(shí)得到鈔票的總數(shù)并記錄下所有鈔票號(hào)碼便于記錄和管理。（）公共交通管理應(yīng)用。公交管理是應(yīng)用技術(shù)最早的，也足最成功的領(lǐng)域之一。主要涉及三個(gè)方面的應(yīng)用：電子車(chē)票、爿；停車(chē)收貲和鈉鈴刪。目前中國(guó)有許多城市如上海在使用非接觸式卡作為地鐵、出租【、公交的電子車(chē)票，這些電子標(biāo)簽使用的是頻率下的：標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)殡娮榆?chē)票由于具有交易便捷，快速通過(guò)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，所以越來(lái)越多的武漢理人學(xué)碩十學(xué)位論文城市正準(zhǔn)備使用電子車(chē)票并準(zhǔn)備給它加更多的

9、功能。在不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)特別是是高速公路自動(dòng)收費(fèi)應(yīng)用上，技術(shù)川以充分體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)：在讓車(chē)輛高速通過(guò)完成自動(dòng)收費(fèi)的同時(shí)，還可以解決原來(lái)收費(fèi)成本高，管理混亂以及停車(chē)排隊(duì)引起得交通擁堵等問(wèn)題。目前在這方應(yīng)用的電子標(biāo)簽因?yàn)橐竽軌蜻h(yuǎn)距離和快速識(shí)別，所以多工作在或微波螄段。在中國(guó)，許多城市都在建設(shè)和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行著高速公路的小停年收貲系統(tǒng)管理。而在海關(guān)的通關(guān)中，不少地區(qū)如深圳也已經(jīng)使用了頻段的系統(tǒng)來(lái)提高效率。隨著社會(huì)的發(fā)展，行駛在城市道路上的車(chē)輛越來(lái)越多，引起了嚴(yán)重的交通擁堵。因此需要對(duì)車(chē)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、調(diào)度。另外，車(chē)輛劃糾燈記錄報(bào)警；被盜（可疑）車(chē)輛報(bào)警、跟蹤；特殊車(chē)輛跟蹤；肇事逃逸車(chē)輛排卉等也

10、都是需要認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題。通過(guò)在每輛車(chē)上裝上可遠(yuǎn)距離識(shí)別的電予標(biāo)簽，在每個(gè)路口設(shè)立讀卡機(jī)來(lái)識(shí)別通過(guò)的車(chē)輛就可以實(shí)時(shí)的完成交通流量的統(tǒng)口以通過(guò)智能軟件來(lái)自動(dòng)的控制交通燈來(lái)達(dá)到監(jiān)控道路。疏導(dǎo)交通的目的。同時(shí)，也可以方便從車(chē)流中的找出特定的車(chē)輛。在這一方面，國(guó)內(nèi)外一直在進(jìn)仃著例究和試驗(yàn)，希望能應(yīng)用技術(shù)來(lái)較好的解決交通擁堵這一世界性的交通難題。（）物流管理。為了保證物品的在運(yùn)輸流通中不會(huì)被誤送或丟失，或者為了降低物流成本，提高運(yùn)輸?shù)男?，需要?duì)整個(gè)物流過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和管電。目前技術(shù)在物流領(lǐng)域中應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：鐵路和公路的貨延淵度，集裝箱識(shí)別和跟蹤，物品、包裹的自動(dòng)識(shí)別等在火車(chē)上安裝電子標(biāo)簽，而

11、把讀寫(xiě)器安在鐵路沿線，就可實(shí)時(shí)得到火車(chē)的運(yùn)行情況和車(chē)廂內(nèi)裝的物品信息，通過(guò)動(dòng)態(tài)的調(diào)度火車(chē)運(yùn)行，就可以捉商鐵路運(yùn)能和運(yùn)輸?shù)男?。同樣的技術(shù)也可以應(yīng)用在公路運(yùn)輸上以提高效率，降低運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和成本。本文主要研究?jī)?nèi)容（）對(duì)基于非接觸式卡的射頻識(shí)別系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。（）對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)的理論知識(shí)進(jìn)行了研究。（）對(duì)射頻卡技術(shù)及其通信協(xié)議進(jìn)行了研究。（）對(duì)非接觸式卡讀寫(xiě)器的軟硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用。武漢理一人學(xué)碩七學(xué)位論文第章射頻識(shí)別系統(tǒng)理論射頻識(shí)別系統(tǒng)的分類(lèi)。系統(tǒng)的分類(lèi)方法主要有以下幾種：按工作方式分類(lèi)可分為主動(dòng)式系統(tǒng)和被動(dòng)式系統(tǒng)。主動(dòng)式系統(tǒng)中別頻用自身的能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器，被動(dòng)式系統(tǒng)中射頻

12、卡是在收到讀，器發(fā)的射頻信號(hào)后才被喚醒。這樣可以避免互相之間的干擾。按射頻卡有無(wú)電池可分為無(wú)源系統(tǒng)和有源系統(tǒng)。無(wú)源系統(tǒng)一般識(shí)別距離短，使用壽命較長(zhǎng)。有源系統(tǒng)一般識(shí)別距離長(zhǎng)，使用壽命取決于電池容量。按讀寫(xiě)方式將射頻卡分為三種：可讀寫(xiě)（）、一次寫(xiě)入多次讀出（，）和只讀（）?？ǔ杀颈瓤ê涂ǜ?，卡是用戶可以一次寫(xiě)入的，入后數(shù)據(jù)不能改變?？ù嬗形ㄒ坏奶?hào)碼，不能更改。按工作距離分為遠(yuǎn)程、近程和超近程系統(tǒng)。識(shí)別距離在以，系統(tǒng)稱遠(yuǎn)程系統(tǒng)；識(shí)別距離至的系統(tǒng)稱近程系統(tǒng)：識(shí)別距離在乍【的系統(tǒng)統(tǒng)稱超近程系統(tǒng)。射頻識(shí)別系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意蚓武漢理：人學(xué)碩士學(xué)位論文典型系統(tǒng)（如圖一）由應(yīng)答器（）、讀寫(xiě)器（）以

13、及數(shù)據(jù)交換、管理系統(tǒng)等組成。應(yīng)答器也稱射頻卡、電子標(biāo)簽，它其千】智能讀寫(xiě)及加密通信的能力，是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，在閱讀器的山應(yīng)范圍之外，應(yīng)答器處于無(wú)源狀態(tài)，只有在閱讀范圍之內(nèi)，應(yīng)答器才是有源勺。應(yīng)答器工作所需的能量，如同時(shí)鐘脈沖和數(shù)據(jù)一樣，是通過(guò)耦合單元（非接觸）傳輸給應(yīng)答器的。讀寫(xiě)器由無(wú)線收發(fā)模塊、天線、控制模塊及接口電路等組成，應(yīng)答器如果是無(wú)源系統(tǒng)，即應(yīng)答器內(nèi)不含電池，則應(yīng)答器丁作的能員是讀乓器發(fā)出的射頻脈沖提供。射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作原理實(shí)用系統(tǒng)為無(wú)源系統(tǒng)，即射頻卡內(nèi)不含電池，射頻卡的能量是山讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻脈沖提供。系統(tǒng)工作過(guò)程如下：）讀寫(xiě)器在一個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場(chǎng)，區(qū)域大小

14、取決于發(fā)劓助率、工作頻率和天線尺寸。）射頻卡進(jìn)入這個(gè)區(qū)域時(shí)，接收到讀寫(xiě)器的射頻脈沖，經(jīng)過(guò)橋式整流后給電容充電。電容電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓后作為工作電壓。）數(shù)據(jù)解調(diào)部分從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出命令和數(shù)據(jù)并送到控制邏輯，控制邏輯接受指令完成存儲(chǔ)、發(fā)送數(shù)據(jù)或其他操作。）如需要發(fā)送數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)調(diào)制后從收發(fā)模塊發(fā)送出去。）讀寫(xiě)器接收到返回的數(shù)據(jù)后，解碼并進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)來(lái)決定數(shù)據(jù)的有效性，然后進(jìn)行處理，必要時(shí)可通過(guò)，或無(wú)線接口將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)蜉機(jī)。讀寫(xiě)器發(fā)送的射頻信號(hào)除提供能量外，通常還提供時(shí)鐘信號(hào)，使數(shù)據(jù)保持同步。射頻識(shí)別系統(tǒng)中信號(hào)的編碼和調(diào)制圖是個(gè)典型的數(shù)字通信系統(tǒng)模型，與數(shù)字通信系統(tǒng)相類(lèi)似，射頻識(shí)別系統(tǒng)中閱讀

15、器和應(yīng)答器之間的數(shù)據(jù)傳輸，需要三個(gè)主要的功能塊：按從閱讀器到應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸方向，它們是閱讀器（發(fā)送器）中的信號(hào)編碼（信處彈）和調(diào)制器（載波信號(hào)處理電路）、傳輸介質(zhì)（信道）、以及應(yīng)答器（接收器）卜的解調(diào)器（載波回路）和信號(hào)譯碼（信號(hào)處理）。信號(hào)編碼系統(tǒng)的作用是使傳輸?shù)男畔⒑退男盘?hào)表示盡可能最佳的，傳輸通道的性能相匹配，也就是將發(fā)送的數(shù)據(jù)信息變換為適合于信道傳輸特的頻武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文譜結(jié)構(gòu)。這樣的處理對(duì)信息提供某種程度的保護(hù)，以防止信息受二擾或午¨儺摭以及對(duì)某些信號(hào)特性的蓄意改變。匕糾船舟船圖數(shù)字通信系統(tǒng)中的信號(hào)和數(shù)據(jù)流調(diào)制是對(duì)信號(hào)源的編碼信息進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合傳輸?shù)男?/p>

16、式，般是將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)交為個(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的帶通信號(hào)。傳輸介質(zhì)（信道）把信息傳輸過(guò)一段預(yù)定的距離，射頻識(shí)別系統(tǒng)中采用的傳輸介質(zhì)是磁場(chǎng)！感耦合）或電磁波（微波）。解調(diào)是一種另外的調(diào)制過(guò)程，以再生基帶：。解碼的任務(wù)也就是從基帶編碼的接收信號(hào)中恢復(fù)的原來(lái)的信息，并識(shí)別和標(biāo)識(shí)出傳輸錯(cuò)誤?；鶐Ь幋a常用的編碼有（反相不歸零制）編碼、曼徹斯特（）編碼、單極性歸零制編碼（）、差動(dòng)雙相編碼（）、米勒（、）編碼、差動(dòng)編碼。）編碼：在這種編碼中“高”信號(hào)表示二進(jìn)制，“低”信號(hào)嵌，進(jìn)制，在整個(gè)碼元區(qū)間電平保持不變。）曼徹斯特編碼：在半個(gè)比特周期時(shí)的負(fù)邊沿便是二進(jìn)制】，半個(gè)比特周期中的正邊沿表示二進(jìn)制。由于曼

17、徹斯特編碼在每個(gè)碼元刈隔的中心肯分都存在電平跳變，因此在頻譜中存在很強(qiáng)的定時(shí)分量。此外，由于方波周期內(nèi)、負(fù)電平各占一半，因此也不存在直流分量。曼徹斯特編碼在采用副載波負(fù)載調(diào)制時(shí)經(jīng)常用于從應(yīng)答器到閱讀的數(shù)據(jù)傳輸。武漢理二人學(xué)碩：學(xué)位論文）單極歸零制編碼：在第一個(gè)比特周期中的“高”信號(hào)表，：續(xù)整個(gè)比特周期的“低”信號(hào)表示二進(jìn)制的。）差動(dòng)雙向編碼：在半比特周期中任意的邊沿跳變表示二進(jìn)制，而沒(méi)有邊沿持續(xù)整個(gè)比特周期表示二進(jìn)制，在每一個(gè)比特周期丌始時(shí)，電平要反相。）米勒編碼：在半個(gè)比特周期內(nèi)的任意邊沿表示二進(jìn)制，而經(jīng)過(guò)卜¨。個(gè)比特周期中的電平表示二進(jìn)制。一連串的在比特周期丌始時(shí)產(chǎn)生乜平交換。）

18、變形米勒編碼：也就是在米勒編碼的基礎(chǔ)上有一些細(xì)微的變化，存侮個(gè)邊沿都有一個(gè)“負(fù)”脈沖所取代。這種編碼在電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)用于從閱讀器到應(yīng)答器的數(shù)據(jù)傳輸，很短的脈沖持續(xù)時(shí)間就可以完成，在數(shù)掘傳輸過(guò)程中保證從閱讀器的高頻場(chǎng)中連續(xù)供給應(yīng)答器能量。）差動(dòng)編碼：在差動(dòng)編碼中，用電平的跳變表示二進(jìn)制，信號(hào)保持卅變表示二進(jìn)制。由于它的電平與信號(hào)、之間不存在絕對(duì)的關(guān)系，而是用電平的相對(duì)變化來(lái)傳輸信息，因此，它可以用來(lái)解決相位鍵控同步解調(diào)時(shí)因接收端本地載波相位倒置而引起的信息、倒換問(wèn)題。在為射頻識(shí)別系統(tǒng)挑選合適的信號(hào)編碼系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮每種編碼的邊界條件，最重要的是調(diào)制后的信號(hào)頻譜，以及對(duì)傳輸故障的敏感度。

19、另外對(duì)于無(wú)源應(yīng)答器來(lái)說(shuō)，不允許由于信號(hào)編碼與調(diào)制方法的不適當(dāng)?shù)慕M合而導(dǎo)致能暈轉(zhuǎn)化的中斷。射頻識(shí)別系統(tǒng)一般采用曼徹斯特（）編碼和編碼。數(shù)字調(diào)制技術(shù)調(diào)制就是用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參量進(jìn)行控制，這些參量隨魁帶信號(hào)的變化而變化。未經(jīng)過(guò)調(diào)制的電磁波被稱作載波，調(diào)制的載波可以分為兩大類(lèi)：用弦信號(hào)作為載波和用脈沖或一組數(shù)字信號(hào)作為載波。調(diào)制在通信系統(tǒng)中具有十分重要的作用，通過(guò)調(diào)制不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號(hào)的頻潛搬移到所希望的位置上，將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成合適信道傳輸或便于信道多足并復(fù)用的已調(diào)信號(hào)。而且調(diào)制對(duì)系統(tǒng)的傳輸有效，匪和傳輸?shù)目煽啃杂泻艽蟮挠绊?，調(diào)制的方式往往決定了一個(gè)通信系統(tǒng)的性能。數(shù)字信號(hào)一般

20、調(diào)制方法有三種：對(duì)載波振幅調(diào)制稱為振幅鍵控（），對(duì)載波頻率調(diào)制稱為頻移鍵控（），對(duì)載波相位調(diào)制稱為相移鍵控（）的數(shù)字調(diào)制法。射頻識(shí)別系統(tǒng)中常常采用調(diào)制方法是也就是這三種。武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文振幅鍵控（）振幅鍵控也就是用振幅調(diào)制方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)基帶信號(hào)，常常刖矩彤的占帶脈沖去控制正弦載波的振幅，簡(jiǎn)稱。當(dāng)調(diào)制信號(hào)為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)時(shí)，柏：為二進(jìn)制振幅鍵控（）。最簡(jiǎn)單的的形式是載波在二進(jìn)制調(diào)制情或的控制下通斷，載波為（¨，輸出信號(hào)為（¨，調(diào)制信號(hào)為（，如果口（）的二進(jìn)制信號(hào)空時(shí)載波全通全斷，則在，碼時(shí)發(fā)送載波（甜。¨，在。碼時(shí)不發(fā)送載波信號(hào)，這種調(diào)制又稱（、天鍵控，其時(shí)

21、域表達(dá)式為：（）口。（）（）這里，彳為載波幅度，國(guó)為載波頻率，口為二進(jìn)制數(shù)字。在一般情況下，調(diào)制信號(hào)是具有一定波形形狀的二進(jìn)制系統(tǒng)（兒南帶信號(hào)），即：（）（卜）一（）這里，丁為信號(hào)間隔，（為調(diào)制信號(hào)的時(shí)間波形。二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的一般時(shí)域表達(dá)式為：只卜莓（）（剛）若二進(jìn)制系列的功率譜密度為（），則二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的功率譜密度兀（）為只（）阮（徹。）瓦（彩飛）】、因此，二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)的頻譜寬度是二進(jìn)制帶信號(hào)頻港寬度的，從理論上來(lái)說(shuō)這種信號(hào)的頻譜寬度是無(wú)窮大，為了限制頻帶，可以采用限帶信號(hào)作為基帶信號(hào)。振幅調(diào)制信號(hào)通常是以鍵控的方式產(chǎn)生的。實(shí)際上相當(dāng)于用一個(gè)單極性基帶脈沖與弦載波信號(hào)相乘，因

22、此二進(jìn)制振幅鍵控的調(diào)制器可以用一個(gè)丌關(guān)路來(lái)實(shí)現(xiàn)。頻移鍵控（）頻移鍵控（）是用不同頻率的載波來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制頻移鍵挖（簡(jiǎn)武漢理火學(xué)碩士學(xué)位論文稱）頻率的載波來(lái)代表數(shù)字信號(hào)的兩種電平。接收嘣收到不同的找波信寫(xiě)再進(jìn)行逆變換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，完成信息的傳輸過(guò)程。在二進(jìn)制頻移鍵控中，載波信號(hào)的頻率隨著調(diào)制信號(hào)或而變，刈、載波頻率，對(duì)應(yīng)于載波頻率。二進(jìn)制頻移鍵控的信號(hào)表達(dá)式為：廠：。（）吼（）一，（卜）（：，），“（）這里，萬(wàn)：峨礬，是口”反碼，在通常情況下，（，）為單個(gè)矩形脈沖。二進(jìn)制頻移鍵控己調(diào)信號(hào)可以看成是兩個(gè)不同載波的振幅鍵控已調(diào)信號(hào)之和，因此它的頻帶寬度是兩倍基帶信號(hào)寬度與，：一，的絕對(duì)值

23、之和，即：，厶一一圖為信號(hào)的產(chǎn)生電路，這里數(shù)字信號(hào)控制兩個(gè)單獨(dú)的振蕩器控制門(mén)電路（與）按數(shù)字信號(hào)的變化規(guī)律分別通斷，若門(mén)捫丌，則天閉，此時(shí)輸出為，；反之，輸出，。其特點(diǎn)是速度快，波形好，頻率穩(wěn)定度高，但設(shè)備復(fù)雜；由于在兩個(gè)振蕩器之間進(jìn)行鍵控，使輸出的信號(hào)失去了柏位的連續(xù)性，數(shù)字信輸圖信號(hào)的產(chǎn)生電路相移鍵控（）二進(jìn)制相移鍵控（也稱）用一個(gè)載波的兩種相位末代表數(shù)字信號(hào)。是將編碼信號(hào)的二進(jìn)制狀態(tài)和轉(zhuǎn)變成載波振蕩相對(duì)基準(zhǔn)相位的相應(yīng)棚位狀念，通過(guò)用相位。和。來(lái)分別表示或。二進(jìn)制相移鍵控己謂信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為：廠（）（）（）”（）其中“，的取值為或一，因此在某個(gè)信號(hào)間隔內(nèi)觀察己調(diào)信號(hào)時(shí)，若是幅度為，寬度為

24、丁的矩形脈沖，則有：武漢理大學(xué)碩十學(xué)位論文±（。）（。，）：）這里一”或。這種調(diào)制方式稱為“絕對(duì)移相”。兩種相位的取值是對(duì)固定的參考棚晰的。信號(hào)沒(méi)有直流分量，因而是抑制載波的雙邊帶調(diào)制，所以號(hào)的功率與信號(hào)的功率相同，只是少了一個(gè)離散的載波分量。和絕對(duì)調(diào)相相比，還有一種叫做相對(duì)移相，即，也稱差分訓(xùn)相這種方式用載波的相位變化來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)。在絕對(duì)碼出現(xiàn)時(shí)，的載波相位改變石，出現(xiàn)時(shí)載波相位不變。實(shí)際上是以一個(gè)固定參考相位的裁波為基準(zhǔn)的，因此，解調(diào)時(shí)，也必須要有一個(gè)參考相位固定的載波。如果參考斗日位發(fā)生了“倒相”，則恢復(fù)的數(shù)字信號(hào)就會(huì)發(fā)生和碼反相這種情況稱為反相作。然而，在系統(tǒng)中，只與相對(duì)相

25、位有關(guān)，而與絕對(duì)相位無(wú)關(guān)，敞解科。不存在反相工作的問(wèn)題（即相位模糊）。所以，在實(shí)際工程中大多采用”山。式。射頻識(shí)別系統(tǒng)的副載波調(diào)制就射頻識(shí)別系統(tǒng)而言，用副載波的調(diào)制法主要用在頻率范圍、卅或的電感耦合系統(tǒng)中，而且是從應(yīng)答器到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)的負(fù)載調(diào)制有著與閱讀天線上高頻電樂(lè)振鍵控（）調(diào)制相似的效果。代替在基帶編碼的信號(hào)節(jié)拍中對(duì)負(fù)載電阻的切換，用基帶編碼的數(shù)據(jù)信號(hào)首先調(diào)制低頻率的副載波?？梢赃x擇振幅鍵控（）、頻移鍵控（）或相移鍵控（）調(diào)制作為副載波調(diào)制方法。副載波頻率本身通常是通過(guò)對(duì)操作頻率的二進(jìn)制分頻產(chǎn)生的。對(duì)的系統(tǒng)來(lái)沈，人多數(shù)使用的副載波頻率為（）、（）或（），已調(diào)的副

26、載波信號(hào)則用于切換負(fù)載電阻。副載波進(jìn)行負(fù)載調(diào)制時(shí)，首先在圍繞操作頻率副載波，”的兩側(cè)的距離卜，”生兩條譜線。真實(shí)的信息隨著基帶編碼的數(shù)據(jù)流對(duì)副載波的調(diào)制被傳輸?shù)絻蓷l副載波譜線的邊帶中。另一方面，如果采用的是在基帶中進(jìn)行的負(fù)載凋制時(shí)，數(shù)據(jù)流的邊帶將直接圍繞著工作頻率的載波信號(hào)。射頻識(shí)別系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。，使用非接觸技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，很容易遇上干擾，使傳輸數(shù)據(jù)發(fā)生意外！政變武漢理：人學(xué)碩七學(xué)位論文從而導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤。此類(lèi)問(wèn)題通常是由外界的各種于擾和多個(gè)應(yīng)答烈。信道發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞造成的，針對(duì)這兩種情況，常用的處理方法是采川校驗(yàn)和法和多路存取法。對(duì)于系統(tǒng)，由于信息碼元序列是一種隨機(jī)序列接收端無(wú)法預(yù)知

27、比無(wú)法識(shí)別其中有無(wú)錯(cuò)碼。為了解決這個(gè)問(wèn)題，常常采用在發(fā)送端或電子標(biāo)簽信息、碼元中增加一些監(jiān)督（糾錯(cuò)）碼元，這些糾錯(cuò)碼元和信息、碼元之間有一疋的關(guān)系，使接收端或閱讀器可以利用這些關(guān)系由信道解碼器來(lái)發(fā)現(xiàn)或糾可能存在的錯(cuò)誤碼元。在信息碼元中加入監(jiān)督碼元被稱為差錯(cuò)控制編碼或糾錯(cuò)編碼，不的編碼方法有著不同的檢錯(cuò)或糾錯(cuò)能力。在射頻識(shí)別系統(tǒng)中常用的糾錯(cuò)編碼是校驗(yàn)和法，最常用的校驗(yàn)和法是奇偶校驗(yàn)、縱向冗余校驗(yàn)（）法和循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（）法。校驗(yàn)和法（）奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)是一種很簡(jiǎn)單的而廣泛使用的校驗(yàn)和法。這科方法足把個(gè)，偶校驗(yàn)位組合到每一字節(jié)中，并被傳輸，即每字節(jié)發(fā)送九位。在數(shù)據(jù)傳輸必須確定：是用偶數(shù)校驗(yàn)還是用奇

28、數(shù)校驗(yàn)，以保證發(fā)送器和接收器二者都用同樣的方法進(jìn)行校驗(yàn)。奇偶校驗(yàn)值是這樣設(shè)定的：奇校驗(yàn)時(shí)，若每字節(jié)的數(shù)抓：化的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)則奇偶校驗(yàn)儉之值為，反之，則為；偶校驗(yàn)時(shí)，則當(dāng)每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則奇偶校驗(yàn)位之值為，反之，！為。梢校驗(yàn)位也可以解釋為數(shù)據(jù)位的水平校驗(yàn)和模值。這種水平校驗(yàn)和可用”異或”門(mén)（邏輯門(mén)）從數(shù)據(jù)位算得，總之，奇校驗(yàn)是使用校驗(yàn)位在內(nèi)的九位中的個(gè)數(shù)為奇數(shù)：而偶校驗(yàn)則是使之為偶數(shù)。然而，這種簡(jiǎn)單方法的缺點(diǎn)是識(shí)別錯(cuò)誤的能力低，奇數(shù)位的改變（、文¨）總是可以檢出的；而對(duì)偶數(shù)值（、）的改變，錯(cuò)誤互相抵消了，可奇偶位看來(lái)似乎是正確的。偶校驗(yàn)的奇偶校驗(yàn)發(fā)生器可以通過(guò)對(duì)字節(jié)內(nèi)所

29、有數(shù)據(jù)位的邏輯束實(shí)現(xiàn)，的操作順序是任意的。對(duì)奇校驗(yàn)來(lái)說(shuō)，奇偶校驗(yàn)發(fā)生器的輸出是反川的。（）縱向冗余校驗(yàn)（）法被稱作縱向冗余校驗(yàn)（）的校驗(yàn)和可以既簡(jiǎn)便而又快速地算米。把武漢理一大學(xué)碩十學(xué)位論文一個(gè)數(shù)據(jù)塊的所有數(shù)據(jù)字節(jié)遞歸經(jīng)選通后即可產(chǎn)生校驗(yàn)和。字¨剛字節(jié)經(jīng)門(mén)選通結(jié)果再用字節(jié)經(jīng)門(mén)選通如此等等。蟲(chóng)¨果數(shù)拋傳輸時(shí)把縱向冗余碼校驗(yàn)值附在數(shù)據(jù)塊后面一起傳輸那么在接收器中對(duì)數(shù)據(jù)塊加字節(jié)產(chǎn)生后就可以對(duì)傳輸錯(cuò)誤進(jìn)行簡(jiǎn)單的校核。其結(jié)糶總鷹為零，任何其它結(jié)果都表示出現(xiàn)了傳輸錯(cuò)誤。然而并很口靠，多個(gè)錯(cuò)誤能相互抵消，在一個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)字節(jié)順序的互換根本識(shí)別不出來(lái)。主要?jiǎng)傆陉兯傩ｒ?yàn)很小的數(shù)據(jù)塊。（例如個(gè)字

30、節(jié)）。（）循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（）法循環(huán)冗余碼校驗(yàn)（）法原來(lái)用于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。即使數(shù)據(jù)量很大也能得出有足夠可靠往的校驗(yàn)和數(shù)。這種方法也特別適用于傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)有線（電話）或無(wú)線接口（無(wú)線電技術(shù)，）時(shí)識(shí)別錯(cuò)誤。法能夠以很大的可靠性識(shí)別傳輸錯(cuò)誤，然而不能校正錯(cuò)誤。法的計(jì)算是一種循環(huán)過(guò)程。于是，的計(jì)算包括了要計(jì)算其值的數(shù)據(jù)字節(jié)以及所有前面的數(shù)據(jù)字節(jié)的值。數(shù)據(jù)塊中的每一被校驗(yàn)過(guò)的字節(jié)都用來(lái)計(jì)算整個(gè)數(shù)據(jù)塊的值。從數(shù)字角度來(lái)看，校驗(yàn)和是用所謂的生成多項(xiàng)式去除一個(gè)多項(xiàng)式（數(shù)據(jù)字節(jié)）即可求得，值為相除后所得余項(xiàng)，整個(gè)相除的過(guò)程采用計(jì)算。如果采用編碼校驗(yàn)，發(fā)送方和接收方必須事先約定一個(gè)生成多項(xiàng)式引，生成多項(xiàng)式的高位和低位

31、必須是。要計(jì)算聊位的幀（）的校驗(yàn)和，個(gè)成多項(xiàng)式必須比該多項(xiàng)式短?；舅枷胧牵簩⑿ｒ?yàn)和加在幀的末尾，使這個(gè)帶校驗(yàn)和幀的多項(xiàng)式能被（除盡；當(dāng)接收方收到帶校驗(yàn)和幀時(shí)，用（）去除它，如果有余數(shù)，則傳輸出錯(cuò)。為了說(shuō)明這一操作，計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)塊的位檢驗(yàn)和，數(shù)據(jù)塊的第一個(gè)字節(jié)是，生成多項(xiàng)式協(xié)）。為了計(jì)算位的，把數(shù)據(jù)字節(jié)向左移位（一時(shí)移位）。川的起始位值填入變空的位，本例中是?，F(xiàn)在將生成多項(xiàng)式按下面的艦則重復(fù)地經(jīng)門(mén)用數(shù)據(jù)字節(jié)選通：“如果數(shù)據(jù)字節(jié)的最高位用邏輯選通了生成多項(xiàng)式。則中間結(jié)果的起始位零被刪除，并從右面用數(shù)據(jù)字節(jié)或起始值位填補(bǔ)，以便與生成多項(xiàng)式執(zhí)行新的選通，這種操作將重復(fù)進(jìn)行，直到留下位余數(shù)為止。這個(gè)余

32、數(shù)就是數(shù)據(jù)字節(jié)的值”。為了計(jì)算整個(gè)數(shù)據(jù)塊的伉，前面的數(shù)據(jù)字節(jié)的值就用作后繼數(shù)據(jù)字節(jié)的起始值。當(dāng)數(shù)據(jù)幀被傳輸時(shí)在發(fā)送器內(nèi)計(jì)算數(shù)據(jù)的值，并將此值附在數(shù)據(jù)塊后武漢理丁大學(xué)碩十學(xué)位論文一起傳輸，在接收器中計(jì)算接收數(shù)據(jù)（包括附加字節(jié)）的值，結(jié)果總為零。否則在接收字塊中出現(xiàn)了傳輸錯(cuò)誤。用零校驗(yàn)?zāi)軌蛉菀椎胤治鲂ｒ?yàn)和，并避免代價(jià)很高的校驗(yàn)和比較過(guò)程。這里應(yīng)當(dāng)注意雙方的訓(xùn)算都應(yīng)從相同的的起始值開(kāi)始。的一大優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別錯(cuò)誤的可靠性，即使在有多重錯(cuò)洪叫，也？；嬰少鞋的操作就可以識(shí)別。位的就適用于校驗(yàn)千字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊的數(shù)槲完整性，在系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊明顯的比千字節(jié)短，因此除了位外，還可以使用位和位的。以下三個(gè)項(xiàng)式已成為

33、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：一”一用后向耦合移位寄存器和門(mén)可組成處理器。當(dāng)用移位寄存器計(jì)算一時(shí)，首先將位長(zhǎng)的移位寄存器設(shè)定在它的起始值上，然后從數(shù)拱；移位開(kāi)始計(jì)算，將數(shù)據(jù)位（從低位的數(shù)據(jù)位開(kāi)始）逐位移入反向耦合移位寄仃器，反向耦合或多項(xiàng)式除法是建立在用邏輯選通位基礎(chǔ)上的；當(dāng)所彳位被移入寄存器，計(jì)算結(jié)束，位寄存器的內(nèi)容就表示所需的的值。多路存取法在射頻識(shí)別系統(tǒng)工作時(shí)，可能會(huì)有一個(gè)以上的應(yīng)答器同時(shí)處在閱讀器的作斤范圍內(nèi)，這樣如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的應(yīng)答器同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)通信沖突，數(shù)據(jù)相互的干擾（碰撞）；同樣有時(shí)也有可能多個(gè)應(yīng)答器處在多個(gè)閱讀器的工作范圍內(nèi)，他們之間的數(shù)據(jù)通信也會(huì)引起數(shù)據(jù)干擾，不過(guò)我們一般很少考慮

34、后面的這種情況。為了防止這些沖突的產(chǎn)生，射頻識(shí)別系統(tǒng)中需要設(shè)置一定的相關(guān)命令，解決沖突問(wèn)題，這些命令被稱為防沖突命令或算法（）對(duì)于射頻識(shí)別系統(tǒng)中存的的不同通信形式一般有三種。第一種是“無(wú)線“播”式，即在一個(gè)閱讀器的閱讀范圍內(nèi)存在多個(gè)應(yīng)答器，閱讀器發(fā)出的數(shù)據(jù)流用時(shí)被多個(gè)應(yīng)答器接收。這可以同數(shù)百個(gè)無(wú)線電廣播接收機(jī)同時(shí)接收一個(gè)發(fā)逆竹息類(lèi)似，而信息是由一個(gè)無(wú)線電廣播發(fā)射機(jī)發(fā)射的。第二種是在閱讀器的用范圍有多個(gè)應(yīng)答器同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)給閱讀器，這種通信形式稱為多路存取通信。第武漢理：大學(xué)碩十學(xué)位論文三種是多個(gè)閱讀器同時(shí)給多個(gè)應(yīng)答器發(fā)送數(shù)據(jù)。現(xiàn)在射頻識(shí)別系統(tǒng)中這個(gè)情況很少遇到，我們常常遇到“多路存取”這種通信方

35、式。每個(gè)通信通路有規(guī)定的通路容量。這種通路容量是由這個(gè)通信通！址人數(shù)據(jù)率以及供給它使用的是時(shí)間片確定的。分配每個(gè)應(yīng)答器的通嗡容量必鋇滿足：當(dāng)多個(gè)應(yīng)答器同時(shí)把數(shù)據(jù)傳輸給一個(gè)單獨(dú)的閱讀器時(shí)不能出現(xiàn)互相干擾（碰撞）。對(duì)于電感耦合的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有閱讀器中的接收部分作為共同的通路，供閱讀器作為范圍的所用應(yīng)答器將數(shù)據(jù)傳輸給閱讀器使用。最大數(shù)據(jù)率是由應(yīng)答器天線的有效帶寬和閱讀器得出的。對(duì)于微波的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最大的數(shù)掘率較大。在無(wú)線通信技術(shù)中，通信沖突的問(wèn)題是長(zhǎng)久以來(lái)存在的問(wèn)題，但同時(shí)也研究出許多相應(yīng)的解決方法?；旧嫌兴姆N不同的方法：空分多路法（）、頻分多路法（）、碼分多路法（）和時(shí)分多路法（），下面分別介紹

36、這四種方法。（）空分多路（）法空分多路（）法可以理解為在分離的空間范圍內(nèi)重新使用確定的資源（通路容量）的技術(shù)。一種方法是使單個(gè)閱讀器的作用距離明顯減少，而把大量的閱讀器和天線覆蓋面積并排地安置在一個(gè)陣列之中，因此閱讀器的通信容量在相鄰的區(qū)域內(nèi)可重新使用。當(dāng)應(yīng)答器經(jīng)過(guò)這個(gè)陣列時(shí)與之最近的閱讀器就可以與之進(jìn)行通信，而因?yàn)槊總€(gè)天線的覆蓋面積小，所以相鄰的閱讀器區(qū)域內(nèi)有其他應(yīng)答器仍然可以相互交換信息而不受到相鄰的干擾，這樣許多應(yīng)答器這個(gè)陣列中，由于空間分布可以同時(shí)讀出而不會(huì)相互影響。第二種方法是神：閱讀器上利用一個(gè)電子控制定向天線，該天線的方向圖直接對(duì)準(zhǔn)某個(gè)應(yīng)答器（自適應(yīng)的）。所以不同的應(yīng)答器可以根據(jù)

37、它的閱讀器作用范圍內(nèi)的角度位置區(qū)分開(kāi)來(lái)，可以用相控陣天線作為電子控制定向天線，這種天線由若丁個(gè)偶極冗糾構(gòu)成，用各個(gè)確定的，獨(dú)立的相位去控制每個(gè)偶極子元件。天線的方向到就是由各個(gè)不同方向的偶極子的單個(gè)波疊加出來(lái)的，某個(gè)方向上，偶極子元什的單個(gè)場(chǎng)的疊加由于相位關(guān)系，得到了加強(qiáng)；在其他方向上，則全部或部分抵消而被削弱。為了改變指向，通過(guò)可調(diào)的移相器向各個(gè)偶極子供給相位可調(diào)的高頻電壓。為了啟動(dòng)某一個(gè)應(yīng)答器，必須使定向天線掃描閱讀器周?chē)目眨瑲璧轿錆h理人學(xué)碩士學(xué)位論文此應(yīng)答器被閱讀器的“搜索波束”檢測(cè)到為止。射頻識(shí)別系統(tǒng)用的自適應(yīng)由于天線的結(jié)構(gòu)尺寸，只有當(dāng)頻；苷大：刪（典型的是）時(shí)才能使用，而且天線系統(tǒng)

38、非常復(fù)雜、實(shí)施贊用相當(dāng)高，因此這種方法限制在一些特殊的應(yīng)用上。（）頻分多路（）法頻分多路（）法是把若干個(gè)使用不同載波頻率的傳輸通路同時(shí)；：！給通信用戶使用的技術(shù)。對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以使用具有可自由調(diào)整的、：發(fā)送頻率諧振的應(yīng)答器。對(duì)應(yīng)答器的能量供應(yīng)以及控制信號(hào)的傳輸則使用最佳的使用頻率，應(yīng)答器可以使用若干個(gè)供選用的應(yīng)答頻率。因此，對(duì)于應(yīng)答器的傳輸來(lái)說(shuō)可以使用完全不同的頻率。的缺點(diǎn)是閱讀器的費(fèi)用相當(dāng)高，因?yàn)槊總€(gè)接收通路秘須有自己獨(dú)的接收器提供，所以這種方法只能在少數(shù)幾種特殊應(yīng)用上。（）時(shí)分多路（）法是把整個(gè)可供使用的通路容量按時(shí)間分配給多個(gè)用戶的技術(shù)。它在數(shù)字移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)的范圍內(nèi)推廣使用，對(duì)于系統(tǒng)

39、，成為反碰撞法最大量的一族。這種方法又分為應(yīng)答器控制（應(yīng)答器驅(qū)動(dòng)）和閱讀器控制（驅(qū)動(dòng)）法。應(yīng)答器控制法的工作是非同步的，因?yàn)檫@里對(duì)閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸沒(méi)有控制。按照應(yīng)答器成功地完成數(shù)據(jù)傳輸后是否通過(guò)閱讀的信號(hào)而斷丌，又可區(qū)分為“丌關(guān)斷開(kāi)”法和“非開(kāi)關(guān)”法。應(yīng)答器控制法很慢而且不靈活，因此大多數(shù)系統(tǒng)采用由閱讀器作為主控制器的控制方法，這種方法可以同步進(jìn)行觀乏、為這里所有的應(yīng)答器同時(shí)由閱讀器進(jìn)行控制和檢測(cè)。通過(guò)一種規(guī)定的算泄：，在閱讀器的作用范圍內(nèi)，首先選擇較大的應(yīng)答器組中的一個(gè)應(yīng)答器。然后在選擇的應(yīng)答器和閱讀器之間進(jìn)行通信（如鑒別、讀出和寫(xiě)入數(shù)據(jù)）。為了選擇另外一個(gè)應(yīng)答器，應(yīng)該解除原來(lái)的通信關(guān)系，因

40、為在某一時(shí)問(wèn)內(nèi)只能建立起唯一的通信關(guān)系，也就是單個(gè)應(yīng)答器占用信道通信，可以快速地按時(shí)間順序操作府符器，所以用閱讀器控制的方法也稱作定時(shí)雙工傳輸法。閱讀器控制的方法可以每劃分為“輪詢法”和“二進(jìn)制搜索算法”所有這些方法都以一個(gè)獨(dú)持的序列號(hào)來(lái)識(shí)別應(yīng)答器為基礎(chǔ)?！拜喸儭狈ㄐ枰兴锌赡苡玫降膽?yīng)答器序列號(hào)清單。所有的序列號(hào)依次陂閱讀器詢問(wèn)，直至某個(gè)有相同序列號(hào)的應(yīng)答器響應(yīng)時(shí)為止。然而，這個(gè)過(guò)。俄武漢理一人學(xué)碩士學(xué)位論文賴于應(yīng)答器的數(shù)目，可能會(huì)很慢。因此，只適用于作用區(qū)中僅有幾個(gè)己知的成答器的場(chǎng)合。最靈活的和最廣泛推廣使用的方法是“二進(jìn)制搜索算法”。對(duì)這種方法來(lái)說(shuō)，為了從一組應(yīng)答器中選擇其中之一，閱讀器

41、發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求命令將應(yīng)答器垮列號(hào)傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)碰撞日導(dǎo)到閱讀器上，在二進(jìn)制搜索算法的實(shí)現(xiàn)中起決定：刖的是：閱讀器所使用的合適的信號(hào)編碼必須能夠確定出碰撞的準(zhǔn)確的比特位置。（）碼分多路（）法是數(shù)字技術(shù)的分支一擴(kuò)頻通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種嶄新的無(wú)線通信技術(shù)。技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)而用戶具有特征碼，即包禽擴(kuò)頃（）與分碼兩個(gè)基本概念。擴(kuò)頻是信息帶寬的擴(kuò)展，即把需要傳送的具有定信號(hào)帶寬信號(hào)的帶寬擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出之。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。碼分是實(shí)現(xiàn)用戶信道和基站的標(biāo)識(shí)問(wèn)題?？梢杂貌煌葡嗟膫坞S機(jī)系列來(lái)實(shí)現(xiàn)

42、基站的碼分選址，用一定的算法實(shí)現(xiàn)信道的選擇，用周期足夠長(zhǎng)的序列實(shí)現(xiàn)用戶的誤用另多速率業(yè)務(wù)的識(shí)別。缺點(diǎn)是頻帶利用率低、信道容量?。坏刂反a選擇較難；接收時(shí)地址碼捕獲時(shí)間較長(zhǎng)。其通信頻帶及其技術(shù)復(fù)雜性等很難在系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。在系統(tǒng)中多路存取有以下特征：閱讀器和應(yīng)答器之間數(shù)據(jù)包總的傳輸時(shí)間由數(shù)據(jù)包的大小和波特牢決定，傳播延時(shí)可忽略不計(jì)。系統(tǒng)包括大量的應(yīng)答器并且是動(dòng)態(tài)的（有可能隨時(shí)超出閱讀器范圍），通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)的辦法占用信道進(jìn)行通信。應(yīng)答器沒(méi)有被閱讀激活的情況下不能和閱讀器進(jìn)行通信，對(duì)于系統(tǒng)這種主從關(guān)系是唯一的，一旦應(yīng)答器被識(shí)別，就可以和閱讀器之間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式進(jìn)行通信。相對(duì)于穩(wěn)定方式的多路存取系統(tǒng)，

43、系統(tǒng)仲裁通信過(guò)程是短暫的過(guò)程。防碰撞算法也就是利用多路存取法，也就是研究的重點(diǎn)，可使射頻！刖系統(tǒng)中閱讀器與應(yīng)答器之間數(shù)據(jù)完整地傳輸。射頻識(shí)別系統(tǒng)多路存取技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)答器和閱讀器提出了一些要求，必須可靠的防止由于應(yīng)答器的數(shù)據(jù)在閱讀器的接收過(guò)程中，互相碰撞從而有能潑武漢理人學(xué)碩士學(xué)位論文或相互干擾。在射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，防碰撞技術(shù)是信號(hào)識(shí)別。處理關(guān)鍵技術(shù)之一。當(dāng)在讀寫(xiě)器的天線區(qū)域中有多個(gè)應(yīng)答器時(shí)，它乎同時(shí)發(fā)送信號(hào)，產(chǎn)生信道爭(zhēng)用的問(wèn)題，信號(hào)互相干擾，即發(fā)生了碰撞。而防碰撞技術(shù)利用排隊(duì)論及抗噪聲技術(shù)解決了這個(gè)問(wèn)題。早期的識(shí)別系統(tǒng)一次只能識(shí)別一而系統(tǒng)一次可以完成對(duì)多個(gè)射頻卡的識(shí)別。防碰撞技術(shù)沒(méi)計(jì)

44、的優(yōu)劣很大程度上決定了系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。防碰撞算法協(xié)議（）算法所有的多路存取方法中，最簡(jiǎn)單的方法是，法。只要有一個(gè)數(shù)“：也提供使用，這個(gè)數(shù)據(jù)包就立即從應(yīng)答器發(fā)送到閱讀器去。因此，這種處理本必與應(yīng)答器控制的、隨機(jī)的法有關(guān)。這種方法僅用于只讀應(yīng)答器中。這類(lèi)應(yīng)答器通常只有一些數(shù)據(jù)（序列號(hào)）傳輸給閱讀器，并且是在一個(gè)周期性的循環(huán)中將這些數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)閱讀器的。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間只是重復(fù)時(shí)問(wèn)的，部分，以致在傳輸之間產(chǎn)生相當(dāng)長(zhǎng)的間歇。此外各個(gè)應(yīng)答器的重復(fù)時(shí)間之間的差別是微不足道的。所以存在管一定的概率兩個(gè)應(yīng)答器可以在個(gè)同的時(shí)間段上設(shè)置它們的數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)包不互相碰撞。在系統(tǒng)中交換的數(shù)據(jù)包與在確定的時(shí)刻同時(shí)發(fā)送應(yīng)答器（即

45、、）相符。平均交換的數(shù)據(jù)包含量與經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的平均值相符。平均交換的數(shù)據(jù)包含量可以表示為下式：，。莩等一（。），）、式（）中：表示一個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸持續(xù)時(shí)間，、應(yīng)答器的數(shù)量，。、是在觀察時(shí)閩內(nèi)由應(yīng)答器發(fā)送的數(shù)據(jù)包量。吞吐率是一種關(guān)于計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（如網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)或廣域網(wǎng)連接等）數(shù)據(jù)傳輸率的測(cè)度。吞吐率通常是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)與它的部件處州傳輸數(shù)據(jù)能力的總體評(píng)價(jià)。在通信系統(tǒng)中，這個(gè)測(cè)度通?；诿棵肽芴幚淼臄?shù)據(jù)仲數(shù)或分組的數(shù)目，它依賴于網(wǎng)絡(luò)的帶寬和交換部件。對(duì)于系統(tǒng)，當(dāng)吞吐率等于，即是在傳輸期問(wèn)無(wú)碰撞的傳輸數(shù)據(jù)包，等于表示數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)送或者是由于碰撞不能準(zhǔn)確地讀出傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。傳輸通道的平均吞吐率為

46、：一“武漢理人學(xué)碩十學(xué)位論文如果將式對(duì)求導(dǎo)。可以得出在：時(shí)，得到最大吞吐率為，。對(duì)較小的交換數(shù)據(jù)包量來(lái)說(shuō)，傳輸通路的大部分時(shí)間沒(méi)有被利用；擴(kuò)大變換的數(shù)掘包量時(shí)，應(yīng)答器之白的碰撞立即明顯增加，以上的通路容量沒(méi)有利用。但是法由于它實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，能夠作為防碰撞的療法，很好地適用于只讀應(yīng)答器系統(tǒng)。成功傳輸數(shù)據(jù)包的概率，可以從平均的交換的數(shù)據(jù)包量和吞吐率¨以計(jì)算出來(lái)：口：旦：石一）（）時(shí)隙法使法對(duì)比較小的吞吐量最優(yōu)化的途徑就是時(shí)隙法，應(yīng)答器只在規(guī)定的同步時(shí)隙（）內(nèi)才傳輸數(shù)據(jù)包。在這種情況下，對(duì)所有應(yīng)答器所必須的同步應(yīng)由閱讀器控制。因此。這涉及到一種隨機(jī)的、閱讀器控制的防碰撞法。與簡(jiǎn)單的法相比，可能出現(xiàn)碰撞的時(shí)間只有一半那么多。假設(shè)數(shù)據(jù)包大小一樣（因而傳輸時(shí)間相同），并且兩個(gè)應(yīng)答器在時(shí)間問(wèn)隔、內(nèi)要把數(shù)據(jù)包傳輸結(jié)閱讀器，那么在使用簡(jiǎn)單的法時(shí)總會(huì)出現(xiàn)相互