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射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是随着近代大规模集成电路技术的发展与成熟而逐渐兴起的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触的双向通信,从而达到自动识别目标对象并获取相关数据目的。因为具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点,射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、冷链物流中温度监控等众多领域,具有广泛的实用价值。
本文以RFID技术理论为基础,从实际应用出发,提出了基于ISO15693协议的MLX90129无源标签、基于nRF24LE1自定义协议2.4GHz有源标签以及基于ZIGBEE协议的2.4GHz有源标签等三种具有温湿度传感功能的RFID标签的设计方案,并分别对其性能进行了检测测试。
本文主要研究内容如下:
1.介绍了RFID工作原理、系统的分类方法、以及该技术领域国内外发展状况,并探讨了其主要RFID系统标准相关内容、防碰撞技术和加密技术的应用。
2.提出了基于MLX90129的13.56MHz无源电子标签的设计方案,介绍了MLX90129芯片的功能特性,阐述了标签硬件电路的详细设计,并采用标签进行环境温度数据的采集,检测其工作性能。
3.描述了基于nRF24LE1设计的2.4G有源自定义协议的标签及读写器的设计过程,设计了同频抗干扰方案和有源标签电池监测方案,并介绍了其实现过程。
4.为了提高标签系统的可扩展性,提出了基于CC2430/CC2431的有源ZIGBEE协议的温度标签设计方案,并根据该标签进行环境温度的检测。
最后,对三种标签工作性能进行检测测试,分析比较了系统的实用性,并提出系统的不足之处和改进方法。