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射频识别(RFID)是利用无线电波在阅读器和标签之间进行识别与数据交互的技术,工作频段在860MHz到960MHz之间的射频识别系统,被称为超高频射频识别(UHF RFID)系统。伴随着物联网技术的兴起,RFID技术正在逐渐改变着人类的生活。RFID系统由标签、阅读器终端和后端数据管理系统组成。RFID阅读器是整个系统中不可或缺的一环,而RFID阅读器的数字基带部分又是阅读器的核心,对整个RFID系统的性能起着至关重要的作用。论文在深入研究UHF RFID技术及相关ISO18000-6C协议的基础上,提出“8位MCU+FPGA”的阅读器数字基带设计方案,由FPGA硬件来实现数字基带收发单元,即实现ISO18000-6C协议物理层;以8位MCU及运行其上的嵌入式软件来实现数字基带控制单元,即实现协议标签识别层。同时论文也提出了数字基带与射频前端的接口方案。论文在分析研究ISO/IEC18000-6C协议物理层以及实际项目条件和需求的基础上,设计基于FPGA的数字基带收发单元的组成结构,验证和整合前人完成的数字基带收发单元收发链路,设计数字基带收发单元与射频前端的接口、载波抑制控制模块、以及数字基带收发单元和数字基带控制单元的数字接口,完成了数字基带收发单元的RTL设计和FPGA实现。论文在分析研究ISO/IEC18000-6C协议标签识别层的基础上,设计基于8位MCU的数字基带控制单元的软件架构和实现流程,完成驱动层(FPGA底层驱动)、协议层(协议处理函数)和应用层(通信接口)的详细设计,实现了对标签识别操作的管理、控制以及和上位机的通信功能。此外,论文在协议层实现了防碰撞Q算法。论文对UHF RFID阅读器数字基带电路进行测试,包括对数字基带本身的测试,以及数字基带电路与射频前端电路的联调测试,测试结果表明设计达到了预期的功能和性能要求。论文在UHF RFID数字基带设计的基础上,还进一步开发多接口UHF RFID阅读器,设计其系统结构并完成多接口系统控制器的设计,能支持GPRS、WiFi、ZigBee、以太网、USB和串口等多种用户接口。测试结果表明多接口UHF RFID阅读器可以实现预期功能,也进一步表明了数字基带设计的正确性。