无源电感耦合射频识别系统天线的设计与优化

无源电感耦合射频识别系统天线的设计与优化

一、无源电感耦合式射频识别系统天线的设计和优化(论文文献综述)

岳恒[1](2021)在《基于多天线标签的环境反向散射通信系统信号检测算法研究》文中进行了进一步梳理物联网(Internet of Things,IoT)技术已经广泛应用在我们的生活当中,如智慧物流、智能医疗、智慧农业等。然而,目前的物联网通信技术都使用有源射频单元,具有很高的功耗。反向散射技术的出现解决了高能耗的问题,随着频谱资源竞争压力的增加,提高反向散射技术的频谱利用率成为亟待解决的问题。环境反向散射通信(Ambient Backscatter Communication,AmBC)技术的出现解决了反向散射技术存在的问题,其利用环境中的电磁波信号进行通信,不再需要占用额外的频谱资源。为物联网的发展带来了新的机遇。AmBC技术是通过反射设备通过调节阻抗匹配网络的方式实现了对信号的调试,进而实现与接收设备进行通信。由于环境信号的不确定性,接收设备很难从混合信号中分离出标签反射的信号。现有的研究都是通过牺牲通信速率来提高信号检测的效率。然而许多应用场景对实时性有较高的要求,研究提高AmBC技术的通信速率对于推动AmBC技术的发展与应用至关重要。为提高通信速率,本文从多天线标签理论设计和信号检测算法设计两个方面展开研究:1)多天线标签理论设计方面:本文设计多天线标签模型,验证了三个天线结构,其中天线1与天线2为通信天线,同时与阅读器通信,可提高通信速率。天线3为能量天线,负责从环境中收集能量。为了防止天线3对天线1与天线2造成干扰,设计天线1与天线2为同一频段与接收设备通信,天线3为另一段频段获取能量以供标签使用。2)信号检测方面:传统的信号检测方法都是在载波信号恒定的条件下进行的。为弥补现有方案的不足,本文针对多天线标签的AmBC系统提出一种基于k-means聚类分析算法进行信号检测。由于AmBC系统的射频载波信号不可预知,难以用包络检波的方法对信号进行检测,因此本文将信号检测问题转换成数据分类问题。多天线标签使用两个天线进行通信,接收设备接收到的信号存在4种状态,利用k-means算法在IQ域中进行聚类分析从而实现对信号解码。此外,针对k-means算法存在的不足,根据时间的相关性,提出了一种基于队列的方式来计算聚类中心的k-means-q(Queue of k-means)算法,降低了误码率。并通过仿真实验对两种算法进行了对比。

李昕龙[2](2021)在《高时间与能量效率的RFID防碰撞算法研究》文中研究说明射频识别(radio frequency identification,RFID)技术是一种重要的物联网技术,它通过标签吸收并反射阅读器发送的电磁波能量进行标签与阅读器的数据交流。与传统的自动识别系统相比,RFID具有读取距离较远,穿透能力强,处理效率高,存储容量大、可重复利用、可以识别高速运动中的物体等特点,被广泛的应用于工业、商业自动化以及交通运输控制管理等多个领域。RFID系统能够通过标签防碰撞算法实现大量标签的时分读取,这是RFID系统相对于其他非接触识读系统的一大优势,国内外有大量文献对RFID防碰撞算法进行了研究,然而这些研究基本上都是假设标签在一个静态的场景中进行的,研究重点在于如何降低识读过程中的碰撞时隙和空时隙数,提高单一标签响应时隙的比例,从而提高识读效率。然而,在实际的RFID应用场景中,例如车辆管理、资产管理、邮政包裹分拣、仓储管理等,标签往往都是随着标识物品移动的,移动场景下待识读RFID标签的数量是一个动态变化的过程,而且其在空间中的位置分布随着标识物品呈现一定的分布规律,针对这些移动场景下如何优化RFID标签防碰撞过程还没有得到很好的研究。本文即针对移动场景下的RFID防碰撞算法进行研究,研究如何通过少量的时隙或帧的交互实现标签空间分布位置的估计,并提出了结合读写器发射功率自适应调节的动态防碰撞算法,从而实现针对RFID实际移动应用场景中的高效节能的RFID标签防撞识读。论文首先介绍了射频识别系统的相关标准以及工作原理,并基于RFID通信空口协议,构建了防碰撞过程能耗模型,仿真分析对比了常见防碰撞算法的能耗。接着针对移动RFID识读场景中,根据阅读器接收到的时隙的信息以及能量强度,提出了一种阅读器识别范围内分布方式的估计算法,并仿真分析了估计算法的性能。最后设计提出了一种基于标签分布估计与阅读器功率自适应的标签防碰撞算法,并对该算法的能耗与时效进行了仿真分析,相比于传统的动态帧长度ALOHA算法,在时间消耗少量增加的情况下,算法的能耗效率提升了 140%以上,并且随着标签数量的增加,该算法的降低能耗的性能还有所上升。

陈昊[3](2021)在《适用于多分布状态的无源超高频标签天线设计方法研究》文中提出随着物联网(IOT)技术的应用逐渐进入我们的生活,作为其底层核心技术的射频识别技术也取得进一步的发展。对于超高频射频识别(UHF RFID)系统而言,主要应用场景为物流运输、仓储等环节,这些环节的特性要求RFID标签能同时有着在标签稀疏环境或者密集环境下被读取的能力。但是标签处于不同分布状态会破坏标签原有阻抗匹配关系进而影响系统性能,标签在密集布放时标签间会产生耦合效应,耦合效应影响了标签性能,造成射频识别系统的系统识别率降低、标签工作频率偏移,标签增益降低,阅读器发射功率增加等问题;而在稀疏环境中,也对标签的增益与读取距离提出了要求。考虑到标签天线在实际使用中,并非只在一种环境下使用,标签既有可能需要在标签密集环境下使用,也有可能需要在标签稀疏环境下使用,这对标签的性能提出了更多的要求,因此设计一款在这两种使用条件下都能有着较优性能的标签天线具有重要的利用价值,本文主要研究内容如下:首先,从Friis功率传输方程出发,推导出单标签单阅读器情况下,标签前向链路与反向链路的功率传输表达式。从电磁场理论的角度,总结了RFID系统中电基本振子天线与电大尺寸天线的场区边界分布,推导了双标签天线情况下近场区与远场区的互阻抗表达式。在已知标签互阻抗表达式的条件下,推导得出了标签在标签密集环境下的前向链路的功率传输系数表达式,基于该表达式研究了标签的阻抗变化对标签功率传输系数的影响。其次,分析了标签的阻抗匹配度对标签最大功率传输的影响;针对标签的阻抗匹配问题,介绍了四种阻抗匹配方法,而针对其中的加载条匹配,建立了加载条阻抗匹配的电路模型,通过实验寻找加载条匹配的规律。最后,采用调节标签阻抗的方法对一款标签进行改进,测量该标签在稀疏环境下的性能,对于标签在密集环境下的性能,则通过实验分析标签在双标签环境的功率传输系数与标签在密集环境下的群读能力。经过实验测量,所改进的标签在密集或者稀疏环境下均有着较优的性能,为适用于多分布状态下的标签天线的设计提供了思路。

杨昌宏[4](2020)在《125KHz幅移键控RFID读写芯片的研究与设计》文中认为随着物联网的高速发展,作为物联网核心技术的RFID技术也快速发展起来。作为一种不用接触即可自动识别的通讯技术,其相对于传统的条码识别等具有寿命长,存储信息量大等特点。对于RFID系统而言,一个读写器控制着许多的标签,但是标签的种类也有许多,最重要的就是信号调制方式与信号传输速率的区别,所以一个能够读取多个传输速率的读写器能更好的适用于不同的应用系统中。并且有的读写芯片中没有集成解调电路,只有滤波、解码功能,用户设计一个读写器时需要在读写芯片的外部设计解调电路,这样芯片的应用电路规模将会变大。本文的主要工作是对125k Hz频段的读写芯片进行研究与设计,读写芯片主要针对的是使用幅度调制发送数据的标签芯片,对芯片的模拟电路,数字控制电路等进行设计。对于幅度调制信号的解调使用一种新的解调方法,采用采样保持电路代替幅度调制信号解调中的包络检波二极管,检测输入信号的峰值包络,减小了二极管导通电压损失,对输入电压幅度的要求变小。为了保证采样保持电路在输入信号的峰值点保持,使用一个相位测量单元检测输入信号的相位并与本地时钟比较,保证采样保持电路在输入载波的峰值点保持以减小包络损失。相对于传统的包络检波方式有更高的灵敏度。为了能够解调不同的传输速率,并针对不同的输入信号幅度,使用一个有源开关电容滤波器、放大器进行采样保持后的滤波放大。滤波的频率由用户根据使用的标签传输速率通过MCU选择,针对2kbit/s和4kbit/s传输速率可选的的滤波频率为3k Hz和6k Hz。放大的倍数可选择100、200、500和1000倍。本文基于CSMC0.5?m工艺进行设计和仿真,数字电路使用逻辑门与D触发器等直接设计,最终的仿真结果表明在电源电压5V下,对于载波频率为125k Hz、采用双相码编码的2kbit/s或4kbit/s信号,可正确解调的最小输入电压为7.5m V,高低位最小电压差为0.7m V,解调器灵敏度高。数字电路根据外部的输入指令也完成了对模拟电路的控制功能。

王天宇[5](2020)在《结算环境下的RFID防碰撞算法研究》文中指出物联网(Internet of Things,IoT)技术,是21世纪一十年代最具改变人类科技和生活的技术之一,是在互联网之后发展起来的又一次新的信息革命。无线射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是物联网技术的主要技术之一,已在医疗、工业生产、仓储物流、农业种植、智慧家庭、自助购物等各个领域广泛应用。随着无人超市概念热度的增加,结算系统成为无人超市技术瓶颈的主要突破点,利用RFID系统的阅读器对嵌有标签的产品进行非接触识别,可快速高效的实现自助结算。但由于RFID技术的特点,多阅读器或多标签在同一时刻同时通信会产生通信碰撞,这就需要在系统防碰撞算法上进行改进优化,来设计出可适用于结算环境下的更稳定更高效的防碰撞算法。改进设计更适合结算系统的RFID防碰撞算法,使结算技术能在自助结算、仓储结算等领域迅速大规模应用,对工业和民生应用有一定的发展意义。本文主要工作如下:(1)提出一种新的标签防碰撞算法,新算法在普通查询树算法的基础上,增加查询比特位(即查询叉数),使算法在满时隙状态下拥有更快的标签识别量,利用碰撞位和总响应位进行标签估数,并与最高碰撞位是否连续结合判断,自适应地调整查询叉数,设计出可变比特位的动态查询树标签防碰撞算法,结合结算环境,在已识别标签的状态上也进行改进。新算法在降低空闲时隙和减少搜索深度方便均有改良进步,在保证稳定性的前提下,提高了算法的识别效率。(2)提出一种新的阅读器防碰撞算法,新算法力在实现结算零失误为入手点,着重解决标签漏读问题,采用两个控制信道,多个数据传输信道的双通信模式,结合FDMA和TDMA的防碰撞机制、优先级竞争机制,最大限度的避免所有类型的阅读器碰撞。算法在标签可接受的频率范围内,分多个不同频率进行通信,避免相互干扰的同时,保证了同一时刻多台阅读器可同时开始对标签的识别工作,提高了算法的识别效率,进而提高了结算系统的工作效率。防碰撞问题一直是RFID系统的核心问题之一,本文基于结算环境背景,在阅读器碰撞算法和标签碰撞算法上都进行了详细研究和改进优化,努力解决自助结算技术主要瓶颈的主要问题。

黄松然[6](2020)在《基于电阻式应变传感器的无线无源化测量方法研究》文中认为在当今各个现代化行业中,应变监测技术都有着广泛的应用需求,如结构健康监测领域需要应变监测技术确保结构在可允许的范围内使用。然而目前的应变传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于封闭空间、高温高压以及机械动力旋转部件等恶劣测量场合,对于上述场合的应变测量,只能使用无线无源应变传感器。因此关于无线无源应变传感器的研究很有意义。常见的电容式无线无源应变传感器结构复杂、高工艺要求等不足限制了其使用场合,且不适用于较大应变(几毫米甚至几十毫米量级)的测量。为此本文研究了一种由平面电感、陶瓷电容与应变电阻构成的电阻式无线无源应变传感器,不仅能在保证较高灵敏度前提下实现对较大应变的无线无源测量,而且具有结构简单、性能可靠、方便加工、成本低等优势。本文主要研究内容和工作包括:(1)针对应变传感器的无线化需求,利用电感线圈的近场耦合特性,设计了一种以应变电阻作为敏感元件的LC无线无源应变传感器电路。利用等效阻抗分析法,推导出应变电阻值与该电路等效输入阻抗相位的关联关系式。由电路仿真结果可知,所得关联关系式和仿真结果偏差约为1%,并基于上述关联关系式开展了应变传感器电路实验。实验结果表明,应变测试误差不超过5%。(2)针对本文设计的电阻式无线无源应变传感器电路,应变变化引起阻抗相位变化不敏感的问题,提出了一种对读出电感和传感器电感综合优化的电路设计方法,增强了传感器电路的读出性能。由电路仿真结果可知,相同应变作用时采用该优化方法所设计的电路与未优化电路相比,谐振频率处阻抗相位增量约为50%,灵敏度提高为0.012°/Ω,并利用综合优化后的参数设计应变传感器电路,应变测试实验结果表明,相同应变作用下,采用优化后参数所设计的电路与优化前相比,谐振频率处相位变化量明显变大,增量约为47%,灵敏度提高为0.011°/Ω。(3)针对实际应用中LC无线无源传感器电路的多目标点应变测量需求,利用电感内外径匹配设计思想,改进了一种特殊绕制的叠层电感结构。由仿真结果可知,采用改进后叠层电感结构的传感器电路可实现对三个目标点的应变测量,并采用改进后叠层电感结构实现了多目标点应变测量实验。由实测结果可知,改进后的叠层电感结构可实现对三个目标点的应变测量。

刘艺[7](2020)在《运动多标签RFID系统检测技术研究与应用》文中认为随着现代信息技术的不断发展,RFID(Radio Frequency Identification)技术正以其独特的优势在各个行业中扮演重要的角色,尤其在现代物流仓储管理领域,RFID技术的引入实现了对物资的快速自动识别。然而在物流管理过程中,当携带有多个标签的物体快速通过阅读器时,个别标签被漏读的现象时有发生。因此,研究与开发适用于运动多标签识别的应用场景的高效识别方法和系统,对于提高RFID技术在物流管理及其它相关应用中的检测成效具有十分重要的现实意义。本文围绕运动多标签检测技术与高效检测系统的开发两个方面开展研究,具体工作如下:第一、在运动多标签检测技术方面,首先分析了运动多标签RFID系统检测特点并总结其存在的问题,然后根据RFID无源标签检测机理总结出了标签预激活技术的三种实现方法,并设计了标签预激活波束扫描天线;在此基础上开发了一套天线信号覆盖预测软件,为多通道系统中多天线的布局优化提供技术支撑。上述工作均进行了仿真或实验验证,为后续多通道检测系统的开发奠定了基础。第二、利用标签预激活技术和多天线信号覆盖预测技术开发了一套主辅六通道RFID检测系统。该系统由主辅六通道组成,其中四路主通道用来实现标签信息的检测,两路辅助通道对运动多标签进行预激活充电,六天线通过信号覆盖预测后进行布局优化,很好的满足信号覆盖要求。论文详细给出了系统组成、软硬件设计、系统搭建及测试成效。测试结果表明,提出的基于辅助通道预激活技术的RFID检测系统有效地提高了标签的检测成效。总之,本文针对运动多标签RFID检测经常存在漏检的情形,提出了标签预激活技术、开发了多天线信号覆盖预测软件、设计出主辅通道RFID检测系统,为RFID技术在物流管理及其它工程应用上提供了新的解决方案。

陈娜[8](2020)在《射频识别与传感系统中的新型无源标签研究》文中指出射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)与传感技术是物联网的关键技术,其中,标签是射频识别与传感系统中必不可少的信息载体。与其他类型的标签相比,无源标签不含电池,因而成本低、结构简单且使用寿命长,但也存在功能有限等缺陷。因此,研究射频识别与传感系统的理论基础,探索无源标签的性能提升方法,实现不同应用场景下低成本、小型化、柔性的新型无源标签,对于射频识别技术的发展具有重要意义。本文分别从无源标签理论模型的研究、液体感知标签的设计、柔性无源标签的探索三个方面对新型无源标签开展研究。首先,针对基于高阻抗表面(High Impedance Surface,HIS)结构的无源无芯RFID标签,本论文提出并验证了一种紧凑且可扩展的物理模型。依据该物理模型,可推导出该标签的集总电路参数和雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的解析公式。值得一提的是,集总参数及RCS的值直接依赖于标签本身的固有物理尺寸,这使得这些参数具备了物理意义。使用该方法和流程,可以快速且准确地计算该类及其它类似HIS结构的谐振频率、反射系数、输入阻抗、RCS和其它参数。其次,提出了一种用于无线感知液体的RFID无源无芯标签。该无芯标签在四分之一模基片集成波导谐振腔表面加载金属缝隙,并在高电场强度区域设置空孔用于加载液体样品。具有不同的介电常数的液体样品使标签谐振频率产生偏移。该频率偏移与RCS一一对应,进而可用于区分几种特定液体。在分析设计标签的基础上,本论文搭建了圆极化收发系统,实测两种液体材料,进而验证了该紧凑型无芯标签的有效性。与现有同类标签相比,该标签具备无线感知、使用寿命长、加工简单、成本低、摆放灵活、可贴附于包含金属在内的物体表面等优点。最后,为了满足射频识别及感知标签的柔性化需求,本论文进一步探索人工表面等离激元,设计了多种人工表面等离极化激元器件,包括宽带差分巴伦、谐振器及滤波器等。这些器件可应用于射频识别与感知系统,所研究的多极子模式有望用于新型柔性标签编码位的控制。

罗嘉星[9](2020)在《基于ISO14443协议的射频模拟电路研究与设计》文中提出射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)主要利用阅读器发射射频电子信号,利用空间耦合的方式产生交变磁场将信息和能量传递给无源电子标签卡,完成信息和能量的传递工作。其中主要应用了射频微波通信技术和半导体集成电路(IC,Integrated Circuit)设计技术,同时涉及到光学、机械学、计算机科学等其他相关知识。射频识别技术与传统条形码技术相比,具有扫描速度快,存储信息量更大,信息加密安全性更高,抗污染能力强,使用寿命长等优势。因此射频识别系统在身份识别,交通系统管理,票务管理,商业物流管理自动化等一系列领域有着非常广泛的应用。本文主要设计内容是基于ISO/IEC14443协议,完成13.56MHz射频电子标签卡模拟前端电路设计,由整流电路、限压电路、稳压电路、时钟提取电路、解调器、振荡器、复位电路组成。其中整流电路、限压电路和稳压电路组成电源管理系统,从外部交流磁场中获取稳定的直流电压。时钟提取电路从磁场中采集13.56MHz同频时钟。振荡器采用电流饥饿型压控振荡器结构,在提供稳定的时钟同时减小功耗。解调器和复位电路分别完成解调和提供复位信号的工作。主要内容包括各个模块电路结构和设计要点分析,并通过Cadence公司的spectre工具完成电路仿真,对电路功能实现进行了验证。并利用Veriloga搭建磁场产生和天线感应模型,进行了整体电路仿真,确认各个模块之间能否正确完成协同工作。最后进行了版图设计并进行版图寄生参数提取仿真,确保流片成功。最终仿真结果显示电路各个模块性能良好,能准确实现电子标签卡模拟前端电路相关功能。

朱创国[10](2020)在《基于RFID的ODN端口信息化的研究》文中研究说明随着宽带中国战略的提出和实施,使得运营商对智能ODN网络的需求愈来愈强烈。传统ODN网络常使用纸质标签来管理资源,导致网络的运维成本高且效率低下。智能ODN网络是将射频识别技术与ODN网络资源管理关联起来,实现了对资源的高效率管理。主要由智能光配线架、智能光跳纤、智能手持机和高层管理系统组成。本文主要是光配线架上添加电子标签单元、控制单元等来实现光纤端口的信息化管理。本论文主要的研究工作:1、对RFID的相关知识做了详细的阐述,其中包括RFID的概念、系统组成及分类、通信原理、技术流程及RFID的无线供电技术。2、在对偶极子天线的特性和研究状况进行分析和调研的基础上,设计了中心频率为915MHz的半波偶极子天线,研究了电磁波在该天线的传输特性,并分析天线的S11、阻抗及方向性。3、在对半波偶极子天线的特性研究基础上,设计了弯折偶极子天线,并且研究了弯折偶极子天线的弯折个数n、弯折宽度w、弯折高度h,线宽a对天线的电性能参数的影响,并不断地改变天线的结构和优化参数,使得天线的阻抗与射频芯片阻抗产生共轭匹配。4、在智能ODN网络的方案中,确定了ODF端口硬件电路方案。在硬件方案基础上对模块电路(电子标签电路、稳压电路、控制电路、LED显示电路及端口检测电路)进行设计和实现,且分析了电磁信号在射频芯片中的限幅保护、全波整流及稳压处理。对整体电路版图进行设计、制作及后期的焊接。软件方面实现了射频芯片与微控制器的同步、全双工的SPI通信。5、对ODF端口电路进行测试。结果表明:阅读器唤醒无源电子标签的最远距离是3.2m,阅读器点亮LED灯的最远距离为70cm。

二、无源电感耦合式射频识别系统天线的设计和优化(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、无源电感耦合式射频识别系统天线的设计和优化(论文提纲范文)

(1)基于多天线标签的环境反向散射通信系统信号检测算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 环境反向散射通信系统研究现状
        1.2.2 环境反向散射通信系统信号检测研究现状
        1.2.3 环境反向散射通信系统多天线标签技术研究现状
        1.2.4 环境反向散射通信系统其他关键技术研究现状
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 本文研究结构框图
        1.3.2 具体研究内容
        1.3.3 本文结构和章节安排
第2章 环境反向散射通信系统
    2.1 绿色物联网
        2.1.1 绿色物联网综述
        2.1.2 如何实现绿色物联网
    2.2 射频识别系统
        2.2.1 RFID系统
        2.2.2 可计算的RFID系统
    2.3 绿色的射频识别系统——环境反向散射通信系统
        2.3.1 环境反向散射通信系统数据通信基本原理
        2.3.2 环境反向散射通信系统调制基本原理
        2.3.3 环境反向散射通信系统能量采集基本原理
        2.3.4 环境反向散射通信系统信号检测原理
        2.3.5 环境反向散射通信的优势、应用及挑战
    2.4 本章小结
第3章 环境反向散射通信系统多天线标签理论分析
    3.1 引言
    3.2 多天线标签的环境反向散射通信系统整体架构
    3.3 多天线标签理论设计
        3.3.1 多天线标签的整体框架
        3.3.2 天线工作频段设计
        3.3.3 阻抗匹配
        3.3.4 能量收集设计
    3.4 本章小结
第4章 基于多天线标签的信号检测算法设计
    4.1 引言
    4.2 基于多天线标签的环境反向散射通信系统的通信模型
        4.2.1 环境反向散射信道感知
        4.2.2 环境反向散射通信系统信号处理
    4.3 信号检测算法研究
        4.3.1 信号检测理论分析
        4.3.2 基于k-means聚类分析算法的信号检测
        4.3.3 基于k-means-q聚类分析算法的信号检测
        4.3.4 仿真实验
    4.4 本章小节
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(2)高时间与能量效率的RFID防碰撞算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 RFID标准研究现状
        1.2.2 RFID技术研究现状
        1.2.3 RFID防碰撞系统研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章 RFID技术基础
    2.1 射频识别系统的组成
        2.1.1 电子标签的组成与分类
        2.1.2 阅读器的组成、分类及性能
    2.2 射频识别系统的工作流程
        2.2.1 读写器到标签通信
        2.2.2 标签到阅读器通信
        2.2.3 标签与阅读器间的链路时序
        2.2.4 阅读器状态变化
    2.3 射频识别系统的能量供应方式
        2.3.1 电感耦合
        2.3.2 电磁反向散射
    2.4 射频识别系统中的防碰撞问题
        2.4.1 标签与阅读器碰撞
        2.4.2 阅读器与阅读器碰撞
        2.4.3 标签与标签碰撞
    2.5 第二章小结
第三章 RFID通信能耗模型研究
    3.1 随机性防碰撞算法
        3.1.1 纯ALOHA算法
        3.1.2 时隙ALOHA算法
        3.1.3 帧时隙ALOHA算法
        3.1.4 动态帧时隙算法
    3.2 确定性防碰撞算法
        3.2.1 二进制搜索算法(BS)
        3.2.2 动态二进制搜索算法(DBS)
        3.2.3 按位二进制数算法(BBT)
        3.2.4 查询树算法(QT)
        3.2.5 碰撞树算法(CT)
    3.3 RFID通信过程能耗建模与分析
        3.3.1 通信能耗模型
        3.3.2 防碰撞算法能耗仿真分析
第四章 标签数量与空间分布估计研究
    4.1 标签数量估计算法
        4.1.1 最小值估计算法
        4.1.2 Schoute估计算法
        4.1.3 切比雪夫不等式估计法
        4.1.4 基于比特估计的标签数量估计算法
        4.1.5 标签数量估计算法评估
    4.2 标签距离估计算法
        4.2.1 标签的样本采集
        4.2.2 标签位置的分布拟合
    4.3 标签空间分布仿真与分析
第五章 功率自适应RFID防碰撞算法
    5.1 阅读器功率自适应分级
    5.2 算法仿真结果比较与分析
        5.2.1 实验环境与参数设置
        5.2.2 算法理论结果的仿真与对比
        5.2.3 实际仿真结果对比
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(3)适用于多分布状态的无源超高频标签天线设计方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作与结构安排
第二章 RFID技术概述
    2.1 RFID系统组成
        2.1.1 阅读器模块
        2.1.2 标签模块
    2.2 RFID天线场区的划分
        2.2.1 电基本振子场区的分布
        2.2.2 电大尺寸天线的场区分布
        2.2.3 电大尺寸天线场区的划分
    2.3 天线的基本参数
    2.4 本章总结
第三章 多分布状态下无源UHF RFID系统链路模型
    3.1 稀疏分布状态下UHF RFID系统能量传输
        3.1.1 前向链路的能量传输机制
        3.1.2 反向链路的能量传输机制
    3.2 密集分布状态下天线互阻抗公式
        3.2.1 近场区天线互阻抗公式
        3.2.2 远场区天线互阻抗公式
        3.2.3 双标签天线互阻抗
    3.3 密集分布状态下UHF RFID系统能量传输
    3.4 密集分布状态下互耦效应影响
    3.5 本章总结
第四章 标签阻抗匹配方法
    4.1 天线的输入阻抗特性
    4.2 标签最大传输功率
    4.3 UHF RFID天线阻抗匹配的方法
        4.3.1 电感耦合匹配
        4.3.2 电容耦合匹配
        4.3.3 T型匹配
        4.3.4 加载条匹配
    4.4 加载条匹配对标签天线阻抗的影响
    4.5 本章总结
第五章 多分布状态下无源UHF RFID标签天线设计
    5.1 标签天线阻抗与功率传输系数关系
        5.1.1 标签天线互阻抗与功率传输系数关系
        5.1.2 标签天线自阻抗与功率传输系数关系
    5.2 适用于多分布状态的标签天线设计
        5.2.1 标签天线改进设计
        5.2.2 改进标签性能参数
    5.3 密集分布状态下标签测试
        5.3.1 标签前向链路功率传输系数分析
        5.3.2 标签后向链路调制因子分析
        5.3.3 双标签互耦效应测试
        5.3.4 标签群读实验测试
    5.4 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(4)125KHz幅移键控RFID读写芯片的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 课题的研究背景与意义
    §1.2 RFID的发展历程
    §1.3 RFID的研究现状及发展趋势
    §1.4 本文的研究工作与组织结构
第二章 RFID系统的基本原理
    §2.1 RFID系统的组成及分类
        §2.1.1 RFID系统的组成
        §2.1.2 RFID系统的分类
    §2.2 RFID编码与调制技术
        §2.2.1 RFID编码
        §2.2.2 RFID的调制方式
    §2.3 RFID标准
    §2.4 本章小结
第三章 RFID读写芯片介绍
    §3.1 芯片简介
    §3.2 芯片整体框图和各模块功能介绍
    §3.3 芯片控制命令集介绍
    §3.4 芯片设计指标
    §3.5 本章小结
第四章 模拟前端电路设计与仿真
    §4.1 解调电路的设计与仿真
        §4.1.1 采样保持电路的设计
        §4.1.2 相位测量电路的设计
    §4.2 带通滤波器的设计与仿真
    §4.3 迟滞比较器电路设计
    §4.4 上电复位、偏置电路、天线驱动的设计与仿真
    §4.5 本章小结
第五章 数字电路设计与仿真
    §5.1 串行接口电路
    §5.2 指令判断电路
    §5.3 输入时钟前置分频
    §5.4 数字调制器
    §5.5 本章小结
第六章 版图设计与验证
    §6.1 版图设计规则与技巧
    §6.2 芯片版图设计
    §6.3 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间所获主要研究成果

(5)结算环境下的RFID防碰撞算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 RFID技术研究背景
    1.2 RFID技术趋势
        1.2.1 天线设计
        1.2.2 芯片设计
        1.2.3 协议标准
        1.2.4 标准体系
        1.2.5 隐私保护与安全
        1.2.6 防碰撞算法设计
    1.3 RFID的结算技术研究意义
    1.4 RFID国内外研究现状和发展
        1.4.1 RFID技术研究现状
        1.4.2 RFID标签防碰撞算法研究现状
        1.4.3 RFID阅读器防碰撞算法研究现状
    1.5 本文主要内容和组织结构
第2章 RFID系统研究
    2.1 RFID系统结构
        2.1.1 电子标签
        2.1.2 阅读器
        2.1.3 后台管理模块
    2.2 RFID系统分类
    2.3 RFID系统工作及信号耦合原理
        2.3.1 电感耦合方式
        2.3.2 电磁反向散射耦合方式
    2.4 RFID数据编码与调制过程
        2.4.1 RFID数据编码
        2.4.2 RFID调制过程
    2.5 本章小结
第3章 RFID防碰撞算法综述
    3.1 标签防碰撞算法概述
    3.2 确定性标签防碰撞算法
        3.2.1 查询树算法
        3.2.2 二进制搜索树算法
    3.3 概率性标签防碰撞算法
        3.3.1 纯Aloha算法
        3.3.2 时隙Aloha算法
        3.3.3 帧时隙Aloha算法
        3.3.4 动态帧时隙Aloha算法
    3.4 阅读器防碰撞算法概述
    3.5 调度式阅读器防碰撞算法
    3.6 分布式阅读器防碰撞算法
    3.7 本章小结
第4章 一种结算环境下的标签防碰撞算法
    4.1 改进算法的提出和改进思路
    4.2 多比特位查询数方案
    4.3 搜索深度
    4.4 标签估计算法
    4.5 算法方案和推导
        4.5.1 最高碰撞位
        4.5.2 碰撞因子
        4.5.3 标签状态
    4.6 算法步骤和流程图
    4.7 算法性能分析和仿真
        4.7.1 仿真参数设定
        4.7.2 查询次数分析
        4.7.3 系统吞吐率分析
        4.7.4 传输数据量分析
        4.7.5 传输时延分析
    4.8 本章小结
第5章 一种结算环境下的阅读器防碰撞算法
    5.1 改进算法的提出和改进思路
    5.2 碰撞机制与阅读器干扰类型
        5.2.1 两种防碰撞机制
        5.2.2 RRI干扰与RTI干扰
    5.3 算法设计方案
    5.4 双控制信道
    5.5 竞争优先级机制
    5.6 俘获效应的计算
    5.7 算法步骤和流程图
    5.8 算法说明性例子
    5.9 算法性能分析和仿真
        5.9.1 仿真参数设定
        5.9.2 查询冲突次数分析
        5.9.3 系统效率分析
        5.9.4 总体查询时延分析
        5.9.5 系统开销分析
    5.10 本章小结
第6章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(6)基于电阻式应变传感器的无线无源化测量方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 应变测量传感器
        1.2.2 无线无源应变测量技术
        1.2.3 LC无线无源传感器的应用研究
    1.3 目前研究工作存在的问题
    1.4 本文主要研究工作
第二章 LC无线无源传感器电路理论基础
    2.1 LC无线无源传感器基础理论
        2.1.1 传感器基础理论
        2.1.2 谐振频率检测方法和无线遥测技术
    2.2 LC无线无源传感器基本元器件分析
        2.2.1 电感
        2.2.2 电阻
        2.2.3 电容
    2.3 读出线圈
    2.4 敏感原理
        2.4.1 电感敏感原理
        2.4.2 电阻敏感原理
        2.4.3 电容敏感原理
    2.5 本章小结
第三章 电阻式无线无源应变传感器电路设计
    3.1 电阻式无线无源应变传感器电路
        3.1.1 应变测量原理
        3.1.2 电路仿真验证
    3.2 实验平台搭建及测试
        3.2.1 实验元器件设计与准备
        3.2.2 应变测试实验
        3.2.3 实验结果分析
    3.3 本章小结
第四章 无线无源应变传感器电路的读出性能增强方法研究
    4.1 无线无源应变传感器电路的读出性能增强方法
    4.2 综合优化设计方法
        4.2.1 电路参数分析
        4.2.2 综合优化设计模型
        4.2.3 电路仿真验证
    4.3 实验平台搭建及测试
        4.3.1 实验元器件设计与准备
        4.3.2 应变测试实验
        4.3.3 实验结果分析
    4.4 本章小结
第五章 多目标点应变无线化测量方法研究
    5.1 多目标点无线化测量方法
        5.1.1 特殊绕制叠层电感结构
        5.1.2 改进后的叠层电感结构
    5.2 多目标点应变无线化测量仿真
        5.2.1 改进后的叠层电感仿真
        5.2.2 三目标点应变测量电路仿真
    5.3 三目标点应变无线化测量实验
        5.3.1 实验元器件设计与准备
        5.3.2 三目标点应变测试实验
        5.3.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介

(7)运动多标签RFID系统检测技术研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作及章节安排
    1.4 本章小结
第2章 运动无源RFID系统工作机理及特点
    2.1 无源RFID系统结构组成
    2.2 无源RFID系统工作机理
    2.3 运动无源RFID系统特点与存在问题分析
    2.4 本章小结
第3章 标签预激活技术研究
    3.1 无源标签的激活过程分析
    3.2 无源标签预激活技术
    3.3 RFID标签预激活波束扫描天线设计
        3.3.1 RFID波束扫描天线总体设计
        3.3.2 巴特勒无源馈电网络设计
        3.3.3 圆极化天线阵列设计
        3.3.4 天线系统仿真及测试结果
    3.4 本章小结
第4章 多天线信号覆盖预测技术研究
    4.1 引言
    4.2 多天线信号覆盖理论及最佳布局分析
    4.3 天线信号覆盖预测软件设计与开发
    4.4 四通道RFID系统天线布局优化
    4.5 本章小结
第5章 主辅六通道RFID检测系统的设计与实现
    5.1 系统整体设计方案
    5.2 主辅六通道射频前端的设计
    5.3 系统软硬件设计
        5.3.1 系统硬件设计
        5.3.2 系统软件设计
    5.4 系统检测成效测试与分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本论文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

(8)射频识别与传感系统中的新型无源标签研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 RFID技术及标签介绍
        1.2.1 RFID技术发展历史
        1.2.2 RFID系统组成
        1.2.3 RFID标签及分类
    1.3 RFID无源标签技术研究现状和发展趋势
    1.4 论文研究内容和框架
        1.4.1 论文研究内容
        1.4.2 论文框架
    参考文献
第二章 射频识别无源标签理论基础
    2.1 电磁场基本原理
        2.1.1 电磁波的辐射
        2.1.2 电磁波的散射
        2.1.3 电磁波的极化
    2.2 射频频谱与RFID频率选择
    2.3 RFID系统工作流程
    2.4 电感耦合和反向散射耦合机制
        2.4.1 近场/电感耦合
        2.4.2 远场/反向散射耦合
    2.5 RFID无源无芯标签编码原理
    2.6 雷达散射截面(RCS)
    2.7 RFID无源标签测量方法
    参考文献
第三章 无源无芯标签雷达散射截面计算模型研究
    3.1 引言
    3.2 高阻抗表面(HIS)的基本理论
    3.3 基于高阻抗表面(HIS)的标签
        3.3.1 传输线模型
        3.3.2 反射相位特性
    3.4 本文提出的紧凑型模型
        3.4.1 方环形贴片到U形贴片的简化
        3.4.2 U形环的集总参数值估计
    3.5 RCS推导及计算模型建立
    3.6 模型验证
        3.6.1 RCS计算与仿真结果对比
        3.6.2 散射参数仿真与测试结果对比
    3.7 本章小结
    参考文献
第四章 无线感知液体的紧凑型无源无芯标签
    4.1 引言
    4.2 液体感知标签的设计
        4.2.1 QMSIW谐振腔
        4.2.2 标签结构
    4.3 理想圆极化平面波激励的标签仿真
        4.3.1 仿真设置
        4.3.2 仿真结果与分析
    4.4 双圆极化标准喇叭天线与标签的测量
        4.4.1 测量装置
        4.4.2 测量结果与分析
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 基于人工表面等离激元的新型柔性无源标签研究
    5.1 引言
    5.2 表面等离激元
    5.3 人工表面等离极化激元(SSPPs)研究现状
    5.4 人工局域表面等离激元(SLSPs)研究现状
    5.5 基于互补型人工表面等离极化激元的差分巴伦设计
        5.5.1 巴伦设计基本理论
        5.5.2 基于互补型SSPPs的差分相移巴伦
    5.6 基于开环SLSPs谐振器的滤波器研究
        5.6.1 引言
        5.6.2 微带直接馈电的可重构滤波器
        5.6.3 平行耦合线馈电的宽带带通滤波器
    5.7 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间主要研究成果

(9)基于ISO14443协议的射频模拟电路研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
引言
    0.1 选题背景及研究意义
    0.2 国内外研究与应用现状
    0.3 RFID未来发展趋势和制约因素
    0.4 论文内容安排
第一章 RFID技术分类与工作原理
    1.1 RFID技术分类
    1.2 RFID系统结构
    1.3 RFID系统工作原理
    1.4 电感耦合传输工作原理
    1.5 ISO/IEC14443 标准协议主要内容介绍
        1.5.1 物理特性
        1.5.2 射频传输功率与信号接口
        1.5.3 初始化与防冲突
        1.5.4 传输协议
    1.6 本文设计电子标签卡模拟电路框架及设计指标
    1.7 本章小结
第二章 RFID电子标签电源管理系统设计
    2.1 整流电路设计
    2.2 限压保护电路设计
    2.3 稳压电路设计
        2.3.1 带隙基准源
        2.3.2 功率级放大管设计
        2.3.3 误差放大器电路设计
        2.3.4 线性稳压源整体电路和电路仿真结果
    2.4 本章小结
第三章 RFID电子标签卡模拟电路其他功能模块设计
    3.1 时钟提取电路设计
    3.2 解调器电路设计
    3.3 复位电路设计
    3.4 振荡器电路设计
    3.5 整体电路仿真
    3.6 本章小结
第四章 版图设计及版图寄生参数提取仿真
    4.1 版图设计
        4.1.1 版图设计流程及设计要点介绍
        4.1.2 部分重要模块局部版图分析
        4.1.3 整体版图
    4.2 版图寄生参数提取仿真
        4.2.1 版图寄生参数提取仿真流程介绍
        4.2.2 线性稳压器版图寄生参数提取仿真结果分析
        4.2.3 振荡器版图寄生参数提取仿真结果分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献

(10)基于RFID的ODN端口信息化的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 国内外的解决方案
    1.3 本文的章节安排
2 RFID物联网的关键技术的研究
    2.1 RFID系统基本知识
        2.1.1 RFID产生背景
        2.1.2 射频识别技术的概念
        2.1.3 RFID技术优势
    2.2 RFID系统的组成及分类
    2.3 RFID通信原理
    2.4 RFID技术流程
    2.5 无线供电技术
        2.5.1 电磁辐射式无线供电技术
        2.5.2 感应耦合式无线供电技术
        2.5.3 磁耦合谐振式无线供电技术
3 无源电子标签天线的研究和设计
    3.1 天线的基本概念
    3.2 天线的场论分析
        3.2.1 近场区
        3.2.2 远场区
    3.3 天线的电参数
        3.3.1 天线的方向性
        3.3.2 天线的效率
        3.3.3 天线的增益
        3.3.4 天线的阻抗
        3.3.5 天线的频带
        3.3.6 天线的小型化
    3.4 电子标签天线的实现过程
        3.4.1 RFID天线的设计流程
        3.4.2 天线的设计方法
    3.5 半波偶极子天线的研究和设计
        3.5.1 半波偶极子天线的辐射原理
        3.5.2 半波偶极子天线的模型设计
        3.5.3 仿真结果分析
    3.6 弯折偶极子天线的研究和设计
        3.6.1 弯折个数n对天线的影响
        3.6.2 弯折宽度w对天线的影响
        3.6.3 弯折线的高度h对天线的影响
        3.6.4 天线宽度a对天线的影响
        3.6.5 电子标签天线的确定和参数的优化
4 ODN端口电路设计及软件实现
    4.1 智能光配线网络整体方案的介绍
    4.2 端口电路硬件部分的设计和实现
        4.2.1 电路的整体方案设计
        4.2.2 硬件开发工具的介绍
        4.2.3 芯片的选型
        4.2.4 无线载波在射频芯片中的处理
        4.2.5 硬件原理图的设计
    4.3 软件的设计和实现
        4.3.1 软件开发工具与环境
        4.3.2 SPI通信的研究
        4.3.3 SPI驱动层设计
5 系统测试与分析
    5.1 阅读器和电子标签通信
    5.2 阅读器读端口及点灯的最远距离
6 总结和展望
参考文献
致谢
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

四、无源电感耦合式射频识别系统天线的设计和优化(论文参考文献)

  • [1]基于多天线标签的环境反向散射通信系统信号检测算法研究[D]. 岳恒. 太原理工大学, 2021(01)
  • [2]高时间与能量效率的RFID防碰撞算法研究[D]. 李昕龙. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [3]适用于多分布状态的无源超高频标签天线设计方法研究[D]. 陈昊. 合肥工业大学, 2021(02)
  • [4]125KHz幅移键控RFID读写芯片的研究与设计[D]. 杨昌宏. 桂林电子科技大学, 2020(04)
  • [5]结算环境下的RFID防碰撞算法研究[D]. 王天宇. 太原理工大学, 2020(07)
  • [6]基于电阻式应变传感器的无线无源化测量方法研究[D]. 黄松然. 西安电子科技大学, 2020(02)
  • [7]运动多标签RFID系统检测技术研究与应用[D]. 刘艺. 苏州大学, 2020(02)
  • [8]射频识别与传感系统中的新型无源标签研究[D]. 陈娜. 东南大学, 2020
  • [9]基于ISO14443协议的射频模拟电路研究与设计[D]. 罗嘉星. 辽宁大学, 2020(01)
  • [10]基于RFID的ODN端口信息化的研究[D]. 朱创国. 武汉邮电科学研究院, 2020(11)

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无源电感耦合射频识别系统天线的设计与优化
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