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在我国,RFID射频识别技术已经在高速公路自动收费、电子票证、机动车管理、动植物监测、商品防伪等领域得到了应用。具有识别距离远、通用性强、使用寿命长和成本低特点的电子标签将会赢得市场和客户的青睐。本论文针对无源标签识别距离近和有源标签通用性不强的问题,在深入分析EPC Gen2协议和无线通信技术原理的基础上,对基于EPC Gen2协议的有源标签设计进行了详尽的讨论和研究。主要内容为:1.基带程序设计和仿真。基带程序基于EPC Gen2协议,采用FPGA芯片实现,主要包括:PIE解码模块、CRC校验、指令解析、伪随机数发生器、主状态机、存储器、FM0/Miller编码器和传输速率控制器。论文中详细介绍了各个模块的设计方法,并对单个模块的仿真结果进行分析。重点讨论如何优化存储器的设计以节省FPGA逻辑资源;以Query命令解析为例说明了指令解析器的设计方法;根据EPC Gen2协议要求,设计了编码器、解码器和主状态机;采用FIFO来设计传输速率控制器,标签可以灵活调节数据传输速率。最后,给出了整个基带程序的测试方法及仿真结果,并对各个仿真波形进行详尽的分析。2.电子标签硬件电路设计。硬件电路主要包括反向散射调制电路、两路IQ解调电路和电源电路。首先,给出了两种适用于有源标签调制电路的设计方案,对两种电路进行了具体电路的测试、分析和比较,得出结论是反向散射调制方式更适合于EPC Gen2协议的有源标签。然后,通过理论分析得出结论,采用两路IQ解调电路可以克服单路包络检波中的接收“盲点”问题,并给出了解调电路各个模块的设计方法。最后,讨论了电源电路各个模块的设计方法。3.电子标签天线设计。首先,简要介绍了影响天线性能的重要参数。然后,重点讨论的影响倒F型天线性能的结构参数,并给出了设计的方法。最后,利用HFSS12软件进行天线的建模和仿真,并以模型为依据进行PCB板设计。4.电子标签测试。给出了电子标签的测试波形、上位机测试结果和标签识别率的测试结果。通过结果分析得出结论,电子标签工作性能良好,已达到预期目标。