本文对基于MSP430F2012和nRF24L01的有源RFID标签的设计进行了详细的介绍。对2款芯片的低功耗性能进行了分析并提出了自己的低功耗设计方案;结合了RFID定位的特点，介绍了有别于一般以识别为主要目的的标签的设计方法，分析了其软件设计流程;针对一般空间内被识别目标众多且常处于移动状态的特点，介绍了系统的防冲突能力。

近年来射频识别(Radio Frequency of Identificatio，RFID)技术的应用逐渐广泛，同时也倍受重视。特别是UHF频段的RFID系统，由于其传输距离远、传输速率高，受到了更多地关注。典型的RFID系统由RFID阅读器和标签两部分组成，RFID无源标签依靠RFID阅读器发射的电磁信号供电，并通过反射调制电磁信号与阅读器通信。因此，RFID标签天线设计的优劣对其系统工作性能有关键的影响。

对带有RFID标签的新Port进行了磁场相互作用下磁共振有关的发热伪影综合实验，确定了与1.5和3-T下磁共振系统有关条件下RFID标签的性能是否受到影响。基于实验结果，该植入体适合[或使用当前磁共振标签术语——磁共振条件下]让病人接受1.5-T/64-MHz 和 3-T/128-MHz下的磁共振成像检查。

无线射频识别(RFID)作为一种新型的自动识别技术在物流管理，工业自动化，商业自动化，交通运输控制管理等众多领域得到了广泛的应用，在不远的将来将进行产品级大规模应用进入Et常生活。如果说标准问题与标签价格是阻碍RFID技术推广所面临的两个难题，那么安全与隐私问题便是RFID这项技术是否能够进行行业应用的关键。由于RFID标签强大的追踪能力，RFID的广泛应用也势必给消费者带来新的隐私威胁问题。这种环境下隐私保护问题必将越来越受到人们的重视，对RFID安全协议进行研究具有比较重要的意义。

本文介绍了有源标签的设计理念出发，针对煤矿井下一般小范围空间RFID定位的需求，根据低功耗、高效率的原则进行RFID标签的设计。系统在硬件上采用了单片机和nRF24L01射频芯片的低功耗组合;软件上则结合了RFID定位的特点，介绍了有别于一般以识别为主要目的的标签的设计方法，并分析了其软件设计流程以及简单的防冲突能力。通过良好匹配的天线，本设计有效读取距离可达几十米，足以应付一般空间内定位的需求。

1 引 言 　　射频识别(RFID)技术作为一种新兴的自动识别技术，近年来在国内外得到了迅速发展。目前，我国开发的RFID产品普遍基于中低频，如二代身份证、票证管理等。在超高频段我国自主开发的产品较少，难以适应巨大的市场需求以及激烈的国际竞争。超高频(UHF)标签是指工作频率在860～960 MHz的RFID标签，具有可读写距离长、阅读速度快、作用范围广等优点，可广泛应用于物流管理、仓储、门禁等领域。为适应市场需求，本文以EPC C1G2协议为主，ISO/IEC18000.6为辅，设计了一种应用于超高频标签的数字电路。 　　2 UHF RFID标签的工作原理 　　射频识别系统通常由读写器(Reader)和射频标签(RFID Tag)构成。附着在待识别物体上的射频标签内存有约定格式的电子数据，作为待识别物品的标识性信息。读写器可无接触地读出标签中所存的电子数据或者将信息写入标签，从而实现对各类物体的自动识别和管理。读写器与射频标签按照约定的通信协议采用先进的射频技术互相通信，其基本通讯过程如下。 　　(1)读写器作用范围内的标签接收读写器发送的载波能量，上电复位; 　　(2)标签接收读写器发送的命令并进行操作; 　　(3)读写器发出选择和盘存命令对标签进行识别，选定单个标签进行通讯，其余标签暂时处于休眠状态; 　　(4)被识别的标签执行读写器发送的访问命令，并通过反向散射调制方式向读写器发送数据信息，进入睡眠状态，此后不再对读写器应答; 　　(5)读写器对余下标签继续搜索，重复(3)、(4)分别唤醒单个标签进行读取，直至识别出所有标签。 　　3 UHF RFID标签的结构及系统规格 　　UHF RFID标签的示意图如图1所示，由模拟和数字两部分组成。模拟电路主要包括天线、唤醒电路、时钟产生电路、包络检波电路、解调电路和反射调制电路;数字部分主要实现EPC通信协议，识别读写器发出的命令并执行，如实现多标签阅读时的防冲突方法、执行读写器发送的读写命令、实现读写器和标签的通讯过程以及对输出数据进行编码等。协议规定的标签系统规格如表1所示。 　　 　　图1 UHF RFID标签的示意图 　　表1 UHF RFID标签系统规格 　　 　　4 标签数字电路的设计方法 　　4.1 电路的整体系统设计 　　经过对协议内容的深入研究，本文采用Top.down的设计方法，首先对电路功能进行详细描述，按照功能对整个系统进行模块划分;再用VHDL硬件描述语言进行RTL代码设计并进行功能仿真;功能验证正确后，采用EDA工具，

针对超高频（UHF）RFID标签群快速运动通过读卡器的情景进行了研究，分析了ISO/IEC 180006 Type C类防冲突算法的具体实现过程。结果表明，当UHF RFID标签群在快速运动通过读卡器范围时，会产生新旧标签竞争现象。部分标签一段时间内不被识别，然后离开读卡器识别范围，导致“漏读”，造成系统不可靠。在Type C类防冲突算法的前提下，提出了两种解决方案。

我们将了解如何应用COMSOLMultiphysics?仿真软件来确定被动式RFID标签的可读，此类标签通常由读卡器的询问电磁场驱动。此外，我们还将研究如何通过优化标签的天线设计来最大化它的工作范围。

将ZigBee技术与无线射频识别技术(RFID)相结合构建一套基于ZigBee技术的RFID手持式读写器网络。RFID手持式读写器网络以自组织网的方式连接起来形成，提高了原RFID的灵活性，使原来的网络由单跳网络变为多跳网络，增加了原RFID的读写距离，并将传感器嵌入到主动式RFID标签中，使阅读器既可以读取物品信息，又可以检测物品的周围环境。

本文提出了基于商用0.18μm CMOS工艺的EPC Global Class-1 Generation-2 UHF RFID标签电路设计。

目前，VICC的数字部分的控制器有两种：嵌入式CPU和状态机。嵌入式CPU设计较为灵活，能实现较为复杂的加密算法，但是功耗较大、成本高;而状态机则功耗低、成本低，因而在注重功耗和成本的RFID市场获得了广泛应用，也为本文所采用。

本文设计了一种UHF频段RFID标签天线。在微带矩形天线理论基础上，改进了E型开槽天线的结构，用微带线侧馈代替了背馈方式，使天线与芯片能良好地匹配，并通过获得双谐振频率扩大了带宽。

本文分析了一维和二维Hilbert分形结构的RFID标签天线，并对两种分形标签天线分别比较了其长度、谐振频率、反射系数及方向图随分形阶数的变化关系。 仿真结果表明，一维Hilbert分形标签天线在尺寸缩减的同时，具有较高的天线效率，适合于RFID标签应用。

本文使用NI公司开发的LabVIEW软件来编写软件无线电的代码，LabVIEW 是目前国际上应用最广的数据采集和控制开发环境之一，其在通信仿真领域有着重要的作用。它使用图形化的编程语言(又称“G”语言)编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW 也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库，包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储等。可以增强研究和开发人员构建自己科学和工程系统的能力，并提供实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。

本文介绍了可应用于室內物品定位的改进LANDMARC定位系统。该算法在原始算法基础上对RFID标签进行分类，同时引入了参考误差的概念来提高系统定位精度。改进后的算法结合RF code公司硬件设备组建定位系统。实验结果表明，改进后的算法减少了定位时间，提高了室內物品的定位精度。

在实际应用中，RFID系统的应用要综合考虑位置、距离、温度、湿度、干扰等诸多影响系统性能的因素。未经过测试的RFID系统，系统整体性能不明确，可能会影响实际应用效果，甚至打击最终用户对RFID技术本身的信心。不同的无线信号传播方式需要不同的测试设备支持，并且要采用不同的方法。ISO/IEC 18047-3定义了用于物品管理的RFID标签的性能特性的测试方法，规定了标签性能的一般性要求和测试要求。下面对各个具体测试内容进行分析。

近年来，RFID技术已经广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。越来越多的研究机构开始对超高频RFID系统进行研究，以实现系统的远距离、高速率、低成本等特性。作为RFID必不可少的一部分，电子标签以其低成本、小体积、非接触式等特性取代了传统的二维条码，普遍应用于身份识别、车辆管理、仓储物流、防伪、零售等众多领域。

超高频RFID标签一致性直接影响RFID系统中采集数据的识别率和准确率。采用接收信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator)技术及数理统计，采集标签反射信号强度，设定标准差阈值，作为标签一致性检测参数。研制弯折偶极子近场天线，实现0.1 mm近距离标签识读。利用屏蔽效应，在全自动卷筒式RFID标签套装上设置打点标识机构，对标签批量标记，可实现对柔性超高频RFID标签的高速、批量一致性检测。

普通的超高频电子标签一般采用印制偶极子天线，该结构可以应用于货物、商品、书本等采用非金属介质的表面，而在固定资产管理、集装箱、机车、电子车牌、电力设施等许多领域，由于采用了金属表面结构，传统的超高频电子标签在金属表面几乎不能正常工作，对此本文设计了一款工作在902～928 MHz的低成本、小体积、高增益的抗金属电子标签天线。

有源射频识别定位系统现已被广泛应用于各种定位场景。针对实际场景下电子标签小型化的需求，在半径为14 mm的半圆里，应用弯折线实现了标签PCB天线的小型化设计，增益达到-17 dB。基于集总元件电路，天线实现了433 MHz的谐振特性，且标签天线与标签芯片实现了50 Ω的阻抗匹配。

RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号通过空间耦合，实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的，识别工作无须人工干预，具有很多优点，诸如数据存储量大、可读写、非接触、识别距离远、识别速度快、保密性好、穿透性强、寿命长、环境适应性好以及能同时识别多标签等等，并且可工作于各种恶劣环境。

RFID标签按供电方式分为有源和无源2种[1],无源标签通过捕获阅读器发射的电磁波获取能量，具有成本低、尺寸小的优势;有源标签通常采用电池供电，具有通信距离远、读取速度快、可靠性好等优点[2],但为了满足煤矿井下定位，需要考虑低功耗设计以增强电池的续航能力。

珠海市一通信息技术有限公司专业于RFID 技术设备与系统集成可行性解决方案实施服务，综合AA商业大厦目前管理现状和实际需求，借助RFID 无线射频设备与系统集成搭建有效的小车追踪解决方案，以达成以下目标：

该方案在硬件上采用了MSP430F2012单片机和nRF24L01射频芯片的低功耗组合;软件上则结合了RFID定位的特点，有别于一般以识别为主要目的的标签的设计方法，并分析了其软件设计流程以及简单的防冲突能力。通过良好匹配的天线，本设计方案有效读取距离可达几十米，足以应付一般空间内定位的需求。

本文提出了一种超小型433 MHz PCB天线，增益为-17 dB，达到了RFID系统的应用要求。天线半径为14 mm的半圆区域，在目前所有的文献中面积最小。该天线已制作完成，经过不断调试，在匹配了两个电感后，谐振频率达到433 MHz。该天线尺寸小，是一种性能较好，工程上实用性强的标签天线。

由于粘接件在实际的使用中会受到多种应力考验，我们在实验室内会进行不同的测试以确保粘接质量。常用做法是测试用目前生产设备制作的RFID标签。芯片的定位情况我们可通过视觉系统检测，标签的性能可通过读卡系统来进行测试。

有源射频识别定位系统现已被广泛应用于各种定位场景。针对实际场景下电子标签小型化的需求，在半径为14 mm的半圆里，应用弯折线实现了标签PCB天线的小型化设计，增益达到-17 dB。基于集总元件电路，天线实现了433 MHz的谐振特性，且标签天线与标签芯片实现了50 Ω的阻抗匹配。

射频识别（RFID）技术近年来在国内外得到了迅速发展。对于需要电池供电的便携式系统，功耗也越来越受到人们的重视。本文将具体阐述基于 MSP430 F2012和CC1100低功耗设计理念的双向有源标签的软硬件实现方法。

本文在此基础上，提出了一个结构更为紧凑的双频RFID标签天线。此天线结构与之相比，整体长度减少了10 mm，但同样可以获得良好的性能。只要选择适当的耦合缝隙尺寸，就可以实现天线的双频工作特性。本文所设计的双频天线满足-10dB回波损耗带宽分别是840MHz到940MHz(11%)和2.26GHz到2.56GHz(12%)。

在此针对ISO18000-6C/B标准，研究和分析了UHF RFID无源标签芯片的系统组成以及模拟射频前端的电路方案。基于Cadence Spectre设计仿真平台和TSMCO.18μm CMOS混合信号工艺，对模拟射频前端的整流电路、稳压电路、ASK调制/解调电路、上电复位电路、时钟产生电路等核心模块进行了设计与仿真，通过MPW项目流片实现。最后，给出了芯片各模块的测试结果。

“物联网”可以实现全球范围内物品跟踪与信息共享，大幅提高管理与运作效率，降低成本，给全球供应链的各个环节(仓储物流、生产制造、物品追踪、商业零售、公共服务等等行业)带来深层次变革。而要实现上述愿景，则必须有大量分布式的基础设施——具有联网功能的嵌入式RFID阅读器终端，才能“随时随地”的采集RFID标签信息，实现物联网的无缝全面覆盖。因此，本项目的目标就是基于PIC32技术，实现具有联网功能的嵌入式RFID阅读器终端。

为了提高极点提取的精度，提出了一种利用小波包变换的软阈值法去噪的改进算法，同时，利用矩阵束法提取极点。实验结果表明，在信噪比为6 dB的条件下，仍然可以精确地提取极点并重构瞬态信号，为无芯RFID标签的研究提供了重要参考。