声表面波射频识别研究-测试计量技术及仪器专业毕业论文.docx

NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonSurfaceAcousticWavebasedRadioFrequencyIdentificationAThesisinAcousticWaveIdentificationandSensingbyLuXuAdvisedbyChenZhijunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2011承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名: 日 期: 摘 要物联网是最新一轮信息产业革命的标志。在物联网体系中,射频识别是最关键的环节之一,射频识别系统的基本组成包括标签和阅读器两部分。声表面波射频识别技术具有无源、识别距离远、可以实现对高速移动物体的识别、能够适应恶劣环境等优点而成为射频识别领域的研究热点。首先,论文介绍了基于声表面波技术的射频识别系统工作原理,对声表面波射频识别的标签结构、编码方式、阅读器类型进行了理论研究。在此基础上,论文的核心内容为标签的仿真、设计、制作和测试,阅读器发射模块和接收模块的设计。声表面波标签的研究以有限元方法为基础,SOL对声表面波标签进行了仿真。建立了模态分析二维模型,通过频率特性仿真,提取了标签的特征频率和反特征频率,分析了二维模型误差的原因;在此基础上建立了三维模型,仿真分析了叉指换能器金属电极对特征频率的影响以及叉指换能器孔径对激发效率的影响,并获得了标签的幅频特性;通过回波特性仿真,研究了不同反射栅编码对应的回波脉冲。其仿真结果为声表面波标签的设计和制作提供了依据。在理论分析和仿真研究的基础上,设计制作了六组声表面波标签。利用网络分析仪对标签进行了测试,包括特征频率测试、反射栅编码测试、叉指换能器激发效率测试和标签印刷偶极子天线测试等。测试结果基本符合设计要求,验证了理论分析和仿真研究的正确性。在声表面波阅读器的研究方面,论文以典型的时域采样阅读器为基础并进行了改进。阅读器包括控制模块、发射模块和接收模块。控制模块由ARM实现。发射模块包括本振、功放、射频开关三个部分,其特点是利用ARM产生调制信号来控制射频开关,以实现发射信号的调制和收发隔离,从而简化了电路结构并减小了干扰。通过本振芯片ADF4350、功放芯片PA2460和射频开关芯片AS177搭建了发射电路,其测试结果满足设计要求。在此基础上,论文还采用集成接收芯片MAX7033设计了声表面波阅读器的零中频接收模块。论文最后对课题的研究工作进行了总结并归纳了创新点,指出了不足之处并对下一步工作进行了展望。关键词:声表面波,射频识别,标签,阅读器,,ithaslongidentificationofdistance,canreadoutforhigh-speedmobileobjectandadapttobadenvironment,,,,design,productionandtestingofSAWtag,,SOLsoftware.