11屆師兄師姐正式05吳

1、基于SAW RFID技術的多功能讀卡器的研究與設計學生：吳福海導師：黃俊 教授專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)1/29軟件程序設計4課題來源及研究背景1總體方案設計2硬件電路設計3測試驗證與總結52/29課題來源及研究背景13/294/29課題來源研究背景物聯(lián)網(wǎng)“十二五” 規(guī)劃重慶市“十二五”規(guī)劃解決方案大力發(fā)展新材料、通信設備等高新技術產業(yè)-聲表面波技術，SAW標簽優(yōu)點：容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理；無源無線、具有識別和傳感雙重功能；工藝簡單，工作在射頻頻段，適應惡劣環(huán)境。SAW RFID為主的第二代無芯射頻識別系統(tǒng)。功能：目標識別；監(jiān)測環(huán)境變量（溫度、濕度等）。重慶市科委重點攻關項目“基于聲表面波技術的煤礦

2、安全綜合監(jiān)管系統(tǒng)”重點發(fā)展感知制造業(yè)-基于IC技術的射頻識別系統(tǒng)，缺點：信息固化不利于二次開發(fā)；無法完成環(huán)境變量的檢測；不適用高溫高壓強電磁干擾，識別誤差大。綜合監(jiān)管系統(tǒng)結構圖5/29本文研究所處位置：SAW RFID系統(tǒng)總體方案設計26/29 需求分析RFID讀卡器性能需求7/29性能指標參數(shù)范圍工作頻段915MHz頻段識別距離3-8米識別速度約30ms/單標簽與上位機的通訊接口串口、網(wǎng)口等發(fā)射功率小于33dBm功耗小于10WSAW標簽性能需求性能指標參數(shù)范圍工作模式無源無線通信識別距離3-8米響應時間小于30ms編碼方式幅度編碼溫度范圍及精度-40-800，1濕度范圍及精度20%-100%

3、，1%系統(tǒng)整體方案設計8/29多參數(shù)SAW標簽陣列射頻前端基帶主控功能模塊程序外擴模塊驅動方案論證（一）ARM主控 要求：強大的數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)控制 和管理能力； ARM的數(shù)據(jù)處理能力達不到要求；DSP主控 DSP：兩者兼?zhèn)?；?shù)字基帶控制方案 本設計選用TMS320VC5509A，作為 核心處理器；9/29方案論證（二）基于CDMA 硬件：復雜、不易集成； 軟件：算法實現(xiàn)有難度；基于FDMA 跳頻、輪詢； 簡化硬件、降低成本；讀卡器與多標簽的通信方式 本設計選用基于FDMA的防沖突方法；10/29硬件電路設計311/29硬件電路總體設計方案發(fā)射模塊 接收模塊基帶模塊12/29射頻前端電路設計13

4、/29基帶模塊電路設計SDRAM接口EEPROM接口232接口485接口14/29電源模塊設計主要芯片功耗統(tǒng)計表15/29芯片工作電壓工作電流功耗芯片工作電壓工作電流功耗LT55195V60mA300mW2*LT6600-2.53.3V26mA85 mWTQM8290075V174mA870mWLT62313.3V40mA130 mWAM50-00115V40mA200mW2*LT15683.3V26mA85mWLT55755V132mA660mWAD92883.3V51mA170 mWADF4360-73.3V30mA100mWVC5509A1.8V3.3V75mA1000mW整板功耗不超過

5、5W電源由外部5V穩(wěn)壓直流電源引入PCB設計 分層設置 器件布局 阻抗匹配設計 EMC設計芯片適當遠離電感盡量垂直擺放濾波電容靠近管腳美觀整齊在布局布線、隔離濾波時必須處理好電磁兼容性問題16/29電路板版圖射頻前端基帶控制17/29軟件程序設計418/29總體軟件結構框架19/29頻偏測溫XN=QN+jINFFT(float dataQ ,float dataI )20/29多卡識別/*發(fā)送916Mhz的本振信號時*/reg_R=0 x4FF96C; reg_C=0 x011D2A; reg_N=0 x30009C;21/2922/29串口通信自定義幀格式上傳數(shù)據(jù)的讀卡器的地址號SAW標簽的

6、ID號SAW標簽讀取到的溫度、濕度、氣體濃度、壓力或加速度的大小用0 x010 x05分別表示溫度、濕度、氣體濃度、壓力或加速度的單位信息測試驗證與總結523/29時鐘信號測試24/29模塊時鐘值波形PLL10MHz方波UART11.059MHz正弦波DSP12MHz正弦波ADC80MHz正弦波關鍵時鐘信號分布表本振信號測試PLL輸出頻域分析PLL輸出時域分析-96dBc/Hz15ms25/29本振信號測試結果測試標準：800/900MHz頻段射頻識別設備要求與檢測方法性能測試 26/29載波頻率容限信道占用帶寬發(fā)射功率鄰道泄漏功率功能驗證濕熱試驗箱HUT701P27/29 SAW RFID系統(tǒng)總體方案設計 讀卡器硬件電路及PCB設計 功能模塊和外擴驅動程序設計 系統(tǒng)性能和功能測試驗證 發(fā)表兩篇核心論文，申請一項專利總結與展望 完成網(wǎng)口、CAN總線的接